专利名称：应急救援现场无线通信指挥系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应急救援现场无线通信指挥系统。
背景技术：
近年来，随着国民经济的快速增长，城市化进程的加快，城市的区域、人口、工业规 模和数量等都在迅速扩大、城市功能日益复杂化，担负着救灾抢险重任的公安消防部队，以 往的救灾设备已不能满足现代复杂的抢险任务，如何做到“快速反应，正确决策”，提高整个 部队的救援抢险的效率成为任务成败的关键。简单环境下的单路信息采集以及独立的语音 通讯已不能满足现代救灾现场的需求，如何在复杂的环境下，快速搭建灾害事故现场临时 信息通讯网络，多角度全面掌握灾害前端的第一手资料，避免地下、矿井、高层建筑物信息 通讯障碍等问题，成为我消防救援部队必须解决的科研问题。目前，城市灾害无线应急指挥系统主要采用卫星传输、CDMA、340M微波等技术解决 方案。这四种无线网络的构建以及灾害事故现场图像、语音、数据信息采集、传输方式和技 术特点各有所不同，下面简要介绍各技术无线传输原理，特点及参数概述1、卫星传输技术以卫星传输技术为基础构建的城市灾害无线应急指挥系统采用人造卫星作为中 继站而进行的通信技术，国内卫星通信网络一般采用C波段(3700 4200Mhg)和Ku (11 14Mhg)。卫星传输技术具有传输距离远，覆盖面广的特点，采用卫星数字技术大大减少了对 频谱资源的要求，同时卫星传输不受地面灾害的影响，受环境因素影响小，从而保证了信号 的可靠性。基于卫星传输技术的特点该系统只能采用一点对多点的广播、组播传输模式，不 能真正意义上实现灾害事故现场无线指挥系统同时多角度、全方位的前端信息采集功能。 卫星接收终端天馈线系统体积较大、操作较复杂，系统使用时，终端接收器于卫星建立通讯 信道时间长，不适用于突发性灾害事故现场应急指挥系统的建立。由于卫星通信频点内带 宽狭窄所造成的通信容量有限这一固有缺陷，使得在卫星通信中占最大比例的语音通信大 容量传输受到限制。而且在地下复杂环境无卫星信号覆盖的情况下，该无线通讯链路无法 建立，且该系统运营成本较高。因此，卫星通讯技术无法实现真正意义上的面对复杂环境的 应急救援现场无线通信指挥系统。2、CDMA 技术CDMA无线移动视频监控系统是基于联通的CDMA网络，占用其全新的800MHz工作 频段。由于CDMA网络覆盖面广，利用联通的CDMA网络基站可以实现单路视频图像信息远 距离、大范围的视频监控和移动监控，支持远距离异地传输，其移动性能也比较理想。然而，该系统的峰值总速率经测试为153. 6kbit/s, CDMA理想状态下的上传速率 为80kbit/s左右。CDMA网络采用语音和数据共享信道，如果网络用户数量或语音用户数量 增加到一定程度，将导致网络资源的严重不足。那么，每个CDMA用户可以使用的带宽将进 会进一步地降低。即使在网络信号及资源均在理想状态下，也只能传输CIF视频信号8 10帧/秒，视频信号传输连续性差，延时大，效果不够理想(MPEG4/H. 264压缩技术信号传输 所需带宽为300kbit/s 2Mbit/s)。同时由于CDMA网络受到其自身带宽的影响，在同一 扇区内仅能传输一路CDMA的图像，也就说，它不可能在现场构成一个多路图像无线传输网 络。由于该系统采用民用固定CDMA基站作为信息传输的中继站，信息安全保密性较差。该 技术最突出的问题在于，CDMA基站无法覆盖到的地下以及复杂的环境情况下，无线通讯链 路就无法建立，且CDMA基站受到地面灾害的影响较大，一旦基站受到灾害破坏或供电系统 出现问题时，现场无线应急指挥系统将无法正常工作，因此CDMA技术无法实现真正意义上 的面对复杂环境的应急救援现场无线通信指挥系统。3、340M微波技术传统的应急系统多数均采用340MHz微波通信技术，该频段微波信号绕射能力较 强，通信距离较远，且该发送接收设备可实现自供电系统，不受地面灾害的影响，从而保证 了信号的稳定性。基于340MHz微波技术自身的特点，其网络构建带宽小，通常该频段带宽只有1M， 并且随着发射距离加大，带宽降低显著，因此传输图像连续性差，延时较大。