一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法，利用当前主流操作系统的智能终端结合无线Mesh通信模块构成便携式通信终端，通过智能终端上集成开发的应用程序实现用户间的通信，解决了突发场景下的通信网络拥塞、中断等情况，保障了多种应急通信场景下的信息互通。系统由两个或两个以上的便携式通信终端构成，通过将PTT语音调度通信和多媒体数据通信集成于一体，使该系统不仅能够保障在突发情况下快速、畅通、实时的PTT语音调度通信，而且还提供了多样化的，高速、可靠的数据传输业务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法
本专利技术涉及无线Mesh网络技术以及应急通信系统，属于无线通信
，具体是一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法。
技术介绍
目前，现有蜂窝移动通信只有在移动通信基站的覆盖范围内，人们才可以灵活方便的进行通信，而一旦发生地震、海啸、火灾等重大突发事件，将会对通信、广播、电力等基础设施造成极大的破坏，使得整个覆盖范围内的通信瘫痪，将灾区变为信息孤岛。目前，针对突发情况下的现有应急通信系统多采用移动应急指挥车、救援人员携带的单兵设备以及远程指挥中心组成。而在一些特定场景下，移动应急指挥车由于受到地理环境的限制，无法及时到达受灾现场并快速部署搭建网络，且救援人员携带的单兵设备体积大、价格昂贵以及实现通信业务功能单一，无法满足多种应急通信场景的需求。因此，如何在发生重特大灾难事故现场和一些特殊场景下快速搭建应急通信网络，保障信息畅通，是当前无线通信领域所需要解决的关键问题。随着无线通信和互联网技术的迅猛发展，无线Mesh网络作为一种新型的移动无线通信技术，适用于区域环境覆盖和宽带高速无线接入，并具有动态自组织、自配置、自修复等突出特点，成为当前无线通信研究的热点。同时，一旦突发事件发生，广大公众对于语音通信的要求要高于其他方式的通信，如何保障突发情况下高质量的语音通信，实现现场的互联互通，保证救援工作的快速开展和实施。而目前传统的智能终端设备与外界进行数据交互的方式多基于蓝牙、WIFI以及MicroUSB串口三种方式，其中，蓝牙、WIFI均工作在2.4GHz频段，在传输语音数据的过程中，由于应急通信系统的特殊性，传输性能不稳定，容易受到外界环境的干扰，引起语音丢包、延时等情况，而此种情况，往往是人们所不能接受的。而MicroUSB不受外界环境干扰，能够实现高速率或更高速的数据传输，语音通话质量比蓝牙和WIFI效果好。因此，需要一种基于无线Mesh网络应急通信系统和通信方法，来确保任何突发情况下或特殊场景下的网络畅通，保证用户在移动工作状态下的快速组网以及高质量无延时语音通信和其它多媒体业务通信，同时具备基站和中继功能的便携式终端来进一步满足用户使用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述在突发事件和特殊场景下，现有应急通信系统中存在的不足以及应急通信业务单一等问题。本专利技术提供了一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法，解决无信号、盲点覆盖、通信距离等通信障碍，实现不依赖额外基础设施快速搭建应急通信网络，并将PTT语音调度通信以及数据多媒体业务通信集成于一体，保证应急通信系统使用的便携性和及时性。广大公众用户以及救援人员能够根据实际需求，选择合适的业务通信方式，保障特殊情景下的信息互通以及通信质量，具有良好的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统，包括两个或多个便携式通信终端。其中，所述的便携式通信终端由无线Mesh通信模块利用MicroUSB接口与智能终端连接构成。所述的智能终端，安装有用于实现用户通信功能的应用程序，可以为电脑、平板或手机中的一种。所述的无线Mesh通信模块通过应用程序加载模块驱动完成初始化操作。进一步，所述的无线Mesh通信模块由控制器、声码器模块、GPS定位模块、2.4GHz射频模块、虚拟网卡模块、串口通信模块、电源模块组成。其中，智能终端通过MicroUSB接口为电源模块中3.3V和1.5V两个电源供电提供信号接入。进一步，所述的控制器采用FPGA芯片技术完成Mesh路由算法和Mesh组网技术的实现。进一步，所述的虚拟网卡模块通过加载模块驱动添加虚拟IP地址搭建虚拟网络环境，扩展应急通信系统的通信业务。进一步，所述的声码器采用创新式的语音优化路径算法实现有QOS保障的高质量语音通信。进一步，所述的安装于智能终端上的应用程序负责完成Mesh网络环境下用户间的通信功能，具体包括基于串口通信实现的PTT语音调度通信以及基于IP化网络实现的多媒体数据通信。其中，PTT语音调度通信包括广播、私人会话、群组会话等集群调度功能；多媒体数据通信包括用户间的文本消息、文件传输、语音以及视频通话等功能。进一步，所述的PTT语音调度通信可通过设置通信优先级、调整网络资源管理PTT语音通信以及增强网络承载能力。