專利名稱：多態(tài)路由便攜機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通訊控制領(lǐng)域，主要適用于野外固定或移動通信指揮、野外遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集、井下分布式監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)多個通信節(jié)點(diǎn)和用戶終端間的數(shù)據(jù)和話音通信，特別涉及一種多態(tài)路由便攜機(jī)。
背景技術(shù)：
在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，比如野外固定或移動通信指揮、野外遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集、井下分布式監(jiān)控等環(huán)境，需要實(shí)現(xiàn)話音、圖像和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。如果搭建當(dāng)前主流的基于光纖組建以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，存在以下問題1)需要采購大量的光纖、以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器等價(jià)格昂貴的線纜和設(shè)備；2)當(dāng)前主流的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器大多均采用機(jī)架式設(shè)備形態(tài)，體積大重量大，不方便攜行。難于保障快速機(jī)動，靈活部署的使用要求，且設(shè)備工作需要室內(nèi)恒溫環(huán)境；3)組網(wǎng)時需要PC機(jī)等輔助設(shè)備才能完成，各設(shè)備之間需連接的電源線、數(shù)據(jù)線、話音線較多，造成展開時間長，使用效能差；4)通信方式單一，不能實(shí)現(xiàn)多種信道的冗余備份。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，為解決上述問題，應(yīng)研制高性能的多態(tài)路由便攜機(jī)，該設(shè)備能多態(tài)、輕便、實(shí)時的進(jìn)行多用戶數(shù)據(jù)共享，包括話音、圖像和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離自動尋址，實(shí)現(xiàn)多路節(jié)點(diǎn)設(shè)備間、多個用戶終端間的數(shù)據(jù)和話音通信。提供一種采用便攜筆記本形態(tài)提供有線、無線、IP既設(shè)網(wǎng)等多種路由的設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案多態(tài)路由便攜機(jī)，包括計(jì)算機(jī)單元、通信控制單元、媒體網(wǎng)關(guān)單元和機(jī)殼，一機(jī)殼內(nèi)安裝有計(jì)算機(jī)單元、通信控制單元、媒體網(wǎng)關(guān)單元，計(jì)算機(jī)單元通過以太網(wǎng)口和串口與通信控制單元通信聯(lián)接，計(jì)算機(jī)單元通過以太網(wǎng)口和串口與媒體網(wǎng)關(guān)單元通信聯(lián)接，通信控制單元通過以太網(wǎng)口和ST-bus串行通信總線與媒體網(wǎng)關(guān)單元通信聯(lián)接。所述計(jì)算機(jī)單元連接有電源口、USB 口、VGA接口、PCMCIA接口、RS232串口和網(wǎng)□。所述通信控制單元連接有手柄接口、以太網(wǎng)口、功能健和指示燈。所述媒體網(wǎng)關(guān)單元連接有RS232/485串口、有線口、單路有線口和無線口。下面詳細(xì)描述各單元內(nèi)部構(gòu)成。計(jì)算機(jī)單元采用加固筆記本技術(shù)，主要由計(jì)算機(jī)主板、鋰電池組、電源適配器、鍵盤、顯示屏和電子硬盤等組成。通過主板提供電源變換及電源管理、微處理器(主要處理功能按鍵掃描及狀態(tài)指示、鼠標(biāo)信號采集、實(shí)時鐘管理、開關(guān)機(jī)管理、充電管理等)、接顯示屏的LVDS接口、接SATA電子硬盤接口、通用USB接口、鍵盤接口、10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口與通信控制板串行接口等功能模塊。