地震現(xiàn)場通訊集成技術(shù)研究

王 卓方 瑤郝永梅王建勛賈 軍龔 飛張美玲1）中國哈爾濱 150090黑龍江省地震局2）中國黑河 164155五大連池地震火山監(jiān)測站

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地震現(xiàn)場通訊集成技術(shù)研究

王 卓1)方 瑤1)郝永梅1)王建勛1)賈 軍1)龔 飛1)張美玲2)
1）中國哈爾濱 150090黑龍江省地震局2）中國黑河 164155五大連池地震火山監(jiān)測站

摘要從地震應(yīng)急現(xiàn)場工作需求出發(fā)，根據(jù)組網(wǎng)、編寫輔助程序到硬件集成的現(xiàn)場通訊技術(shù)，將現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)接入地震系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)，并根據(jù)實(shí)際信號優(yōu)化工作現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，為野外工作提供一定續(xù)航能力。

關(guān)鍵詞應(yīng)急；現(xiàn)場；網(wǎng)絡(luò)

0 引言

地震發(fā)生后在沒有應(yīng)急指揮車的條件下，地震應(yīng)急現(xiàn)場工作隊(duì)攜帶零散的必要設(shè)備趕赴地震現(xiàn)場開展工作，工作地點(diǎn)由地震震中位置及區(qū)域烈度等因素決定，地理位置具有較大隨機(jī)性。不能保證具有固定工作地點(diǎn)，工作條件難以保障。用于地震現(xiàn)場工作的電源、專業(yè)設(shè)備、通訊設(shè)施等，通訊最具有隨機(jī)性，而且現(xiàn)場工作隊(duì)未必配備專業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信人員，如何根據(jù)現(xiàn)場情況配置當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)重要問題。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸取代3G成為主流。但由于4G技術(shù)應(yīng)用時(shí)間尚短，基站覆蓋率遠(yuǎn)達(dá)不到3G基站覆蓋水平。地震應(yīng)急工作地點(diǎn)經(jīng)常分布于野外和山區(qū)，而當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)覆蓋僅限于城區(qū)，因此采用3G作為主力通訊手段。根據(jù)3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，選用聯(lián)通WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址）和電信CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）兩種標(biāo)準(zhǔn)的3G協(xié)議在路由器中做雙出口配置，其中WCDMA下行帶寬可達(dá)21.6 Mbps，CDMA2000下行帶寬可達(dá)3.1 Mbps。隨著4G基站覆蓋率增加，將逐步取代3G。

以網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的3G互聯(lián)網(wǎng)接口為基礎(chǔ)搭建VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地震應(yīng)急現(xiàn)場到省地震局的虛擬專網(wǎng)互聯(lián)。VPN虛擬專網(wǎng)的通訊質(zhì)量取決于3G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，而3G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量又取決于基站距離。如果運(yùn)營商基站數(shù)量多密度大，那么網(wǎng)絡(luò)覆蓋率就好，無信號幾率就低?，F(xiàn)場工作地點(diǎn)的隨機(jī)性決定了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的擇優(yōu)使用，若兩種3G網(wǎng)絡(luò)效果均較好，還可以利用負(fù)載分擔(dān)使業(yè)務(wù)分流，從而提高總帶寬。

海事衛(wèi)星BGAN（Broadband Global Area Network，寬帶全球局域網(wǎng)）為另一種可選的通訊方式，不受基站位置影響，但也有諸多限制：①受天氣影響，雨、雪、一定厚度的云層均會對某些波段的衛(wèi)星信號產(chǎn)生嚴(yán)重干擾；②BGAN系統(tǒng)在中國中東部大部分地區(qū)只覆蓋亞太衛(wèi)星，只有西部少數(shù)地區(qū)可同時(shí)使用歐非衛(wèi)星。由于衛(wèi)星信號是直線傳播的，在中國境內(nèi)使用亞太衛(wèi)星時(shí)，東南方向無遮擋才是最有利的情況，如果現(xiàn)場工作隊(duì)的工作地點(diǎn)東南方仰角內(nèi)正好有高大建筑、山峰、隧道或茂密森林等遮擋物，會直接影響衛(wèi)星信號的傳播；③價(jià)格昂貴，應(yīng)作為通訊的最后手段。

