一、前言
POS是目前各商場、飯店、加油站等廣泛提供的刷卡消費業務的輔助工具，位于商場、加油站等地的POS機將獲得的用戶信用卡的數據（卡號、業務資料等）通過通信線路傳給銀行卡服務處理系統上，經過處理的信息返回到POS機，從而完成用戶的刷卡消費業務。為了實現上述數據交換過程，在POS機與銀行主機之間必須進行數據通信。目前使用最廣泛的POS機接入方式是有線接入方式，而有線接入方式主要有兩種：一是基于電話網的點到點撥號接入方式和基于DDN的專線接入方式。
1、電話撥號方式：當用戶刷卡后，POS機通過撥號接入銀行數據中心，接通后傳送交易數據。這種方式的最大問題是在安全上存在很大隱患，由于電話撥號保密性較差，電話撥號音可能會泄露用戶的密碼。另外，在使用電話撥號方式時，顧客每刷卡一次，POS機就撥號一次，需要10-20秒時間建立連接，因此每筆交易時間較長。同時，由于POS機使用商場業務電話，容易發生掉線，安全性能差，撥外線經常發生困難，影響交易質量。
2、專線方式：大中型超市多臺POS機往往采用RS232接口聯網后通過一條專線連接到銀行數據中心。專線方式的優點是線路傳輸質量較高，但其缺點是DDN專線月租費較貴，而數據的傳輸量較低，降低了資源利用率。DDN專線初裝費約為5000.00—10000.00元，每月運行費約為800.00—1200.00元。（DDN專線費視電信具體標準而定）。
二、GPRS概述
1 GPRS是General Packet Radio Service的簡稱，即通用無線分組業務。它是在GSM網的基礎上通過增加SGSN、GGSN、PCU等設備，升級BSS系統軟件、計費軟件發展而成。GPRS采用了GSM同樣的無線調制技術，一樣的頻率，同樣的TDMA幀結構。屬于2.5G的移動通信技術。
2 利用現有GSM的基站子系統(BSS)，GPRS覆蓋面與GSM相同。
GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。
特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。
3 GPRS進行數據通信時采用了多時隙技術，每次通信須占用8各時隙，理論上講如果將一個載頻的8個時隙都用來傳送數據，采用CS-4編碼方式時， 最大傳輸速率為171.2kbps，目前實際傳輸速率為30～40Kbps。
GPRS業務能提供不間斷的信息服務，信息的及時性在未來的運用中是十分重要的，特別適合POS應用。
4 通過GPRS可以在移動狀態下使用各種高速數據業務，包括收發E-mail、進行Internet瀏覽等，提供出簡單快速廣域網數據傳輸能力。
使用GPRS，數據實現分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。
三、系統概述
GPRS無線POS通過無線網絡連接到移動局的GGSN。移動局的GGSN通過DDN/FR/X.25專線與銀行連接。移動局為每個移動POS分配一個動態或靜態的IP地址，為與銀行連接的專線分配一個IP地址，并在GGSN上配置相應的路由信息。在GPRS無線POS上設置了銀行方的IP地址后，POS就能夠與銀行進行TCP/IP通訊。
移動POS機與GPRS基站通信，POS發送的交易請求從基站發送到SGSN節點，SGSN與網關支持節點GGSN進行通信，GGSN對分組數據進行相應的處理，發送到銀行端的路由器，經過防火墻再送到銀行主機上。經過銀行主機處理的數據包經由原路返回，送回移動 POS 機上，完成銀行到移動、移動到銀行的數據交換，實現了POS系統的無線數據傳輸。同時，使用第二層隧道協議L2TP在GPRS網絡上建立企業虛擬專網。GPRS無線接入方式具有良好的擴展性和靈活性，可在無線方式下完成POS交易
網絡拓撲圖：
現有有線POS基于DES/3DES的系統安全機制基本確保了持卡人的關鍵信息（PIN）的安全，基本排除了在公用傳輸網（PSTN、GSM、GPRS、PDN…）數據包被截取帶來的影響；若確實需要防止在空中無線傳輸時信息被截取，則可在GPRS POS終端和通訊轉發機之間增加一層與有線POS相同的安全機制，使得數據包在空中傳輸前進行了加密處理，在通訊轉發機中解密后，再進行協議轉換，送入前置機。
在上述方案中，銀行端采用移動提供的線路和接口。各移動 POS機使用移動通信公司統一的STK卡，同時銀行系統中心對各點進行登記，保存相關資料以便識別和維護處理。POS機使用的STK卡只能用于與銀行系統的數據通信功能。各POS機運行原有的系統軟件和應用軟件，支持24小時實時在線，實現POS機24小時為客戶提供刷卡服務。
四、GPRS DTU介紹
系統中完成數據通訊傳輸工作的是GPRS DTU和GPRS網。由于GPRS是基于IP協議的，但普通的GPRS DTU沒有內嵌TCP/IP協議棧，需要用戶提供TCP/IP的支持。就是說，需要在使用GPRS DTU的上位機系統中嵌入TCP/IP,這是一個復雜而繁瑣的工作。為了減小應用本身的工作量和增加系統的實用性，本系統采用了廈門藍斯通信有限公司工業級GPRS DTU－LZ713C，它內嵌了TCP/IP協議棧，具有Socket通訊功能，并提供透明數據傳輸通道，用戶只需設置一些參數就可實現將嵌入式系統直接與Internet相連，實現網絡的互連互通。
GPRS DTU的主要特點：
◆ 使用方便、靈活、可靠；
◆ 內嵌了完整的TCP/IP協議棧，包括PPP、TCP、UDP、Socket、STMP等；
◆ 支持RS-232/485和TTL電平接口；
◆ 上電后自動撥號上網，一直在線，斷線自動連接；
◆ 透明數據傳輸模式，可對參數自由設置；
◆ 支持動態數據中心域名和IP地址；
◆ 支持音頻接口，方便維護操作；
◆ 系統配置和維護接口 ；
◆ 電源抗干擾性和散熱設計，適應惡劣工作環境；
在使用GPRS DTU前必須用由藍斯通信提供的軟件先進行參數設置，以決定進入透明數據傳輸模式后的工作方式。需要設置的參數有：監控中心IP地址（或動態域名服務器能夠解析的域名）及端口號設置；Socket通訊類型（TCP或UDP）；通訊接口參數；觸發方式設置等。
GPRS DTU在每次開機后會自動撥號，接入GPRS并動態獲得一個IP地址，此IP地址為GPRS骨干內網地址，在未進入連接狀態時，服務器（監控中心）是無法直接與GPRS DTU通訊的。GPRS DTU主動向服務器發送數據進行連接。當連接的路由建立以后，服務器和終端才可以雙工地進行數據傳輸。該路由具有時間限制，一般僅有幾十秒，為了確保鏈路一直暢通，GPRS DTU 具有鏈路保活功能，通過定時發送：“心跳”數據包，維持終端和服務器間的路由（動態IP由ISP服務商的服務器動態分配，如果長時間不通信，ISP服務器會回收IP，以利于IP資源的有效利用），確保服務器與終端間可以及時互相通訊，另外，“心跳”數據包中包含了終端的ID信息，使得服務器可以很容易判別路由和數據包的業源。
五、總結
采用GPRS無線傳輸數據通訊方法解決了遠程交易系統的通訊問題，比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優越性。隨著GPRS網絡的逐漸完善和應用技術的不斷成熟，GPRS的應用領域也會越來越廣闊。本文介紹的GPRS無線傳輸系統可推廣至各種金融、電力、環保、交通等行業應用當中去。
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