基于北斗gps雙模定位的td-lte應(yīng)急通信終端和監(jiān)控指揮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于北斗GPS雙模定位的TD-LTE應(yīng)急通信終端和監(jiān)控指揮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，我國(guó)高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)。一直在努力建設(shè)發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測(cè)繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域。但是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)相比與GPS系統(tǒng)，仍存在差距。GPS系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，精度高，產(chǎn)業(yè)體系十分完善，商業(yè)模式成熟，市場(chǎng)占有率高。但隨著我國(guó)對(duì)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的投入，北斗產(chǎn)品的應(yīng)用及普及，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將能發(fā)揮更大的作用。
[0003]TD-LTE是我國(guó)主導(dǎo)研發(fā)的4G標(biāo)準(zhǔn)，隨著電信業(yè)務(wù)的發(fā)展，TD-LTE寬帶網(wǎng)絡(luò)通信體系越來(lái)越完善。與傳統(tǒng)的2G和3G相比較，TD-LTE提供了更快地?zé)o線通信速度，具有較低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的通信要求，為語(yǔ)音、文本信息提供更快更可靠的實(shí)時(shí)通信。
[0004]近年來(lái)自然災(zāi)害，大型事故，公共安全突發(fā)事件頻繁發(fā)生，應(yīng)急通信系統(tǒng)也凸顯的越來(lái)越重要。建立和保持事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)方的指揮監(jiān)控中心的通信，將現(xiàn)場(chǎng)具體情況傳輸至指揮中心，并通過(guò)指揮監(jiān)控中心的GIS系統(tǒng)分析現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，為有效的指揮調(diào)度和高效的現(xiàn)場(chǎng)救援提供服務(wù)。
[0005]但是，現(xiàn)有技術(shù)中通信終端無(wú)法滿足自然災(zāi)害、大型事故救援和指揮，公共安全突發(fā)事件等現(xiàn)場(chǎng)處置人員通信的要求;現(xiàn)有的定位技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下快速獲取準(zhǔn)確可靠的地理位置信息;現(xiàn)有的技術(shù)不能發(fā)送信息與監(jiān)控指揮中心交互;現(xiàn)有的WIF1、2G、3G技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、信息等多媒體信息遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸?shù)募夹g(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗GPS雙模定位的TD-LTE應(yīng)急通信終端和監(jiān)控指揮系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員之間語(yǔ)音等信息交互通信和地理數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸，以及現(xiàn)場(chǎng)人員與監(jiān)控指揮中心交互通信;監(jiān)控指揮中心接受現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)地理信息數(shù)據(jù)，改善了通信質(zhì)量，提高了數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性，為監(jiān)控指揮提供了具體準(zhǔn)確的信息。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種基于北斗GPS雙模定位的TD-LTE應(yīng)急通信終端和監(jiān)控指揮系統(tǒng)，包括基于Linux系統(tǒng)的通信終端，通信終端之間以及與監(jiān)控指揮中心通過(guò)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)通信;所述通信終端包括電源模塊、北斗GPS雙模定位模塊、語(yǔ)音模塊、通信傳輸模塊和顯示控制模塊;所述北斗GPS雙模定位模塊用于實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位功能，所述語(yǔ)音模塊用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音輸入輸出，所述顯示控制模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和顯示，并對(duì)整個(gè)通信終端進(jìn)行操作。
[0009]進(jìn)一步，所述顯示控制模塊包括低功耗嵌入式處理器、TFT觸摸顯示器、包含NANDFlash和SDRAM的儲(chǔ)存單元、包含USB以及擴(kuò)展I/O和音頻I/O的外部接口單元;顯示控制模塊與其它模塊連接，對(duì)其它模塊傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和顯示，并對(duì)整個(gè)通信終端進(jìn)行操作。
[0010]進(jìn)一步，所述語(yǔ)音模塊包括話筒、A/D轉(zhuǎn)換單元、喇叭、D/A轉(zhuǎn)換單元;語(yǔ)音模塊利用ALSA語(yǔ)音處理框架實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集、回放。
