基于GPRS和IE的分布式收费终端功能升级策略

近年来，国家电网公司大力开拓农村电力市场。新一轮农网改造升级工作的启动及走收的全面取消，为便携式移动收费终端设备营造了广泛的应用空间。国家发改委有关负责人表示，截至目前，全国除西藏和新疆以外的29个省（区、市）已经召开了居民阶梯电价听证会。各地价格主管部门认真研究了听证会参加人提出的意见和建议，在此基础上进一步修改和完善了实施方案，并于2012年6月中旬陆续出台，自7月1日起开始在全国全面试行居民阶梯电价改革方案。全新电费计算方式的制定势必对电力移动收费终端提出新的功能需求，即电力移动收费终端的软件系统或者资源文件要及时进行更新，以提升终端性能，进而满足收费系统业务需求。

　　针对电力移动收费终端系统对稳定性和可靠性的需求，嵌入式系统成为首选。目前，嵌入式设备软件更新有两种方式：一种是在本地使用PC机，通过串口（或者网口）将软件下载到设备中，完成软件系统的升级；另一种则是利用网络进行在线升级。前一种方式只能在本地进行软件升级操作，不便于批量更新，较适合于实验室调试使用及设备小批量生产时使用，而后一种方式可以通过网络进行在线终端的批量升级。但实际上，许多终端设备并没有集成在线升级功能，即终端的功能升级是不可能实现的。因此努力寻求一种方法，在不对终端进行任何改变的情况下就能通过某种方式来升级终端功能，将不可能变为可能。

　　1 策略设计

　　信息由许多字节组成，一个或多个字节组成一个信息单元，定义一个名称，表达确定的含义。为了保证信息能在平台和终端之间正确无误地传输，可采用事先约定的方式，将信息按照一定的结构组织起来。表1、表2给出了信息的结构。

　　信息的组成也可采用一种简单、通用的超文本标记语言，如HTML语言、XML语言等。HTML文本是由HTML命令组成的描述性文本，HTML命令可以说明文字、 图形、动画、声音、表格、链接等。HTML文档制作不是很复杂，且功能强大，支持不同数据格式的文件嵌入。

　　采用表1或者表2所述的格式组织信息格式，如果终端没有在线升级功能，那么已经发售给客户使用的终端要想完成功能升级，只能把终端寄回厂家，或找厂家工作人员到客户使用地使用PC机通过串口（或者网口）将软件下载到终端。若采用B/S架构设计终端和平台，且采用GPRS进行数据交互时，数据传输将是一个刺手的问题（采用有线方式时可以不考虑）［1］。综合考虑以上各因素，提出一种在不对终端固化软件进行任何改动的情况下完成终端功能升级的策略。在实现过程中融入了瘦客户端和B/S架构的设计思想，即在传统通信协议的基础上加入HTML语言，这样可在稍许增加或者不增加数据流量的情况下，即可使终端适应新的业务需要。

　　2 具体实施

　　分布式电力移动收费系统中的数据交互采用终端请求、平台应答的方式进行。在YD/T 1363.3-2005固定通信协议的基础上添加HTML或XML通信协议，即将HTML或XML部分作为固定式通信协议INFO中的一个或者几个字段。在发送端发送HTML或XML格式的数据字段；在接收端按固定协议的格式进行数据验证和解析［2］，解析出来的各独立数据字段就是HTML或XML标准语言。为适应系统发展的需求变化，保证系统建设具有良好的独立性、规范性、兼容性、灵活性、开放性和扩展性，具体的包含关系如图1所示。

2.1 数据链路结构

　　分布式电力移动收费系统数据中心采用具有内网的固定IP+APN专线。数据中心申请APN业务，通过一条2 Mb/s的APN专线接入通信运营商GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接。通信服务商为供电公司数据中心分配专用的APN，其他任何单位和个人不得申请接入该APN，用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制其他功能使用。收费终端和数据中心服务器平台之间采用端到端的数据交互。对交互数据进行CRC16校验、3DES加密及ZIP压缩，避免信息在整个传输过程中发生泄露，同时也节省数据流量。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，因此数据中心和终端之间建立起VPN专线通道。在专线组网方式下，缴费信息在GPRS内网中传输，无需经过外部公网，因此延时较小，安全性和稳定性得到双重保证。具体的链路连接关系如图2