应用带宽自适应技术的灾害预警信息发布及其显示系统

摘要

本发明公开了一种应用带宽自适应技术的灾害预警信息发布及其显示系统，包括气象中心服务器以及供灾害预警信息发布的终端设备，终端设备设有灾害预警信息发布的运行程序，所述终端设备包括移动终端和连接互联网的PC，其特征是，还包括有根据网络环境判断自动调整传输方式及其传输参数的带宽自适应模块，带宽自适应模块在终端设备的应用程序运行时，先判断终端设备连接互联网的方式是通过以太网络或WIFI连接互联网，还是通过移动通讯网络连接，使灾害预警信息发布系统无论处于何种网络环境都能保证传输成功率和传输速度，避免因为通信失败而无法接收紧急的发布预警信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种灾害预警信息发布及其显示系统；尤其系一种基于TCP/IP的数据传输控制技术，利用检查网络的当前状态自动调节通讯参数，确保通讯的稳定并优化数据传输的速度、极大利用网络带宽的灾害预警信息发布和多媒体显示系统。

背景技术

目前，基于广泛使用的TCP/IP的网络通讯都缺少控制手段，直接使用系统提供的SOCKET接口通讯，因此，在目前多种网络环境下的通讯效率都相当低，如有的使用宽带网络（如光纤、千兆网等）带宽使用率不高，而使用窄带通讯（如GPRS）却经常数据传输失败。

在气象局内部网络环境或互联网环境下，使用的是有线网络，带宽较为稳定并且在同一局域网下，展示设备与中心服务器的数据传输得到保障，即使传输的是在线实时视频也能保证。但是，在通过使用移动网络的情况下，由于移动网络使用的是共享带宽，并且DTU会根据移动网络信号状态自动降低接入带宽、甚至在信号差的情况下关闭网络连接；根据多年移动应用开发经验，客户端软件不对当前网络带宽进行监控的话，会出现经常性通讯失败的问题，甚至一直无法连接网络；因此，移动客户端通过利用层三信息对通讯参数作出调整以保障数据通讯成功率。

现随着计算机网络和视频压缩技术的快速发展,多媒体技术的研究和应用越来越多地受到重视。由于多媒体技术拥有的数据量大、对实时性要求比较强的特点，导致在IP网络中传输时，其QoS难以得到保证。因此，通过使用带宽自适应，自动根据网络状态自主选择传输模式，自动调整数据包大小、缓冲机制及延时等待机制，到达传输的理想效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种可提高在TCP/IP下网络通讯能适应多种网络环境，以及能极大提高网络带宽利用率和提高网络传输成功率，从而保证数据通信的稳定性、应用带宽自适应技术的灾害预警信息发布及其显示系统，以使灾害预警信息发布系统无论处于何种网络环境都能保证传输成功率和传输速度，避免因为通信失败而无法接收紧急的发布预警信息。

本发明的目的是这样实现的：

应用带宽自适应技术的灾害预警信息发布及其显示系统，包括气象中心服务器以及供灾害预警信息发布的终端设备，终端设备设有灾害预警信息发布的运行程序，所述终端设备包括移动终端和连接互联网的PC，其特征是， 还包括有根据网络环境判断自动调整传输方式及其传输参数的带宽自适应模块，带宽自适应模块在终端设备的应用程序运行时，先判断终端设备连接互联网的方式是通过以太网络或WIFI连接互联网，还是通过移动通讯网络连接，若检测到终端设备使用以太网络或WIFI连接，系统则使用TCP/IP协议来获取数据链路带宽后，根据网络环境调整使用的传输方式及其传输参数，若检测到设备使用移动通讯网络，系统则通过使用AT指令查询DTU层三信息来获取数据链路带宽后，根据网络环境判断使用的传输方式及调整该方式的传输参数，以使灾害预警信息发布系统无论处于何种网络环境都能保证传输成功率和传输速度，避免因为通信失败而无法接收紧急的发布预警信息。

本发明还可以采用以下技术措施解决：

作为上述更具体的方案，上述DTU层三信息包括三层，第一层是物理层，为最底层，提供传送比特流所需的无线链路，它定义了无线接入能力，为高层信息的传输提供基本的无线信道，包括业务信道和控制信道；第二层是数据链路层，为中间层，使用LAPDm协议，它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制，保证在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路；第三层为网络应用层，是最高层，它包括各类消息和程序，对业务进行控制和管理，即把移动台和系统控制过程的特定信息按一定的协议分组安排到指定的逻辑信道上。

其中，上述第三层，即：网络应用层，包括无线资源管理RR、移动性管理MM和接续管理CM3个子层，是Um口上传递的主要消息内容，其中，接续管理子层中包括三大部分，分别是：CC呼叫控制业务、SS补充业务和SMS短消息业务。

作为更进一步的具体实施方案，所述TCP/IP网络通讯协议，其分层结构包括网络接口层，物理层是定义物理介质的各种特性；网络层，负责相邻计算机之间的通信，其功能包括三方面；传输层，提供应用程序间的通信；应用层，向用户提供一组常用的应用程序。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明的灾害预警信息发布及其显示系统，应用了带宽自适应技术，可提高在TCP/IP下网络通讯能适应多种网络环境，以及能极大提高网络带宽利用率和提高网络传输成功率，从而保证数据通信的稳定性，以使灾害预警信息发布系统无论处于何种网络环境都能保证传输成功率和传输速度，避免因为通信失败而无法接收紧急的发布预警信息。

