专利名称：一种生防数字化单兵信息通讯系统的制作方法
技术领域：
本发明为一种生防数字化单兵信息通讯系统，是生物毒剂监测领域的数字化通讯 提供完整的解决方案，可以安全、可靠、稳定的将监测区域的视频、监测数据、检验结果数 据、语音和GPS定位信息数据传输到指挥中心，在监测数据异常时可采集空气样本进行检 验识别出生物毒剂种类并及时传输到指挥车。
背景技术：
目前世界范围恐怖事件越来越多，恐怖事件的种类有向高科技生物方面发展趋 势，恐怖分子手法不断变化，利用生物剂(如炭疽粉末事件)制造事端，对社会安宁和经济 发展造成极大的影响，在人们的心里造成严重的创伤；其它敌对势力也可能具有使用高致 病性微生物进行袭击的能力，所以，未来国内生物恐怖形势会日益严峻。由于生物恐怖威胁 的存在和频繁发生，许多国家已经把生物防御与国家安全紧紧联系在一起，成为国家安全 战略的重要组成部分。随着我国改革开放、经济发展和国际地位的提高，国家安全问题尤为 重要；2010年上海世博会举办在即，对防范人为生物恐怖活动提出了更高的要求。为了应 对生物恐怖袭击的突发事件，各国都在研究和设计应对生物恐怖方面的技术和仪器。随着人们对资源的过度开发，对地球环境造成了非常严重的破坏，新发传染病和 外来传染病出现的频率越来越高，传播的速度越来越快。无论是过去还是现在，传染病依然 是威胁全人类生命的首要因素，特别是发展中国家。世界范围内新、旧发传染病的出现，引 起各国政府的高度关注。我国是世界上传染病发病较多的国家之一，地域辽阔、地理景观复 杂、环境多样、动植物区系丰富，为自然疫源性疾病的自然循环提供了必要的宿主、媒介和 适宜的环境条件。近年的新发传染病和旧传染病的再发是一个重要的预警。2003年爆发 的SARS流行和2004年发生高致病性禽流感给我国人民的健康、经济发展乃至国家生物安 全造成了现实的和潜在的威胁。当以上提到的恐怖事件发生或出现传染病疫情后，国家会迅速派出生物方面研究 人员去事发现场及疫情区域调查研究现场情况。调研数据及现场情况只能等待调研人员 回去后向指挥中心领导和专家汇报，领导和专家们根据调研人员的汇报作进一步分析后做 出应对事件的措施。而这种汇报可能由于各种原因不是很全面，使得做出的应对决策不全 面，作出的决策在时间上也向后推迟了很多。并且现场及疫区的视频不能传输到指挥中心， 这都会影响所作的决策质量。目前国内外都有一些单兵产品，这些单兵产品有的只是简单的将语音和视频传输 到远方，传输基本上使用现有的公网或移动无线网络，或者有些系统使用微波进行传输，这 在理论上可行，但实际使用上是不可行的，微波传输要求的条件非常苛刻，首先微波设备体 积相当大，还要架设在无任何遮挡的位置，并且要求两个发送与接收的天线对的角度非常 准确才行。这在单兵实现起来不现实。使用CDMA等无线网络传输这些数据时必须考虑网 络传输带宽问题，单卡的CDMA传输设备的带宽只有20Kbit，即使使用4卡的CDMA传输设备 也只能最大传输不到80Kbit的数据，这对于数据量非常大的视频来说是不可能的事，利用CDMA无线网络只能传输少量的数据。如果使用广域网或城域网显然更是不可能，因为单兵 执行任务的地方不可能有公网这样的条件。另外，这些单兵执行任务的地方没有被污染，如 果要去被污染区域，这些单兵无法执行该类任务。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种生防数字化单兵通讯系统，该系统能够应用于生物 恐怖事件现场或传染病疫区，能够实时将事发现场或疫区的视频、语音、监测数据、检验结 果数据及单兵当前GPS定位信息数据实时传输到指挥中心供领导及领域专家分析和判断， 使领导和领域专家有亲临现场感觉，并进一步快速作出正确决策提供支持。