專利名稱：便攜式消防衛星通信系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種便攜式消防衛星通信系統。
背景技術：
隨著全球變暖的趨勢，極端災害性氣候的發生機率也在大大上升，面對如森林火災等一些指揮車輛無法到達災害現場的情況下，如何進行消防跨區域指揮已成為一個問 題。為使前方實時現場圖像能及時傳輸到后方指揮中心，確保對火災等災害性現場的了解， 從而做出最合適的救災方式，提高滅火效率并保護好消防官兵的生命安全。目前國內各消防部隊已開始配備移動式指揮車，在城市范圍內可有效進行火場的 指揮調度，但是在一些車輛無法到達的情況下，就無法實時了解火場的動態，更無法指揮下 一步的滅火行動，由此產生的惡劣結果無法想象。便攜式消防衛星通信系統的最重要性體現在機動靈活，節約投資。它通過與地球 同步軌道通信衛星的鏈路和中心衛星固定站形成衛星通信網絡，支持話音、數據、音視頻和 廣域網接入等多媒體通信業務。填補了某些指揮現場，大型指揮車無法進入時通信指揮的 空白，并采用模塊化設計，整系統小巧輕便，易于搬運，有著很強的移動性和可靠性。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，性能穩定，易于搬運的用于復雜地形 條件的便攜式消防衛星通信系統。本實用新型提出的便攜式消防衛星通信系統，由多路通信控制單元1、衛星天線單 元2、網絡處理單元3、視頻處理單元4和音頻處理單元5組成，其中多路通信控制單元1由通信處理模塊11、前端處理模塊12、用戶接口模塊13、DAMA 控制板14、晶振模塊卡15和數據通道單元16組成，前端處理模塊12連接通信處理模塊11， 用戶接口模塊13通過接口卡連接通信處理模塊11，DAMA控制板14連接晶振模塊卡15，晶 振模塊卡15連接通信處理模塊11，通信處理模塊11連接數據通道單元16 ；衛星天線單元2由便攜式衛星天線21、低噪隔頻變頻器22、固態功放23、隔斷濾 波器24、變頻模塊25和輔助對星裝置26組成，便攜式衛星天線21與隔斷濾波器24相連 接，低噪隔頻變頻器22兩端分別與隔斷濾波器24和變頻模塊25連接，構成衛星信號下行 鏈路；固態功放23兩端分別與隔斷濾波器24和變頻模塊25連接，構成衛星信號上行鏈路； 變頻模塊25連接至多路通信控制單元1的晶振模塊卡15 ；輔助對星裝置26與變頻模塊25 連接。網絡控制單元3由網絡交換機31組成，網絡交換機31連接至多路通信控制單元 1的數據通道單元16 ；視頻處理單元4由視頻編解碼單元41、視頻顯示采集單元42和網絡處理模塊143 組成，視頻編解碼單元41由視頻編碼器411和視頻解碼器412連接組成，視頻顯示采集單 元42由顯示端421和視頻采集端422連接組成，網絡處理模塊143連接至網絡交換機31 ；視頻采集端422連接視頻編碼器411，顯示端421連接視頻解碼器412，視頻編碼器411與視頻解碼器412與網絡處理模塊143連接。音頻處理單元5由音頻編解碼單元51、音頻播放采集單元52和網絡處理模塊 1153組成，音頻編解碼單元51由音頻編碼器511和音頻解碼器512連接組成，音頻播放采 集單元52由播放端521和音頻采集端522連接組成，網絡處理模塊1153連接至網絡交換 機31。音頻采集端522連接音頻解碼器511，播放端521連接音頻解碼器512，音頻編碼器 511與音頻解碼器512與網絡處理模塊1153連接。本實用新型中，數據通道單元16通過終端連接端口 RJ-45(10BaSe T以太網接 口)、V. 11或RS 499接口，或低速異步通信接口 RS-232與網絡交換機31連接。