基于CDMA专网系统
公交图像监控系统解决方案
厦门四信通信科技有限公司
Xiamen Four-Faith Communication Technology Co; Ltd
潘雄伟
摘要：本文提出了一种基于CDMA 的无线图像传输系统设计原理和实现方案，简要介绍了CDMA 技术的基本知识，描述了CDMA 线传输应用于远程图像监控的实现方法。通过在实验室构建了该无线图像监控系统，获得了理想的效果.
关键词： CDMA；CDMA Ruter；Internet；VPN; 图像监控；监控系统
引言
近年来，图像监控以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多重要场合，成为安全监控的主要手段。随着计算机通信技术和网络技术的快速发展，无线网络技术已成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，它的应用领域也在飞速的扩大。由于远程图像监控系统实现了对远程目标的监视、遥控等功能，从而为无人值守场合提供了新手段。CDMA技术的出现使成本合理、相对较低技术门槛无线数据传输技术在监控系统中实现现场到远程监控中心的实时数据传输成为可能。
一 CDMA 技术简介
CDMA是(Code Division Multiple Access)即码分多址技术,是近年来用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术。
随着CDMA1X 业务的不断深入发展，除了个人用户的普通上网应用外，行业用户对利用CDMA1X 组建专用虚拟网的需求也日益增加，统分体现CDMA1X 无线数据业务的优势，向用户提供差异性服务，切实满足用户的移动工作需求。联通将VPDN与CDMA1X 无线上网技术结合起来，推出了基于CDMA1X的VPDN业务。
通过这种业务方案，用户可以组建基于CDMA1X的VPDN网，可以通过各种CDMA1X业务设备入企业内部网络，方便，安全地实现各种数据传输应用。
CDMA1X数据传输的优点在于:
（1）速度快：CDMA1X的上网速率最高可达到153.6Kbps 能够提供平均30Kbps的上行速率，70Kbps的下行速率。
（2）稳定性高：CDMA系统切换时的基站覆盖采用“单独覆盖—双覆盖—单独覆盖”。
（3）组网方便：不需要布线，设点，组网不受限制。
（4）保密性高：每次通信时共有4.4万亿种可能的排列，要想破解密码或窃听简直不可想象。
二 CDMA产品介绍
F3220 CDMA ROUTER采用高性能的工业级ARM9通信处理器，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，系统集成了全系列从逻辑链路层到应用层通信协议，支持静态及动态路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墙，NAT，DMZ主机等功能。为用户提供安全，高速，稳定可靠，各种协议路由转发的无线路由网络。本产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。
工作原理
F3220 CDMA Router原理框图如下：
1、 无线参数
1) 支持IS-95 A/B 和CDMA2000 1xRTT无线网络
2) 支持13K QCELP音频编解码
2、 硬件系统
1) 工业级ARM9 CPU，主频200M
2) FLASH：4MB（可扩展至16MB）
3) SDRAM：16MB（可扩展至64MB）
4) E2PROM：64KB
5) 接口：
1个10/100M以太网口
1个RS232串口。（根据需要，可支持RS422/RS485），串口速率110~230400bits/s
指示灯：具有“Power”、“Online”、“Alarm”、“System”、“Link/ACT”五个指示灯。
天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。
SIM/UIM卡接口：标准的抽屉式用户卡接口（3V/5V）。
电源接口：标准的3芯火车头电源插座。
“Reset”复位按钮，通过此按钮，可将ROUTER的参数配置恢复为出厂值。
6) 供电：
外接电源：DC 9V 1.5A
宽电压供电：DC 5-35V
通信电流：<450mA (9V)
待机电流：<35mA (9V)
7) 无线模块
采用高性能工业级CDMA无线模块
8) 尺寸
外形尺寸：157x97x25 mm (不包括天线和安装件)
9) 其他参数
工作环境温度 -25~+65ºC
储存温度 -40~+85ºC
相对湿度 95%(无凝结)
3、 软件功能
1) 支持VPN安全隧道功能,包括PPTP＋MPPE和IPSEC
2) 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。
3) 支持IPTABLES防火墙，包过滤功能