该频段支持移 动设备数量少，一个频点基本上只能支持一套设备，340MHz微波频段在同一覆盖区域最多 5个频点，也就是说在同一区域里最多可支持5套移动设备。而且，这5套移动设备分别占 用5个不同的频点且完全独立，无法形成真正的网络，只能靠控制中心，通过外围的外接硬 件设备，模拟成一个虚拟的集成环境，系统应用性差，由于是一点对一点的概念，没有网络 和系统的结构，应用性极差，不能组网，无法实现移动中继站功能，因此盲区多，无法解决微 波发送盲区问题。由于一个移动设备就需要在控制中心对应设置一台接收设备；5个移动 设备，就需要在控制中心设置5台接收设备，然后再通过外接合成器，把5个模拟信号合成 在一个画面。这样必然造成虚拟的集成环境整体采购成本加大。并且该技术因受到频点带 宽的限制，根本无法组建成一个真正的无线通信网络。由于340MHz微波技术存在上述的局 限性，且应用技术相对落后，因此无法实现真正意义上的面对复杂环境的应急救援现场无 线通信指挥系统。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提供了一种抗干扰能力强、传输距离远、能够面对复杂环 境的应急救援现场无线通信指挥系统。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种应急救援现场无线通信指挥 系统，包括现场信息采集并无线发送的便携装置、多频点无线接入和发送装置、无线接收装 置、现场信息处理设备，所述无线接收装置与所述现场信息处理设备相连接，并直接接收所 述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，所述多频点无线接入和发送装置与所 述无线接收装置相连接，接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，并将 接收到的信号转发给所述无线接收装置。所述现场信息采集并无线发送的便携装置包括顺次连接的数据采集模块、模数转 换模块和编码压缩模块，还包括一个分别与所述数据采集模块、模数转换模块和编码压缩 模块相连的设备供电系统，所述编码压缩模块的输出端连接有无线调制发送模块，所述设 备供电系统也与所述无线调制发送模块相连。
所述数据采集模块还可连接有一个数据采集外接接口，所述无线调制发送模块还 可连接有一个信息通讯接口 ；所述设备供电系统可通过电源控制接口连接有一个锂电池供 电系统，所述设备供电系统还连接有一个全双工通话系统。所述现场信息采集并无线发送的便携装置还可包括一个防水背包，所述数据采集 模块、模数转换模块、编码压缩模块、无线调制发送模块和设备供电系统安装在所述防水背 包中。所述现场信息处理设备采用双计算机系统现场信息处理设备，包括两个独立的嵌 入式计算机系统、两个显示系统、一个计算机控制设备、供电控制系统、计算机供电系统和 显示器供电系统，所述两个独立的嵌入式计算机系统分别与所述两个显示系统相连接，所 述计算机控制设备分别连接到所述两个嵌入式硬件计算机系统，所述计算机供电系统分别 连接所述两个独立的嵌入式计算机系统，所述显示器供电系统分别连接到所述两个显示系 统，所述供电控制系统连接并控制所述计算机供电系统和所述显示器供电系统。所述双计算机系统现场信息处理设备还可包括一个无线模块，所述无线模块与其 中一个独立的嵌入式计算机系统相连，所述无线模块还连接并受控于所述供电控制系统; 所述双计算机系统现场信息处理设备还可包括分别与两个所述独立的嵌入式计算机系统 相连的外设输入输出接口 ；所述两个独立的嵌入式计算机系统可通过数据线相互连接；所 述双计算机系统现场信息处理设备还可包括一个防水机箱，所述两个独立的嵌入式计算机 系统、两个显示系统、一个计算机控制设备、供电控制系统、计算机供电系统和显示器供电 系统均设置在所述防水机箱内部。所述多频点无线接入和发送装置，包括依次连接的接收端天馈线系统、无线接收 模块、无线变频模块、无线发送模块和发送端天馈线系统，还包括供电单元，所述供电单元 分别连接并供电给所述无线接收模块、无线变频模块和无线发送模块。所述无线信号接收模块和无线变频模块之间还可连接有信号整形放大模块，所述 供电单元连接并供电给所述信号整形放大模块；所述无线接收模块、信号整形放大模块、无 线变频模块、无线发送模块和供电单元，可安装在一个全金属密封盒中。