一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统的通信方法，其具体步骤如下：S10、终端用户启动相应的应用软件；S20、应用软件加载无线Mesh通信模块驱动程序，并完成相应初始化操作；S30、根据用户所需的通信方式进行判定，若为PTT语音调度通信方式则转S40，否则为宽带数据通信方式转S50；S40、选择PTT语音调度通信方式，并根据相应的通信方式完成相应的用户间语音通信。用户间完成通信则转S70；S50、应用软件每隔5秒发送心跳包检测在线用户，终端用户选择相应的在线用户发送不同的请求指令，被请求用户解析请求指令，并将相应操作反馈给请求用户；S60、请求用户解析反馈的信息，若接受则与被请求用户建立相应的通信会话，完成会话，否则转S70；S70、结束；本专利技术的优点和有效效果如下：本专利技术通过对新型无线宽带接入网络技术的研究以及应急通信系统当前存在的问题，提出了一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统及方法，利用当前主流操作系统的智能终端结合无线Mesh通信模块构成便携式通信终端，通过智能终端上集成开发的应用程序实现用户间的通信，解决了突发场景下的通信网络拥塞、中断等情况，保障了多种应急通信场景下的信息互通。本系统具有网络部署搭建快速、灵活等应急特性，应急通信终端便携、低功耗、价格低廉，能够满足应急指挥通信、紧急救援、团队野外活动以及物联网等通信需求。本系统通过智能终端集成开发基于无线Mesh网络的应用软件，实现应急通信场景下用户的通信。其中，本系统采用串口通信的方式保障集群调度通信方式下的语音通话质量和通信速率，通过对网络资源和通信优先级的管理，增强网络承载能力以及通信调度；采用IP技术扩展文本消息、文件传输、双向语音通话和视频通话等多媒体数据通信业务，将多媒体数据通信与集群调度通信集成于一体，使该系统不仅能够保障在突发情况下快速、畅通、实时的PTT语音调度通信，而且还提供了多样化的，高速、可靠的数据传输业务。附图说明图1为便携式通信终端结构图；图2为基于智能终端的无线Mesh应急通信系统的网络拓扑图；图3为基于智能终端的无线Mesh应急通信系统的通信方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明：如图1所示，便携式通信终端由智能终端和无线Mesh通信模块构成，其中，无线Mesh通信模块利用MiniPCIE接口插入之USB通信模块并通过OTG数据线与智能终端的MicroUSB接口实现物理连接；智能终端为无线Mesh通信模块中各个功能模块供电，通过安装有基于智能终端开发的应用程序加载模块驱动程序完成初始化操作。如图2所示，两个或多个便携式通信终端不依赖额外通信基础设施快速部署搭建稳定、可靠的无线Mesh网络，同时，其他便携式终端也可在不干扰其它终端用户的情况下，自动监测、发现并加入到无线Mesh网络中。构建的无线Mesh网络下的各个便携式通信终端通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统，该系统包括：两个或多个便携式通信终端，其特征在于：所述的便携式通信终端由无线Mesh通信模块利用Micro USB接口与智能终端连接构成。所述的智能终端，安装有用于实现用户通信功能的应用程序，其可以为电脑、平板或手机中的一种。所述的无线Mesh通信模块通过应用程序加载模块驱动完成初始化操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能终端的无线Mesh应急通信系统，该系统包括：两个或多个便携式通信终端，其特征在于：所述的便携式通信终端由无线Mesh通信模块利用MicroUSB接口与智能终端连接构成。所述的智能终端，安装有用于实现用户通信功能的应用程序，其可以为电脑、平板或手机中的一种。所述的无线Mesh通信模块通过应用程序加载模块驱动完成初始化操作。2.根据权利要求1所述的应急通信系统，其特征在于，所述的无线Mesh通信模块由控制器、声码器模块、GPS定位模块、2.4GHz射频模块、虚拟网卡模块、串口通信模块、电源模块组成。3.根据权利要求2所述的应急通信系统，其特征在于，所述的控制器模块采用AlteraCycloneⅢ芯片实现FPGA系统完成Mesh路由算法和Mesh组网技术，实现高速运动时的宽带数据传输。4.根据权利要求2所述的应急通信系统，其特征在于，所述的声码器模块通过采用创新式的语音优化路径算法实现有QOS保障的高质量语音通信。5.根据权利要求2所述的应急通信系统，其特征在于，所述的GPS定位模块提供用户的位置信息。6.根据权利要求2所述的应急通信系统，其特征在于，所述的应急通信系统通过虚拟网卡模块，添加虚拟IP地址搭建局域网络环境。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国权，张业，耿恩旭，林金朝，庞宇，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50