CN105610457A - 一种户外通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种户外通信系统，包括用于接收信号的天线、与天线连接并进行信号处理的对讲设备、以及与对讲设备以有线或者无线方式连接的终端设备；天线可以采用八木天线进行接收，并配合旋转底座，可以接收到更为微弱的求救信号，保证足够宽广的覆盖范围，对于户外应急通信与救援而言，具有重要的意义。

Description

一种户外通信系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种户外通信系统，结合对讲机、智能终端进行通信，特别适用于山区、景点等手机信号不好的地方，以及应急救援场合。

背景技术

现有的通信设备,尤其是对讲机设备,它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合，在日常生活中以及户外运动及紧急救援方面，都有十分重要的作用。日常生活中常见有山区驴友失联，或者是在景区发生意外而失联的情况，这种情况下，一般依赖于具有丰富经验的驴友以及公安机关派出人力搜索，所依赖的均是对讲机设备。而被困着通常是由于在险情地，手机没有信号，而一般的对讲设备，受限于发射功率、调制模式、接收灵敏度等因素，也无法与其他人联系，导致无法求救。

针对这种情况，本发明提供了一种户外通信系统，包括用于接收信号的天线、与天线连接并进行信号处理的对讲设备、以及与对讲设备以有线或者无线方式连接的终端设备；天线可以采用八木天线进行接收，并配合旋转底座，可以接收到更为微弱的求救信号，保证足够宽广的覆盖范围，对于户外应急通信与救援而言，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术覆盖范围小、紧急通信效果差的问题。

为此，本发明公开了一种户外通信系统，包括：

用于接收信号的天线；

用于与所述天线连接，并进行信号处理的对讲设备；

以及，与所述对讲设备以有线或者无线方式连接的终端设备。

上述一种户外通信系统，所述的天线为八木天线。八木天线有很好的方向性，与偶极天线相比具有高的增益，因此接收端的接收灵敏度可以做到较高，可以用来接收更为微弱的信号，从而，可以增加通信距离。

上述一种户外通信系统，所述的天线为带有旋转底座的八木天线。由于八木天线方向性好，要保证天线中心的方圆范围内均能得到很好的信号监测，在天线底座上安装旋转底座，定时旋转八木天线的方位，从而保证监测的范围。

上述一种户外通信系统，所述的对讲设备包含蓝牙模块；通过蓝牙模块，对讲设备与终端设备建立连接，实现数据的通信。

上述一种户外通信系统，所述的对讲设备包含WIFI模块。对讲设备通过WIFI模块连接到无线路由器，与同样连接在无线路由器上的终端设备进行通信，或者通过网络建立通信。

上述一种户外通信系统，所述的终端设备为带有蓝牙功能或者WIFI功能的智能设备。该设备可以是手机、平板电脑或者其他带有相应功能的智能设备。

配合上述户外通信系统使用，所述终端设备的操作方法，

频率配置，响应于终端设备与对讲设备的连接指令，终端设备上显示对对讲设备的频率设置；该频率设置可以确定发射和接收的频率，用于在该频率上进行信息发送或者信息监听；

信息接收，在设定的频率点上，对讲设备默认进入侦听，将侦听的信息传输并显示在终端设备设备上；

信息发送，在设定的频率点上，通过终端设备发送信息至对讲设备，并由天线发射出去。

所述的频率配置，可配置的频率范围为1MHZ-1GHZ。在信息发送频段上，只在国家合法频段上进行发射。监听频段主要为对讲设备的使用频段，主要范围为100-500MHZ频段范围。

所述的信息发送，可发送紧急求救信息。

本发明的有益效果是：通过采用八木天线，可以增加系统的接收灵敏度，得到更大的覆盖范围；从而，使得可以接收到更为敏感的求救信息，克服了现有技术通信距离短、覆盖范围小的问题；同时，采用旋转的八木天线，可以保证在各个方向上保持很好的监控；通过与智能设备的连接，借助于智能设备更加强大的处理能力以及更快的响应速度，增加信息的显示、存储量，同时，操作界面更加美观，用户体验性更好。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

如图1是本发明第一种实施例的系统示意图；

如图2是本发明第一种实施例对讲设备主控板的设计框图；

如图3是本发明第二种实施例的系统示意图；

如图4是本发明第二种实施例对讲设备主控板的设计框图；

如图5是本发明第三种实施例的系统示意图；

附图标记：1、天线；2、对讲设备；3、终端设备；11、旋转底座；12、支架；13、舵机；14、直流减速电机；15、控制板；16、电源；21、外壳；22、主控板；23、喇叭；24、电池；25、电源管理单元；26、处理器单元；27、射频单元；28、功放单元；29、蓝牙单元；30、显示屏；31、WIFI单元。