所述无线接收装置，包括依次连接的天线模块、微波射频连接器和无线通讯模块， 所述无线通讯模块的输出端连接有信息通讯接口，还包括一个供电单元，所述供电单元连 接并供电给所述无线通讯模块。所述供电单元可包括依次连接的锂电池供电系统、电源控制接口和设备供电系 统，所述设备供电系统的输出端连接所述无线通讯模块。所述无线接收装置还可包括一个 底座，所述微波射频连接器、无线通讯模块和供电单元设置在所述底座内，所述底座的底部 设置有一个吸盘。本发明系统能够面对复杂环境，实现灾害现场无线音、视频指挥，应用国际先进的 无线通讯技术，将音、视频及数据传输融为一体，采用先进的移动中继理念，可避免复杂环 境下的无线遮挡难题，延长信息通讯链路长度，加强无线信号强度。此外，利用所述多频点 无线接入和发送装置中混频技术的应用，将无线接收模块接收到的信号频率转换为无线发 送模块所需的信号频率，使得接收到的信号和发送的信号可以工作在两个不同的频率范围 内，弥补普通无线网络中继器工作在单一频段的不足，从而实现不同频段信号的信息互通， 不仅实现了两个网络节点之间信号的复制，还以此来延长网络的长度，而且实现了两个不同频率范围内的网络连接问题，彻底解决了无线信号的干扰问题，并保证了数据包在临时 组建的无线网络传输中的信息安全性。
图1为本发明系统的原理图；图2为本发明中现场信息采集并无线发送的便携装置的原理框图；图3为本发明中双计算机系统现场信息处理设备的原理框图；图4为本发明中多频点无线接入和发送装置的原理框图；图5为本发明中无线接收装置的原理框图；图6为本发明中无线接收装置的结构示意图。
具体实施例方式如图1中所示，本发明系统包括现场信息采集并无线发送的便携装置(由于该装 置通常是由单个救援人员携带，也简称单兵装置)、多频点无线接入和发送装置、无线接收 装置、双计算机系统现场信息处理设备，所述无线接收装置与所述双计算机系统现场信息 处理设备相连接，并直接接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，所述 多频点无线接入和发送装置与所述无线接收装置相连接，接收所述现场信息采集并无线发 送的便携装置发出的信号，并将接收到的信号转发给所述无线接收装置。所述现场信息采集并无线发送的便携装置如图2中所示，包括顺次连接的数据采 集模块、模数转换模块、编码压缩模块和无线调制发送模块，还包括一个分别与所述数据采 集模块、模数转换模块、编码压缩模块和无线调制发送模块相连的设备供电系统。所述现场 信息采集并无线发送的便携装置通过数据采集模块对现场音、视频及各类数据进行采集， 经模数转换、信息数据包的压缩、编码以及调制后无线发送出去，从而完成现场各类数据 (视频、音频、数据)的信息采集，并通过无线方式将各类数据包发送至后端无线接收装置。 所述现场信息采集并无线发送的便携装置将无线接收模块接收到的信号频率转换为无线 发送模块所需的信号频率，使得接收到的信号和发送的信号可以工作在两个不同的频率范 围内，弥补普通无线网络中继器工作在单一频段的不足，从而实现不同频段信号的信息互 通，不仅实现了两个网络节点之间信号的复制，还以此来延长网络的长度，而且实现了两个 不同频率范围内的网络连接问题。由于在具有对现场各类信号实现采集的数据采集模块的同时，还具有无线调制发 送模块，且所述无线调制发送模块可以工作在较高频段，传输带宽可达54M，图像传输帧数 ^ 15帧，图像格式达到Dl格式，图像清晰度高，图像质量好。数据传送时，发送功率小于 200毫瓦，对人体无辐射危害。而且所述无线调制发送模块具有一定的绕射能力，可现场组 建无线通讯网络，实现图像、语音、数据的采集无线发送功能，从而完成灾害现场无线通信 指挥系统的建设。