CN101997563A - 一种基于多种3g无线网络的单兵头盔式应急指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统，是一种基于单兵背包和头盔平台架构上进行无线多功能通信的系统，包括全功能头盔、主控器、单兵背包和操作盒。全功能头盔设有摄像机、照明灯、视频显示器、接触传感式送话器和骨感耳机，主控器装放于单兵背包内，主控器内设有无线通信模块、五路通信天线、多模式无线通信模块、网络交换模块、数据采集及交换接口，单兵背包肩带上设有操作盒。本系统无需外接显示设备，支持现有的多种3G网络进行音视频信号和数据的双向无线传输和交互，可执行远程指挥、无线视频会议、图像传输、无线侦察、无线测量等多种功能。

Description

一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统

技术领域

本发明涉及一种无线移动应急指挥通信设备，特别是一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统。

背景技术

无线移动应急指挥通信设备主要用于应急突发事件的音视频数据传输和应急指挥。现有技术的应急指挥系统单兵设备多数集成在佩戴的头盔内，一般仅有语音通信功能，进一步的有现场图像采集和传输功能，但不能实现语音(音频)和图像(视频)的双向通信，需要另外增加图像显示设备，上述设备在实际使用时，单兵头盔式设备的作业人员必须手持图像显示设备，这样一来，作业人员在应急事件现场的操作非常不便，使用局限性和工作强度大，机动性和工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是解决现有设备无法在移动过程中进行双向音视频通信，如果使用双向音视频通信功能，必须采用手持图像显示设备的缺点和不足，提供一种基于单兵背包和头盔平台架构上进行无线多功能通信的系统，它可以执行远程指挥、无线视频会议、图像传输、无线侦察、无线测量等多种功能，把一个大型的、复杂的应急指挥系统微缩成微型模块装配于单兵背包和头盔内。在头盔上设有液晶视频显示器，佩戴头盔即可在该液晶视频显示器上观看视频图像。在主控器内设有多路UIM卡插口，可以根据需要，分别插入CDMA2000、WCDMA、TDS-CDMA等多种3G网络制式的UIM卡，进行多种3G网络模式的数据无线传输或交互。同时，所述多路UIM卡插口可插入2张或2张以上的任一种3G网络制式的UIM卡，进行任一3G网络模式多卡同时工作，可利用现有的任一3G网络信号或卫星信号，提供音视频和外部设备采集数据的无线传输和交互。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统，包括全功能头盔、主控器、单兵背包和操作盒，其特征在于：

所述全功能头盔的盔体前端设置摄像机、照明灯和液晶视频显示器，盔体任一侧边设置骨感耳机，盔体的任一侧后方设置电源及信号接口、摄像机开关和照明灯开关，盔体的绑带上安装有接触传感式送话器；

所述主控器装放于单兵背包内，主控器壳体内设置母板、锂电池、存储硬盘和风扇，在母板上设置GPS全球定位模块、IP模块和主板，锂电池上设置多模式无线通信模块，存储硬盘上设置网络交换模块，接口板设置在母板上，壳体前面板设置电源指示灯、UIM卡插口、信号连接指示灯、通信天线、电源开关、充电接口、音频切换开关、音频输入接口、音频输出接口、视频输入、数据采集及交换接口、VGA接口、系统I/O接口和USB接口；

所述操作盒设置在单兵背包的肩带上。

所述液晶视频显示器通过翻转眼罩与盔体的铰链轴相连接。

所述通信天线为至少一路的EVDO通信天线、WCDMA通信天线、TDS-CDMA通信天线、WIFI通信天线、GPS全球定位通信天线或其任意结合；

所述多模式无线通信模块至少内置一种CDMA2000通信模块、WCDMA通信模块、TD-SCDMA通信模块或其任意结合和WIFI通信模块。

本发明相对于现有技术，具有以下优点和效果：

第一，解决了应急指挥中心和突发事件现场无法需要召开紧急视频会议、进行应急指挥但又无条件使用卫星通信车的问题。

第二，解决了现有技术的应急指挥系统单兵设备需要另外接入图像显示设备的问题。

第三，本系统在结构上采用一种头盔和背包式结构，把一个大型的、复杂的应急指挥系统微缩成微型模块装配于单兵背包和头盔内，系统体积小，重量轻，携带和使用方便，它可以执行远程指挥、无线视频会议、图像传输、无线侦察、无线测量等功能，具有显著的方便性、易用性和机动性。

