一种智能手机接收DAB预警信息的方法与流程

本发明属于灾害预警技术领域，尤其涉及一种智能手机接收dab预警信息(ewm,emergencywarningmessage)的方法。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

现代公共通信系统，如移动通信和互联网，虽然功能强大，但在紧急情况时容易堵塞或损坏，造成严重后果。如汶川地震和雅安地震后通信基本中断，严重影响了救援工作的有效开展；2012年甘肃岷县特大泥石流和北京“7.21”大暴雨、2013年东莞大冰雹，都因预警信息发布不到位而导致巨大的生命和财产损失。另一方面，广播以其结构简单、可靠性高和覆盖范围广的特性，在紧急时刻的信息传递上发挥着不可替代的作用。例如2011年日本大海啸后调查显示：91％以上民众是通过各种广播来获取信息，而通过互联网获取信息的仅有7％,通过报纸和手机获取信息的不到1％。

广播系统最重要的特点是“一对全体(onetoall)”，而通信系统的特点是“一对部分(onetosome)”。对于发生重大灾害，对比通信系统，利用广播的“一对全体”的特点可突破用户数的限制，在广播范围内的用户都可以接收到ewm(emergencywarningmessage)即预警信息；而且广播系统由易搭建、低成本、高可靠性、续航能力强的发射台和终端设备组成，可以在灾后快速形成无线通信能力，传送信息的成本低，传输距离远。因此，广播是最经济、最快捷、最有效的应急信息发布手段手段。

数字广播是取代传统fm和am等模拟广播的新一代广播系统。数字广播除了可传输高质量的音频信息外，还可以传送图片、数据等多媒体信息，这使得数字广播在应急信息方面的功能更为强大。我国于2006年颁布了数字广播行业标准dab(digitalaudiobroadcast)，北京、广东等地已有dab信号播出。2008年国家气象局租用世广卫星dab进行预警信息发布。在该系统中，地方灾情通过各级部门层层上报后由由国家气象局连接卫星进行发布。这套系统可以实现较大范围的覆盖，一些学者也提出了基于该系统的分区预警和自动预警技术。但在该系统中预警信息的接收主要以固定接收的喇叭或者专用接收终端为主，难以在普通民众个人或家庭中推广，导致预警信息的受众范围受到限制。考虑到目前智能手机的普及性，利用手机接收dab预警信息无疑将大大提高受众群体的数量，提高预警效果。同时由于智能手机良好的用户界面和强大的处理和显示能力，可以使得应急信息的显示更加形象、生动，更容易被人理解。

但目前由于政策限制，在我国不允许在智能手机中内嵌dab接收功能。在此背景下，如何设计一种装置，使得现有的智能手机能够接收dab预警信息，无疑对于提高重大灾害预警信息发布效果、保证人民生命财产安全具有重要意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有预警信息靠移动通信网和互联网发，难以快速向海量用户同时发送(网络会堵塞)；紧急时刻，所有用户都会下意识访问网络，进一步加剧网络堵塞；

(2)现有dab预警系统中预警信息的接收主要以固定接收的喇叭或者专用接收终端为主，难以在普通民众个人或家庭中推广，导致预警信息的受众范围受到限制。

(3)现有tii定位精度很低，只有千米或万米的定位精度；gps定位会增加功耗，这对重大紧急情况下智能手机的续航能力影响很大。

解决上述技术问题的难度：

利用dab发布预警信息的优势是明显的，但在手机上接收dab预警信息，尚存在一定的技术难度。由于政策限制，在我国不允许在手机主板中集成dab接收模块，因此，只能采用外插式的dab接收机接收预警信息。目前尚没有针对手机的专用dab接收器。外插式的dab接收机，在硬件上必须小巧，以方便与手机的连接；性能上，接收预警信息所需的功耗应尽可能低，以延长应急情况下的使用时间；同时还需要硬件与手机上的app良好配合，以保证预警信息的可靠接收与友好显示。这些都是要解决上述技术所存在的难度。

