CN101309448B - 消防作战专用数据传输系统 - Google Patents

Abstract

消防作战专用数据传输系统，是用于消防安全领域的数据传输系统。解决了目前灭火救援现场通信形式单一，信息不能及时交互问题。系统包括：一个消防作战专用数据传输固定终端与Internet网络连接，Internet网络与CDMA网络建立无线链路。一个消防作战专用数据传输移动平台，通过CDMA网络与固定终端建立无线连接；通过GPRS网络连接与手机、PDA等进行数据传输；通过现场临时网络Ad hoc与移动终端连接进行数据传输。多个消防作战专用数据传输移动终端，通过CDMA网络与固定终端连接进行数据传输；通过Ad hoc网络与移动平台连接进行数据传输。本发明采用实时信息互通技术，最大限度地实现战场信息共享，使作战指挥实现了情报获取实时化，信息传输网络化，提高部队整体作战水平。

Description

消防作战专用数据传输系统

技术领域：

本发明涉及无线数据传输系统，尤其涉及一种专用于消防安全领域的数据传输系统。

背景技术：

随着国际形势的发展，我国消防部队在灭火救援中不断面临许多新情况，新问题，灭火救援任务日益繁重和艰难，人的生命实时与危险环境紧密相关，时间和信息成为救援作战过程中重要环节。众所周知，美国911事件中消防队员虽然表现英勇，但由于进入世贸中心塔楼的消防指挥员不能收到警察局发出的事故区域全面形势的信息报告，在救援过程中不了解事故区域全面形势，始终不清楚整个塔楼的灾害情形和发展程度，以为是局部坍塌，没有果断的作撤离决策，导致了343名消防队员同时殉职。

因此研究启用实时互通技术，及时掌握每一项作战信息，成为目前国际消防通信行业研究应用的热点。我国目前灭火救援现场通信形式比较单一，还没有真正的应用实时信息互通技术这类的作战通信系统，指挥员和战斗员的现场信息来源非常有限，靠单一语音方式表述全局实时战况，不但占用时间长，单位时间内通话对象有限，还很难做到清楚、迅速、明了、全面的表述，使得参战人员得到的信息跟不上战局变化的进展，直接影响了战斗性和安全性。作战部门之间不能实现互通共享了解战事的变化，时有盲目作战状态出现，制约了消防官兵的实战能力。要适应未来消防作战的特点，就必须改变消防作战中指挥系统存在的情报获取不及时、信息传递慢、互通性能差、指挥手段单一等问题，构建“即时反应”的精确指挥链，拓宽火场信息渠道，增加通信方式，使消防指挥员和战斗员及时掌握战局形势变化信息，战况进展程度，火场内部情况和相应战斗状态。参战部队或相关部门也同时了解战局的实时变化情况，理解消防中心指挥员的指挥意图，提高瞬间聚合作战效能。

发明内容：

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种实现消防作战指挥系统通信流畅，及时有效的数据传输的系统；本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

消防作战专用数据传输系统，其特征在于，该系统包括：

一个消防作战专用数据传输固定终端，用于与Internet网络连接，通过Internet网络与CDMA网络建立无线链路，接收来自或者向CDMA网络上的移动终端发送数据。

一个消防作战专用数据传输移动平台，该平台通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端建立无线连接进行数据传输；通过GPRS网络连接与手机、PDA等进行数据传输；通过现场临时网络Ad hoc与消防作战专用数据传输移动终端连接进行数据传输。

多个消防作战专用数据传输移动终端，通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端连接进行数据传输；通过Ad hoc网络与消防作战专用数据传输移动平台连接进行数据传输。

本发明的有益效果：本系统通过对消防作战专用数据传输技术的研究，建立了消防作战专用数据传输系统的技术结构和数据传输模式。在系统中创新应用了自组织多跳移动通信(Ad hoc)技术组成多跳分布式控制网络，在不需要任何固定基础设施便可实现网络的快速展开，建立起火灾现场无线移动数据通信环境。系统中创建了以图文等形式采集和传递救援现场作战信息；以数据和作战符号形式下达作战指令等的移动数据通信模式。在此基础上，设计了多网融合(GPRS、CDMA、Ad hoc、Internet)的方式保障信息实时互通，实现信息及指令的直观交互。本系统由消防作战专用数据传输移动平台、消防作战专用数据传输固定终端、消防作战专用数据传输移动终端三个部分组成。消防作战专用数据传输固定终端，用于消防火灾抢险救援现场的通信指挥车上，负责整合救援现场的临时无线网络资源，收集现场救援进展情况，向市局消防通信指挥中心传输火场实时数据；消防作战专用数据传输移动平台，用于市局消防通信指挥中心之中，在物理网络链路上与消防通信指挥系统隔离，负责接收现场救援现场实时数据，并向现场下达命令；消防作战专用数据传输移动终端，用于救援现场的作战车辆或者救援车辆上，与现场通信指挥车组成临时无线网络，采集救援现场的实时数据。