其可以采 用1/2或3/4編碼方案，擁有兩種工作模式一是公共信令信道模式；二是數據傳輸模式。 將在DAMA控制板14控制下，確定其工作模式。本實用新型中，多路通信控制單元1具有組建網狀結構衛星網絡；高精度的頻 率參考，可增強網絡的可靠性；Turbo編碼，降低了衛星站功率的需求；同步16kbps到 4096kbps的數據速率；QoS服務，為話音和圖像安排更高的優先級。本實用新型中，通信處理模塊11在中心站的控制、監視、管理支持下，可實現多個 遠端站和中心站之間組成的整個網中任意兩點之間的寬帶綜合通信或廣播通信。經過網絡 控制單元3由視頻處理單元4和音頻處理單元5的數據可由衛星天線單元2發送到衛星網 絡中。本實用新型中，DAMA控制板14決定信道單元的工作模式和參數設置。跟蹤呼叫 過程，并為信道單元、本身下載軟件。本實用新型中，衛星天線單元2進行衛星通信的射頻高增益低噪聲的接受與發 送。通過50歐姆阻抗匹配，與晶振模塊卡15連接，高增益天線提供衛星通信傳輸的通信基 石出。本實用新型中，網絡處理單元3組成系統的網絡應用的硬件基礎。本實用新型中，視頻處理單元4用于采集視頻源，對視頻信號進行數字化編碼，并 網絡化傳輸，以及反向視頻的解碼及顯示。對視頻信號的處理，減少占用通信路徑資源。本實用新型中，音頻處理單元5用于采集音頻源，對音頻信號進行數字化編碼，并 網絡化傳輸，以及反向音頻的解碼及播放。本實用新型的工作過程為通過輔助對星裝置26便攜式衛星對星完畢后，打開便 攜式消防通信指揮系統電源，多路通信控制單元1、網絡處理單元3、視頻處理單元4、音頻 處理單元5完成初始化。各單元進入預置狀態。通過讀取預先設置，多路通信控制單元1啟動數據通道單元16，可與網絡交換機 31進行通信。晶振模塊卡15讀取DAMA控制板14設定的工作方式。此時進入兩種工作狀 態①通過前端處理模塊12接受公共信令信道(CSC)，等待衛星網絡管理中心發出鏈 接通信指令。在此工作狀態下，衛星鏈路控制全部由衛星網絡管理中心自動管理。②通過用戶接口模塊13手動操作，控制鏈路連接情況。視頻采集端422通過預置位，將鏡頭對準目標方位，開始采集模擬視頻圖像并輸 送到視頻編碼器411 ；顯示端421進入視頻顯示狀態，等待視頻解碼端412輸入模擬視頻信號。音頻采集端522開始采集模擬音頻信號，連接到音頻編碼器511 ；播放端521進入工作 狀態，等待音頻解碼器512輸入模擬音頻信號。當視頻解碼器412沒有圖像輸出時，通過預先設計，顯示端421直接顯示視頻采集 端422采集的模擬視頻圖像。當音頻采集端522沒有音頻輸入時，音頻編碼器511保持靜 音狀態。當衛星鏈路通過自動/手動進行衛星鏈路進行連接后。來自視頻采集端422的視 頻信號經過視頻編碼器411經預定協議壓縮編碼，由模擬信號轉為編碼過的數字信號，以 便減少通信路徑資源的占用。傳送到網絡處理模塊143后，進行網絡格式封裝，使數字信號 符合網絡傳輸協議，并可通過網絡處理模塊143輸送到網絡交換機31。來自音頻采集端522 的音頻信號經過音頻編碼器511經預定協議的壓縮編碼，由模擬信號轉為編碼過的數字信 號。傳送到網絡處理模塊1153后，進行網絡格式封裝，使數字信號符合TCP/IP協議，并可 通過網絡處理模塊1153輸送到網絡交換機31。網絡交換機31的數據通過數據口傳送到數據通道單元16，通過總線底板傳送到 通信處理單元11，把基于網絡通信格式的數字信號放大調制成中頻信號。