CN101826885A - 一种双通道灾害预警信息接收系统及其接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双通道灾害预警信息接收系统及其接收方法。本发明的系统包括手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块、适配器、手机、DAB接收机，预警信息接收方法通过卫星DAB接收和GPRS短信接收两种方式：对于城市地区，通过手机GPRS短信接收，利用移动通信网，根据地址区域归属地信息，自动识别预警区域，实现手机终端对预警信息的选择，实时、准确接收；对于农村地区，根据北斗卫星的区域参数信息，DAB接收终端自动识别预警区域地址码，实现边远地区的预警信息接收。本发明通过双通道接收模式，可最大程度的保证全国各范围内对各级各类各部门预警信息的实时、准确接收，保障广大人民群众的生命财产安全。

Description

一种双通道灾害预警信息接收系统及其接收方法

技术领域

本发明属于实时数据接收领域，尤其针对气象预警信息实时接收。

背景技术

我国是世界上受自然灾害危害严重的国家之一，台风、暴雨(雪)、雷电、干旱、大风、冰雹、大雾、霾、沙尘暴、高温热浪、低温冻害等灾害时有发生，灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成的损失重。大部分灾害通过科学技术手段都可以得到时效不等的较准确的预报信息。传统的气象信息主要通过电视、报纸、广播、短信、互联网络等途径向外发布，这些发布方式需要有一个媒体中转过程，会有一定的时间延迟，公众也要通过这些媒体渠道来接收信息，其到达率会有一定程度的损失，从而影响了气象信息发布的有效性。因此，传统的气象预警发布方式无法及时地应对突发性的气象灾害。

发明内容

发明目的：

本发明为解决上述技术问题，提供了一种双通道灾害预警信息接收系统及其接收方法。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的，采用如下技术方案：

一种双通道灾害预警信息接收系统，包括手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块、适配器、手机、DAB接收机，其中手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块分别与适配器相连接，适配器分别与手机、DAB接收机相连接。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统还包括显示器，所述显示器与DAB接收机相连接。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的手机信息预处理模块包括手机信息解码模块、第一通道处理模块和第一存储单元模块，其中手机信息解码模块分别与第一通道处理模块和第一存储单元模块连接，第一存储单元模块与第一通道处理模块连接。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的DAB接收机信息预处理模块包括DAB信息解码模块、第二通道处理模块和第二存储单元模块，其中DAB信息解码模块分别与第二通道处理模块和第二存储单元模块连接，第二存储单元模块与第二通道处理模块连接。

一种基于本发明的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，步骤如下：

步骤一、各灾害预报部门将灾害预警信息发送至灾害预警信息发布平台；

步骤二、灾害预警信息发布平台选择三种方式进行预警信息发布，分别是：(1)GPRS手机通道发布方式；(2)卫星DAB通道发布方式；(3)双通道发布方式；

步骤三、根据预警信息发布平台选择预警信息发布方式，分别进行以下操作：

(1)当灾害预警发布平台选择GPRS手机通道发布方式，进行以下步骤：

步骤A、通过预警信息发布平台，将预警信息发布至移动通信网；

步骤B、移动通信网将预警信息发送至手机信息预处理模块，手机信息预处理模块将预警信息中包含的地址信息与手机用户终端的归属地信息进行匹配，当匹配成功，则进入步骤C；当匹配失败，则丢弃该预警信息；

步骤C、手机信息预处理模块通过适配器将接收的预警信息传输至手机；

(2)当灾害预警发布平台卫星DAB通道发布方式，进行以下步骤：

步骤D、将灾害预警信息经预警信息发布平台，通过北斗卫星发布；

步骤E、DAB接收机信息预处理模块将预警信息中包含的地址信息与DAB接收机所处地的地址信息进行匹配，当匹配成功，则进入步骤F，当匹配失败，则丢弃该预警信息；所述DAB接收机所处地的地址信息由DAB接收机从北斗卫星接收；