將上述通訊方式整合起來，通過一個(gè)完善的邏輯智能判斷，選擇最優(yōu)方式進(jìn)行通訊，提高現(xiàn)場工作隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)平臺質(zhì)量。現(xiàn)場工作隊(duì)通常沒有專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工作人員，因此簡化操作智能管理也本研究的另一個(gè)主要方向。本文以黑龍江省地震局現(xiàn)有條件和實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)，研究如何將通訊和供電等設(shè)備集成，便于管理和操作，同時(shí)研究開發(fā)圖形化界面軟件，管理和配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

1 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)

VPN在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)虛擬互聯(lián)。常用VPN協(xié)議有IPSec（Internet Protocol Security，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全性）、L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol，第二層隧道協(xié)議）和GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封裝）3種。考慮到應(yīng)急流動(dòng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)安全性，IPSec為必選協(xié)議。L2TP在移動(dòng)端無法為VPN單獨(dú)選擇所使用的互聯(lián)網(wǎng)出口，只能與上網(wǎng)出口保持一致，與本研究意愿相違背不予考慮。

為與地震系統(tǒng)行業(yè)網(wǎng)保持一致性，需要使用OSPF（Open Shortest Path First，開放最短路徑優(yōu)先）動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，而IPSec本身不支持OSPF所需組播協(xié)議，因此需將GRE 與IPSec搭配使用。

在IPSec over GRE方案中，兩端路由器外網(wǎng)接口均需設(shè)置固定IP地址。而應(yīng)急流動(dòng)端使用3G作為互聯(lián)網(wǎng)，獲取動(dòng)態(tài)IP地址。因此，選擇GRE over IPSec方案，使GRE在IPSec內(nèi)部通過設(shè)置一個(gè)loopback（回送地址）接口來實(shí)現(xiàn)VPN互聯(lián)。

在GRE over IPSec方案中，應(yīng)急流動(dòng)工作隊(duì)與省地震局之間交互數(shù)據(jù)，利用GRE通用路由封裝協(xié)議，建立一個(gè)非安全的隧道據(jù)，利用其支持組播協(xié)議特性來支持隧道使用OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議傳遞私網(wǎng)數(shù)據(jù)。GRE協(xié)議自身無法保障數(shù)據(jù)安全性，需要利用IPSec保護(hù)數(shù)據(jù)流安全，保證數(shù)據(jù)不被篡改、偷換和非法讀取。數(shù)據(jù)流經(jīng)過路由器先分裝為GRE數(shù)據(jù)包，再分裝為IPSec數(shù)據(jù)包，通過物理接口監(jiān)控是否有需要加密的GRE數(shù)據(jù)，兩端GRE數(shù)據(jù)流被加密分裝為IPSec包進(jìn)行傳遞，保證數(shù)據(jù)包經(jīng)過IPSec加密和認(rèn)證，包括隧道建立、路由建立和傳遞。

綜上所述，選擇使用GRE over IPSec VPN進(jìn)行NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）穿越，同時(shí)運(yùn)行OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議交互內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)，使用靜態(tài)路由建立VPN為最終方案，見圖1。

圖1　網(wǎng)絡(luò)接入方案Fig.1 Network access scheme

1.1 配置GRE

GRE協(xié)議在兩端路由器中分別創(chuàng)建一個(gè)虛擬tunnel接口，用來支持組播協(xié)議，以便運(yùn)行OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。文中VPN方案采用GRE協(xié)議在內(nèi)、IPSec協(xié)議在外的方式，需首先將數(shù)據(jù)分裝為GRE數(shù)據(jù)包。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若GRE tunnel接口源和目的地址使用實(shí)際業(yè)務(wù)地址，將會造成OSPF路由震蕩，進(jìn)而造成數(shù)據(jù)包丟失。因此，采用以下做法，建立一個(gè)loopback接口，以此為基礎(chǔ)建立GRE隧道。

interface LoopBack0 //創(chuàng)建loopback 0接口

ip address 2.2.2.1 255.255.255.255 //配置loopback接口ip

之后再創(chuàng)建tunnel接口，其地址設(shè)置為行業(yè)網(wǎng)的接口互聯(lián)地址，源地址和目的地址分別設(shè)置為上述創(chuàng)建的本地和對端LoopBack接口地址。

interface Tunnel30 //創(chuàng)建GRE tunnel30接口

ip address 192.168.251.186 255.255.255.252 //配置tunnel接口ip

source 2.2.2.1 //指定本端tunnel接口的源地址

destination 1.1.1.1 //指定對端地址

1.2 配置IPSec

本文VPN方案的IPSec協(xié)議在GRE外部，在物理接口上監(jiān)控需要加密的GRE數(shù)據(jù)流，兩端GRE數(shù)據(jù)將被分裝成IPSec數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密再傳遞，所加密數(shù)據(jù)更全面。