晶振模塊卡15與 變頻模塊25銜接，變頻模塊25把中頻輸入變換成L波段高頻輸出，L波段高頻信號經過固 態功放23在規定頻域作高頻功率放大，通過隔斷濾波器24隔離后，所得KU高頻信號送到 便攜式衛星天線21向衛星發射，再 經衛星轉發器發往目的站點。接收由轉發器發送來的KU高頻信號時，便攜式衛星天線21接收到KU高頻信號， 通過隔斷濾波器25后由低噪隔頻變頻器22執行最初的變換，把高頻變換成L波段信號，并 經變頻模塊25放大、降頻獲得中頻，中頻信號經過晶振模塊15輸送到通信處理單元11，經 過解調后，還原為網絡格式數據，經過網絡交換機31經由網絡處理單元143和網絡處理單 元1153后，由視頻解碼器412、音頻解碼器512解碼，最終輸送到顯示端421和播放端521。本實用新型基于VSAT衛星通信技術，有著靈活度高、通信速率快的傳輸優勢，在 比較復雜的環境也可以發揮最佳性能。可將災害現場及其周圍有效的環境信息，以音頻和 視頻的方式通過無線通信方式，實時雙向傳輸到后方的消防指揮系統，加強了火場前方與 指揮中心后方之間的聯系，使后方指揮員對災害現場環境的有充分的掌握和對前方消防員 的實時指揮。本實用新型與現有技術相比，具有如下明顯的特點和優點便攜式消防衛星通信 系統的使用不依賴于當地的通信條件，網狀網的衛星結構方式，可靈活擴展多個衛星網點 的互聯互通。雙向的音視頻傳輸方式，能極大提高作戰指揮效率。本實用新型具有很高的 可靠性、靈活性、可擴展性。
圖1為本實用新型的裝置框圖。圖2是本實用新型的結構示意圖。圖中標號1為多路通信鏈路單元，2為衛星天線單元，3為網絡控制單元，4為視頻 處理單元，5為音頻處理單元，11為通信處理模塊，12為前端處理模塊，13為用戶接口模塊， 14為DAMA控制板，15為晶振模塊卡，16為數據通道單元，21為便攜式衛星天線，22為低噪 隔頻變頻器，23為固態功放，24為隔斷濾波器，25為變頻模塊，26輔助對星裝置，31為網絡交換機，41為視頻編解碼單元，42為視頻顯示采集單元，43為網絡處理模塊I，411為視頻編 碼器，412為視頻解碼器，421為顯示端，422為視頻采集端，51為音頻編解碼單元，52為音 頻播放采集單元，53為網絡處理模塊11，511為音頻編碼器，512為音頻解碼器，521為播放 端，522為音頻采集端。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖進一步說明本實用新型。實施例1 將下列各部件按圖1和圖2所示方式連接，該領域技術人員均能順利實施。便攜式消防衛星通信系統采用的多路通信鏈路單元1為美國SKYMESH系統，是一 個可提供綜合業務的VSAT衛星通信系統平臺。通信處理單元11、前端處理模塊12、用戶接 口模塊13、DAMA控制板14、晶振模塊卡15、數據通道單元16均集成在該系統中。通過50 歐姆阻抗同軸高頻電纜與變頻模塊25連接。便攜式衛星天線21采用ZH-1. 2A型，集成了輔助對星系統26，實現自動化對星。隔 斷濾波器24采用KU雙工器，變頻模塊25采用5900型。低噪隔頻變頻器22采用PLL LNB, 固態功放23采用KU-BAND NJT5017型，輸入輸出端分別與隔斷濾波器24和變頻模塊25連接。網絡交換機31采用DGS-1008D。組成系統網絡硬件環境。通過非屏蔽雙絞線與多 路通信鏈路單元1連接。視頻處理單元4及音頻處理單元5采用Set-top 770MXP型，集成了視頻編碼器 411、視頻解碼器412、視頻采集端422、音頻編碼器511、音頻解碼器512、音頻采集端522。 通過非屏蔽雙絞線與網絡交換機31連接。顯示端421采用T-701，播放端521采用S3W型。 實現各個站點之間的視頻圖像的雙向傳輸。
