一種應(yīng)急救災(zāi)智能單兵通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)急救災(zāi)單兵通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，自然環(huán)境日益惡劣，洪災(zāi)、泥流、臺風(fēng)、海嘯、地震等自然災(zāi)害頻發(fā)，給人類帶來了不可估量的損失，火災(zāi)、礦難、空難等事故也嚴(yán)重威脅著人們生命財產(chǎn)安全。由于災(zāi)難現(xiàn)場情況復(fù)雜多變、突發(fā)事件無法預(yù)料，加之各種因素的客觀影響，營救工作舉步維艱，給現(xiàn)場救援帶來了極大的挑戰(zhàn)。如何快速、有效的組建一個穩(wěn)定、可靠的應(yīng)急救災(zāi)單兵無線通信網(wǎng)絡(luò)，用于獲取災(zāi)難現(xiàn)場信息、實現(xiàn)災(zāi)難現(xiàn)場信息共享、救援協(xié)同、輔助救援計劃、傳達(dá)救援指令，已經(jīng)成為當(dāng)前災(zāi)難救援工作所面臨的重要問題。
[0003]現(xiàn)階段所用的無線通信手段包括移動蜂窩通信、藍(lán)牙技術(shù)、Zigbee技術(shù)、WIFI等。這些通信技術(shù)雖然各有其特點，在無線通信領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，但在用于搶險救災(zāi)任務(wù)時卻有諸多缺陷。移動蜂窩技術(shù)是目前覆蓋范圍最廣的公用移動通信技術(shù)，雖然已經(jīng)發(fā)展到第四代一4G技術(shù)，但是4G覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到搶險救援的要求，就算現(xiàn)階段最成熟的第三代移動通信技術(shù)也無法實現(xiàn)全覆蓋且其最大通信速率僅為2Mb/s，抗干擾能力弱，系統(tǒng)難于部署，無法滿足災(zāi)難現(xiàn)場救援的要求。藍(lán)牙通信技術(shù)雖早已經(jīng)升級為四代，其最快傳輸速度可達(dá)24Mb/s，最大傳輸距離也能達(dá)到100米，但是隨著傳輸距離的增長傳輸速率不斷降低，網(wǎng)絡(luò)的可靠性、穩(wěn)定性也大幅下降。只有在10米范圍內(nèi)藍(lán)牙通信才能提供較為穩(wěn)定的高速傳輸，這也限制了其在單兵搶險救援工作中的應(yīng)用。Zigbee作為一種新型的無線通信技術(shù)，主要用于物聯(lián)網(wǎng)通信，具有功耗小、成本低、支持多種網(wǎng)絡(luò)拔掉、低復(fù)雜度、可靠、安全、設(shè)備輕便等特點，但其傳輸速率卻只有幾百Kb且通信距離短，故而無法滿足單兵救援的通信要求。Wifi作為當(dāng)前最為流行的無線通信技術(shù)之一，具有其自身的優(yōu)勢和特點。但其必須基于無線AP才能進(jìn)行通信，而且隨著傳輸距離的增長其非視距傳輸實時通信能力、數(shù)據(jù)傳輸速率等將大打折扣，這將不利于搶險救援工作的展開。
[0004]近年來，單兵系統(tǒng)裝備已開始應(yīng)用于應(yīng)急救災(zāi)工作中。目前，國內(nèi)應(yīng)急救災(zāi)任務(wù)中大多使用對講機(jī)進(jìn)行簡單的語音通信，或者利用移動3G技術(shù)來進(jìn)行視頻圖像的傳輸，然而很多受災(zāi)區(qū)由于通信線路的毀壞及本身基礎(chǔ)設(shè)施的不完善導(dǎo)致信息無法正常的傳輸，從而大大降低了單兵救援工作的效率。而通過專用通信設(shè)備或公用通信網(wǎng)絡(luò)將災(zāi)害現(xiàn)場的圖像信息實時傳輸至指揮中心，指揮者通過前方反饋的信息進(jìn)行判斷和決策指揮，缺乏多節(jié)點、實時通信交互和綜合情報信息支持。
[0005]綜上，應(yīng)急救災(zāi)單兵通信系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，其通信能力無法滿足災(zāi)難現(xiàn)場客觀環(huán)境的要求，通信系統(tǒng)在覆蓋范圍、傳輸速度、通信穩(wěn)定性、抗干擾能力、非視距傳輸?shù)确矫鏌o法滿足應(yīng)急救災(zāi)的任務(wù)需求。因此，非常有必要重新設(shè)計一套新的通信系統(tǒng)，用于單兵的緊急搶險救援任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種應(yīng)急救災(zāi)智能單兵通信系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。本發(fā)明采用移動自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，具有可靠性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快、系統(tǒng)功耗低等特點。能夠?qū)崿F(xiàn)快速部署、網(wǎng)絡(luò)動態(tài)拓?fù)?、非視距、多跳移動通信。使單兵與單兵之間，單兵與移動指揮中心之間的移動互聯(lián)形成一個有機(jī)整體，全面增強(qiáng)單兵的通信和協(xié)同能力，大幅提高應(yīng)急救災(zāi)效能。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0008]—種應(yīng)急救災(zāi)智能單兵通信系統(tǒng)，包括單兵終端節(jié)點和移動指揮中心節(jié)點，3個以上的單兵終端節(jié)點組成單兵通信網(wǎng)絡(luò)，每個單兵終端節(jié)點均包含一個無線移動終端和一個網(wǎng)絡(luò)終端控制器，每個移動指揮中心節(jié)點都包含一個多功能路由設(shè)備和一臺網(wǎng)絡(luò)后臺服務(wù)器，至少由一個移動指揮中心節(jié)點與任意一個單兵終端節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)通信，至少由兩個移動指揮中心節(jié)點進(jìn)行移動指揮中心節(jié)點間的組網(wǎng)通信；