通信控制單元由主控CPU、DSP、FPGA和以太網(wǎng)二層交換器組成，采用小型化、低功耗、可擴(kuò)展設(shè)計(jì)思路。主要完成數(shù)據(jù)和話音通信功能，與計(jì)算機(jī)主板間采用網(wǎng)口和UART串口通信，其中以網(wǎng)口通信為主，UART串口通信為輔。媒體網(wǎng)關(guān)單元由主控CPU、DSP、FPGA、無線模塊和以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器組成。主要完成用戶接入和接口適配等功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，采用多態(tài)路由便攜機(jī)可以完成可靠的通信服務(wù)，有線和無線間相互冗余備份，大大提高通信可靠性；所需成本低，辦公計(jì)算機(jī)和通信路由器集成一體，大大節(jié)省用戶的采購資金和部署空間；接入手段多，支持復(fù)雜環(huán)境中的短波和超短波電臺接入以及衛(wèi)星通信箱式站；環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)野外露天開設(shè)。

圖1是本實(shí)用新型多態(tài)路由便攜機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型多態(tài)路由便攜機(jī)的計(jì)算機(jī)單元組成示意圖。圖3是本實(shí)用新型多態(tài)路由便攜機(jī)的通信控制單元組成示意圖。圖4是本實(shí)用新型多態(tài)路由便攜機(jī)的媒體網(wǎng)關(guān)單元組成示意圖。圖5是本實(shí)用新型多態(tài)路由便攜機(jī)的組網(wǎng)連接示意圖。圖中1-計(jì)算機(jī)單元、2-通信控制單元、3-媒體網(wǎng)關(guān)單元、4-機(jī)殼。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，參見圖1至圖5，多態(tài)路由便攜機(jī)，包括計(jì)算機(jī)單元1、通信控制單元2、媒體網(wǎng)關(guān)單元3和機(jī)殼4，一個機(jī)殼4內(nèi)安裝有計(jì)算機(jī)單元1、通信控制單元2、媒體網(wǎng)關(guān)單元3，計(jì)算機(jī)單元1通過以太網(wǎng)口和串口與通信控制單元2通信聯(lián)接，計(jì)算機(jī)單元1通過以太網(wǎng)口和串口與媒體網(wǎng)關(guān)單元3通信聯(lián)接，通信控制單元2通過以太網(wǎng)口和ST-bus串行通信總線與媒體網(wǎng)關(guān)單元3通信聯(lián)接。所述計(jì)算機(jī)單元1連接有電源口、USB 口、VGA接口、PCMCIA接口、RS232串口和網(wǎng)口。所述通信控制單元2連接有手柄接口、以太網(wǎng)口、功能健和指示燈。所述媒體網(wǎng)關(guān)單元3連接有RS232/485串口、有線口、單路有線口和無線口。本實(shí)用新型的機(jī)殼4采用鎂鋁合金一次壓鑄成型，鎂鋁合金的強(qiáng)度、硬度大大高于鋁合金，機(jī)箱在保證強(qiáng)度的前提下可以實(shí)現(xiàn)薄壁結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上按照露天使用環(huán)境設(shè)計(jì)，充分考慮野外環(huán)境的使用需求。設(shè)備密封性方面顯示屏安裝框與主機(jī)箱均采用全密封設(shè)計(jì)，箱體蓋板上均襯導(dǎo)電密封條；鍵盤與觸摸板采用防水硅橡膠，周邊采用加壓條的方法確保防水性；插座均采用 YGD20B0804J、JTO110R12-10PNB、YW120B01S1、JY3110R1646SYB、JY3110R10-98SNB等防水型航空插座；揚(yáng)聲器采用防水型，并加襯隔水薄膜。減振抗沖設(shè)計(jì)方面顯示屏在用加強(qiáng)筋提高其強(qiáng)度的同時，在顯示屏(含屏蔽玻璃)安裝框四邊襯橡膠減振墊；對屏蔽玻璃采用橡膠墊和導(dǎo)電泡棉、導(dǎo)電薄膜等材料實(shí)現(xiàn)隔振和導(dǎo)電的要求；內(nèi)部各電連接器采用DF13-10DP-125V、1132R-SMT-10P等軍用電連接器，并用硅膠、固定條固定，確保連接可靠。