具体实施方式

实施例1

如图1是本发明第一种实施例的系统示意图；一种户外通信系统，包括：

八木天线1，在进行该八木天线1设计时，保证其在100MHZ-400MHZ频率范围内保证最佳的接收性能。八木天线1安装在旋转底座11上，该旋转底座11可以在水平和竖直两个自由度上活动，竖直自由度用于调整八木天线1的俯仰角度，水平自由度用于调整八木天线1的方位。旋转底座11由支架12、舵机13、直流减速电机14、控制板15和电源16构成，电源16和控制板15安装在支架12的底部，电源16与控制板15电气连接；直流减速电机14转轴朝上固定在支架，用于调整水平方位；舵机13通过支架固定在直流减速电机14的转轴上，用于调整俯仰角度；八木天线1安装在舵机的轴支架上；直流减速电机14和舵机13分别与控制板15对应电气连接；通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制舵机13的俯仰角度，使其角度在10°~170°的范围内。通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制直流减速电机14的速度和方位。八木天线1通过导线连接，导线端口采用SMA接口。控制板15上有控制面板，用于控制电源开关和扫描速度；电源开关为简单的通断开关，扫描速度即上述通过PWM波的占空比调节，为简单的程序设计。

对讲设备2，如图2是本发明第一种实施例对讲设备主控板的设计框图，包括具有三防设计的外壳21、安装在外壳21内的主控板22、安装在外壳21内部与主控板22电气连接的麦克风和喇叭23、固定外壳21内部用于给主控板22供电的电池24、安装于外壳21上用于频道切换的第一旋钮和用于音频调节的旋钮以及用于语音呼出控制的PTT按钮；主控板22上包括电源管理单元25、处理器单元26、射频单元27、功放单元28和蓝牙单元29，电池24连接到电源管理单元25的对应位置，用于给整个对讲设备2供电，射频单元27、蓝牙单元29均与处理器单元26电气连接，功放单元28与射频单元27电气连接；在所述的外壳21上，有天线接口，用于安装对讲设备2的天线；该天线接口为标准的SMA接口，与八木天线1的连接。蓝牙单元29采用市场上成熟的蓝牙BLE模块HC-08，为蓝牙透传模块，通过模块的说明书，可以进行相关的操作。

平板电脑3，这里使用ipad平板电脑。

使用时，打开对讲设备2的蓝牙，其蓝牙可被发现，通过ipad上的蓝牙与对讲设备2的蓝牙进行配对，建立蓝牙连接。通过ipad上的APP软件，对对讲设备2的工作模式进行设置；置于ipad上的APP软件，其执行过程包括以下几个步骤：

步骤一，配对，启动ipad上的软件，如果当前对讲设备2已经与ipad建立了连接，在界面显示已连接；如果当前对讲设备2没有和ipad建立连接，则弹出对话框，要求用户打开蓝牙，并建立连接，连接完成后，界面显示已连接；

步骤二，频率配置，打开APP建立蓝牙连接后，对讲设备2将当前的频率发送到ipad，ipad界面上显示对讲设备2的当前频率；用户可以自定义该频率，该频率为发射和接收的频率；设定后，通过蓝牙将设置频率发送至对讲设备2，完成频率设置；

步骤三，信息接收，在设定的频率点上，对讲设备2默认进入侦听，将侦听的信息传输并显示在ipad的显示屏上；如果用户需要发送信息，在ipad上输入需要发送的信息，通过蓝牙，将ipad上的信息发送到对讲设备2，对讲设备2通过八木天线1将信息发送出去。

如果是与固定方位的设备进行通信，则将八木天线1的接收方向对准该方位即可实现信息的发送与接收；如果当前处于范围监听，通信方位未确定，则通过旋转底座11上控制板15上的控制面板，启动旋转底座11电源，进行扫描。八木天线1会在旋转底座11的作用下，在水平方向上旋转，并在竖直方向上，以俯仰角度范围为10°~170°范围内进行自动扫描，通过控制面板，可以调节扫描的速度。