[0009]所述單兵通信網(wǎng)絡(luò)至少包含三個單兵終端節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點出現(xiàn)故障時，可通過其它節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0010]所述無線移動終端為單兵背負(fù)無線移動通信裝置，用于實現(xiàn)各單兵終端節(jié)點之間的移動自組網(wǎng)，非視距多跳傳輸；
[0011]所述網(wǎng)絡(luò)終端控制器為配備RTX騰訊通網(wǎng)絡(luò)通信軟件的微型計算機(jī)，用于實現(xiàn)對單兵終端節(jié)點所采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸控制；
[0012]所述多功能路由設(shè)備為移動指揮中心節(jié)點中的大功率網(wǎng)絡(luò)路由器，用于提供單兵終端節(jié)點與移動指揮中心節(jié)點的通信，以及將單兵終端節(jié)點信息進(jìn)行對外的發(fā)布，可根據(jù)任務(wù)需要配備兩個或兩個以上的多功能路由設(shè)備節(jié)點，多功能路由設(shè)備節(jié)點間可進(jìn)行自由組網(wǎng)。當(dāng)某一個節(jié)點出現(xiàn)問題時可通過其它節(jié)點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信；
[0013]所述網(wǎng)絡(luò)后臺服務(wù)器為移動指揮中心節(jié)點所配備有RTX騰訊通網(wǎng)絡(luò)通信軟件的便攜式計算機(jī)，用于處理單兵終端節(jié)點所采集的災(zāi)難現(xiàn)場的信息，包括語音、視頻、圖像、文本數(shù)據(jù)的壓縮、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)?，并對?shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，做出相應(yīng)的指揮決策，下達(dá)控制命令或向上級傳輸現(xiàn)場信息、請示任務(wù)命令和傳達(dá)救援命令。
[0014]其中，所述的無線移動終端為帶ad hoc工作模式的無線通信裝置，可帶有自組織網(wǎng)絡(luò)功能，支持雙頻組網(wǎng)。
[0015]其中，所述的無線移動終端的通信信道之間互不干擾。
[0016]其中，所述的多功能路由設(shè)備為帶無線mesh工作模式的多功能通信裝置。
[0017]其中，所述的多功能路由設(shè)備具備有線傳輸和無線傳輸能力。
[0018]其中，所述的多功能路由設(shè)備具備混合組網(wǎng)的能力，能接入到其它網(wǎng)絡(luò)中，可把接收到的信息第一時間發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)。
[0019]其中，所述的多功能路由設(shè)備具備網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋功能。
[0020]其中，所述的無線移動終端之間的通信采用專網(wǎng)進(jìn)行通信。
[0021]其中，所述的無線移動終端與多功能無線路由設(shè)備之間采用專網(wǎng)進(jìn)行通信。
[0022]其中，所述的多功能路由設(shè)備之間采用專網(wǎng)進(jìn)行通信。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點是:
[0024]I)投資成本低。本通信系統(tǒng)很大程度節(jié)約了骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，其所使用的多功能路由設(shè)備和無線移動終端設(shè)備要比蜂窩移動通信系統(tǒng)中的基站等動輒千萬的設(shè)備便宜得多。
[0025]2)組網(wǎng)靈活，維護(hù)方便。無線移動終端設(shè)備工作于ad hoc模式，可自由組網(wǎng)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)拓?fù)?。在?jīng)由多功能路由接入主干網(wǎng)后，可與已有的其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成無線寬帶接入網(wǎng)，使鏈路中斷或局部擴(kuò)容和升級不影響整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。
[0026]3)高帶寬。整個網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)使用短距離的多跳傳輸，減少了各種干擾和其他導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失因素的影響，獲得了更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
[0027]4)部署安裝簡單。系統(tǒng)通信設(shè)備從包裝盒里取出來，接上電源就直接可工作。極大地簡化了安裝，可以很容易增加新的節(jié)點來擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量。終端節(jié)點間不需要有線電纜連接，大大降低了總成本和安裝時間，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置及驗證過程可由系統(tǒng)自動執(zhí)行。
[0028]5)輕便易于攜帶。所使用的設(shè)備均為單兵背負(fù)設(shè)備，總重量不超過2KG，便于搶險救災(zāi)時攜帶。
[0029]6)網(wǎng)絡(luò)可靠、穩(wěn)定性強(qiáng)。不依賴于某一單結(jié)點的通信能力，每個節(jié)點都有一條或幾條傳送數(shù)據(jù)的路徑。當(dāng)某節(jié)點發(fā)生通信故障時，信息可通過其它節(jié)點傳輸，不至于影響整個網(wǎng)絡(luò)的通信能力。
[0030]7)低功耗。系統(tǒng)所使用的移動終端設(shè)備功耗低，平均功耗在3W左右，利用所攜帶的移動電源就可為其供電，而多功能路由