設(shè)備散熱采用對流、輻射和傳導(dǎo)相結(jié)合的方式，內(nèi)部功耗小的元器件熱量由機(jī)殼通過對流和輻射方式散發(fā)到周圍的空氣中，大功耗器件通過在底殼上鋪設(shè)熱管方式進(jìn)行散熱。多態(tài)路由便攜機(jī)采用便攜式加固計(jì)算機(jī)的形態(tài)，鍵盤具有防水、夜間照明功能。鍵盤采用硅橡膠鍵盤，厚度為1.6mm，每個按鍵有4個(或以上)觸點(diǎn)，對應(yīng)硅橡膠鍵盤的每個按鍵也有4個(或以上)觸點(diǎn)，使得每次按鍵穩(wěn)定可靠。加裝防水透氣片EM-1025-M避免野外高溫環(huán)境下鍵盤起鼓。鍵盤背光燈的布置為1鍵1燈，采用高亮度SMD型發(fā)光LED作為光源。通信控制單元2軟件主要完成通信網(wǎng)絡(luò)路由表的管理和維護(hù)、數(shù)據(jù)交換、路由控制。包括a)呼叫信令轉(zhuǎn)換功能按鍵值映射成呼叫信令，自組網(wǎng)通信時通過TDM發(fā)送給媒體網(wǎng)關(guān)板，既設(shè)網(wǎng)通信時通過網(wǎng)口發(fā)送給媒體網(wǎng)關(guān)板；b)應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)既設(shè)網(wǎng)通信時，通信控制板需要將計(jì)算機(jī)單元的應(yīng)用數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)格式，即要將組網(wǎng)所必需的信息封裝到UDP報(bào)文的正文，并發(fā)送給媒體網(wǎng)關(guān)；接收時，通信控制板能解析媒體網(wǎng)關(guān)板的發(fā)送過來的應(yīng)用數(shù)據(jù)，并上報(bào)給本地計(jì)算機(jī)或路由轉(zhuǎn)發(fā)；c)話音時隙分配網(wǎng)絡(luò)中所有用戶呼叫號碼與時隙的映射關(guān)系維護(hù)，并在變化時通過網(wǎng)口下發(fā)給媒體網(wǎng)關(guān)板；d)按鍵檢測和指示燈控制；e)網(wǎng)管功能組網(wǎng)參數(shù)配置和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢等。媒體網(wǎng)關(guān)單元3軟件完成接口數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)?？傮w上可劃分為五個模塊，即總線收發(fā)模塊、系統(tǒng)管理模塊、語音處理模塊、板間通信模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，其中總線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)網(wǎng)口、串口、有線口、音頻DSP數(shù)據(jù)的收發(fā)。系統(tǒng)管理模塊完成串口波特率等參數(shù)，G 口速率、模式等參數(shù)配置以及端口狀態(tài)監(jiān)控。語音處理模塊完成的話音數(shù)據(jù)的IP報(bào)文封裝和拆分。板間通信模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊完成與通信控制板和各類接口的數(shù)據(jù)收發(fā)。實(shí)施例1 如圖2所示，為實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算機(jī)功能，計(jì)算機(jī)單元1配置如下a)主板采用 L7500+ GME965+ICH8，其中 L7500 為 htel Core2 Duo 處理器，4M 緩存，1. 6GHz主頻，800MHz前端總線；北橋GME965為Intel高性能的集成顯示、內(nèi)存控制器，支持同時輸出VGA、LVDS,最多可支持4GB的533/667MHz DDR2內(nèi)存，采用Memory Down技術(shù)增加系統(tǒng)內(nèi)存的可靠性、抗震性；南橋ICH8為Intel高級I/O控制器，支持PCI-E、IDE、USB、HDA、LPC、SATA 等接口 ；b)采用單顆PCI-E千兆網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)10M/100M/1000M自適應(yīng)；采用單顆LPC轉(zhuǎn)串口芯片實(shí)現(xiàn)3路RS232串口 ；采用專用的Cardbus芯片實(shí)現(xiàn)PCMCIA接口 ；c)選擇固態(tài)聚合物電池，該電池在高低溫狀態(tài)下性能穩(wěn)定，便攜機(jī)在-40°C +55°C溫度范圍，電池供電內(nèi)可正常工作；d)顯示器選用三星高亮度顯示器，尺寸為15寸，4:3的比例，分辨率可達(dá)1600x1200 ；e)電子盤選擇SATA接口的寬溫固態(tài)盤，保證在_40°C +55°C溫度范圍正常工作，能滿足系統(tǒng)抗震動、抗沖擊的要求。