IPSec協(xié)議需要?jiǎng)?chuàng)建訪問控制列表來定義其要保護(hù)的數(shù)據(jù)流，源地址和目的地址需要為兩端路由器loopback接口配置地址，即GRE協(xié)議中tunnel接口的源和目的地址。

acl number 3000

rule 0 permit ip source 2.2.2.1 0.0.0.0 destination 1.1.1.1 0.0.0.0

在本端IP地址不固定，IPSec必須使用野蠻模式，并通過兩端名稱的方式進(jìn)行協(xié)商。同時(shí)配置NAT穿越，用于解決運(yùn)營商級NAT的問題。全球ipv4公網(wǎng)地址目前分配殆盡，運(yùn)營商無法為每個(gè)3G用戶分配一個(gè)實(shí)際的ipv4公網(wǎng)地址，為了向ipv6平穩(wěn)過渡，運(yùn)營商普遍采用DS-lite或NAT444技術(shù)，為用戶分配虛擬公網(wǎng)地址，并映射實(shí)際公網(wǎng)地址，目前聯(lián)通和電信運(yùn)營商均采取此技術(shù)。利用display ipsec sa查看IPSec隧道建立，本端顯示虛擬公網(wǎng)地址，從對端可以看到真實(shí)公網(wǎng)地址。

ike peer center //配置ike對端鄰居名稱

exchange-mode aggressive //設(shè)置為野蠻模式

pre-shared-key cipher //設(shè)置預(yù)共享密鑰

id-type name //配置通過名稱的方式進(jìn)行協(xié)商

remote-name center //指定ike鄰居名稱

remote-address 111.111.111.111 //指定對端地址

nat traversal //開啟NAT穿越

ipsec的報(bào)文封裝需要設(shè)置為隧道模式，esp認(rèn)證用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性，保證數(shù)據(jù)不被篡改和偷換，加密則保證數(shù)據(jù)不被非法讀取。

ipsec transform-set hljyj //創(chuàng)建ipsec安全提議

encapsulation-mode tunnel //報(bào)文封裝形式采用隧道模式

transform esp //配置采用esp安全協(xié)議

esp authentication-algorithm md5 //配置esp認(rèn)證算法為md5

esp encryption-algorithm des //配置esp加密算法為des

做完上述幾項(xiàng)配置后創(chuàng)建一個(gè)IPSec安全策略，在策略中引用訪問控制列表、IKE對等體和IPSec安全提議，在IPSec的承載接口處使用ipsec policy hljdzj命令下發(fā)IPSec安全策略。

ipsec policy hljdzj 1 isakmp //配置ipsec安全策略

security acl 3000 //引入訪問控制列表

ike-peer center //引用ike對等體

transform-set hljyj //引用ipsec安全提議

本文使用路由器是H3C MSR 930-DG，共有3個(gè)3G接口，其中Cellular 0/0為usb （Universal Serial Bus，通用串行總線）擴(kuò)展接口，需要連接獨(dú)立3G或4G調(diào)制解調(diào)器；Cellular 1/0為電信接口，Cellular 2/0為聯(lián)通接口。配置路由器時(shí)需要在電信和聯(lián)通兩個(gè)接口同時(shí)設(shè)置NAT和下發(fā)IPSec安全策略，保證兩個(gè)接口均能上網(wǎng)和連接VPN。

1.3 路由設(shè)置

路由設(shè)置中同時(shí)使用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種路由協(xié)議。本地互聯(lián)網(wǎng)和VPN業(yè)務(wù)的路由采用靜態(tài)方式選擇出口，IPSec隧道和GRE隧道的路由路徑必須相同才能協(xié)商成功。當(dāng)需要更改上網(wǎng)業(yè)務(wù)或者VPN的承載鏈路時(shí)，只需更改靜態(tài)路由出口Cellular 1/0和Cellular 2/0即可。