消防作战专用数据传输系统采用实时信息互通技术，具有如下优点：

1、实时信息互通技术可以最大限度地实现战场信息共享，以信息技术为支撑，对战场信息进行自动分析处理，解决好传统指挥系统存在的独立成块、互不兼容的问题，实现战场数据分发互通互动汇总、传输、发布信息命令。

指挥员通过汇总的信息全程监督指挥部队作战情况，与各作战部队之间进行直接联络，实时根据部队战斗力发挥程度、灭火程度、作战进展程度等，调整作战布局，确保时效性和针对性。充分发挥网络指挥上下互联、实时互通的优势，以“信息流”牵动“指令流”，进行实时精确指挥，使作战指挥实现了情报获取实时化，信息传输网络化，提高部队整体作战水平。

2、实时信息互通技术可以实现以数据广播开放形式发布战事信息。使进入现场的相关人员和车辆(110、120)能通过权限设置打开电子战图，了解抢险救援的分工与任务，参战人员作战分布，装备使用变化，目前进展程度，危险信息报告，有关配合要求等实时变化情况，主动作战。

3、实时信息互通技术可以创建平台与网络、数据库等之间信息互通传输技术，构成相关数据共享、发布、调用模式。

现场调用消防重点单位和重点部位的信息等内容，调用消防地理信息系统，调用消防实力、化学危险品、抢险救援预案等数据库，并调用当地电话号码信息库充分利用现代科技手段将消防地理信息系统中的各类信息及时传输给参战单位，自动地显示这些地区或单位的示意图、平面图、三维图、厂房、民房甚至起火房间、疏散通道以及抢险救援的详细信息，从而为灭火作战提供有力的信息支持，做到系统科学地处置灾情。

4、实时信息互通技术在消防通信中应用可以实现混和组网、多级组网，通过采取外部集成、信息技术嵌入等手段，进行技术嫁接和改良，使有线与无线、电台与电台之间实现了互联互通，并支持数据传输通信，从而拓宽了信息传输信道，改变救援现场通信信道拥挤，缓解消防通信三级网的瓶颈问题。通过引进视频采集技术，兼容现有计算机网络、GSM网络、CDMA网络、INTERNET网络、消防通信网络。消防专用短信平台，使现有的通信设备如计算机、掌上电脑、手机等得到有效利用，与原语音通信指挥系统并行运作，达到耳目并用。

5、实时信息互通技术如集成网络技术和通信技术可以实现用图文形式直观、逼真地为指挥员和所有参战人员显示救援现场场景信息。提供消防车辆实时信息(位置、灭火剂剩余量、状态)，作战人员分布情况、作战资源和装备储备利用情况，结合现场实景多方位拍摄，形成实时电子战图，以图文形式跨地区，跨部门传递，各级指挥员坐在指挥平台前，战场态势尽收眼底，不仅能够实施异地同界面互动式指挥，还可以对战场范围内任何环节进行实时控制。

附图说明：

图1是本发明数据传输系统的框架图；

图2是本发明消防作战专用数据传输固定终端框架图；

图3是本发明消防作战专用数据传输移动平台框架图；

图4是本发明消防作战专用数据传输移动终端框架图；

图5是本发明CDMA网络数据传输流程图；

图6是本发明GPRS网络数据传输流程图；

图7是本发明Ad hoc网络服务器端数据传输流程图；

图8是本发明Ad hoc网络客户端数据传输流程图。

具体实施方式：

如图1所示，本系统由消防作战专用数据传输固定终端、消防作战专用数据传输移动平台、消防作战专用数据传输移动终端三个子系统组成。消防作战专用数据传输固定终端与Internet网络连接，通过Internet网络与CDMA网络建立无线链路，接收来自或者向CDMA网络上的移动终端发送数据。消防作战专用数据传输移动平台通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端建立无线连接进行数据传输；通过GPRS网络连接与手机、PDA等进行数据传输；通过现场临时网络Ad hoc与消防作战专用数据传输移动终端连接进行数据传输。消防作战专用数据传输移动终端通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端连接进行数据传输；通过Ad hoc网络与消防作战专用数据传输移动平台连接进行数据传输，消防作战专用数据传输移动终端可以有多个，按现场实际情况自行定制。

图2为消防作战专用数据传输固定终端框架图，之间的网络数据通过TCP/IP(传输控制协议/网际协议)协议进行数据传输。固定终端作为网络连接的服务器，接受图3、图4客户端的连接，连接经由两个路由，首先通过CDMA无线网络发出连接，然后CDMA网络再与Internet建立连接转发连接，最终与固定终端服务器建立实时连接。固定终端还会与市局消防通信指挥系统建立连接向指挥系统传输消防抢险救援现场的实时情况，但是此连接必须经由物理防火墙进行隔离，防止病毒侵入消防通信指挥系统。CDMA网络数据传输的流程图如图5所示。