步骤F、DAB接收机信息预处理模块通过适配器将需要接收的预警信息传输至DAB接收终端；

(3)当灾害预警发布平台双通道发布方式，预警信息发布平将灾害预警信息分别通过移动通信网和北斗卫星发布，具体步骤同时包括所述第(1)种方式和第(2)种方式。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法的GPRS手机通道发布方式中步骤B中进行地址信息匹配的具体步骤为具体步骤为：

步骤J：采用手机信息解码模块将接收的预警信息解包，将解包后的预警信息存入第一存储单元模块；同时，提取出解包后的预警信息所属地的地址码信息发送至第一通道处理模块；

步骤K：采用手机接收移动通信网提供的手机用户终端的归属地信息，存入步骤J所述的第一通道处理模块中；

步骤L：采用第一通道处理模块将步骤J所述地址码信息和步骤K所述手机用户终端的归属地信息按字段比较，按照步骤B实现手机终端对预警信息的选择性接收。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法的步骤E中进行地址信息匹配的具体步骤为：

步骤1，将DAB灾害信息预警接收机的工作区域按照经度、纬度方向，划分为n×m个相同大小的矩形区域，用向量[n，m]分别表示每个矩形区域的地址码；其中n、m均为正整数；

步骤2，灾害预报部门将各类灾害预警信息发送至卫星发送站，卫星发送站将灾害预警信息以及按照步骤1划分的该灾害预警信息所对应的区域地址码信息，一并加载到灾害预警信息数据帧中，并通过卫星系统进行发送至DAB接收机信息预处理模块；

步骤3，DAB接收机信息预处理模块中的DAB信息解码模块将接收的灾害预警信息数据帧解码，将解包后的预警信息存入第二存储单元模块；同时，提取出解包后的预警信息所属地的地址码信息发送至第二通道处理模块；

步骤4，DAB接收机通过北斗天线接收北斗卫星系统的定位和授时信息；

步骤5；DAB接收机对接收到的北斗定位信号解码得到

北斗数据格式数据帧并提取纬度、纬度区分、经度、经度区分四个有效数据；

步骤6，DAB接收机将上述步骤5接收到北斗定位信号的纬度、纬度区分、经度、经度区分四个数据转换为DAB接收机的区域地址码数据，并将此区域地址码数据发送至第二通道处理模块；

步骤7，采用第二通道处理模块将上步获得的DAB接收机的区域地址码数据和步骤3所述的预警信息所属地的地址码信息进行比对，当上述两个地址码信息一致，则按照步骤F接收该灾害预警信息；当上述两个地址码信息不一致，则丢弃该灾害预警信息。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法的DAB接收机工作的区域为北纬53度33分至北纬3度52分内的地区和东经73度40分至东经135度2分30秒之间的区域；在经度方向按每3度6分，纬度方向按照每1度39分，将此区域划分为20*30个等大小的矩形区域，并用向量[n，m]表示该区域地址码，n、m均为正整数。

进一步的，本发明的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法的步骤6中，所述DAB接收机的区域地址码数据的计算方法为：DAB接收机将接收到的北斗定位信号经度数据减去73度40分再除以3度6分并将结果取整得到值x，再将接收到的纬度数据减去3度52分再除以1度39分，并将结果取整得到值y，用向量[x，y]表示该DAB接收机地址码信息。

有益效果：

本发明通过双通道预警信息接收，可最大范围的保证预警信息接收的实时性，准确性，且覆盖范围大。

本发明通过卫星DAB接收和GPRS接收两种方式，最大限度的保证预警信息接收的实时准确性；城市地区采用GPRS接收，对于信号不好的农村、西部偏远地区利用卫星通信覆盖面广的特点，实现预警信息的实时准确接收。同时，对于预警级别比较高的预警信息采用两种方式的双通道同时接收，或者在诸如移动通信网络瘫痪的情况下，为保证预警信息的实时接收，采用的双保险方式。而且，在DAB接收终端构造反馈控制单元实现对预警信息的实时准确接收。

