一种应急通信系统多功能终端技术方案

本发明专利技术涉及一种应急通信系统多功能终端，该终端包括电源管理模块、TD‑LTE传输模块/脱网传输模块、语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块、显示控制模块；TD‑LTE传输模块/脱网传输模块不管是在有网络还是在无网络的环境下，均能保证终端装置能够与外界进行通信，保证作战人员不失联以及通信的连续性；语音模块保证通信的实时性；视频模块将事故现场情况实时上传至监控中心，便于监控中心下达命令和指挥救援工作；心率/体温模块采集救援人员的心率和体温上传至监控中心，监控中心分析生命体征信息对救援人员及时救援；GPS模块保证救援人员不失联特性以及救援地理位置的明确性；显示控制模块对其他模块进行显示和操作控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，涉及一种应急通信系统多功能终端。
技术介绍
随着行业的发展，以提高效率和安全生产为前提的行业信息化要求对行业专用无线网络通信提出了新的挑战，即行业通信中日益出现的大数据传输和高带宽的需求，同时行业无线通信的需求正在从“单一语音集群”向“语音集群、宽带数据和视频应用融合调度”过渡，并且对时延、容量等性能指标提出了更高的要求。现在行业用户在利用集群通信系统进行指挥调度的过程中，不仅要“听得到”，还要“看得见、看得清”，需要集群系统支持语音、数据、图像和视频等多种业务的不同传输速率。随着LTE技术越来越成熟，将LTE技术融入到集群系统中，将实现集群通信系统从窄带到宽带的完美过渡。并且可以在一个网络或一个终端实现专业语音、数据和高清视频的融合统一调度，同时具备集群通话、协同作业、数据采集、图像传送、视频监控的统一调度指挥能力。但当环境非常恶劣时，如发生地震，所有基础设施被毁坏，常规通信能力全部丧失，通信救援车抵达事故现场受阻，基于公网基础设施的设备无法工作，这种情况下依靠价格昂贵、数量有限的卫星电话，严重影响了前方救灾的效率和力度。此时系统需要一种简单的工作模式：终端间不需要经过基站能够直接进行通信。当终端切换脱网直通工作模式时，救援人员间能够进行通信，救援效率提高。目前，现有技术中存在以下相关方案：1)多业务应急通信系统(CN103957141A)，其包括便携式应急通信设备、指挥中心端设备及传输系统，便携式应急通信设备包括：网络视频模块、电话网关模块、以太网交换模块、传输模块以及电源供电模块等。该便携式应急通信设备采用以太网内核设计，可实现视频、电话、以太网、语音等的远程传输通信。但是该装置多业务均局限在以太网内，无法在局域网以外的工作环境(如空旷移动救援环境)下作业。无法适应应急环境的复杂性和多样性。2)一种便携式应急救灾移动通信装置(CN103945569A)，包括收容壳体、显示设备、CDMA核心网模块、电源管理模块、ARM处理模块、语音模块、FM调频模块、天线模块、通信接口模块，CDMA核心网模块、电源管理模块、ARM处理模块、FM调频模块设置在收容壳体内，显示设备、天线模块、通信接口模块设置在收容壳体外，电源管理模块与CDMA核心网模块、ARM处理模块电连接，CDMA核心网模块与天线模块电连接。显示设备设置在收容壳体的第一面上，收容壳体的与第一面相背的第二面上设置有滚轮、伸缩把手、背带卡，滚轮靠近收容壳体的底面，伸缩把手靠近收容壳体的顶面，背带卡设置在第二面的四角上。但是该装置采用的是CDMA技术，由于使用相同的载频，许多用户共用一个信道，强信号对弱信号有着明显的抑制作用，从而产生“远－－近”效应，影响用户通话，同时在数据传输速率、业务时延等用户体验方面都不及TD-LTE技术，也无法在无网络的环境下通信，而且该装置体积较大，难以手持操作，不方便单人携带。针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种在TD-LTE存在和脱网环境下均能够进行工作的多功能终端装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种应急通信系统多功能终端，既能在TD-LTE环境下使用，也能脱离TD-LTE环境下使用，该终端装置有着丰富的功能应用，如语音功能可以让救援人员更加方便的进行通信，视频功能则使得指挥中心通过救援人员现场视频采集传输，及时对现场进行指挥工作。所述的终端装置便于携带，方便使用，适用于抢险救灾、矿山及野外工作等场所。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应急通信系统多功能终端，包括：电源管理模块、TD-LTE传输模块/脱网传输模块、语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块、显示控制模块，显示控制模块分别与语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块相连；所述电源管理模块负责给整个应急通信终端的各个模块进行供电；所述TD-LTE传输模块/脱网传输模块用于实现在有网络或无网络的环境下与外界进行通信；所述语音模块用于实现实时语音通信；所述视频模块用于将事故现场情况实时上传至监控中心，便于监控中心下达命令和指挥救援工作；所述心率/体温采集模块用于采集救援人员的心率和体温上传至监控中心，监控中心分析生命体征信息对救援人员及时救援；所述GPS采集模块用于实现救援人员的位置定位；所述显示控制模块用于对其他模块进行显示和操作控制。进一步，所述TD-LTE传输模块/脱网传输模块主要包括：TD-LTE无线上网装置、高度集成的无线射频接收器和频谱感知模块；通过所述TD-LTE无线上网装置，终端可接入到LTE网络，从而实现无线通信；通过高度集成的无线射频接收器和频谱感知模块，在无TD-LTE网络环境下，感知周围的空闲频谱，通过ARM嵌入式系统来调节收发的中心频率，实现无线通信。进一步，所述语音模块包括：在终端上外接一个USB耳机转换器，利用ALSA实现语音采集、回放；利用G.711语音编解码器实现语音编码、解码；利用SIP协议进行信令传输；利用RTP传输协议进行语音数据的传输。对于语音功能，在监控中心需要设置服务器，当终端开机后自动注册到服务器上，当服务器收到一个注册消息时，将终端的信息，如IP，MAC地址，名字，组号等记录到数据库中，当终端注册完成之后，监控中心将在线人数情况广播至各个终端，终端收到在线人数的数据后，可以对在线人员进行呼叫。语音呼叫包括单呼、组呼和广播呼三种业务。业务类型由SIP协议进行区分，当信令完成之后，终端开启RTP线程进行语音实时传输。进一步，所述视频模块利用H.264进行视频编解码，利用RTP协议实时传输至监控中心。进一步，所述心率/体温采集模块利用HCP52型心率体温模块采集体温和脉搏；采用HC06蓝牙传输模块将数据上传至监控中心，监控中心随时监控作战人员的生命体征信息，若上传数据异常，及时对作战人员进行救援。心率和体温采集和上传分三个步骤：心率体温信息采集模块、蓝牙数据传输模块、终端数据处理显示模块、UDP数据传输模块和监控中心心率体温显示模块。采用HCP52型心率体温模块采集体温和脉搏；HC06蓝牙数据透传从模块通过TTL接口与HCP52心率体温模块相连；HC06蓝牙数据透传主模块通过CH341g型TTL转USB模块与开发套件相连，将心率体温数据传输至开发板USB接口。开发板将获得的生命体征信息上传至监控中心。进一步，所述GPS采集模块包括：将GPS8100-S模块与开发板拓展口相连接，接收GPS定位数据，终端将接收的GPS信息上传至监控中心，监控中心时刻监控作战人员的地理位置信息，确保救援人员不失联以及救援地理位置的明确性。进一步，所述显示控制模块包括：将TFTLCD显示屏与开发板相连，利用Qt将各模块以图像界面的形式集成在显示屏上，使得人机交互更加方便。进一步，所述电源管理模块采用可拆卸更换的充电电池。本终端装置存在两种工作状态，TD-LTE环境和脱网环境，在TD-LTE网络覆盖范围内，终端利用TD-LTE进行通信，当作战人员到达了没有LTE网络的救援地点时，此时救援人员就不能通过LTE网络和其他人员进行联系。当屏幕上显示没有TD-LTE信号连接时，激活频谱感知模块，当频谱感知模块感知到空闲频谱时，将高度集成的无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急通信系统多功能终端，其特征在于：包括：电源管理模块、TD‑LTE传输模块/脱网传输模块、语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块、显示控制模块，显示控制模块分别与语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块相连；所述电源管理模块负责给整个应急通信终端的各个模块进行供电；所述TD‑LTE传输模块/脱网传输模块用于实现在有网络或无网络的环境下与外界进行通信；所述语音模块用于实现实时语音通信；所述视频模块用于将事故现场情况实时上传至监控中心，便于监控中心下达命令和指挥救援工作；所述心率/体温采集模块用于采集救援人员的心率和体温上传至监控中心，监控中心分析生命体征信息对救援人员及时救援；所述GPS采集模块用于实现救援人员的位置定位；所述显示控制模块用于对其他模块进行显示和操作控制。