4) 支持多种协议：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。
5) 支持动态路由和静态路由
6) 支持DHCP 功能
7) 支持NAT功能，如SNAT，DNAT
8) 支持动态DDNS
9) 支持DMZ主机
10) 支持路由转发，同时也支持串口数据传输,，数据中心管理
11) 支持VPDN网络
12) 方便的WEB配置，支持远程WEB管理
13) 支持telnet管理，方便易用的控制台shell交互环境
14) 支持多台终端共享router ppp广域网出口
15) 支持多种无线拨号方式：自动分配，指定IP，指定本地对端IP
16) 支持作为PPP服务器，多种认证方式，支持双向认证
17) 方便易用的COM及SYSLOG系统诊断，调试功能
18) 支持串口本地软件升级
19) 支持TFTP软件远程升级
20) 同时支持LINUX和WINDOWS操作系统
三 系统组网方案
公交车辆是城市交通的大动脉，连结着千家万户，关系着几乎每一个人。车辆运营是否正常？在有故障或意外发生后调度中心如何快速拟制方案进行调度？如何能让每位乘客及早知道每班车的到达时刻并动态知道其变化？是城市公交提高运营效率和服务质量及水平所必须考虑的问题。结合用户的需求以及产品实际的应用经验，厦门四信科技通信科技有限公司制作了基于CDMA网络的视频传输方案，便于用户快速搭建视频监控平台。
本系统由带系统软件的主站，F3220 CDMA Router 传输终端，图像采集设备，控制板等设备组成。
（一） 系统拓扑结构
监控中心采用Internet接入,其接入方式有多种方式，根据客户网络安全的特殊要求，基于CDMA网络的数据传输方案，采用了专线VPDN安全措施，主要包括：
Ø 通过一条2M专线接入联通公司CDMA网络，双方互联路由器之间采用私有IP地址进行广域连接，在联通认证路由器与用户认证路由器之间建立加密隧道。
Ø 为客户分配专用的VPDN，普通用户不能进入该VPDN。只有CDMA专网卡才能进入该
VPDN网络，防止其他非法用户的进入。
Ø 用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在VPN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。
Ø 用户在内部建立DHCP服务器（或在VPN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。
Ø 端到端加密：移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。
Ø 双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
（二） 系统的实现
1 终端部分
图像采集终端部分由摄像头、视频图象处理器DVR、控制设备和F3220 CDMA Router 组成。摄像头负责采集图像数据并由DVR进行编码处理，把编码后的数据通过F3220 CDMA Router 传送到远程监控中心。
2 CDMA 传输部分
DVR采集到图像数据信息后，要通过Internet把数据发送到监控中心。而系统中完成DVR与Internet网通讯工作的就是F3220 CDMA Router和CDMA网络。F3220 CDMA Router 是目前国内唯一采用 ARM9处理作为系统平台的无线路由器，最大限度地提高系统的吞吐量，使视频监控图象更加流畅。同时考虑到安全性的问题，设备支持VPN隧道，固定IP拨号，双向认证的功能，充分保证系统的安全性和稳定性。 设备采用WEB配置的方式，用户只需一些简单的参数设置便可投入系统稳定运行。
（三） 系统功能
公交图像监控系统主要分三方面：状态监视、车辆定位和信息服务
1．状态监控：
上下客数：记录每个站点上下乘客数量。
行驶资料：记录发动机信号，行驶速度、开关车门、剎车信息等。
图像监控：记录车辆内外情况图片，若附加上录像记录设备，可对车内进行录像。
2．车辆定位：
实时位置：通过车载设备中GPS模块，实时取得车辆当前位置信息。
线路状态：监控车辆在线路上的行驶状况，实时提示驾驶员按线路和时间表行驶。
3．信息服务：自动播放各种信息，例如：换乘信息，天气，路况，广告信息等。
四 结束语
随着生产管理水平的不断提高，远程图像监控系统得到了广泛的应用，也越来越成熟，而且正朝着网络化、智能化的方向发展。采用CDMA无线传输数据通讯方法解决了远程监控系统的通讯问题，比起其它有线通讯方式有着不可比拟的优越性。由于传送的是图像数据，数据量大且较为频繁，可选择不限量使用的商务套餐较为经济。我们在实验室构建了该无线图像监控系统，获得了理想的效果。而且，随着CDMA网络的逐渐完善和应用技术的不断成熟，CDMA的应用领域也会越来越广阔。本文介绍的CDMA无线传输系统可推广至各种金融、电力、环保、交通等行业应用当中去。