[0040]如圖3所示，通信控制單元2采用CPU扣板+底板的方式。CPU扣板處理器選用MPC8280,完成數(shù)據(jù)、話音的交換路由。底板布置二層交換芯片并對外引出音頻接口，其中音頻接口中音頻DSP處理器選用AUDIO CODES AC490，其主要任務(wù)一是G. 7 編解碼，無線話音內(nèi)部傳輸和外部話音無縫接入；二是話音交換、融合、增益調(diào)節(jié)和回聲抵消(可選)，音頻具有選呼、組呼、強(qiáng)插等話音調(diào)度功能。二層交換芯片選用KS8995，引出2個對外網(wǎng)口和2個板間通信網(wǎng)口。如圖4所示，媒體網(wǎng)關(guān)單元3采用CPU扣板+底板的方式。CPU扣板處理器選用MPC8313，完成IP拆、組包、外設(shè)的數(shù)據(jù)中斷處理和外設(shè)實(shí)時數(shù)據(jù)搬移。底板引出單路有線、有線G 口、串口、無線等通信接口。其中單路有線接口使用MAX^90+MAX^91模塊，支持?jǐn)?shù)話同傳，多點(diǎn)接收，響應(yīng)及時，32Kbps帶寬下傳輸距離可達(dá)10公里；有線G 口使用GS2237+AFE模塊，此模塊支持信道同步數(shù)據(jù)率從128Kb/s到2320Kb/s，支持G. SHDSL ；串口通過串口擴(kuò)展芯片為SC16C6M。引出4個串口，分別用于單元間通信2個，1個倉外引出，1個用于連接艙內(nèi)的嵌入式通信模塊；嵌入式通信模塊對外引出無線天線口。實(shí)施例2 計(jì)算機(jī)單元1配置可采用主板采用SL9400+ GM45+ ICH9-M，內(nèi)存采用2GByteDDR3 SDRAM,電源模塊設(shè)計(jì)中電源芯片均采用高效率的開關(guān)電源芯片，提高工作效率。通過軟硬件配合，設(shè)備設(shè)計(jì)出S0，S3，S4, S5四種工作狀態(tài)，底層軟件會根據(jù)便攜機(jī)工作的忙碌狀況，根據(jù)設(shè)定自動調(diào)節(jié)使系統(tǒng)處于S0，S3，S4狀態(tài)，進(jìn)一步降低設(shè)備功耗。計(jì)算機(jī)單元的其他實(shí)現(xiàn)方式可保持不變。媒體網(wǎng)關(guān)單元可采用CPU扣板和底板一體化集成方式，CPU選用MPC8M4。單路有線采用IOOKbps工作模式，該帶寬下傳輸距離可達(dá)3公里。嵌入式通信模塊可采用北斗/GPS 二代模塊或Wifi模塊，媒體網(wǎng)關(guān)單元的其他實(shí)現(xiàn)方式保持不變。通信控制單元可采用CPU扣板和底板一體化集成方式，CPU選用MPC8M48，音頻DSP處理器采用AC491，二層交換芯片可選用KS8999等系列芯片，加大話音交換容量和接口數(shù)量，其他實(shí)現(xiàn)方式保持不變。本實(shí)用新型采用一種獨(dú)特的設(shè)備形態(tài)實(shí)現(xiàn)路由設(shè)備功能，即專網(wǎng)通信和既設(shè)IP網(wǎng)通信相結(jié)合，有線技術(shù)和無線技術(shù)相結(jié)合，辦公席位設(shè)備和路由設(shè)備一體化，將多種組網(wǎng)技術(shù)和多種通信接口集成到小型化、輕量化的加固筆記本上是通信設(shè)備領(lǐng)域的一大創(chuàng)新。設(shè)備工作時，可按圖5進(jìn)行組網(wǎng)連接，工作流程如下多態(tài)路由便攜機(jī)通過有線口進(jìn)行電臺組網(wǎng)，通過有線口接入既設(shè)通信網(wǎng)，通過串口與集群手持機(jī)、GPS手持機(jī)進(jìn)行專用無線組網(wǎng)，通過單路有線口與手持終端進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)通信，通過網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)多態(tài)路由便攜機(jī)的終端接入，通過有線口實(shí)現(xiàn)多態(tài)路由便攜機(jī)的節(jié)點(diǎn)互連，能通過天線口實(shí)現(xiàn)微波、衛(wèi)星接入。