本发明可携性强，功耗低，体积小巧，可最大程度的保证人民群众生命财产安全。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是本发明的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，本发明的双通道灾害预警信息接收系统，包括手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块、适配器、手机、DAB接收机，其中手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块分别与适配器相连接，适配器分别与手机、DAB接收机相连接。另外还包括一个显示器与DAB接收机相连接。

其中手机信息预处理模块包括手机信息解码模块、第一通道处理模块和第一存储单元模块，其中手机信息解码模块分别与第一通道处理模块和第一存储单元模块连接，第一存储单元模块与第一通道处理模块连接。DAB接收机信息预处理模块包括DAB信息解码模块、第二通道处理模块和第二存储单元模块，其中DAB信息解码模块分别与第二通道处理模块和第二存储单元模块连接，第二存储单元模块与第二通道处理模块连接。

如图2所示的双通道预警信息接收方法，该双通道灾害预警信息接收系统可实现GPRS和卫星DAB两种接收方式接收预警信息。GPRS通道接收通过预警信息发布平台，将预警信息发布至移动通信网，并通过手机信息预处理模块选择性的接收信息，通过适配器将接收的信息传输至手机显示终端；卫星DAB通道首先将灾害预警信息经发布平台，通过北斗卫星发布，然后，通过DAB接收机信息预处理模块选择性接收发布的预警信息，最后，通过适配器将需要接收的预警信息传输至DAB接收终端。

本发明的适配器中设置有双通道的开关：GPRS通道接收开关和卫星DAB通道接收开关。本发明有三种灾害信息发布方式，分别是：(1)GPRS手机通道发布方式；(2)卫星DAB通道发布方式；(3)双通道发布方式；

1.当选择GPRS手机通道发布方式时，GPRS通道接收开关接通，卫星DAB通道接收开关关闭，适配器将发布的灾害预警信息传输至手机用户终端；

2.当选择卫星DAB通道发布方式时，卫星DAB通道接收开关接通，GPRS通道接收开关关闭，适配器将发布的灾害预警信息传输至DAB接收终端；

3.当选择双通道发布方式时，GPRS通道接收开关和卫星DAB通道接收开关同时接通，适配器将发布的灾害预警信息分别传输至手机用户终端、DAB接收机。

GPRS通道接收：

首先，将需要发布的预警信息通过各级各类各部门预警信息发布平台传输至移动通信网。具体实现方式如下：将灾害可能发生区域的地址信息(如江苏省南京市)加载到灾害预警信息数据帧中的相应数据段中，通过预警信息发布平台传输至移动通信网，实现预警信息发送。

GPRS通道发布的预警信息主要由以下三部分组成：

1.灾害可能发生区域的地址信息；

2.预警信息正文；

3.预警信息发布单位、发布部门、发布时间和预警级别的参数信息。

然后，通过信息预处理模块选择性接收发布的预警信息。

手机信息预处理模块主要实现两大功能：

1.正确解包预警信息内容并缓存；

2.提取解包后的地址码信息和手机终端的归属地信息对比，以实现预警信息的选择性接收。

根据上述两大功能，手机信息预处理模块工作流程如下：

步骤1：将接收的预警信息解包，解包后的预警信息分为三段(可能发生区域的地址信息段，信息正文段和参数信息段)存入处理器的RAM单元；同时，提取出解包后的地址码信息段；

步骤2：接收移动通信网提供的手机用户终端的归属地信息，存入处理器的RAM单元中。

步骤3：将提取出的解包后的地址码信息和手机用户终端的归属地信息按字段比较，实现手机终端对预警信息的选择性接收。如解包后的地址信息为江苏省南京市，手机用户终端的归属地信息为江苏省南京市，则按区域范围由大到小的字段顺序依次比较，当比较到地市级相同时，则通过适配器的GPRS通道开关将发布的预警信息经移动通信网传输至手机用户终端，否则舍弃该信息。