实施例2

如图3是本发明第二种实施例的系统示意图；一种户外通信系统，包括：

八木天线1，在进行该八木天线1设计时，保证其在100MHZ-400MHZ频率范围内保证最佳的接收性能。八木天线1安装在旋转底座11上，该旋转底座11可以在水平和竖直两个自由度上活动，竖直自由度用于调整八木天线1的俯仰角度，水平自由度用于调整八木天线1的方位。旋转底座11由支架12、舵机13、直流减速电机14、控制板15和电源16构成，电源16和控制板15安装在支架12的底部，电源16与控制板15电气连接；直流减速电机14转轴朝上固定在支架，用于调整水平方位；舵机13通过支架固定在直流减速电机14的转轴上，用于调整俯仰角度；八木天线1安装在舵机的轴支架上；直流减速电机14和舵机13分别与控制板15对应电气连接；通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制舵机13的俯仰角度，使其角度在10°~170°的范围内。通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制直流减速电机14的速度和方位。八木天线1通过导线连接，导线端口采用SMA接口。控制板15上有控制面板，用于控制电源开关和扫描速度；电源开关为简单的通断开关，扫描速度即上述通过PWM波的占空比调节，为简单的程序设计。

对讲设备2，如图4是本发明第二种实施例对讲设备主控板的设计框图，包括具有三防设计的外壳21、安装在外壳21内的主控板22、安装在外壳21内部与主控板22电气连接的麦克风和喇叭23、固定外壳21内部用于给主控板22供电的电池24、安装于外壳21上用于频道切换的第一旋钮和用于音频调节的旋钮、用于语音呼出控制的PTT按钮以及用于显示菜单及操作界面的显示屏30；主控板22上包括电源管理单元25、处理器单元26、射频单元27、功放单元28和WIFI单元31，电池24连接到电源管理单元25的对应位置，用于给整个对讲设备2供电，射频单元27、WIFI单元31均与处理器单元26电气连接，功放单元28与射频单元27电气连接；在所述的外壳21上，有天线接口，用于安装对讲设备2的天线；该天线接口为标准的SMA接口，与八木天线1的连接。WIFI单元31采用市场上成熟的WIFI模块ESP8266，通过模块说明书即可完成相关的连接、传输操作。

终端设备，这里采用手机。

使用时，配合无线路由器使用，该无线路由器接入网络中，并提供一个可连接的热点。使用时，通过对讲设备2的操作菜单，打开对讲设备2的WIFI，连接到由无线路由器提供的热点中。同时，打开手机，连接到该热点中。此时，通过手机上的APP，可以连接到对讲设备2，对对讲设备2的工作模式进行设置。置于手机上的APP软件，其执行过程包括以下步骤：

步骤一，连接，启动手机上的软件，如果当前对讲设备2已经通过路由器与手机建立了连接，在界面显示已连接；如果当前对讲设备2没有和手机建立连接，则弹出对话框，要求用户打开WIFI，并建立连接，连接完成后，界面显示已连接；

步骤二，频率配置，打开APP建立连接后，对讲设备2将当前的频率发送到手机，手机界面上显示对讲设备2的当前频率；用户可以自定义该频率，该频率为发射和接收的频率；设定后，通过WIFI将设置频率发送至对讲设备2，完成频率设置；

步骤三，信息接收，在设定的频率点上，对讲设备2默认进入侦听，将侦听的信息传输并显示在手机的显示屏上；如果用户需要发送信息，在手机上输入需要发送的信息，通过WIFI将手机上的信息发送到对讲设备2，对讲设备2通过八木天线1将信息发送出去。

如果是与固定方位的设备进行通信，则将八木天线1的接收方向对准该方位即可实现信息的发送与接收；如果当前处于范围监听，通信方位未确定，则通过旋转底座11上控制板15上的控制面板，启动旋转底座11电源，进行扫描。八木天线1会在旋转底座11的作用下，在水平方向上旋转，并在竖直方向上，以俯仰角度范围为10°~170°范围内进行自动扫描，通过控制面板，可以调节扫描的速度。

实施例3

如图5是本发明第三种实施例的系统示意图；一种户外通信系统，包括：

八木天线1，在进行该八木天线1设计时，保证其在100MHZ-400MHZ频率范围内保证最佳的接收性能。八木天线1安装在旋转底座11上，该旋转底座11可以在水平和竖直两个自由度上活动，竖直自由度用于调整八木天线1的俯仰角度，水平自由度用于调整八木天线1的方位。旋转底座11由支架12、舵机13、直流减速电机14、控制板15和电源16构成，电源16和控制板15安装在支架12的底部，电源16与控制板15电气连接；直流减速电机14转轴朝上固定在支架，用于调整水平方位；舵机13通过支架固定在直流减速电机14的转轴上，用于调整俯仰角度；八木天线1安装在舵机的轴支架上；直流减速电机14和舵机13分别与控制板15对应电气连接；通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制舵机13的俯仰角度，使其角度在10°~170°的范围内。通过控制板15输出不同占空比的PWM波形，控制直流减速电机14的速度和方位。八木天线1通过导线连接，导线端口采用SMA接口。控制板15上有控制面板，用于控制电源开关和扫描速度；电源开关为简单的通断开关，扫描速度即上述通过PWM波的占空比调节，为简单的程序设计。