解决上述技术问题的意义：

数字广播终将取代传统的模拟广播。利用数字广播可以更快捷、更准确、更形象、更丰富的提供多媒体的预警信息，是未来国家预警信息发布系统的重要手段之一。本发明解决上述技术问题后，将使得通过数字广播发布的预警信息，可以在智能手机上进行显示。由于智能手机在我国普及率很高，通过广播方式在智能手机接收预警信息，既避免了移动通信和互联网系统发布预警信息时易堵塞、抗灾能力低的缺陷，又利用了智能手机普及率高的优势，可提高预警信息的覆盖效果，降低经济损失和保障人身安全，对于充分发掘数字广播系统应用价值、促进国家预警应急体系的完善，具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能手机接收dab预警信息的方法。

本发明是这样实现的，一种智能手机接收dab预警信息的方法，所述智能手机接收dab预警信息的方法包括：

步骤一，将dongle式的dab接收插件通过usb接口与手机相连；

步骤二，通过自带app的dab插件中、或从网络上下载获取app软件；

步骤三，利用app软件通过usb接口控制dab接收器；

步骤四，读取数据，识别出预警信息，在手机屏幕上显示。

进一步，步骤一中，所述dab接收插件包括：

dab接收插件由rf芯片、dab解调芯片、微控制器(mcu)芯片和组成；插件的外形可定制(如usb接口可以是miniusb，microusb或usbtypec)，以适应和和不同手机的配合。

进一步，步骤二中，所述app工作模式包括：

app包括两种模式：正常模式和待机模式；

正常模式下，四个线程都是保持工作的；数据接收线程从dab插件收集数据，并对其进行排序，然后把fic数据和msc数据存储到fifo存储器中；fic解码线程解码fic数据和输出程序信息(比如，程序名称、类型、比特率等)用于用户选择合适的节目；一旦用户选定了节目，视频和音频解码线程开始工作；如果用户停止收听或观看，应用程序将进入待机模式，并且在后台运行，其中只有数据接收线程和fic解码线程处于活动状态；

在待机模式下，dab插件仅解调sch以及fic符号标志(fic中携带ewm)；对于其他符号标志，将使用分时控制的方式来智能关闭解调器，所以耗电可以显著减少；在任一模式下，如果收到ewm，应用程序自动强制使智能手机在屏幕顶层显示ewm。

进一步，步骤三中，所述利用app控制dab接收器具体包括以下步骤：

步骤一，dabrf将dab信号从射频搬移到中频，dab解调芯片对中频信号进行信道解调；

步骤二，mcu读取信号解调后的数据，并通过usb传递给智能手机；

步骤三，智能手机的app通过usb向mcu发送指令，

步骤四，mcu解析指令后，再通过i2c、spi等控制接口控制rf芯片、解调芯片完成换频点、选台、ewm信息解码等操作。

本发明的另一目的在于提供一种利用发射机识别信息和gps联合定位的方法，所述发射机识别信息和gps联合定位的方法包括：

在数字广播系统中发布的ewm，本身已携带了地理位置数据的前提下，可通过dab系统的发射机识别信息(tii，transmitteridentificationinformation)和gps联合定位的方法，使得智能手机可以选择性的接收预警信息，即仅在某一特定区域的智能手机可接收预警信息；

具体包括以下步骤：

步骤一，先关闭gps模块，并且根据dab信号的tii估算其地理位置；

步骤二，一旦收到预警信息(ewm)，并且由估算出的地理位置进行大概的定位后，dab接收器打开gps模块以获取精确定位并判断是否应显示ewm；

步骤三，在ewm信息撤销前，gps模块每2分钟启动一次以更新接收器位置；

步骤四，一旦检测到ewm信息被撤销，则关闭gps模块，智能手机回到步骤一中的利用tii进行地理位置估算的模式。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明在现有手机上通过插件接收dab预警信息，既不影响智能手机的现有功能，又利用了智能手机普及率高的优势，提高了预警信息的覆盖效果，降低经济损失和保全人身安全。

本发明提供的装置能够使得现有的智能手机能够在政府或应急救援部门使用dab系统发布ewm后在数秒内接收到ewm预警信息，并直接强制播放在手机屏幕上以告知民众做出减灾救灾的措施，从而向最多的用户告知危险的存在。

本发明利用dab的发射机识别信息(tii)和gps定位，使得只有在可能发生灾情的区域的dab接收才接收预警信息，避免了非灾区的预警和过度预警；设计了合理的控制流程，使得在没有预警信息的时候，app处于待机或正常工作模式，当预警信息收到后，强制切换为显示预警信息，保证了预警信息的即时到达和强制预警效果。