这样，通过GPRS接收模块将接收的预警信息通过适配器选择性的发送至手机用户终端，用户便可以短信接收的形式实时获取有效预警信息。

卫星DAB通道接收：

首先，灾害预警信息通过北斗卫星发布。DAB信息发布流程如下：

步骤1，将预警信息接收区域划分成n*m的矩形区域大小。根据预警信息工作范围即我国国土覆盖地区(从东经73度40分至东经135度2分30秒，北纬53度33分至北纬3度52分内的地区)划分为n*m等大小的矩形区域，如n＝20，m＝30，即每个区域横向跨越3度6分，纵向跨越1度39分。如北京所在区域的地址码为[14，21]；

步骤2，将灾害可能发生区域的地址码向量[n，m]加载到灾害预警信息数据帧中的相应数据段中，即，将包含地址码信息的灾害预警信息通过预警信息发布平台，通过北斗卫星发布预警信息(含地址码向量)。

GPRS通道发布的预警信息主要由以下三部分组成：

1.灾害可能发生区域的地址码向量；

2.预警信息正文；

3.预警信息发布单位、发布部门、发布时间和预警级别的参数信息。

然后，通过DAB接收机信息预处理模块选择性接收发布的预警信息。

DAB接收机信息预处理模块主要实现以下两大功能：

1.正确解包发布的预警信息，并接收缓存；

2.通过解包后的预警信息中的地址码信息和北斗卫星提供的地址区域信息进行比较，以实现预警信息的选择性接收。

根据上述两大功能，DAB接收机信息预处理模块的工作流程如下：

步骤1：解包预警信息，分为三段，存入处理器的RAM单元中，并提取地址码信息段[n，m]；

步骤2：通过北斗天线接收北斗卫星系统的定位和授时信息，并提取经度、纬度数据信息；

步骤3：对北斗卫星提供的经度纬度信息进行预处理，如按照n＝20，m＝30，即将接收到的经度数据减去73度40分再除以3度6分并将结果取整得到值x，再将DAB机接收到得纬度数据减去3度52分再除以1度39分，并将结果取整得到值y.，用向量[x，y]表示获取的地址码信息，即DAB接收终端的区域地址码；

步骤4：DAB接收终端通过比较自身的区域地址码[x，y]和预警信息数据帧加载的地址码[n，m]，自动选择接收或放弃预警信息。如两者不相同，则舍弃该预警信息；如两者相同，则通过适配器的卫星DAB通道接收开关将发布的预警信息传输至DAB接收终端。

DAB接收终端主要包括：RF单元、A/D单元、基带解码单元、显示单元、音频输出单元和反馈控制单元。

RF单元主要完成调谐的功能。该单元将天线接收的射频DAB信号从Band III(174～230MHz)或者L Band(1452～1492MHz)搬移到中频(2.048MHz或38.912MHz)。根据DAB协议，RF单元必须具备能够接收这两个频段信号的能力。这里，RF芯片采用的是MAX2170。

A/D单元实现将RF输出的基带模拟信号转换为数字信号，从而方便后面的DAB数字解码的实现；A/D转换采用的芯片是MAXIM公司的MAX1191。

基带解码单元是DAB信息接收的核心。其功能为完成DAB信道解码和OFDM解调、DQPSK解调等工作。A/D单元的输出数据，通过基带解码单元，在处理器的控制下，完成相应解码。

这里，DAB基带芯片选用ID200。ID200是一款面积小、功耗低、可用于移动和便携设备的DAB解码器(DAB基带解码器和MPEG L2音频解码器)芯片。该芯片可以对DAB传输帧进行1.5Mbps全速解码，包括数字混频、同步/跟踪和解调。该基带解码器可对传输帧内的数据或视频信息进行解码。解码后的数据/视频信息通过和处理器的SPI接口相连，读取基带芯片内部的寄存器配置信息，实现正确接收解码后的数据信息。由于该基带解码芯片上集成了1Mb SRAM，因此无需外加SRAM存储单元。