本发明的生防数字化单兵通讯系统，包括生物防护、生命维持、通讯与控制、视频 和语音编/解码处理、头盔系统、数据采集接口、GPS定位和电源供电模块八部分。生物防 护包括可重复使用的生物防护服或一次性使用的生物防护服、防护靴、防护手套；生命维持 系统包括生物滤毒罐，空气输送系统、空气输送控制，正压头罩；通讯与控制部分包括自组 无线网络，功率放大器，CDMA等无线网络(做为自组无线网络通讯备份，当自组无线网络 通讯中断后使用)、中心控制单元、中央通讯控制器，还包括监测数据曲线显示、监测数据保 存、检验结果显示及预警和报警；视频和语音编/解码处理部分包括网络视频服务器、视频 解码和语音编/解码程序模块、视频与监测数据曲线的切换显示；头盔系统部分包括轻型 头盔、单目视镜、微型摄像机、耳机和麦克风；数据采集接口部分包括数据采集程序模块、蓝 牙通讯模块；GPS定位部分包括GPS定位信息采集程序模块、GPS定位器模块、GPS定位信息 处理模块、GPS定位信息传输模块；电源供电模块包括电源控制板，直、交流电源和充/放电 接口电路。无线网络使用的自组无线网络可以快速自组无线网络，无需使用公共网络，建网 速度快，网络灵活方便。无线网络通讯使用的自组无线网络，网络带宽最高可达到54Mb，可传输任何形式 的视频、语音及数据。无线网络通讯使用的自组无线网络，其网络加密位数达256位，网络安全可靠，免 受非法入侵。无线网络通讯传输距离远，可达到5公里，如果中间增加中继可达数十公里。系统应用了生物安全防护子系统，使系统可用于生物毒剂污染环境区域，扩大了 系统应用范围。系统在通讯的基础上应用了生命维持子系统，使系统可用于无洁净空气环境区 域，增强了系统的生存能力。系统应用了头盔子系统，单兵能够实时监看当前视频是否正常、采集到的数据是 否正常、检验结果情况。系统使用CDMA等无线网络作为自组无线网络备份，使数据传输更加可靠安全。系统应用了多媒体的视频和语音编/解码处理，将多媒体信息传输到指挥中心用 作领导和专家做出快速决策的依据。系统应用了蓝牙等无线通讯传输做为数据采集，保证了所采集的数据不外泄、采 集形式灵活方便。
系统体积小，重量轻，方便携带。系统操作简单，使用容易，经过简单培训即可熟练操作。系统使用交流或直流电源供电，适用性很强。
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1是按本发明的生防数字化单兵通讯系统的一个优选实施方案的示意图；图2是按本发明的生防数字化单兵通讯系统的生物防护构成示意图；图3是按本发明的生防数字化单兵通讯系统的生命维持构成示意具体实施例方式如图1-3所示，本发明的原理性样机使用的自组无线网络无线通信用的Mesh是双 频率，可以同时使用2. 4( 和5. 8( 两个频率进行通讯数据的传输，在无遮挡可视情况下使 用5. 8Gb频率段进行可靠通讯，当单兵与指挥车间有遮挡时使用2. 4Gb频率段可绕射进行 有效通讯。当自组无线网络通讯被阻挡而中断情况下，系统自动切换到CDMA无线方式进行 数据通讯传输。一旦Mesh自组无线通讯网络恢复正常后系统会自动切换到Mesh自组无线 网络进行数据传输。Mesh通讯网络带宽比较大，最高可达到54Mbit，可以传输高清视频、语 音、监测数据、检验结果数据和GPS定位信息数据；CDMA无线网络的带宽有限，理论上只有 20Kbit，所以在系统中只用来传输监测数据、检验结果数据和GPS定位信息数据。系统和执行任务的单兵全部被生物防护子系统保护，执行完一次任务后只须对生 物防护子系统进行消毒处理；空气经过滤毒器将生物毒剂过滤掉，通过生命维持系统将洁 净空气输送到正压头罩供单兵呼吸；视频和语音处理模块从头盔系统中的微型摄像机捕捉 模拟视频量进行编码压缩、从头盔系统中的麦克风中捕捉模拟语音数据进行编码压缩，编 码压缩处理后的视频和语音数据输送给Mesh自组无线网络，Mesh自组无线网络经功率放 大后将其传输到指挥车；视频和语音处理模块接收到从指挥车传输来的语音数据后进行解 码还原输送到头盔系统中的耳机进行播放；中控单元显示屏所显示内容通过VGA接口传输 给头盔系统中的单目视镜供单兵查看系统工作情况、监测数据变化情况、检验结果和自己 所在位置的GPS定位信息。