設(shè)備組網(wǎng)后，媒體網(wǎng)關(guān)板和通信控制板在上電啟動后或通信中斷重新連接時，首先向?qū)Ψ桨l(fā)送聯(lián)絡(luò)消息，在收到對方1次聯(lián)絡(luò)消息后確認(rèn)通信鏈路正常，然后媒體網(wǎng)關(guān)板先向通信控制板發(fā)送用戶開通消息，通信控制板響應(yīng)參數(shù)初始化信息給媒體網(wǎng)關(guān)板，完成參數(shù)初始化流程之后才開始正常工作中的信令溝通。信令溝通成功后，媒體網(wǎng)關(guān)單元接收來自外部網(wǎng)段的應(yīng)用數(shù)據(jù)(通過有線G 口)以TDM總線統(tǒng)一匯聚到通信控制單元，由通信控制單元選擇路由送達(dá)席位計(jì)算機(jī)。相反，席位計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)通信控制單元選路后由媒體網(wǎng)關(guān)單元的G 口(TDM模式)發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求1.多態(tài)路由便攜機(jī)，包括計(jì)算機(jī)單元(1)、通信控制單元(2)、媒體網(wǎng)關(guān)單元(3)和機(jī)殼(4)，其特征在于，一個機(jī)殼(4)內(nèi)安裝有計(jì)算機(jī)單元(1)、通信控制單元(2)、媒體網(wǎng)關(guān)單元(3)，計(jì)算機(jī)單元(1)通過以太網(wǎng)口和串口與通信控制單元(2)通信聯(lián)接，計(jì)算機(jī)單元 (1)通過以太網(wǎng)口和串口與媒體網(wǎng)關(guān)單元(3)通信聯(lián)接，通信控制單元(2)通過以太網(wǎng)口和 ST-bus串行通信總線與媒體網(wǎng)關(guān)單元(3)通信聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)路由便攜機(jī)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)單元(1)連接有 電源口、USB 口、VGA 接口、PCMCIA 接口、RS232 串口和網(wǎng)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)路由便攜機(jī)，其特征在于，所述通信控制單元(2)連接有手柄接口、以太網(wǎng)口、功能健和指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)路由便攜機(jī)，其特征在于，所述媒體網(wǎng)關(guān)單元(3)連接有RS232/485串口、有線口、單路有線口和無線口。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種多態(tài)路由便攜機(jī)，機(jī)殼內(nèi)安裝有計(jì)算機(jī)單元、通信控制單元、媒體網(wǎng)關(guān)單元，計(jì)算機(jī)單元通過以太網(wǎng)口和串口與通信控制單元通信聯(lián)接，計(jì)算機(jī)單元通過以太網(wǎng)口和串口與媒體網(wǎng)關(guān)單元通信聯(lián)接，通信控制單元通過以太網(wǎng)口和ST-bus串行通信總線與媒體網(wǎng)關(guān)單元通信聯(lián)接。靈活運(yùn)用有線、短波、超短波、微波通信技術(shù)，集成多態(tài)接口支持多態(tài)組網(wǎng)，支持多態(tài)自適應(yīng)路由，提供完整的通用計(jì)算機(jī)功能和通信節(jié)點(diǎn)功能的設(shè)備。本實(shí)用新型適用于野外固定或移動通信指揮、野外遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集、井下分布式監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)多個通信節(jié)點(diǎn)和用戶終端間的數(shù)據(jù)和話音通信。
文檔編號H04L12/02GK202334580SQ20112048142
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者張勇強(qiáng), 曹俊, 李石兵, 杜華, 鄔文彪, 陳希勝, 陳斌 申請人:江西聯(lián)創(chuàng)通信有限公司