专利名称：一种基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人工影响天气作业系统，特别是一种基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统。
背景技术：
人工影响天气工作经过几代人的不懈努力在许多省、市、区已经成为一项常规业务服务社会。发展至今的人工影响天气作业已朝着信息多元化迈进，智能终端作业指令也从单纯的文字信息指挥逐渐向图像视频化融合。在人影作业指挥智能终端系统的研制中，湖北、广东等地都进行了大量的工作，但是这些工作都没有对作业指令简化、终端移动轨迹实时回传、矢量栅格数据快速显示、流畅的视频直播、自适应网络带宽等功能进行一个很好 的集成，这也是人影作业智能终端当前研发的热点内容之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，提高了远程中心指挥终端对现场作业信息认知的及时性与准确性，提高了系统运作的灵活性，方便了作业现场与指挥终端的信息交互以及指令的确定，提高了作业的效率、及时性和准确程度。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，包括智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGIS Server服务器、数据库服务器和流媒体服务器，智能终端通过指令中转服务器与远程中心指挥终端连接，智能终端通过流媒体服务器与远程中心指挥终端实施多媒体数据交互，智能终端与ArcGIS Server服务器连接通信，远程中心指挥终端与数据库服务器连接通信。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，通过设置的智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGISServer服务器、数据库服务器和流媒体服务器，实现了智能终端与远程中心指挥终端之间对人工影响天气作业信息的实时交互，提高了远程中心指挥终端对作业现场作业信息的了解和掌握的及时性，提高了远程中心指挥终端对现场指挥的及时性和准确性，提高了作业效率和作业指挥的应变能力。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的一种改进，智能终端包括通信单元、GPS定位单元、手写输入单元、存储单元以及摄像头，智能终端通过通信单元与指令中转服务器和流媒体服务器实施信息交互，GPS定位单元与ArcGIS Server服务器实施地图信息通信。本改进通过设置包括通信单元、GPS定位单元、手写输入单元、存储单元以及摄像头的智能终端，提高了系统对现场信息的采集、对比和反馈能力，提高了智能终端与远程中心指挥终端的信息交互能力，提高了远程指挥的实时性与准确性。
本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的又一种改进，智能终端的视频数据采集与视频数据编码通过两个独立的线程实现。本改进通过采用并行的独立线程来分别进行视频数据采集和视频数据编码，提高了智能系统的运行速率以及信息采集效率，有效降低了系统延迟。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的又一种改进，视频数据编码通过宏块重排序，每个数据包至少包含22个宏块，宏块处于不同的数据队列上，相邻位置的宏块打包距离为6以上。本改进通过宏块重排，有效地降低了信息传输差错对远程中心指挥终端解码质量的影响，提高了指挥终端解码恢复的效果，提高了视频数据的传输通信质量。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的又一种改进，智能终端依据本地或者远程中心指挥终端的指令，通过访问ArcGIS Server服务器的动态地图和本地的缓存地图获得地图信息。本改进通过依据设置选择性地调用ArcGIS Server服务器的动态地图和本地的缓存地图，提高了现场作业的智能终端对地图实时信息的获取速度，为人工影响天气作业的质量和准确性提供了帮助。 本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，有效地降低了人工影响天气作业的现场操作难度，提高了远程中心指挥终端与智能终端的信息交互效率，提高了远程中心指挥终端的作业指令合理性、准确性、科学性与及时性，提高了作业的效率和作业质量。
图I、本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的系统连接关系 图2、本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的系统操作流程
图3、本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统的视频数据采集流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式
仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。如图I至图3所示，本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，包括智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGIS Server服务器、数据库服务器和流媒体服务器，智能终端通过指令中转服务器与远程中心指挥终端连接，智能终端通过流媒体服务器与远程中心指挥终端实施多媒体数据交互，智能终端与ArcGIS Server服务器连接通信，远程中心指挥终端与数据库服务器连接通信。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，通过设置的智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGIS Server服务器、数据库服务器和流媒体服务器，实现了智能终端与远程中心指挥终端之间对人工影响天气作业信息的实时交互，提高了远程中心指挥终端对作业现场作业信息的了解和掌握的及时性，提高了远程中心指挥终端对现场指挥的及时性和准确性，提高了作业效率和作业指挥的应变能力。作为一种优选，智能终端包括通信单元、GPS定位单元、手写输入单元、存储单元以及摄像头，智能终端通过通信单元与指令中转服务器和流媒体服务器实施信息交互，GPS定位单元与ArcGIS Server服务器实施地图信息通信。通过设置包括通信单元、GPS定位单元、手写输入单元、存储单元以及摄像头的智能终端，提高了系统对现场信息的采集、对比和反馈能力，提高了智能终端与远程中心指挥终端的信息交互能力，提高了远程指挥的实时性与准确性。作为一种优选，智能终端的视频数据采集与视频数据编码通过两个独立的线程实现。通过采用并行的独立线程来分别进行视频数据采集和视频数据编码，提高了智能系统的运行速率以及信息采集效率，有效降低了系统延迟。作为一种优选，视频数据编码通过宏块重排序，每个数据包至少包含22个宏块，宏块处于不同的数据队列上，相邻位置的宏块打包距离为6以上。通过宏块重排，有效地 降低了信息传输差错对远程中心指挥终端解码质量的影响，提高了指挥终端解码恢复的效果，提高了视频数据的传输通信质量。作为一种优选，智能终端依据本地或者远程中心指挥终端的指令，通过访问ArcGIS Server服务器的动态地图和本地的缓存地图获得地图信息。通过依据设置选择性地调用ArcGIS Server服务器的动态地图和本地的缓存地图，提高了现场作业的智能终端对地图实时信息的获取速度，为人工影响天气作业的质量和准确性提供了帮助。智能终端通过3G链路经指令中转服务器实现与远程中心指挥终端信息交互，该终端通过自定义数据包协议接收远程中心指挥终端发送的作业指令，完成了对初始登入服务端的的识别响应，掉线重连，自适应心跳包的发送，作业信息的存储管理等功能。智能终端通过移动GIS平台浏览ArcGIS Server服务器上处理好的最新雷达回波截图和云图等气象数据。在智能终端的地图信息显示采用动态地图和缓存地图混合的方式，使用动态地图能够提高灵活性，而用缓存地图能加快对服务的访问速度。智能终端的摄像头获取现场实时作业情况经过H. 264标准压缩编码成适合无线网络传输的码流，再通过RTP/RTCP协议打包上传至流媒体服务器，远程中心指挥终端通过访问流媒体服务器直播现场作业。在智能终端直播过程中，根据网络带宽的变化情况，自动对摄像头获得的视频数据流进行不同码率的调整以此来提高流畅性。为减轻传输中信道差错对指挥终端解码质量的影响，本系统采用基于编码器的差错控制，在编码时增加了一个宏块重排序过程，其遵循的原则是每个数据包包含22个宏块，这些宏块应处于不同的行列上，相邻位置的宏块打包距离为6以上，这样传输过程中即使连续6个丢包，丢失的宏块也不会相邻，大大提升了指挥终端解码恢复的效果。如图2所示，智能终端设置好正确的IP和端口连接到指令中转服务器后，指令中转服务器向智能终端发送4字节的随机数挑战码，接下来智能终端根据约定的算法计算出4字节的响应码，指令中转服务器对该响应码进行验证判断是否正确，若正确无误则向远程中心指挥终端发送成功确认并让远程中心指挥终端成功登录，若响应码错误则强行断开TCP连接。智能终端以向指令中转服务器不定时发送心跳包的方式检测无线网络通信性能，并通过超时计数等功能实时了解智能终端是否在线，实现掉线后自动重连。远程中心指挥终端与智能终端交互信息时，远程中心指挥终端先把作业指令发送到具有公网IP的指令中转服务器上，然后再通过指令中转服务器将作业指令转发到相关的智能终端上，作业指令发送到智能终端时用报警声提示。智能终端还可以对远程中心指挥终端下发的历史作业信息进行本地数据库查询删除或者上传至数据库服务器备份。为了使远程中心指挥终端确定发送的作业指令已经被智能终端收到且查看，对已查看的作业指令会自动响应一个应答包给远程中心指挥终端。在现场根据经验发现作业条件有可能合适的情况下，智能终端可以主动向远程中心指挥终端发起作业请求。在收到远程中心指挥终端的跟踪作业指令时，打开终端GPS获取定位信息(经度、纬度、行车速度)，并定时发送回远程中心指挥终端在地图上以动态显示作业点运动轨迹。当远程中心指挥终端对各智能终端作业点点名时，可以通过手写数字签名进行回复，可以有效防止其他人员的代写。智能终端可以浏览存储在ArcGIS Server服务器中的全省GIS地图，地理信息(包括乡镇一级及以上的行政区划、乡镇一级及以上的公路、水系图等)。依托服务器的快速信息处理决策，智能终端可以以最及时的速度浏览ArcGIS Server服务器的最新雷达图、