显示单元采用3.5寸液晶彩屏，实现从将DAB信息接收模块接收的预警信息实时显示。这里，通过背光显示功能实时显示预警信息及各项参数信息。这里，显示模块通过处理器实现控制。

音频输出单元实现从将DAB信息接收模块接收的预警信息的音频播出。这里，选用音频解码芯片MAX9850。通过I2C接口实现处理器对MAX9850的控制和数据传输。

反馈控制单元是为进一步保证预警信息实时准确接收，构造的控制反馈。主要实现两大功能：

1.如DAB接收终端接收预警级别较高的预警信息，且用户没有进行手动干预查询该信息时，则开启指示灯和蜂鸣器开关，通过开关反馈至音频输出单元，实现对预警信息正文的连续语音输出，以提示用户。进一步的，如连续语音播报不起作用时，通过开关反馈至适配器模块和信息预处理模块，则重新发布当前预警信息，直至指示灯和蜂鸣器开关关闭，以备DAB接收终端正常接收。

2.如DAB接收终端接收预警信息，且用户已进行手工干预查询该信息，则接收的各类警报信息查看后指示灯不再闪亮，并且蜂鸣器不再报警。

同时，在农村偏远地区还可通过电子大屏显示实现预警信息的接收，扩大受众面。

可见，本发明通过卫星DAB和GPRS的双通道预警信息接收，可实时准确的接收各级各类各部门发布的预警信息，覆盖范围广，便携。同时，本发明提出了选择性接收预警信息的方法(GPRS通道和卫星DAB通道)，可实现接收终端(手机、DAB接收终端或电子显示屏)对预警信息的智能接收。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双通道灾害预警信息接收系统，其特征在于：包括手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块、适配器、手机、DAB接收机，其中手机信息预处理模块、DAB接收机信息预处理模块分别与适配器相连接，适配器分别与手机、DAB接收机相连接。

2.根据权利要求1所述的双通道灾害预警信息接收系统，其特征在于：还包括显示器，所述显示器与DAB接收机相连接。

3.根据权利要求1所述的双通道灾害预警信息接收系统，其特征在于：所述手机信息预处理模块包括手机信息解码模块、第一通道处理模块和第一存储单元模块，其中手机信息解码模块分别与第一通道处理模块和第一存储单元模块连接，第一存储单元模块与第一通道处理模块连接。

4.根据权利要求1所述的双通道灾害预警信息接收系统，其特征在于：所述DAB接收机信息预处理模块包括DAB信息解码模块、第二通道处理模块和第二存储单元模块，其中DAB信息解码模块分别与第二通道处理模块和第二存储单元模块连接，第二存储单元模块与第二通道处理模块连接。

5.一种基于权利要求1所述的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、各灾害预报部门将灾害预警信息发送至灾害预警信息发布平台；

步骤二、灾害预警信息发布平台选择三种方式进行预警信息发布，分别是：(1)GPRS手机通道发布方式；(2)卫星DAB通道发布方式；(3)双通道发布方式；

步骤三、根据预警信息发布平台选择预警信息发布方式，分别进行以下操作：

(1)当灾害预警发布平台选择GPRS手机通道发布方式，进行以下步骤：

步骤A、通过预警信息发布平台，将预警信息发布至移动通信网；

步骤B、移动通信网将预警信息发送至手机信息预处理模块，手机信息预处理模块将预警信息中包含的地址信息与手机用户终端的归属地信息进行匹配，当匹配成功，则进入步骤C；当匹配失败，则丢弃该预警信息；