数据采集接口模块通过蓝牙通信采集数据，同时从中央控制器 中采集GPS定位信息数据，将采集到的数据和GPS定位信息数据打包加密后经Mesh自组无 线网络或CDMA无线网络传输到指挥车。以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人 员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换，如各部件的结构、设置位置及其连接 都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的 改进和等同变换都应包含在本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种生防数字化单兵通讯系统，其特征在于，包括生物防护、生命维持、通讯与控制、 视频和语音编/解码处理、头盔系统、数据采集接口、GPS定位和电源供电模块八部分。
2.根据权利要求1的生防数字化单兵通讯系统，其特征在于所述生物防护包括可重复 使用的生物防护服或一次性使用的生物防护服、防护靴、防护手套；生命维持系统包括生物 滤毒罐，空气输送系统、空气输送控制，正压头罩；通讯与控制部分包括自组无线网络，功率 放大器、移动无线网络、中心控制单元、中央通讯控制器，以及监测数据曲线显示、监测数据 保存、检验结果显示及预警和报警装置；视频和语音编/解码处理部分包括网络视频服务 器、视频解码和语音编/解码程序模块、视频与监测数据曲线的切换显示；头盔系统部分包 括轻型头盔、单目视镜、微型摄像机、耳机和麦克风；数据采集接口部分包括数据采集程序 模块、无线通讯模块；GPS定位部分包括GPS定位信息采集程序模块、GPS定位器模块、GPS 定位信息处理模块、GPS定位信息传输模块；电源供电模块包括电源控制板、直、交流电源 和充/放电接口电路。
3.根据权利要求2的生防数字化单兵通讯系统，其特征在于系统使用移动无线网络作 为自组网络备份。
4.根据权利要求2的生防数字化单兵通讯系统，其特征在于系统应用了多媒体的视频 和语音编/解码处理。
全文摘要
本发明提供一种具有生物毒剂防护、生命维持、视频和语音编/解码处理，将视频、语音、监测、检验和GPS定位数据通过自组无线网络或移动无线网络传输到指挥车的生防数字化单兵通讯系统。包括一个生物防护子系统、一个生命维持子系统、一个通讯和控制子系统、一个视频和语音编/解码处理子系统、一个头盔子系统、一个数据采集子系统、一个GPS定位子系统、一个电源供电子系统。本发明的生防数字化单兵通讯系统不仅可以防护单兵免受生物毒剂危害，而且为单兵提供洁净空气，保留与数据采集模块相连的接口，音、视频数据、采集的数据和GPS定位数据用自组无线网络或移动无线网络传输。本发明生防数字化单兵通讯系统稳定可靠、视频清晰、语音不失真、数据传输不丢包，防护可靠，生命维持系统稳定。
文档编号G08C17/02GK102147401SQ20101010778
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者刘强, 刘毅, 刘玮, 卢琦, 史套兴, 孙选勋, 张晓清, 方立群, 曹务春, 杨红, 赵月峨 申请人:中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所, 北京汇丰隆经济技术开发有限公司