对讲设备2，包括具有三防设计的外壳21、安装在外壳21内的主控板22、安装在外壳21内部与主控板22电气连接的麦克风和喇叭23、固定外壳21内部用于给主控板22供电的电池24、安装于外壳21上用于频道切换的第一旋钮和用于音频调节的旋钮、用于语音呼出控制的PTT按钮以及用于与其他设备建立连接的输出接口32；主控板22上包括电源管理单元25、处理器单元26、射频单元27、功放单元28，电池24连接到电源管理单元25的对应位置，用于给整个对讲设备2供电，射频单元27与处理器单元26电气连接，功放单元28与射频单元27电气连接；在所述的外壳21上，有天线接口，用于安装对讲设备2的天线；该天线接口为标准的SMA接口，与八木天线1的连接。输出接口32为USB接口，用于与其他智能设备连接。

终端设备，这里采用小米平板电脑。

使用时，通过数据线将对讲设备2与小米平板电脑连接起来，配合安装在小米平板电脑上的APP，对对讲设备2进行操作。置于小米平板电脑上的APP软件，其执行过程包括以下步骤：

步骤一，连接，通过数据线将对讲设备2连接到小米平板电脑，如果当前对讲设备2已经连接到平板电脑，在界面显示已连接；如果当前对讲设备2没有和平板电脑建立连接，则弹出对话框，提示用户插入数据线，并建立连接，连接完成后，界面显示已连接；

步骤二，频率配置，打开APP建立连接后，对讲设备2将当前的频率传输到平板电脑，平板电脑界面上显示对讲设备2的当前频率；用户可以自定义该频率，该频率为发射和接收的频率；设定后，通过数据线将设置频率发送至对讲设备2，完成频率设置；

步骤三，信息接收，在设定的频率点上，对讲设备2默认进入侦听，将侦听的信息传输并显示在平板电脑的显示屏上；如果用户需要发送信息，在平板电脑上输入需要发送的信息，通过数据线将信息发送到对讲设备2，对讲设备2通过八木天线1将信息发送出去。

如果是与固定方位的设备进行通信，则将八木天线1的接收方向对准该方位即可实现信息的发送与接收；如果当前处于范围监听，通信方位未确定，则通过旋转底座11上控制板15上的控制面板，启动旋转底座11电源，进行扫描。八木天线1会在旋转底座11的作用下，在水平方向上旋转，并在竖直方向上，以俯仰角度范围为10°~170°范围内进行自动扫描，通过控制面板，可以调节扫描的速度。

以上实施例只是基于本发明思路的优选实施方式，并不构成对本发明的任何限制，显然，基于本发明思路，还可以有其他的变化及替代，这些均在本发明的保护之列。

Claims (9)

1.一种户外通信系统，其特征在于，包括：

用于接收信号的天线；

用于与所述天线连接，并进行信号处理的对讲设备；

以及，与所述对讲设备以有线或者无线方式连接的终端设备。

2.根据权利要求1所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的天线为八木天线。

3.根据权利要求1或2所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的天线为带有旋转底座的八木天线。

4.根据权利要求1所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的对讲设备包含蓝牙模块。

5.根据权利要求1所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的对讲设备包含WIFI模块。

6.根据权利要求1所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的终端设备为带有蓝牙功能的智能设备。

7.根据权利要求1所述的一种户外通信系统，其特征在于：所述的终端设备为带有WIFI功能的智能设备。

8.配合上述户外通信系统使用，所述终端设备的操作方法，其特征在于：

频率配置，响应于终端设备与对讲设备的连接指令，终端设备上显示对对讲设备的频率设置；

信息接收，在设定的频率点上，对讲设备默认进入侦听，将侦听的信息传输并显示在终端设备设备上；

信息发送，在设定的频率点上，通过终端设备发送信息至对讲设备，并由天线发射出去。

9.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于：所述的频率配置，可配置的频率范围为1MHZ-1GHZ。