所述无线调制发送模块采用具有OFDM-BPSK (OFDM =OrthogonalfrequencyDi visionMultiplexing 正交频分复用；BPSK =BinaryPhaseShiftKeying,双相移相键控； OFDM-BPSK =OFDM 信道 BPSK 调制)，QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying，正交相移键控)， 16QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度调制；16QAM 是指包含 16 种符号的 QAM调制方式)，64QAM(包含64种符号的QAM调制方式)调制模式的无线发送模块，支持多点 传输，可实现多个所述支持多种数据的现场信息采集并无线发送的便携装置面向一个无线 接收装置的信息传送。此外，所述现场信息采集并无线发送的便携装置还包括一个与所述设备供电系统 相连接的内嵌式全双工通话系统。采用双工模式实现语音通讯，并使用MP3压缩格式，通话 连续性好，通话质量清晰，以保证携带者接收指挥员的调度和安排。所述数据采集模块还连 接有一个数据采集外接接口，可以采用标准接口，根据现场情况，连接摄像机、生命探测仪、 红外热像仪、侦检器材等设备。所述无线调制发送模块还通过信息通道连接有一个信息通 讯接口，具有自动识别组网功能、后台控制技术，无需对设备二次设置，即可实现通讯方式 和接口的扩展。所述设备供电系统通过电源控制接口连接有一个锂电池供电系统，通过配 备的高性能锂电池，能够连续工作5个小时以上，发射功率小于200毫瓦，对人体无辐射危 害。所述现场信息采集并无线发送的便携装置采用背负式设计理念，将所述数据采集 模块、模数转换模块、编码压缩模块、无线调制发送模块和设备供电系统等各单元部件放置 于所述防水背包中，体积小巧，方便携带，操作方便。所述如图3中所示，所述双计算机系统现场信息处理设备包括两个独立的嵌入式 计算机系统、两个显示系统、一个计算机控制设备、供电控制系统、计算机供电系统和显示 器供电系统，所述两个独立的嵌入式计算机系统分别与所述两个显示系统相连接，所述计 算机控制设备分别连接到所述两个嵌入式硬件计算机系统，所述计算机供电系统分别连接 所述两个独立的嵌入式计算机系统，所述显示器供电系统分别连接到所述两个显示系统， 所述供电控制系统连接并控制所述计算机供电系统和所述显示器供电系统。通过外接供电 适配器或电池连接并供电给所述供电控制系统供电。所述计算机控制设备包括键盘和鼠 标，用于输入各项指令。而且，所述双计算机系统现场信息处理设备内部包括两个独立的嵌入式计算机系 统，且所述两个独立的嵌入式计算机系统通过数据线相互连接。在一台硬件计算机系统中 生成数据库文件的同时，采用archivelogmode (归档模式)方式备份数据的方法，通过两台 硬件计算机系统内部之间的网络互连，在另一台硬件计算机系统中备份出该数据库文件， 从而实现双计算机热备份功能。进一步的，两个独立的嵌入式计算机系统完全实现信息互 通，可以方便的实现两个系统的资源共享，大大简化了工作人员的操作流程，提高了工作效 率，减免了操作失误率。而且所述双计算机系统现场信息处理设备可实时接收、自动记录现 场信息采集并无线发送的便携装置采集到的信息，既可以根据现场情况与前端人员进行指 挥与调度，也可与移动指挥中心以及指挥员组成无线网络，达到现场灭火救援信息共享。独 特的双屏幕显示设计，可以使得指挥员在实时观看灾害现场图像的同时，进行数据记载以 及各类灭火预案的播放功能。所述显示系统为亮度高于320cd/m2(cd/m2为亮度单位，是堪德拉每平米或称 nits)的液晶显示器。由于显示器亮度过低时，在户外或者是日光下使用时，其屏幕显示信 息暗淡，无法看清其显示内容，对于需要户外工作的行业来说，普通的显示系统已经不能满 足其工作需求。根据具体应用需要，所述的两个显示系统均可以采用工业级高亮度液晶显 示系统，显示亮度为lOOOcd/m2，使指挥人员可在户外强光照环境中清晰地看到屏幕上所显示的图像信息，完全可以满足特殊行业户外使用的要求。一个无线模块与其中一个独立的嵌入式计算机系统相连，所述无线模块还连接并 受控于所述供电控制系统。所述无线模块可以采用民用级2. 4G无线网络模块，能够连接到 公共网络覆盖范围内的无线网络中，也可以采用独立的军用级高性能无线模块，可以方便 与其性能相同的无线设备组成稳定的自组网路，能够与其他专用网络以及特殊自组网路连 接，尤其适用于消防行业的灾害事故现场无线指挥系统。