第四，多个本指挥系统可以同时使用，具有良好的可扩展性。

第五，本指挥系统的GPS全球定位模块采用世界著名的Ublox公司最先进的GPS模块，性能优异准确，整体参数真实可靠，防漫反射及抗干扰能力强劲。

第六，不受地域、空间和单一3G网络的限制，可支持中国电信CDMA2000、中国联通WCDMA、中国移动TDS-CDMA的多种3G通信网络协议，突破单一3G网络的局限，只要有多种3G通信网络中的任一种信号，即可实现音视频数据的无线远程传输、交互，从而实现无线视频会议和应急指挥功能。

第七，在特定场所不具有CDMA2000、WCDMA、TDS-CDMA等多种3G通信网络信号时，可用卫星猫连接到本设备通过卫星信号完成系统数据传输。

第八，本系统数据传输稳定、流畅。可以通过嵌入式软件自动切换多种3G网络中信号最好的一个网络，以及根据多条3G通信链路的带宽和各自实时传输的数据量大小，自动分配音视频数据以及设备运行状态数据，有效提高无线数据传输效率和数据吞吐量。

第九，本系统软件部分采用完整且复杂的数据加密措施，具有良好的安全性和保密性。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图。

图2为本发明全功能头盔的结构示意图。

图3为本发明主控器的结构示意图。

图中，1-全功能头盔，2-主控器，3-单兵背包，4-操作盒，11-摄像机，12-液晶视频显示器，13-接触传感式送话器，14-骨感耳机，15-照明灯，16-电源及信号接口，17-摄像机开关，18-照明灯开关，19-翻转眼罩，21-母板，22-GPS全球定位模块，23-IP音视频模块，24-锂电池，25-多模式无线通信模块，26-存储硬盘，27-网络交换模块，28-风扇，29-接口板，30-主板。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明做进一步描述：

本发明所述的一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统，包括全功能头盔1、主控器2、单兵背包3和操作盒4。

所述的全功能头盔1的盔体前端设置摄像机11、照明灯15和液晶视频显示器12，盔体任一侧边设置骨感耳机14，盔体的任一侧后方设置电源及信号接口16、摄像机开关17和照明灯开关18，盔体的绑带上安装有接触传感式送话器13。盔体前端设置的摄像机11用于对现场环境进行摄像和拍照，若使用现场光线不足时可打开照明灯提高亮度，增强摄像和拍照效果，液晶视频显示器12通过翻转眼罩19与盔体的铰链轴相连接，可以实现液晶视频显示器12连同翻转眼罩19以盔体的铰链轴的转动，液晶视频显示器12可在人体视线视觉正前方的位置，也可以绕过摄像机11转至头盔的顶部，液晶视频显示器12可观察到摄像机11拍摄的周边环境的视频图像。

所述的主控器2是系统数据运行处理和中央控制设备，装放于单兵背包3内，通过主控器2壳体面板设置的各连接接口与外部设备进行数据传输和交换，主控器壳体采用轻质铝材制作，壳体内部装有母板21、锂电池24、存储硬盘26和风扇28。母板21为双面PCB，在母板21上装有GPS全球定位模块22、IP音视频模块23和嵌入式主板30，嵌入式主板30采用嵌入式工控主板，为本系统运行提供平台环境，GPS全球定位模块22接收卫星信号并转换为经纬度发送给系统，IP音视频模块23独立完成音视频的采集压缩编码，接口板29安装在母板21上，透出面板提供可使用的外部接口、开关和状态显示部件。锂电池24上设置多模式无线通信模块25，可满足整个系统在规定时间内的不间断连续工作，同时具有充电接口，可外接电源对锂电池24进行充电。存储硬盘26用于系统运行和对平台采集的音频、视频和外部设备输入的数据进行存储，存储硬盘26内固化安装有数据处理和交互的主控单元，其包括：嵌入式操作系统、网络通信管理控制软件、应急指挥操作界面软件和音视频数据处理、存储、转发软件，存储硬盘26上设置网络交换模块27。风扇28安装在底壳的端部，与底壳面板的散热风孔配合构成主控器壳体的散热风路，可以对壳体内部器件进行充分散热。