对于人口密集的城市灾后网络中断但广播良好的情况，民众可以不需要去获取专门的设备，比如专用dab接收器，只需依靠手机加上可靠、廉价和使用便捷的dab插件就能接收ewm及其他各类重要信息。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能手机接收dab预警信息的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的dab外插件应用程序流程图。

图3是本发明实施例提供的dab接收器的控制方法流程图。

图4是本发明实施例提供的智能手机的dab插件电路原理图。

图5是本发明实施例提供的联合定位方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例提供的智能手机接收dab预警信息的方法包括：

s101：将dongle式的dab接收插件通过usb接口与手机相连；

s102：通过自带app的dab插件中、或从网络上下载获取app软件；

s103：利用app软件通过usb接口控制dab接收器；

s104：读取数据，识别出预警信息，在手机屏幕上显示。

步骤s101中，本发明实施例提供的dab接收插件包括：

dab接收插件由rf芯片、dab解调芯片、微控制器(mcu)芯片和组成；插件的外形可定制(如usb接口可以是miniusb，microusb或usbtypec)，以适应和和不同手机的配合。

如图2所示，步骤s102中，本发明实施例提供的app工作模式包括：

app包括两种模式：正常模式和待机模式；

正常模式下，四个线程都是保持工作的；数据接收线程从dab插件收集数据，并对其进行排序，然后把fic数据和msc数据存储到fifo存储器中；fic解码线程解码fic数据和输出程序信息(比如，程序名称、类型、比特率等)用于用户选择合适的节目；一旦用户选定了节目，视频和音频解码线程开始工作；如果用户停止收听或观看，应用程序将进入待机模式，并且在后台运行，其中只有数据接收线程和fic解码线程处于活动状态；

在待机模式下，dab插件仅解调sch以及fic符号标志(fic中携带ewm)；对于其他符号标志，将使用分时控制的方式来智能关闭解调器，所以耗电可以显著减少；在任一模式下，如果收到ewm，应用程序自动强制使智能手机在屏幕顶层显示ewm。

如图3-图4所示，步骤s103中，本发明实施例提供的利用app控制dab接收器具体包括以下步骤：

s201：dabrf将dab信号从射频搬移到中频，dab解调芯片对中频信号进行信道解调；

s202：mcu读取信号解调后的数据，并通过usb传递给智能手机；

s203：智能手机的app通过usb向mcu发送指令，

s204：mcu解析指令后，再通过i2c、spi等控制接口控制rf芯片、解调芯片完成换频点、选台、ewm信息解码等操作。

本发明实施例提供的智能手机接收dab预警信息的方法还包括：

在数字广播系统中发布的ewm，本身已携带了地理位置数据的前提下，可通过dab系统的发射机识别信息(tii，transmitteridentificationinformation)和gps联合定位的方法，使得智能手机可以选择性的接收预警信息，即仅在某一特定区域的智能手机可接受预警信息。

如图5所示，本发明实施例提供的联合定位方法具体包括以下步骤：

s301，先关闭gps模块，并且根据dab信号的tii估算其地理位置；

s302，一旦收到预警信息(ewm)，并且由估算出的地理位置进行大概的定位后，dab接收器打开gps模块以获取精确定位并判断是否应显示ewm；

s303，在ewm信息撤销前，gps模块每2分钟启动一次以更新接收器位置；

s304，一旦检测到ewm信息被撤销，则关闭gps模块，智能手机回到步骤一中的利用tii进行地理位置估算的模式。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理做进一步描述。

具体实施例1：系统测试

在重庆邮电大学的使用小型dab发射台站进行ewm接收实验，该发射台有5瓦的功率。ewm依照dab标准携带在fig5/2中。用通过dab插件连接智能手机进行测试。我们指定ewm信息的覆盖范围限制在某区域的半径50米以内。

dab外插件加手机ewm接收的性能测试结果如下表1：

表1性能表现测试结果

说明：

1)表中的功耗、灵敏度是利用特定的芯片(dabrf用fc2501芯片，解调芯片用国产的id200芯片，mcu用stm32f103芯片)实现上述功能而获得的结果。如换用其他芯片，可获得不同甚至更优的结果。

2)表中的app程序大小和内存占用，是为证明该技术可行、并且不会显著增加智能手机资源消耗而初步开发的软件。使用者应当知道，通过专门的优化设计，可降低该app的大小和内存消耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。