CN103516804B - 消防无线多通道现场指挥网通信平台 - Google Patents

Abstract

消防无线多通道现场指挥网通信平台，由数据交换管理服务器、用户调度服务器和应用于消防部队灭火救援现场的多通道中继基站、专用通信终端4个部分构成。数据交换管理服务器，用于数据交互及处理；用户调度服务器，用于对多通道中继基站与现场专用通信终端状态的监测，并实现通信管理功能；多通道中继基站，用于覆盖现场通信信号，实现数据接收、发送及动态路由测算功能；现场专用通信终端，用于实现现场战斗员点对点、点对多点的无线音视频及数据传输通信。本平台具有优越的应急特性，采用多通道中继基站具备3个数据输出通道，通道的频率频点可自行设定。多通道中继基站能够自动测算无线通信路由，实现消防卫星通信网及其他现场应急网络的动态桥接，实现跨网应用。

Description

消防无线多通道现场指挥网通信平台

技术领域

本发明涉及一种消防部队灭火救援现场应用的应急无线通信平台，尤其涉及一种专用于消防部队灭火救援现场的临时无线指挥调度通信平台。

背景技术

当前我国消防部队在灭火救援现场通信保障时大都是利用350Mhz模拟集群通信网进行现场的通信调度指挥，350Mhz模拟集群通信网始建于上世纪90年代初期，以实现整个公安体系处警现场语音通信为主要目的。随着我国改革开发的进程不断向前推进，城市的规模不断向周边延展，城市中高层、超高层建筑物的数量也在呈现出不断增加的趋势，在此种情况下350Mhz模拟集群通信网已不能满足当前消防通信保障的目的，存在问题如下：

1、通信资源匮乏，公安350Mhz模拟集群通信网分配给消防部队的法定频点共计6对，如下表1所示：

表1  我国消防移动通信频谱资源表

2、拓展应用难以加载，公安350Mhz模拟集群通信网只是实现了语音通信，无法加载数字应用，例如：视频、数据通信传输。即便目前有些经济发达地区开展了350Mhz模拟集群转数字集群的改造，由于通信基带的限制亦难以实现高带宽的数字化应用； 

3、信号覆盖难以保证，由于350Mhz信号在空间介质中传播衰减的特性，在高层、超高层建筑物或者地下超大空间覆盖时，会出现很多通信盲区，由于通信不畅导致的救援不力和消防战士遇险伤亡的事故呈现出逐年上升的趋势。

发明内容

为解决当前我国消防灭火救援现场应急通信指挥网存在的通信频率频点匮乏、无法搭载数字化应用和信号覆盖盲区的问题，保障消防部队灭火救援现场应急通信指挥的有效性和及时性，本发明提供一种消防无线多通道现场指挥网通信平台。该平台摒弃传统的单通道通信指挥方式，使指挥网无线信号能够覆盖到现场的每一寸空间。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：消防无线多通道现场指挥网通信平台，其特征在于：该平台包括：一个数据交换管理服务器，一个用户调度服务器，多个多通道中继基站，多个现场专用通信终端；