[0011 ]進(jìn)一步，所述北斗GPS雙模定位模塊包括低功耗北斗GPS定位芯片、天線;該模塊通過(guò)天線接受衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，默認(rèn)使用北斗GPS雙模模式進(jìn)行定位，在北斗或GPS信號(hào)太弱，導(dǎo)致無(wú)法獲取衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，自動(dòng)切換單模模式進(jìn)行定位，也可通過(guò)操作設(shè)定單一模式獲取衛(wèi)星信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步，所述通信傳輸模塊為TD-LTE傳輸模塊，包括TD-LTE射頻電路、TD-LTE模擬基帶、TD-LTE基帶處理器;該模塊通過(guò)基站、TD-LTE核心網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控指揮中心相連接并進(jìn)行IP數(shù)據(jù)通信。
[0013]進(jìn)一步，所述的電源模塊包括可拆卸更換的充電電池和太陽(yáng)能電池板;該模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)通信終端供電。
[0014]進(jìn)一步，所述的監(jiān)控指揮系統(tǒng)包括大屏幕顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、多媒體通信系統(tǒng)以及衛(wèi)星定位信息系統(tǒng)。
[0015]進(jìn)一步，所述衛(wèi)星定位信息系統(tǒng)采用基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)。
[0016]進(jìn)一步，所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要包括注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1、所述的TD-LTE終端裝置即可以接入商用網(wǎng)絡(luò)也可以接入TD-LTE應(yīng)急通信系統(tǒng)等專用網(wǎng)絡(luò)，不僅可以實(shí)現(xiàn)在全國(guó)范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程無(wú)線通信，還可以在復(fù)雜環(huán)境下快速恢復(fù)和建立通信，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控指揮中心對(duì)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、事件狀況的有效反饋，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。
[0019]2、所述的TD-LTE終端裝置使用的TD-LTE技術(shù)較2G、3G、無(wú)線電等技術(shù)在傳輸速率和質(zhì)量上有較大優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信對(duì)語(yǔ)音等多媒體信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性的要求。
[0020]3、所述的TD-LTE終端裝置定位使用北斗GPS雙模定位，通過(guò)儲(chǔ)存的預(yù)制程序算法，可以獲得更準(zhǔn)確和可靠的地理位置信息，也可以采用單獨(dú)模式工作方式，避免了其中一種定位方式出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法定位的情況。通過(guò)精確定位，可以讓用戶實(shí)時(shí)了解自己的位置情況和周邊環(huán)境。
[0021]4、所述的監(jiān)控指揮系統(tǒng)包括屏幕顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器和監(jiān)控指揮平臺(tái)，其中監(jiān)控指揮平臺(tái)包括多媒體通信系統(tǒng)和衛(wèi)星定位地理信息系統(tǒng)。監(jiān)控指揮中心與各個(gè)終端通過(guò)TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，可以進(jìn)行單呼、組呼和廣播呼，實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度，通過(guò)GIS技術(shù)，可以實(shí)時(shí)對(duì)各個(gè)終端進(jìn)行定位跟蹤并查詢終端位置周邊環(huán)境，對(duì)實(shí)時(shí)地理位置信息進(jìn)行保存，為科學(xué)的指揮調(diào)度提供了依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:
[0023]圖1為本發(fā)明的實(shí)用場(chǎng)景工作示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的通信終端的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的北斗GPS雙模定位模塊示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的顯示控制模塊原理框圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的TD-LTE傳輸模塊示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明的監(jiān)控指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0029]圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0031]圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該系統(tǒng)包括基于Linux系統(tǒng)的通信終端，通信終端之間以及與監(jiān)控指揮中心通過(guò)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)通信;所述通信終端包括電源模塊、北斗GPS雙模定位模塊、語(yǔ)音模塊、通信傳輸模塊和顯示控制模塊;所述北斗GPS雙模定位模塊用于實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位功能，所述語(yǔ)音模塊用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音輸入輸出，所述顯示控制模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和顯示，并對(duì)整個(gè)通信終端進(jìn)行操作。