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Cellular2/0 //默認(rèn)路由用來設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)出口

ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 Cellular1/0 //指向?qū)Χ薌RE隧道地址的路由

ip route-static 111.43.134.192 255.255.255.248 Cellular1/0

//ipsec與對端設(shè)備協(xié)商的路由

為與中國地震系統(tǒng)專網(wǎng)保持一致，應(yīng)用數(shù)據(jù)采用OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行傳輸。開啟OSPF進(jìn)程，將應(yīng)急現(xiàn)場工作隊(duì)的IP地址段及GRE tunnel接口地址段發(fā)布到相應(yīng)區(qū)域。

ospf 1 //創(chuàng)建ospf進(jìn)程

area 0.0.0.23 //設(shè)定ospf區(qū)域

network 192.168.151.0 0.0.0.31 //發(fā)布路由器本地直連地址段

network 192.168.251.184 0.0.0.3 //發(fā)布GRE tunnel接口地址段

至此，應(yīng)急現(xiàn)場路由器VPN關(guān)鍵配置完成，省地震局端路由器也需做上述相應(yīng)配置，對端和本段接口地址需做相應(yīng)修改和匹配。

2 網(wǎng)絡(luò)管理軟件研究

由于更改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置需要修改路由器配置參數(shù)，對于非網(wǎng)絡(luò)專業(yè)工作人員操作難度比較大，而且一旦執(zhí)行錯(cuò)誤修改可能導(dǎo)致整體網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此本文在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)方案的同時(shí)還開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)管理軟件，利用socket協(xié)議與路由器建立基于23端口的tcp連接，遠(yuǎn)程登錄到路由器中發(fā)送配置和查詢命令，讀取和修改路由器內(nèi)部參數(shù)，實(shí)現(xiàn)非網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員也能輕松掌握網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和優(yōu)化現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)配置。本軟件運(yùn)用多線程技術(shù)，使socket連接在后臺線程運(yùn)行，以此保障UI線程的流暢性。

網(wǎng)絡(luò)管理軟件以圖形化界面顯示路由器內(nèi)部信息，并具備改寫路由器配置功能，用戶無需手動(dòng)配置路由器命令即可使用相關(guān)功能。網(wǎng)絡(luò)管理軟件主界面（圖2）設(shè)置查詢3G信號強(qiáng)度、為互聯(lián)網(wǎng)和VPN業(yè)務(wù)選擇承載出口的功能，可配置用戶手動(dòng)選擇和自動(dòng)優(yōu)化兩種模式。

圖2　網(wǎng)絡(luò)管理軟件主界面Fig.2 Main interface of network management software

點(diǎn)擊“互聯(lián)網(wǎng)啟用”和“VPN啟用”按鈕，分別可以將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和VPN承載鏈路切換到對應(yīng)出口，按鈕分別做鎖死功能，不會出現(xiàn)快速連點(diǎn)造成連續(xù)寫入命令的情況。

主界面顯示本機(jī)IP地址、當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)和VPN承載出口以及聯(lián)通和電信雙3G的信號強(qiáng)度數(shù)值。網(wǎng)絡(luò)管理軟件采用類似于手機(jī)和Wi-Fi信號的圖形，直觀顯示信號強(qiáng)度，圖形與信號狀態(tài)文字描述及強(qiáng)度數(shù)值相對應(yīng)，見表1。

表1　信號強(qiáng)度與質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系Table1 The relationship between signal strength and quality corresponding

網(wǎng)絡(luò)管理軟件配置信息保存在config.ini文件中，與主程序放置在同一目錄下。每次開啟軟件預(yù)讀取配置文件內(nèi)容，修改的內(nèi)容重新寫入配置文件并保存等待下次讀取。文件主要配置信息如下

[路由器地址]192.168.151.1 //設(shè)置路由器ip地址

[用戶名]admin //設(shè)置路由器用戶名

[密碼]admin //設(shè)置路由器密碼

[網(wǎng)絡(luò)選擇]手動(dòng) //網(wǎng)絡(luò)設(shè)置模式

[自動(dòng)更改提示]否 //自動(dòng)設(shè)置的更改提示[自動(dòng)掃描時(shí)間]300 //自動(dòng)輪詢時(shí)間

2.1 3G信號強(qiáng)度和路由器配置信息讀取

網(wǎng)絡(luò)管理軟件使用telnet命令登錄到路由器中，再依靠display cellular 1/0 all命令查詢3G接口狀態(tài)，電信接口在正常使用3G業(yè)務(wù)時(shí)的返回值如下。