所述无线模块采用国际先进的无 线技术，并遵循国家军工电子产品标准，可在-20°C +70°C温度范围内正常工作，发射功 率< 200mW，符合中国无线电管理委员会规定，对人体无任何辐射伤害，该模块通讯带宽可 达54Mbps，可满足各类数据无线传输。此外，所述双计算机系统现场信息处理设备还包括分别与两个所述独立的嵌入式 计算机系统相连的外设输入输出接口。即，通过预留各类标准外设接口，可外接投影仪、电 视墙等外部设备。所述双计算机系统现场信息处理设备还可以用全铝合金防水机箱，将各 器件合理安置于所述防水机箱内，且内部结构模块化，例如采用一体式键盘鼠标，充分考虑 防水、抗震、散热等要求。所述多频点无线接入和发送装置如图4中所示，包括依次连接的接收端天馈线系 统、无线接收模块、信号整形放大模块、无线变频模块、无线发送模块和发送端天馈线系统， 还包括供电单元，所述供电单元包括依次连接的充放电控制器、锂电池组模块和供电控制 系统，所述供电控制系统经由无线接收模块供电系统连接所述无线接收模块，所述供电控 制系统经由无线发送模块供电系统连接所述无线发送模块，所述供电控制系统分别直接连 接所述无线变频模块和信号整形放大模块。通过所述无线变频模块将无线接收模块接收到的信号频率转换为无线发送模块 所需的信号频率，它的信号接收和信号发送工作在两个不通的频率范围内，弥补普通无线 网络中继器工作在单一频段的不足，从而实现不同频段信号的信息互通。所述信号整形放 大模块对衰减的信号进行放大，避免信号传输中因衰减造成的失真现象。因此，不仅实现了 两个网络节点之间信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度，而且实现了两个 不通频率范围内的网络连接问题。在实际使用过程中，当无线信号发送端和终端接收端使 用的不是同一个通信频率，利用所述多频点无线接入和发送装置，将接收到的无线信号发 送端发来的信息的载波信号通过变频器发生频率改变，变成与终端接收端处于同一频率范 围内，从而实现不通频率之间无线信号的双向通信。利用所述多频点无线接入和发送装置作为中继是数据接收与转发的设备，将无线 链路搭建成使用多频段信息传输通道，就可以避免空间内信息传播对单一频段干扰的问 题。在对无线信号处理方面，采用直序扩频与跳频两种不同的调制与解调技术，即保证了信 号的稳定性，增强了抗强的定频干扰和抗多址干扰能力，也加强了信息的安全性。由于采用锂电池组模块作为工作电源，性能稳定，持续工作时间长，使得整个装置 不仅体积小巧，可移动性强，无线网路信号通信距离远，而且，可以将除天线外的各部件安 装在一个全金属密封盒中，具有户外型设备的防锈、防水、防尘、防紫外线照射等特点。操作 人员可以根据具体的使用环境，在装置底部安装支架，进行相应的高度调节，方便移动和安 装。使用时只需连接高增益天线，无需配置与调试即可完成信号的连接传递工作。在大型 建筑物遮挡、楼上楼下分层、地下工程等各种非视距情况下，可通过在合适位置补增该多频点无线接入和发送装置，即可进行信号的变频、转发功能。并可实现接收信号从一个频段变 化为另一个频段进行信号发送功能，从而大大提高了信号的抗干扰性，保证了数据信息传 输的安全性。从而解决了因大型建筑物对无线电信号遮挡、地下信号屏蔽等困扰通信畅通 的瓶颈问题。所述无线接收装置如图5中所示，包括天线模块、无线通讯模块和供电单元，包括 依次连接的天线模块、微波射频连接器和无线通讯模块，所述无线通讯模块的输出端连接 有信息通讯接口，还包括一个供电单元，所述供电单元包括依次连接的锂电池供电系统、电 源控制接口和设备供电系统，所述设备供电系统的输出端连接所述无线通讯模块。所述无线接收装置将天线模块接收到的无线信号通过所述微波射频连接器直接 交由所述无线通讯模块，实现从模拟信号到数字信号的转换，将无线信号直接转化为网络 数字信号，使得所述无线接收装置既可以与无线设备进行信息通信，也可与其他支持网络 协议的设备进行信息通信，在微波无线环境较复杂的情况，以及遮挡较严重的地理环境下， 利用该设备将无线信号转化为网络数据包的特点，通过网线线缆连接，可将所需通讯的数 据包传送到下一级通讯设备中，避免了无线信号在空间内的干扰，并解决了基站覆盖的通 讯盲点问题。