所述的数据交换管理服务器，部署于消防移动通信指挥中心，用于数据交互及处理；

所述的用户调度服务器，部署于消防移动通信指挥中心，用于对多通道中继基站与现场专用通信终端状态的监测，并实现通信管理功能；

所述的多通道中继基站，应用于灭火救援现场，用于覆盖现场通信信号，实现数据接收、发送及动态路由测算功能；

所述的现场专用通信终端，由现场参战消防队员佩戴，用于实现现场战斗员点对点、点对多点的无线音视频及数据传输通信。

所述的多通道中继基站由回路计算通道、数据接收通道和数据发送通道构成。

一种采用上述消防无线多通道现场指挥网通信平台的数据交换管理服务器，其数据处理流程如下：

（1）开始；

（2）接收数据交换申请；

（3）依据数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

（4）如数据准确，转到步骤（5），否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤（7）；

（5） 依据数据通信传输协议，解析出数据的源地址和目的地址；

（6） 根据数据源地址和目的地址，通过查找路由地址表，得出数据传输的最优路径，将数据发送到目的地址；

（7） 结束。

一种采用上述消防无线多通道现场指挥网通信平台的用户调度服务器，其数据处理流程如下：

（1）开始；

（2）接收应用服务申请，申请的来源有二个，一用户调度服务器指挥员，二在线用户调度请求；

（3）依据数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

（4） 如数据准确，转到步骤（5），否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤（8）；

（5） 解析应用数据，分析服务请求类型，类型有：通话、插入、强拆、会议；

（6） 根据业务类型和请求源地址、目的地址按照据图2所示的数据通信传输协议将数据打包；

（7） 将数据发送至与移动指挥中心相连接的多通道中继基站；

（8） 结束。

本发明的有益效果：本平台利用多通道无线通信技术，建立了消防无线多通道现场指挥网通信平台，解决了当前我国消防部队现场灭火救援过程中通信频率频点稀缺、无法加载数据应用和通信信号覆盖存在盲区的现实技术难题，有效地提高了消防部队的灭火救援通信保障能力和作战效能。消防无线多通道现场指挥网通信平台采用了多通道无线网络通信技术，具有如下优点：1、平台具有优越的应急特性，适应诸如高层、超高层建筑以及地下超大空间的无线信号覆盖。2、平台具有展开迅速、便捷特性，平台中所有设备连通电源以后即可进入正常工作状态，在组网过程中多通道中继基站由参战消防员采取边行进边部署的方式，即可实现信号对灭火救援现场的全覆盖。3、平台中多通道中继基站具备3个数据输出通道，通道的频率频点可自行设定，一方面解决了传统公安350Mhz模拟集群网通信频点的不足；另一方面采用的多通道通信技术也能够为指挥调度网提供高带宽、高速率的技术应用，使灭火救援现场的高清视频传输成为可能。4、平台具有智能特性，多通道中继基站能够自动测算无线通信路由，使数据流能够在最优路径上进行传输；同时多通道中继基站也能在动态监测网络状态的前提下，实现网络链路断路提前预警。5、平台具有拓展特性，通过平台中的多通道中继基站可以实现消防卫星通信网及其他现场应急网络的动态桥接，实现跨网应用；现场专用通信终端支持其他诸如：参战消防员佩戴的定位设备、生命体征监测设备的动态接入及数据传输。

附图说明

图1是本发明平台框架图。

图2是数据通信传输协议示意图。

图3是多通道中继基站构成图。

图4是数据交换管理服务器数据处理流程图。

图5是用户调度服务器数据处理流程图。

具体实施方式

消防无线多通道现场指挥网通信平台，如图1所示，由部署在消防移动通信指挥中心指挥车上的数据交换管理服务器1、用户调度服务器2和部署在消防部队灭火救援现场的多个多通道中继基站3、多个佩戴在消防战斗员身上的现场专用通信终端4四个部分构成。

数据交换管理服务器1的底层数据交换基于TCP/IP网络通信协议；其功能是：按照定制的数据协议，（数据传输格式如图2所示）进行现场指挥网底层数据交换，实现数据接收、数据检查、数据转发功能。

用户调度服务器2用于实时监测在网基站和在线用户，为在线用户提供调度管理功能，实现点对点、群组用户会议等等功能，具体功能如下：能够实时监测多通道中继基站在线状态、信号场强、信号质量、数据传输速率、电池使用情况等信息；能够实时监测某一个多通道通信基站周围接入通信终端的mac地址、信号发射场强、数据传输速率、信号质量等信息；能够远程无线配置多通道中继基站的ID、回路计算通道的频率频点、数据接收通道的频率频点、数据发送通道的频率频点等信息；能够实时监测现场通信终端的在线状态，诸如：空闲、通话、会议、呼叫、被叫等状态；具有转接、代接、监听、强插、强拆、群呼、会议等功能，实现对在线用户的实时管理功能。

多通道中继基站3用于灭火救援现场组网，实现现场无线信号的无盲区全覆盖，同时可与公安消防卫星通信网实现对接，提供数据跨网应用服务。

多通道中继基站3如图3所示，具有至少三条通信通道，其一回路计算通道31：用于实现计算与邻近中继基站路由质量计算功能，自动测算出数据最优传输路径；其二，数据发送通道32：用于实现将应用数据向目的地址发送功能；其三，数据接收通道33：用于接收临近中继基站发送的应用数据。其中数据发送通道和数据接收通道可自行定制路数，以保证数据传输质量；

采用多通道通信技术优势在于：1、任意一点到任意一点之间都存在冗余链路，保证网络畅通性，不会由于一个中继基站的瘫痪导致整个网络的瘫痪；2、数据接收、发送通道互不干扰，有利于均衡负载，能够为网络提供高质量、高带宽、高速率的数据传输应用。

多通道中继基站3可自行制定数据链路传输路由表，基站间通信链路存在链路冗余，保证实时通信链路的畅通性；在实际应用中基站根据相邻基站的信号强度、网络质量等因素进行动态调整路由表，保证数据链路的最优特性。具有按图2所示格式进行数据编码功能；具有入网提示、断网报警（声光指示）的功能；电源供电状态显示功能，能够显示剩余电量及工作时间；能够与信号覆盖范围内专用通信终端数据通信；多通道中继基站3具备2路标准网络接口，能够与消防移动通信指挥中心消防部队卫星通信网络或其他现场网络的桥接，实现数据跨网传输。