權利要求一種便攜式消防衛星通信系統，由多路通信控制單元(1)、衛星天線單元(2)、網絡處理單元(3)、視頻處理單元(4)和音頻處理單元(5)組成，其特征在于多路通信控制單元(1)由通信處理模塊(11)、前端處理模塊(12)、用戶接口模塊(13)、DAMA控制板(14)、晶振模塊卡(15)和數據通道單元(16)組成，前端處理模塊(12)連接通信處理模塊(11)，用戶接口模塊(13)通過接口卡連接通信處理模塊(11)，DAMA控制板(14)連接晶振模塊卡(15)，晶振模塊卡(15)連接通信處理模塊(11)，通信處理模塊(11)連接數據通道單元(16)；衛星天線單元(2)由便攜式衛星天線(21)、低噪隔頻變頻器(22)、固態功放(23)、隔斷濾波器(24)、變頻模塊(25)和輔助對星裝置(26)組成，便攜式衛星天線(21)與隔斷濾波器(24)相連接，低噪隔頻變頻器(22)兩端分別與隔斷濾波器(24)和變頻模塊(25)連接，構成衛星信號下行鏈路；固態功放(23)兩端分別與隔斷濾波器(24)和變頻模塊(25)連接，構成衛星信號上行鏈路；變頻模塊(25)連接至多路通信控制單元(1)的晶振模塊卡(15)；輔助對星裝置(26)與變頻模塊(25)連接；網絡控制單元(3)由網絡交換機(31)組成，網絡交換機(31)連接至多路通信控制單元(1)的數據通道單元(16)；視頻處理單元(4)由視頻編解碼單元(41)、視頻顯示采集單元(42)和網絡處理模塊I(43)組成，視頻編解碼單元(41)由視頻編碼器(411)和視頻解碼器(412)連接組成，視頻顯示采集單元(42)由顯示端(421)和視頻采集端(422)連接組成，網絡處理模塊I(43)連接至網絡交換機(31)；音頻處理單元(5)由音頻編解碼單元(51)、音頻播放采集單元(52)和網絡處理模塊II(53)組成，音頻編解碼單元(51)由音頻編碼器(511)和音頻解碼器(512)連接組成，音頻播放采集單元(52)由播放端(521)和視頻采集端(522)連接組成，網絡處理模塊II(53)連接至網絡交換機(31)。
2.根據權利要求1所述的便攜式消防衛星通信系統，其特征在于數據通道單元(16)通 過終端連接端口 RJ-45、V. 11或RS 499接口，或低速異步通信接口 RS-232與網絡交換機 (31)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜式消防衛星通信系統。由多路通信控制單元、衛星天線單元、網絡控制單元、視頻處理單元和音頻處理單元組成。多路通信控制單元由通信處理模塊、前端處理模塊、用戶接口模塊、DAMA控制板、晶振模塊卡和數據通道單元組成，衛星天線單元由便攜式衛星天線、低噪隔頻變頻器、固態功放、隔斷濾波器、變頻模塊和輔助對星裝置組成，網絡控制單元由網絡交換機組成，視頻處理單元由視頻編解碼單元、視頻顯示采集單元和網絡處理模塊I組成，音頻處理單元由音頻編解碼單元、音頻播放采集單元和網絡處理模塊組成。本實用新型針對災害事故處置過程中，要求消防部隊調度指揮具有快速響應能力和正確調度、科學決策能力。
文檔編號H04N7/24GK201563129SQ20092021386
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者常峰, 李震, 汪萍萍, 洪贏政, 鐘琳, 陳偉, 陳強 申請人:公安部上海消防研究所;上海倍安實業有限公司