【技术特征摘要】
1.一种应急通信系统多功能终端，其特征在于：包括：电源管理模块、TD-LTE传输模块/脱网传输模块、语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块、显示控制模块，显示控制模块分别与语音模块、视频模块、心率/体温采集模块、GPS采集模块相连；所述电源管理模块负责给整个应急通信终端的各个模块进行供电；所述TD-LTE传输模块/脱网传输模块用于实现在有网络或无网络的环境下与外界进行通信；所述语音模块用于实现实时语音通信；所述视频模块用于将事故现场情况实时上传至监控中心，便于监控中心下达命令和指挥救援工作；所述心率/体温采集模块用于采集救援人员的心率和体温上传至监控中心，监控中心分析生命体征信息对救援人员及时救援；所述GPS采集模块用于实现救援人员的位置定位；所述显示控制模块用于对其他模块进行显示和操作控制。2.根据权利要求1所述的一种应急通信系统多功能终端，其特征在于：所述TD-LTE传输模块/脱网传输模块主要包括：TD-LTE无线上网装置、高度集成的无线射频接收器和频谱感知模块；通过所述TD-LTE无线上网装置，终端可接入到LTE网络，从而实现无线通信；通过高度集成的无线射频接收器和频谱感知模块，在无TD-LTE网络环境下，感知周围的空闲频谱，通过ARM嵌入式系统来调节收发的中心频率，实现无线通信。3.根据权利要求1所述的一种应急通信系统多功能终...

【专利技术属性】
技术研发人员：余翔，涂斯宇，周志义，段思睿，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50