现场专用通信终端4佩戴于现场消防战斗员身上，实现现场用户间无线通信，并提供拓展接口连接其他探测设备实现数据上传。现场专用通信终端可通过无线链路自动连接临近信号最强的多通道中继基站，根据相邻多通道中继基站信号强度可自行切换接入的基站，基站间切换时间少于2秒，不影响通话。具有按图2所示格式进行数据编码功能；具有终端设备状态显示功能，能够显示终端是否在网或者断网状态；具有邻近多通道中继基站信号强度显示功能，能够预设信号最低值（限值），如当前信号低于限值时，自动跳转到其他邻近中继基站，如当前邻近基站信号强度都低于限值时，发出声光报警提示参战消防员；具有电源供电状态显示功能，能够显示剩余电量及工作时间；具有音视频、数据通信功能；具有2路标准蓝牙接口，可以拓展连接2路其他终端设备（例如：参战消防员佩戴的定位设备、生命体征监测设备等）。

本平台自定义的数据通信传输协议如图2所示：数据格式为：开始符为2个字节，对应固定值64，64；时间标签为6字节，对应秒、分、时、日、月、年，值域空间为0~59、0~59、0~23、1~31、1~12、0~99；源地址为6字节，对应数据发送方的身份ID；目的地址为6字节，对应数据发送目的方的身份ID；应用数据单元长度２个字节，对应应用数据单元的长度；应用数据单元（不定长，0～1024），对应发送方实际发送的数据，少于1024个字节；数据校验位为２个字节，对应crc16数据加密算法计算应用数据单元后得出的校验数值；结束符为２个字节，对应固定值35，35。

消防无线多通道现场指挥网通信平台数据交换管理服务器数据处理流程如图4所示：

1、开始；

2、接收数据交换申请；

3、依据图2所示的数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

4、如数据准确转到步骤5，否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤7；

5、依据图2所示的数据通信传输协议格式，解析出数据的源地址和目的地址；

6、根据数据源地址和目的地址，通过查找路由地址表，计算出数据传输的最优路径，将数据发送到目的地址；

7、结束。

 消防无线多通道现场指挥网通信平台用户调度服务器数据处理流程如图5所示：

1、 开始；

2、 接收应用服务申请，申请的来源由二个，一用户调度服务器指挥员，二在线用户调度请求；

3、 依据图2所示的数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

4、如数据准确转到步骤5，否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤8；

5、解析应用数据，分析服务请求类型，类型有：通话、插入、强拆、会议等等；

6、根据业务类型和请求源地址、目的地址按照据图2所示的数据通信传输协议将数据打包；

7、将数据发送至与移动指挥中心相连接的多通道中继基站；

8、结束。

Claims (1)

1.一种用于消防无线多通道现场指挥网通信平台的数据处理方法：该平台包括：一个数据交换管理服务器，一个用户调度服务器，所述的数据交换管理服务器，部署于消防移动通信指挥中心，用于数据交互及处理；所述的用户调度服务器，部署于消防移动通信指挥中心，用于对多通道中继基站与现场专用通信终端状态的监测，并实现通信管理功能；其特征在于：

所述的数据交换管理服务器的数据处理过程如下：

（1.1）开始；

（1.2）接收数据交换申请；

（1.3）依据数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

（1.4）如数据准确，转到步骤（1.5），否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤（1.7）；

（1.5）依据数据通信传输协议，解析出数据的源地址和目的地址；

（1.6）根据数据源地址和目的地址，通过查找路由地址表，得出数据传输的最优路径，将数据发送到目的地址；

（1.7）结束；

所述的用户调度服务器的数据处理流程如下：

（2.1）开始；

（2.2）接收应用服务申请，申请的来源有二个，一用户调度服务器指挥员，二在线用户调度请求；

（2.3）依据数据通信传输协议对接收的数据进行分析，检查数据的完整性和准确性；

（2.4）如数据准确，转到步骤（2.5），否则将不符合协议格式的数据丢弃，转到步骤（2.8）；

（2.5）解析应用数据，分析服务请求类型，类型有：通话、插入、强拆、会议；

（2.6）根据业务类型和请求源地址、目的地址按数据通信传输协议将数据打包；

（2.7）将数据发送至与移动指挥中心相连接的多通道中继基站；

（2.8）结束；

所述步骤（2.6）中的数据通信协议，包括8个字段，分别为：开始符、时间标签、源地址、目的地址，应用数据单元长度、应用数据单元、数据校验位，结束符。