所述无线接收装置无需馈线连接无线通讯模块，彻底避免了馈线带来的信号 衰减的影响，保证高质量的数据传输，同时还避免了用馈线连接造成的诸多限制，在无线通 讯链路组建的各节点上，能够实现更合理的布局。如图6中所示，所述微波射频连接器、无线通讯模块和供电单元设置在底座1内， 天线模块3设置在底座1上，所述底座1的底部设置有一个吸盘2。所述信息通讯接口 4设 置在所述底座的侧表面上。上述结构使得所述无线接收装置结构简单、紧凑，并具备较强的 吸附能力。在户外临时组建无线通讯网络时，无需固定安装，可将该设备直接吸附在光滑的 物体表面，或车载顶端即可，吸附牢固，装卸便捷，论车辆行驶时，还是风雨天气，天线衔接 牢固，不易折断，通过预设的信息通讯接口 4，利用网线传输给其他支持网络协议的设备。所 述电源单元中，通过锂电池供电系统作为电能来源，在户外特殊环境里，不能提供外部供电 系统时，通过锂电池供电系统，提供稳定长久电力，是一种无需外部资源支持的数据信号传 输设备。在实际的应用当中，系统可由一至多台现场信息采集并无线发送的便携装置(单 兵装置)，一至多台多频点无线接入和发送装置，一台无线接收装置以及一台双计算机系统 现场信息处理设备组成。根据实际需要使用多路现场信息采集并无线发送的便携装置(单 兵装置)进入灾害事故现场进行实地拍摄。此时现场信息采集并无线发送的便携装置(单 兵装置)通过多频点无线接入和发送装置和无线接收装置将视频数据传到双计算机系统 现场信息处理设备；或者直接通过无线接收装置将视频数据传到双计算机系统现场信息处 理设备。其中所述多频点无线接入和发送装置作为接收中继，负责接收现场信息采集并无 线发送的便携装置(单兵装置)发出的信号，并将其转换为其他频率的信号发送至无线接 收装置，以加大数据带宽与提高传输速率。每台多频点无线接入和发送装置可同时接收多台现场信息采集并无线发送的便 携装置(单兵装置)，且每台多频点无线接入和发送装置可以进行信息互通，所述无线接收 装置可自动接收终端移动中继的数据，并通过网线或无线方式将其发送至双计算机系统现 场信息处理设备上，进行图像浏览，语音通讯以及数据处理等功能。当该系统遇到无限信号
10衰减或者屏蔽的问题出现时，及可在适当位置安放多频点无线接入和发送装置作为移动中 继，完成无限信号链路的接力功能。双计算机系统现场信息处理设备也可采用单计算机系 统现场信息处理设备或者安装了操作软件的普通PC机替代。本发明系统面对复杂环境的应急救援现场无线通信指挥系统就是采用先进的混 频微波技术，是无线自组网络模式，以4G技术为核心，采用的是免许可频段。其主要特点 有1)通信距离远，非严重遮挡的情况下可达20公里，利用多频点无线接入和发送装 置视线中继可实现更远距离信号覆盖；2)自动路由，自组网，链路稳定可靠；3)输出功率小(200mW)，对人体无伤害；4)工业级设计，可工作于多种环境下(_40°C +65°C的宽温环境)；5)接收机灵敏度高，达到_94dBm，其性能指标在国际上达到先进水平；6)传输速率高，带宽最高可达22Mbps (54Mbps可选)，上行带宽为11Mbps，传输图 像清晰流畅，DVD画质；7)抗干扰能力强，混频微波技术设计，不会受到其他通信设备的影响。同时，系统 也不会干扰其他设备正常工作；8)保密程度高，采用ESSID认证机制、MAC地址过滤功能、WEP+高级加密算法加 密；9)网内自动寻址，系统内一处站点故障时，会自动改变数据链路，采用高级智能无 线电识别技术寻找最近站点及时建立恢复起无线电链路，不影响系统整体稳定性；10)多跳设计适合大面积场外部署，无盲区特点可覆盖大面积开放区域；11)自主网自由组网，结构灵活，快速部署，节点之间切换速度快，适合音频、视 频及各类数据的传输；12)网状网不依赖任何一个节点，具有更大的冗余机制和通信负载平衡功能；13)盲点小该系统采用移动中继站设计理念，采集前端通过移动中继站转发数 据至后端接收处，用户可根据环境的复杂情况，安放移动中继站，大大较少了无线网络覆盖 盲点；13)自供电系统组建该系统的任何设备均带有锂电池(或镍氢电池)自供电系 统，不受地面灾害的影响，受环境因素影响小，从而保证了信号的可靠性。