上述中，所述多模式无线通信模块25内置CDMA2000通信模块、WCDMA通信模块、TD-SCDMA等多种3G网络通信模块和WIFI通信模块，其中3G网络通信模块为系统提供多种3G网络通信链路，WIFI通信模块，为设备提供2.4G的WIFI无线网络接口，在WIFI信号覆盖范围内为气象数据采集设备、设备运行数据采集设备、环境参数采集设备提供WIFI无线传输功能。嵌入式操作系统，提供系统各种软件运行环境，对系统底层硬件设备进行驱动级管理，提供各种智能接口。应急指挥操作界面软件，提供盔体摄像机本地画面显示、远程应急指挥中心摄像机画面显示、画面的切换、放大至全屏等用户操作，同时支持用户点击触摸屏按钮进行本地及远端摄像机的云台上下左右转动、镜头的变倍聚焦等，还提供用户设置平台各项参数的界面及接口。音视频数据处理、存储、转发软件，用于音视频数据的压缩、存储、回放控制，实现音视频数据向远端服务器的转发。网络交换模块，完成多模式无线通信模块内置的CDMA2000通信模块、WCDMA通信模块、TD-SCDMA和WIFI通信模块的切换。

主控器2壳体面板上布置外部接口、通信天线、开关和状态显示部件，分两层排布：上层依次为充电接口、电源开关、音频切换开关、音频输入接口、音频输出接口、状态指示灯(分别是EVDO、WCDMA、TDS-CDMA、WIFI、PWR)和五路通信天线(分别是EVDO通信天线、WCDMA通信天线、TDS-CDMA通信天线、WIFI通信天线、GPS全球定位通信天线)；下层依次为VGA接口、两路USB接口、系统I/O接口、数据采集及交换接口、多路UIM卡插口(EVDO UIM、WCDMA UIM、TDS-CDMA UIM)和主控器壳体散热进风口。

上述中，所述数据采集及交换接口，对其它外部设备采集输入的气象数据、设备运行数据、环境参数等数据信号进行采集，它可通过网线连接外置的卫星猫，在特定场所不具有CDMA2000、WCDMA、TDS-CDMA等多种3G通信网络信号时，可用卫星猫连接到本设备通过卫星信号完成系统数据传输。

所述单兵背包3采用皮质双肩背包，操作盒4装放于单兵背包3的肩带上，具有系统操作和控制功能。

本发明不受地域、空间和单一3G网络的限制。该设备融合了中国电信、中国联通、中国移动的多种3G网络和Internet网络的优势，在空间和距离上产生突破性拓展，只要有多种3G通信方式中的一种信号，即可实现音视频数据的无线远程传输、交互，从而实现无线视频会议功能，且数据传输稳定、流畅。无线数据传输设备可以通过软件自动切换多种网络中信号较好的一个网络，以及根据多条链路的带宽和各自实时传输的数据量大小，自动分配音视频数据以及设备运行状态数据，有效提高无线数据传输效率；多个无线视频会议设备可以同时使用，具有良好的可扩展性；可采用完整且复杂的数据加密措施，具有良好的安全性。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：已然可以对本发明进行修改或同等替换，而不脱离本发明的精神和范围任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求当中。

Claims (2)

1.一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统，包括全功能头盔、主控器、单兵背包和操作盒，其特征在于：

所述全功能头盔的盔体前端设置摄像机、照明灯和液晶视频显示器，盔体任一侧边设置骨感耳机，盔体的任一侧后方设置电源及信号接口、摄像机开关和照明灯开关，盔体的绑带上安装有接触传感式送话器；

所述主控器装放于单兵背包内，主控器壳体内设置母板、锂电池、存储硬盘和风扇，在母板上设置GPS全球定位模块、IP模块和主板，锂电池上设置多模式无线通信模块，存储硬盘上设置网络交换模块，接口板设置在母板上，壳体前面板设置电源指示灯、UIM卡插口、信号连接指示灯、通信天线、电源开关、充电接口、音频切换开关、音频输入接口、音频输出接口、视频输入接口、数据采集及交换接口、VGA接口、系统I/O接口和USB接口。

所述操作盒设置在单兵背包的肩带上。

2.根据权利要求1所述的一种基于多种3G无线网络的单兵头盔式应急指挥系统，其特征在于：

所述液晶视频显示器通过翻转眼罩与盔体的铰链轴相连接；

所述通信天线为至少一路的EVDO通信天线、WCDMA通信天线、TDS-CDMA通信天线、WIFI通信天线、GPS全球定位通信天线或其任意结合；

所述多模式无线通信模块至少内置一种CDMA2000通信模块、WCDMA通信模块、TD-SCDMA通信模块或其任意结合和WIFI通信模块。

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