[0032]本系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音模塊和顯示控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信息的采集、編碼、儲(chǔ)存、解碼、回放，通過(guò)顯示控制模塊中預(yù)設(shè)的程序算法，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信的單呼、組呼、群呼、優(yōu)先級(jí)設(shè)置以及強(qiáng)插強(qiáng)拆。通過(guò)北斗GPS雙模定位模塊和顯示控制模塊可以實(shí)時(shí)追蹤定位并顯示地圖、位置、導(dǎo)航等地理信息。通過(guò)TD-LTE傳輸模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速率、低延遲傳輸，將語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸給其它終端和監(jiān)控指揮中心，并將終端的地理位置信息實(shí)時(shí)傳輸給監(jiān)控指揮中心。在監(jiān)控指揮中心，通過(guò)監(jiān)控指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與各個(gè)終端的語(yǔ)音通信和實(shí)時(shí)在電子地圖上顯示各個(gè)終端位置與相關(guān)地理位置狀況，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)路徑重現(xiàn)、路徑規(guī)劃等查詢服務(wù)。
[0033]附圖1示出了本發(fā)明的實(shí)用場(chǎng)景工作示意圖:通過(guò)TD-LTE通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控指揮中心與各個(gè)終端進(jìn)行通信以及各個(gè)終端之間互聯(lián)通信。終端裝置與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)互聯(lián)。通過(guò)通信終端裝置實(shí)現(xiàn)可靠、高效的實(shí)時(shí)語(yǔ)音通話，結(jié)合發(fā)送的地理位置信息，將現(xiàn)場(chǎng)狀況報(bào)告給監(jiān)控指揮中心，監(jiān)控指揮中心利用監(jiān)控指揮系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)高效的遠(yuǎn)程指揮、調(diào)度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)終端用戶的實(shí)時(shí)語(yǔ)音通話，相互協(xié)作完成任務(wù)。
[0034]附圖2示出了本發(fā)明的通信終端的結(jié)構(gòu)原理框圖，包括:顯示控制模塊、語(yǔ)音模塊、北斗GPS雙模定位模塊、TD-LTE傳輸模塊、電池模塊。
[0035]所述的語(yǔ)音模塊包括話筒、A/D轉(zhuǎn)換單元、喇叭、D/A轉(zhuǎn)換單元。利用ALSA語(yǔ)音處理框架實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音采集、回放。
[0036]ALSA語(yǔ)音處理框架在Linux操作系統(tǒng)上提供了音頻和MIDI的支持。語(yǔ)音模塊與顯示控制模塊連接，將A/D轉(zhuǎn)換后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示控制模塊進(jìn)行語(yǔ)音編碼，或接受來(lái)自顯示控制模塊解碼的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，語(yǔ)音編碼、解碼是通過(guò)G.711語(yǔ)音編解碼器實(shí)現(xiàn)。
[0037]附圖3示出了本發(fā)明的北斗GPS雙模定位模塊的原理框圖，該模塊采用和芯星通UM220-N雙系統(tǒng)高性能GNSS模塊，該模塊具有雙系統(tǒng)多頻率性能SOC芯片，能夠支持BD B1、GPS LI兩個(gè)頻點(diǎn)，具有集成度高，功耗低，尺寸小的特點(diǎn)，該模塊靈敏度高，能夠在弱信號(hào)條件下提供優(yōu)異的捕獲、跟蹤靈敏度，保持接收機(jī)定位的連續(xù)性和可靠性，并支持單系統(tǒng)獨(dú)立定位和多系統(tǒng)聯(lián)合定位。該模塊與顯示控制模塊連接，將接收到的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示控制模塊進(jìn)一步處理，并且通過(guò)在顯示控制模塊上操作，可以完成定位模式的選擇切換，默認(rèn)模式是北斗GPS雙模定位。該模塊具有精密授時(shí)功能，在系統(tǒng)每次開(kāi)機(jī)后，都可以通過(guò)該模塊對(duì)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行校正。
[0038]附圖4示出了本發(fā)明的顯示控制模塊的原理框圖，結(jié)構(gòu)上主要包括低功耗嵌入式處理器、TFT觸摸顯示器、包含NAND Flash和SDRAM的儲(chǔ)存單元、包含USB以及擴(kuò)展I/O和音頻I/O的外部接口單元。顯示控制模塊與其它模塊連接，對(duì)其它模塊傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和顯示，并對(duì)整個(gè)通信終端進(jìn)行操作。
[0039]顯不控制t旲塊與語(yǔ)首t旲塊連接，將語(yǔ)首t旲塊傳輸來(lái)的A/D轉(zhuǎn)換后的語(yǔ)首數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩部分處理，一方面將數(shù)據(jù)存入到SDRAM，進(jìn)行本地存儲(chǔ);另一方面將編碼后的數(shù)據(jù)按照RTP傳輸協(xié)議進(jìn)行處理存入發(fā)送隊(duì)列中，用于語(yǔ)音數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。同時(shí)，通過(guò)TD-LTE傳輸模塊接受來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)解碼后，傳輸?shù)秸Z(yǔ)音模塊。