14) 一接收点接收多路信息采集前端由于所述混频技术采用的是国际先进的 OFDMw/BPSK, QPSK，16QAM，64QAM调制模式，支持多点传输，可实现一个信息无线接收装置接 收多台该便携装置，从而实现全方位，所角度的现场信息采集，且投入成本较低。本发明系统面对复杂环境的应急救援现场无线通信指挥系统应用国际先进的无 线通讯技术，将音、视频及数据传输融为一体，采用先进的移动中继理念，可避免复杂环境 下的无线遮挡难题，延长信息通讯链路长度，加强无线信号强度。混频技术的应用，彻底解 决了无线信号的干扰问题，并保证了数据包在临时组建的无线网络传输中的信息安全性。 在突发的灾害事故现场，临时快速地搭建无线应急指挥通信网络，以安放在指挥车中的双 计算机系统现场信息处理设备作为现场指挥中心，利用现场信息采集并无线发送的便携装 置(即单兵装置)，多角度、全方位地将灾害事故现场的音、视频以及各类现场数据等信息通过移动中继实时发送至现场指挥中心，现场指挥中心工作人员可根据多路灾害事故现场 情况，做出“快速反应”下达“正确决策”，圆满完成救灾抢险任务。本发明系统还可利用已经 构建好的城市无线覆盖网络以及卫星通信系统，通过多频点无线接入和发送装置将采集到 的现场音、视频图像及数据资料通过现场指挥车转发至城市消防指挥中心或各个分指挥中 心处，还可为公安消防部队使用的350MHz、800MHz等频段的无线通信系统提供中继转接， 投入小、效果好，从根本上解决了地下工程等所有屏蔽空间的无线通信难题，为各级指挥员 提供直观、翔实的现场资料，如同各级领导亲临事故现场一样，实时、全面地了解到灾害事 故现场的情况。综上所述，本发明融合了卫星通讯技术、CDMA无线技术、340M微波传输技术的优 点，并克服了三种技术的不足，成为当今最为先进的无线通信技术，可构建成完整的面对复 杂环境的应急救援现场无线通信指挥系统，立足灾害事故现场形成前方后方、地上地下、内 部外部都能随时观察现场实况，彻底解决多年来灾害事故现场，尤其是地铁，地下隧道及其 他复杂环境内部与地面音视频无法实时传输的技术难题。以上对本发明所提供的应急救援现场无线通信指挥系统进行了详细介绍，本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想， 在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本 发明的限制。
权利要求
一种应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于包括现场信息采集并无线发送的便携装置、多频点无线接入和发送装置、无线接收装置、现场信息处理设备，所述无线接收装置与所述现场信息处理设备相连接，并直接接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，所述多频点无线接入和发送装置与所述无线接收装置相连接，接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，并将接收到的信号转发给所述无线接收装置。
2.根据权利要求1所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述现场信 息采集并无线发送的便携装置包括顺次连接的数据采集模块、模数转换模块和编码压缩模 块，还包括一个分别与所述数据采集模块、模数转换模块和编码压缩模块相连的设备供电 系统，所述编码压缩模块的输出端连接有无线调制发送模块，所述设备供电系统也与所述 无线调制发送模块相连。
3.根据权利要求2所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述数据采 集模块还可连接有一个数据采集外接接口，所述无线调制发送模块还可连接有一个信息通 讯接口 ；所述设备供电系统可通过电源控制接口连接有一个锂电池供电系统，所述设备供 电系统还连接有一个全双工通话系统。
4.根据权利要求2所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述现场信 息采集并无线发送的便携装置还可包括一个防水背包，所述数据采集模块、模数转换模块、 编码压缩模块、无线调制发送模块和设备供电系统安装在所述防水背包中。