附图说明

图1本发明灾害预警信息发布及其显示系统的工作流程原理图。

图2为移动终端传输中空中接口分层结构图。

图3为层三协议平面图。

图4为层三消息结构图。

图5 为OSI七层模型。

图6为OSI七层模型数据传输原理图。

图7为TCP/IP分层模型示意图。

图8为TCP/IP数据传输原理图。

具体实施方式         

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种应用带宽自适应技术的灾害预警信息发布及其显示系统，包括气象中心服务器以及供灾害预警信息发布的终端设备，终端设备设有灾害预警信息发布的运行程序，所述终端设备包括移动终端和连接互联网的PC，其特征是， 还包括有根据网络环境判断自动调整传输方式及其传输参数的带宽自适应模块，带宽自适应模块在终端设备的应用程序运行时，先判断终端设备连接互联网的方式是通过以太网络或WIFI连接互联网，还是通过移动通讯网络连接，若检测到终端设备使用以太网络或WIFI连接，系统则使用TCP/IP协议来获取数据链路带宽后，根据网络环境调整使用的传输方式及其传输参数，若检测到设备使用移动通讯网络，系统则通过使用AT指令查询DTU层三信息来获取数据链路带宽后，根据网络环境判断使用的传输方式及调整该方式的传输参数，以使灾害预警信息发布系统无论处于何种网络环境都能保证传输成功率和传输速度，避免因为通信失败而无法接收紧急的发布预警信息。

层三信息概念：

在移动终端传输中，空中接口（air interface）是一种通过无线通讯，以连结移动电话终端用户与基地台。在移动电话中，“空中接口”表示基站和移动电话之间的无线传输规范。它定义每个无线信道的使用频率和带宽，或者定义采用的编码方法，目前的GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE等主流移动通讯网络都使用这种空中接口。

层三信息分层结构如下： 

第一层是物理层，记为L1，为最底层，提供传送比特流所需的无线链路。它定义了无线接入能力，为高层信息的传输提供基本的无线信道（逻辑信道），包括业务信道和控制信道。

第二层是数据链路层，记为L2，为中间层，使用LAPDm协议。它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制，保证在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路。LAPDm协议是基于ISDN中D信道链路接入协议（LAPD），考虑了无线传播与控制特性，使它适合于在Um口上传送。

第三层为网络应用层，记为L3，是最高层。它包括各类消息和程序，对业务进行控制和管理，即把移动台和系统控制过程的特定信息按一定的协议分组安排到指定的逻辑信道上。L3包括无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）和接续管理（CM）3个子层，这就是Um口上传递的主要消息内容。其中接续管理子层中包括三大部分，分别是：CC（呼叫控制业务）、SS（补充业务）和SMS（短消息业务）；见图2所示，为空中接口分层结构图。

层三信息的作用及分类

第三层信令是查看网络运行情况的信息层，从第三层可以看到网络的各种动作，如呼叫流程、拥塞、用户忙、位置更新等。系统信息总共有8个类型：System Information Type 1、System Information Type 2、System Information Type 2bis、System Information Type 2ter、System Information Type 3、System Information Type 4、System Information Type 5、System Information Type 5ter、System Information Type 6、System Information Type7、System Information Type 8、System Information Type 13。其中，我们应用的层三消息是System Information Type 13，见图3所示，即：层三协议平面图。

见图4为层三消息结构图所示。

OSI七层模型介绍：

OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层：

物理层（Physical Layer），该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器；

数据链路层（Datalink Layer），它控制网络层与物理层之间的通信；

网络层（Network Layer），其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方；

传输层（Transport Layer），传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率；

会话层（Session Layer），负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信；

表示层（Presentation Layer），应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；

应用层（Application Layer），它由若干个特定应用服务元素（SASE）和一个或多个公共应用服务元素（CASE）组成；

如图5所示，为OSI七层模型。

见图6所示，是OSI七层模型数据传输原理图。

TCP/IP协议：

Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP协议是我们应用到系统中的数据通讯协议。

TCP/IP分层结构：

网络接口层，物理层是定义物理介质的各种特性；

网络层，负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面；

传输层，提供应用程序间的通信；

应用层，向用户提供一组常用的应用程序。

图7所示，为TCP/IP分层模型示意图。

图8是TCP/IP数据传输原理图。

 OSI/RM模型是一种国际化的官方标准，而TCP/IP是一种实际应用的国际标准，因此可以看作TCP/IP是OSI/RM的一个实际应用；故此，这种现有之技术，这里不再详述展述，可翻查网上相关信息。

    上述图2至图8的原理图均是现有技术，可以从百度百科或其它相关网址上查找到相关技术，这里不再详述。

本发明涉及到应用移动通讯网络的终端设备，为保障系统数据的传输成功率，应用带宽自适应技术；且，本发明的灾害预警信息发布和多媒体显示系统，展示设备是WINDOWS操作系统环境使用DTU通过PPP协议拨号上网或由业主提供网络环境。因此，必须应用两种机制来各自实现带宽自适应，但实现原理是一样的。