Modem State:

Hardware Information

====================

Model = EM660

Manufacturer = HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD

Modem Firmware Version = 11.002.05.00.45

Hardware Version = CE66TCPUVer A

Electronic Serial Number (ESN) = 804d0f51

Preferred Roaming List (PRL) Version = 0

International Mobile Subscriber Identity (IMSI) = 460030360045559 Modem Status = Online

Modem Setup Information //以上一段顯示modem的各項(xiàng)信息

===================

Diagnostics Monitor: Close

Network Information

===================

Current Service Status = Service available

Current Roaming Status = Home

Network Connection Mode = HYBRID

Current Network Connection = 1xRTT/EVDO HYBRID

Base Station ID = Unknown

System ID = Unknown

Network ID = Unknown

Sub-net ID of EVDO = Unknown

Downstream Bandwidth = 3100000 bps //下行帶寬

Radio Information

=================

Current RSSI(1xRTT) = -119 dBm //1xRTT網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度

Current RSSI(EVDO) = -60 dBm //EVDO也就是3G的信號強(qiáng)度Current Voltage = 3275 mV

Modem Security Information

==========================

PIN Verification = Disabled

PIN Status = Ready

Number of Retries remaining = 3

UIM Status = OK

在以上信息中檢索Current RSSI(EVDO)后的數(shù)值即為電信EVDO（CDMA2000 1xEV-DO）網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度。聯(lián)通接口的返回信息略有不同，需要檢索的關(guān)鍵字為Current RSSI。

查詢互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和VPN承載鏈路的方法為發(fā)送display current-configuration configuration命令顯示路由器當(dāng)前生效的配置信息，在信息中檢索靜態(tài)路由關(guān)鍵字，通過查詢靜態(tài)路由的出口信息來確定當(dāng)前業(yè)務(wù)的承載關(guān)系。

2.2 網(wǎng)絡(luò)切換控制

網(wǎng)絡(luò)管理軟件通過路由器中的寫入命令達(dá)到網(wǎng)絡(luò)切換的目的。下面一段代碼為將互聯(lián)網(wǎng)切換為電信的方法，首先用undo刪除當(dāng)前通往聯(lián)通出口的靜態(tài)路由，再添加一條通往電信出口的靜態(tài)路由。

private void SetInternetDXThread(Utils.CSocket cSocket, bool IsClose)

{

cSocket.SendTextWaitResponse("undo ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Cellular2/0 ", "]", 10); //刪除當(dāng)前聯(lián)通的默認(rèn)路由cSocket.SendTextWaitResponse("ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Cellular1/0 ", "]", 10); //添加一條從電信出口的默認(rèn)路由

if (Program.Config_AutoMsg && lbInternet.Text != "電信")

{

MessageBox.Show("Internet已切換到電信"); //提示信息

}

LoadInfoThread(cSocket, false);

if (IsClose)

{

cSocket.TcpClose();

bLock = false;

}

}

切換VPN承載鏈路的實(shí)現(xiàn)方法類似，通過先刪除后添加的方式改變靜態(tài)路由達(dá)到切換網(wǎng)絡(luò)的目的。與切換互聯(lián)網(wǎng)不同之處在于，重寫完靜態(tài)路由后還需要用quit命令從系統(tǒng)視圖退出到路由器的用戶模式，再利用reset ipsec sa和reset ike sa兩條命令重啟IPSec和IKE（Internet key exchange，互聯(lián)網(wǎng)密鑰交換）的進(jìn)程，等待IKE和IPSec重新協(xié)商并建立隧道，即可完成VPN切換。

軟件除支持手動(dòng)切換網(wǎng)絡(luò)外還支持自動(dòng)切換，按照每次輪詢結(jié)果，將業(yè)務(wù)只能切換到更好的鏈路上。根據(jù)表1信號強(qiáng)度與質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系，制訂網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換規(guī)則（表2），在每次輪詢是按照此切換規(guī)則來改變網(wǎng)絡(luò)。