消防作战专用数据传输固定终端具体实施方式如下：

1、在市局消防通信指挥中心架设一台台式计算机，并将该机器连接到Internet网络上，申请一固定IP地址，程序实现侦听该IP的某一个端口；

2、接收移动终端和移动平台通过CDMA网络发送到Internet上该固定IP端口的数据；

3、将接收到的有关于火灾救援现场的实时数据通过物理防火墙发送给消防通信指挥系统。

图3为消防作战专用数据传输移动平台框架图，移动平台与三个网络建立连接，通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端连接；通过GPRS网络与手机、PDA等建立连接发送或者接收SMS(短消息)/MMS(多媒体信息服务)；与Ad hoc网络连接，作为Ad hoc网络中的服务器，接受其他客户端的连接，进行数据传输。

消防作战专用数据传输移动平台具体实施方式如下：

1、移动平台架设于抢险救援现场的消防通信指挥车上，程序运行在笔记本电脑上，电脑需要安装三个设备：GPRS调制解调器、CDMA调制解调器、Ad hoc收发模块；

2、程序打开以上三个硬件设备的接口，连接到GPRS、CDMA和Ad hoc网络上，并开始接收来自三个网络的数据；

3、在以上三个网络之间发送或者接收救援现场的数据。

GPRS网络数据传输流程如下，流程图如图6所示：

1、打开通信串行口，打开与GPRS Modem相连的计算机串口，设置串行口的波特率为9600，数据位为8位，停止位为0位，奇偶校验位None；同时设置本串口的数据缓冲区间为8192个字符。

2、扫描GSM网络数据，每隔2秒钟向串行口发送AT命令，连接GSM网络，连接请求成功以后，扫描是否有数据到达，分析数据类型，如果为SMS，则直接收取数据，并显示之；如果为MMS，则发送AT命令连接GPRS网络，依顺序接收GPRS网络传输来的数据，数据收完后，合并MMS数据，并显示此MMS信息。

3、接收程序发送SMS/MMS请求，如果请求为SMS请求，则发送命令连接GSM网络，请求连接成功以后，依AT命令格式发送端信息内容，最大为140字节合70个汉字；如果请求为MMS信息请求，则发送命令连接GPRS网络，请求连接成功以后，先将MMS信息打包，完毕后依次向GPRS网络发送MMS信息，最大数据量各地中国移动通信公司的规定不同，辽宁移动目前最大为90K字节。

4、数据存档，将所收到的SMS/MMS数据存储到数据库中。

5、程序结束，程序结束后，首先应该关闭串行口，释放串行口的缓冲区。

Ad hoc网络服务器端数据传输流程如下，流程图如图7所示：

1、打开与Ad hoc主模块连接的串行口，设置串行口的通信波特率为19.2kb/s，数据位为8位，停止位为0位，奇偶校验位None；

2、接收Ad hoc从模块发送来的登录请求，分析请求解析出Adhoc从模块的ID；

3、开始与每个Ad hoc从模块之间的会话，与之进行数据通信；

4、监测与每隔Ad hoc从模块之间的联通状态，一旦从模块在固定时间之内没有数据通信，则认定该ID的Ad hoc模块超出连接范围，已经掉线，丢弃该连接；

5、结束连接，关闭串行口，释放数据缓冲区。

图4为消防作战专用数据传输移动终端框架图，消防作战专用数据传输移动终端通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端建立连接进行数据传输；移动终端作为Ad hoc网络的客户端，通过Ad hoc无线网络与移动平台服务器端建立连接进行数据传输。

消防作战专用数据传输移动终端具体实施方式如下：

1、移动终端假设于抢险救援现场的消防救援车辆上，程序运行在笔记本电脑上，电脑需要安装二个设备：CDMA调制解调器和Ad hoc收发模块；

2、程序打开以上的两个硬件设备的接口，连接到CDMA和Ad hoc网络上，并开始接收来自两个网络的数据；

3、在以上两个网络之间发送或者接收救援现场的数据。

Ad hoc网络客户端数据传输流程如下，流程图如图8所示：

1、打开与Ad hoc从模块连接的串行口，设置串行口的通信波特率为19.2kb/s，数据位为8位，停止位为0位，奇偶校验位None；

2、向Ad hoc主模块发送登录连接请求，等待主模块的返回，如果返回正确，则认定连接确认；否则返回出错，则认定连接无效，继续发送连接请求；

3、每隔5秒向主模块发送一次测试数据，确保与主模块之间的实时连接，如果发送测试数据之后在5秒内没有数据返回，则认定连接实效，删除连接，再次向主模块发起登录请求；

4、开始与Ad hoc主模块之间的会话，进行数据通信；

5、结束连接，关闭串行口，释放数据缓冲区。

Claims (1)

1.消防作战专用数据传输系统，其特征在于，该系统包括：

一个消防作战专用数据传输固定终端，用于与Internet网络连接，通过Internet网络与CDMA网络建立无线链路，接收来自或者向CDMA网络上的移动终端发送数据；

一个消防作战专用数据传输移动平台，该平台通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端建立无线连接进行数据传输；通过GPRS网络连接与手机、PDA进行数据传输；通过现场临时网络Ad hoc与消防作战专用数据传输移动终端连接进行数据传输；

多个消防作战专用数据传输移动终端，通过CDMA网络与消防作战专用数据传输固定终端连接进行数据传输；通过Ad hoc网络与消防作战专用数据传输移动平台连接进行数据传输。

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