5.根据权利要求1所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述现场信 息处理设备采用双计算机系统现场信息处理设备，包括两个独立的嵌入式计算机系统、两 个显示系统、一个计算机控制设备、供电控制系统、计算机供电系统和显示器供电系统，所 述两个独立的嵌入式计算机系统分别与所述两个显示系统相连接，所述计算机控制设备分 别连接到所述两个嵌入式硬件计算机系统，所述计算机供电系统分别连接所述两个独立的 嵌入式计算机系统，所述显示器供电系统分别连接到所述两个显示系统，所述供电控制系 统连接并控制所述计算机供电系统和所述显示器供电系统。
6.根据权利要求5所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述双计算 机系统现场信息处理设备还可包括一个无线模块，所述无线模块与其中一个独立的嵌入式 计算机系统相连，所述无线模块还连接并受控于所述供电控制系统；所述双计算机系统现 场信息处理设备还可包括分别与两个所述独立的嵌入式计算机系统相连的外设输入输出 接口 ；所述两个独立的嵌入式计算机系统可通过数据线相互连接；所述双计算机系统现场 信息处理设备还可包括一个防水机箱，所述两个独立的嵌入式计算机系统、两个显示系统、 一个计算机控制设备、供电控制系统、计算机供电系统和显示器供电系统均设置在所述防 水机箱内部。
7.根据权利要求1所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述多频点 无线接入和发送装置，包括依次连接的接收端天馈线系统、无线接收模块、无线变频模块、 无线发送模块和发送端天馈线系统，还包括供电单元，所述供电单元分别连接并供电给所 述无线接收模块、无线变频模块和无线发送模块。
8.根据权利要求7所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述无线信 号接收模块和无线变频模块之间还可连接有信号整形放大模块，所述供电单元连接并供电给所述信号整形放大模块；所述无线接收模块、信号整形放大模块、无线变频模块、无线发 送模块和供电单元，可安装在一个全金属密封盒中。
9.根据权利要求1所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述无线接 收装置，包括依次连接的天线模块、微波射频连接器和无线通讯模块，所述无线通讯模块的 输出端连接有信息通讯接口，还包括一个供电单元，所述供电单元连接并供电给所述无线 通讯模块。
10.根据权利要求9所述的应急救援现场无线通信指挥系统，其特征在于所述供电单 元可包括依次连接的锂电池供电系统、电源控制接口和设备供电系统，所述设备供电系统 的输出端连接所述无线通讯模块。所述无线接收装置还可包括一个底座，所述微波射频连 接器、无线通讯模块和供电单元设置在所述底座内，所述底座的底部设置有一个吸盘。
全文摘要
本发明涉及一种应急救援现场无线通信指挥系统，包括现场信息采集并无线发送的便携装置、多频点无线接入和发送装置、无线接收装置、现场信息处理设备，所述无线接收装置与所述现场信息处理设备相连接，并直接接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，所述多频点无线接入和发送装置与所述无线接收装置相连接，接收所述现场信息采集并无线发送的便携装置发出的信号，并将接收到的信号转发给所述无线接收装置。本发明系统能够面对复杂环境，实现灾害现场无线音、视频指挥，应用国际先进的无线通讯技术，将音、视频及数据传输融为一体，采用先进的移动中继理念，可避免复杂环境下的无线遮挡难题，延长信息通讯链路长度，加强无线信号强度。
文档编号H04B1/38GK101909270SQ20101025832
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者任运贵, 刘兴汉, 刘瑶, 姜晖, 张永根, 杨节, 魏捍东 申请人:北京中运人安消防设备有限公司