表2　網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換規(guī)則Table2 Automatic network switching rules

3 整體集成方案

針對地震應(yīng)急工作小隊(duì)為目標(biāo)，將路由器、供電主板、鋰電池、AP（Wireless Access Point，無線訪問接入點(diǎn)）、太陽能供電控制器、天線等設(shè)備整合到一個(gè)箱體內(nèi)，同時(shí)設(shè)計(jì)整套集成方案，供電與連接關(guān)系見圖3。

鋰電池通過主板向其他各硬件設(shè)備供電，充電需要利用箱體表面的航空插頭。2個(gè)充電和3個(gè)12 V負(fù)載航空插頭連接在供電主板上，3個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口其中一個(gè)連接在路由器GigabitEthernet 0/0接口，用以將路由器直連到其他網(wǎng)絡(luò)，另外兩個(gè)接口連接在路由器LAN接口。2個(gè)野外3G信號增強(qiáng)天線固定于集成箱箱體外側(cè)，AP用于提供Wi-Fi （WIreless-FIdelity，無線網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)。前面板帶有開關(guān)、顯示屏、充電選擇旋鈕及路由器指示燈和USB接口。系統(tǒng)提供220 V交流和太陽能兩種充電方式以保障續(xù)航能力，供電主板上連接的旋鈕可控制充電方式，經(jīng)測試，一塊20 A·h的鋰電池約可為整套系統(tǒng)供電約10 h。路由器面板的指示燈可粗略查看當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。3D設(shè)計(jì)圖紙見圖4。

整體集成方案中，設(shè)備裝箱時(shí)彼此間不能擠壓，還要保證每臺設(shè)備的散熱，基于上述考慮，需要在箱體內(nèi)部做好框架并固定，將各種設(shè)備固定在框架上以螺絲扣緊，即保證穩(wěn)固和間距散熱，又具有靈活性，可插拔，便于維護(hù)和調(diào)整。箱體兩側(cè)各懸掛固定一個(gè)天線，箱體附帶拉桿，為用戶提供便攜移動(dòng)能力。

圖3　設(shè)備供電和連接Fig.3 Power supply and connection

圖4　3D設(shè)計(jì)圖紙F(tuán)ig.4 3D design drawings

4 結(jié)束語

硬件集成方案對路由器供電和天線部分進(jìn)行改造，等同于放棄路由器采購中的質(zhì)保條款，一旦出現(xiàn)損壞將增加設(shè)備更換成本。本研究設(shè)計(jì)的通訊集成箱僅包含通訊和供電功能，若增加箱體體積，可加入視頻會議等具體應(yīng)用設(shè)備，可按照實(shí)際需求訂制。

網(wǎng)絡(luò)管理軟件可開發(fā)更多功能用來管理和配置路由器，并可移植到安卓系統(tǒng)，方便用戶更改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。隨著4G、智能設(shè)備和無線充電等技術(shù)的快速發(fā)展，集成方案具有更多升級和擴(kuò)充空間。

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Research on communication integration technology of earthquake site

Wang Zhuo1），F(xiàn)ang Yao1），Hao Yongmei1），Wang Jianxun1），Jia Jun1），Gong Fei1）and Zhang Meiling2）
1) Earthquake Administration of Heilongjiang Province， Harbin 150090， China 2) Wudalianchi Earthquake and Volcano Observatory Station， Heilongjiang Province 164155， China

Abstract

From the application and the requirement of earthquake emergency fi eldwork team， a method including composition network， development assistant program and hardware integration is presented in this paper. With this method， the signal from the network of fieldwork team can access the earthquake information network in a safe way. And according to the signal intensity of work site， it helps the non-network professionals to select the optimal network. In addition， this method can provide power endurance support for emergency fi eldwork team.

Key words：emergency， fi eldwork，network

doi:10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2016. 01. 029

基金項(xiàng)目：中國地震局地震應(yīng)急青年重點(diǎn)任務(wù)（CEA_EDEM-201406）資助

作者簡介：王卓（1983—），男，哈爾濱市人，2006年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)，本科，工程師，現(xiàn)主要從事地震監(jiān)測、信息網(wǎng)絡(luò)和地震應(yīng)急工作。E-mail：wangzhuo1111@sina.com

本文收到日期：2015-06-08