步骤C、手机信息预处理模块通过适配器将接收的预警信息传输至手机；

(2)当灾害预警发布平台卫星DAB通道发布方式，进行以下步骤：

步骤D、将灾害预警信息经预警信息发布平台，通过北斗卫星发布；

步骤E、DAB接收机信息预处理模块将预警信息中包含的地址信息与DAB接收机所处地的地址信息进行匹配，当匹配成功，则进入步骤F，当匹配失败，则丢弃该预警信息；所述DAB接收机所处地的地址信息由DAB接收机从北斗卫星接收；

步骤F、DAB接收机信息预处理模块通过适配器将需要接收的预警信息传输至DAB接收终端；

(3)当灾害预警发布平台双通道发布方式，预警信息发布平将灾害预警信息分别通过移动通信网和北斗卫星发布，具体步骤同时包括所述第(1)种方式和第(2)种方式。

6.根据权利要求5所述的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，其特征在于，GPRS手机通道发布方式中步骤B中进行地址信息匹配的具体步骤为具体步骤为：

步骤J：采用手机信息解码模块将接收的预警信息解包，将解包后的预警信息存入第一存储单元模块；同时，提取出解包后的预警信息所属地的地址码信息发送至第一通道处理模块；

步骤K：采用手机接收移动通信网提供的手机用户终端的归属地信息，通过适配器发送至步骤J所述的第一通道处理模块中；

步骤L：采用第一通道处理模块将步骤J所述地址码信息和步骤K所述手机用户终端的归属地信息按字段比较，按照步骤B实现手机终端对预警信息的选择性接收。

7.根据权利要求5所述的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，其特征在于，所述步骤E中进行地址信息匹配的具体步骤为：

步骤1，将DAB灾害信息预警接收机的工作区域按照经度、纬度方向，划分为n×m个相同大小的矩形区域，用向量[n，m]分别表示每个矩形区域的地址码；其中n、m均为正整数；

步骤2，灾害预报部门将各类灾害预警信息发送至卫星发送站，卫星发送站将灾害预警信息以及按照步骤1划分的该灾害预警信息所对应的区域地址码信息，一并加载到灾害预警信息数据帧中，并通过卫星系统进行发送至DAB接收机信息预处理模块；

步骤3，DAB接收机信息预处理模块中的DAB信息解码模块将接收的灾害预警信息数据帧解码，将解包后的预警信息存入第二存储单元模块；同时，提取出解包后的预警信息所属地的地址码信息发送至第二通道处理模块；

步骤4，DAB接收机通过北斗天线接收北斗卫星系统的定位和授时信息；

步骤5；DAB接收机对接收到的北斗定位信号解码得到北斗数据格式数据帧并提取纬度、纬度区分、经度、经度区分四个有效数据；

步骤6，DAB接收机将上述步骤5接收到北斗定位信号的纬度、纬度区分、经度、经度区分四个数据转换为DAB接收机的区域地址码数据，并将此区域地址码数据发送至第二通道处理模块；

步骤7，采用第二通道处理模块将上步获得的DAB接收机的区域地址码数据和步骤3所述的预警信息所属地的地址码信息进行比对，当上述两个地址码信息一致，则按照步骤F接收该灾害预警信息；当上述两个地址码信息不一致，则丢弃该灾害预警信息。

8.根据权利要求7所述的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，其特征在于：所述DAB接收机工作的区域为北纬53度33分至北纬3度52分内的地区和东经73度40分至东经135度2分30秒之间的区域；在经度方向按每3度6分，纬度方向按照每1度39分，将此区域划分为20*30个等大小的矩形区域，并用向量[n，m]表示该区域地址码，n、m均为正整数。

9.根据权利要求7所述的双通道灾害预警信息接收系统的接收方法，其特征在于：步骤6中，所述DAB接收机的区域地址码数据的计算方法为：DAB接收机将接收到的北斗定位信号经度数据减去73度40分再除以3度6分并将结果取整得到值x，再将接收到的纬度数据减去3度52分再除以1度39分，并将结果取整得到值y，用向量[x，y]表示该DAB接收机地址码信息。

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