卫星云图、风速、降水量等气象数据。智能终端的GPS信息能够在GIS地图上定位显示，点击作业定位点的图标还可查阅最新作业信息。在智能终端的GIS地图上不仅能对各种地名和行车路径进行查找，还可以在授权的状态下重新采集坐标数据的功能，它能够在不改变实体属性信息的前提下对几何坐标的数据进行更改，并将修改的地图信息上传至ArcGISServer服务器。智能终端实现了一些桌面GIS的编辑功能，如删除，移动，添加节点等功能，并提供了多边形圈定擦除，减少了重复采集的工作量。如图3所示，无线网络的信道特性决定必须采用高效的编码算法才能保证视频信号的稳定传输，本发明的H. 264编码器采用对开源的x264库进行精简和优化，裁剪分离出核心代码进行移植。传输流媒体协议采用开源的JRTPLIB库。在开发中要实现比较流畅的的直播，首先能根据不同的网络状态自动对视频流进行不同码率的压缩编码，然后将视频数据采集和视频数据的编码放在两个独立的线程中以此来实现采集和编码的并行运行来降低延迟。在使用JRTPLIB进行流媒体传输之前，先实例化生成一个RTP会话，并对其进行初始化等一系列操作，然后设置好视频服务器IP地址及端口就可以流媒体传输了，传输过程的控制部分有RTCP完成，它能实时监控数据状态，提供堵塞控制，保证一定的服务质量。本发明具有如下优势，安全性高，作业指令传输采用自定义的指令通信协议，通过应用自适应心跳包大大降低了在差信号情况下发生的丢包问题；智能终端可以利用移动GIS地图进行一些电脑桌面GIS的功能如距离和面积测量，空间、属性查询，要素识别编辑；快速性，依靠的指挥终端决策系统可以让最新的雷达图、卫星云图、常规天气预报等数据及时的在终端浏览；自适应性强，直播中能够根据网络信号状态自动调整视频流的码率和压缩比以此来提高流畅性；便捷性强，该智能终端操作采用一体化手指触屏作完成，减少了繁琐的按钮操作，系统设计也对触摸体感进行了优化；稳定性高，智能终端功能设备的高度集成性，相对于笔记本外接扩展设备大大增强了信息传输的稳定性。本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，有效地降低了人工影响天气作业的现场操作难度，提高了远程中心指挥终端与智能终端的信息交互效率，提高了远程中心指挥终端的作业指令合理性、准确性、科学性与及时性，提高了作业的效率和作业质量。 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
权利要求
1.一种基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，其特征在于所述的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统包括智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGIS Server服务器、数据库服务器和流媒体服务器，所述的智能终端通过指令中转服务器与远程中心指挥终端连接，所述的智能终端通过流媒体服务器与远程中心指挥终端实施多媒体数据交互，所述的智能终端与ArcGIS Server服务器连接通信，所述的远程中心指挥终端与数据库服务器连接通信。
2.根据权利要求I所述的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，其特征在于所述的智能终端包括通信单元、GPS定位单元、手写输入单元、存储单元以及摄像头，所述的智能终端通过通信单元与指令中转服务器和流媒体服务器实施信息交互，所述的GPS定位单元与ArcGIS Server服务器实施地图信息通信。
3.根据权利要求I或2所述的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，其特征在于所述的智能终端的视频数据采集与视频数据编码通过两个独立的线程实现。
4.根据权利要求3所述的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，其特征在于所述的视频数据编码通过宏块重排序，每个数据包至少包含22个宏块，宏块处于不同的数据队列上，相邻位置的宏块打包距离为6以上。
5.根据权利要求I或2所述的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统，其特征在于所述的智能终端依据本地或者远程中心指挥终端的指令，通过访问ArcGIS Server服务器的动态地图和本地的缓存地图获得地图信息。
全文摘要
本发明公开的基于智能终端的人工影响天气作业信息交互系统包括智能终端、远程中心指挥终端、指令中转服务器、ArcGISServer服务器、数据库服务器和流媒体服务器，智能终端通过指令中转服务器与远程中心指挥终端连接，智能终端通过流媒体服务器与远程中心指挥终端实施多媒体数据交互，智能终端与ArcGISServer服务器连接通信，远程中心指挥终端与数据库服务器连接通信。本发明提高了人工影响天气作业信息交互系统的安全性和便利性，提高了系统的运作效率，从而提高了作业效率和作业精度。
文档编号A01G15/00GK102821139SQ201210242020
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者杜景林, 池文羽, 周杰, 高超 申请人:南京信息工程大学