专利名称：便携式消防卫星通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式消防卫星通信系统。
背景技术：
随着全球变暖的趋势，极端灾害性气候的发生机率也在大大上升，面对如森林火灾等一些指挥车辆无法到达灾害现场的情况下，如何进行消防跨区域指挥已成为一个问 题。为使前方实时现场图像能及时传输到后方指挥中心，确保对火灾等灾害性现场的了解， 从而做出最合适的救灾方式，提高灭火效率并保护好消防官兵的生命安全。目前国内各消防部队已开始配备移动式指挥车，在城市范围内可有效进行火场的 指挥调度，但是在一些车辆无法到达的情况下，就无法实时了解火场的动态，更无法指挥下 一步的灭火行动，由此产生的恶劣结果无法想象。便携式消防卫星通信系统的最重要性体现在机动灵活，节约投资。它通过与地球 同步轨道通信卫星的链路和中心卫星固定站形成卫星通信网络，支持话音、数据、音视频和 广域网接入等多媒体通信业务。填补了某些指挥现场，大型指挥车无法进入时通信指挥的 空白，并采用模块化设计，整系统小巧轻便，易于搬运，有着很强的移动性和可靠性。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单，性能稳定，易于搬运的用于复杂地形 条件的便携式消防卫星通信系统。本实用新型提出的便携式消防卫星通信系统，由多路通信控制单元1、卫星天线单 元2、网络处理单元3、视频处理单元4和音频处理单元5组成，其中多路通信控制单元1由通信处理模块11、前端处理模块12、用户接口模块13、DAMA 控制板14、晶振模块卡15和数据通道单元16组成，前端处理模块12连接通信处理模块11， 用户接口模块13通过接口卡连接通信处理模块11，DAMA控制板14连接晶振模块卡15，晶 振模块卡15连接通信处理模块11，通信处理模块11连接数据通道单元16 ；卫星天线单元2由便携式卫星天线21、低噪隔频变频器22、固态功放23、隔断滤 波器24、变频模块25和辅助对星装置26组成，便携式卫星天线21与隔断滤波器24相连 接，低噪隔频变频器22两端分别与隔断滤波器24和变频模块25连接，构成卫星信号下行 链路；固态功放23两端分别与隔断滤波器24和变频模块25连接，构成卫星信号上行链路； 变频模块25连接至多路通信控制单元1的晶振模块卡15 ；辅助对星装置26与变频模块25 连接。网络控制单元3由网络交换机31组成，网络交换机31连接至多路通信控制单元 1的数据通道单元16 ；视频处理单元4由视频编解码单元41、视频显示采集单元42和网络处理模块143 组成，视频编解码单元41由视频编码器411和视频解码器412连接组成，视频显示采集单 元42由显示端421和视频采集端422连接组成，网络处理模块143连接至网络交换机31 ；视频采集端422连接视频编码器411，显示端421连接视频解码器412，视频编码器411与视频解码器412与网络处理模块143连接。音频处理单元5由音频编解码单元51、音频播放采集单元52和网络处理模块 1153组成，音频编解码单元51由音频编码器511和音频解码器512连接组成，音频播放采 集单元52由播放端521和音频采集端522连接组成，网络处理模块1153连接至网络交换 机31。音频采集端522连接音频解码器511，播放端521连接音频解码器512，音频编码器 511与音频解码器512与网络处理模块1153连接。本实用新型中，数据通道单元16通过终端连接端口 RJ-45(10BaSe T以太网接 口)、V. 11或RS 499接口，或低速异步通信接口 RS-232与网络交换机31连接。其可以采 用1/2或3/4编码方案，拥有两种工作模式一是公共信令信道模式；二是数据传输模式。 将在DAMA控制板14控制下，确定其工作模式。本实用新型中，多路通信控制单元1具有组建网状结构卫星网络；高精度的频 率参考，可增强网络的可靠性；Turbo编码，降低了卫星站功率的需求；同步16kbps到 4096kbps的数据速率；QoS服务，为话音和图像安排更高的优先级。本实用新型中，通信处理模块11在中心站的控制、监视、管理支持下，可实现多个 远端站和中心站之间组成的整个网中任意两点之间的宽带综合通信或广播通信。经过网络 控制单元3由视频处理单元4和音频处理单元5的数据可由卫星天线单元2发送到卫星网 络中。本实用新型中，DAMA控制板14决定信道单元的工作模式和参数设置。跟踪呼叫 过程，并为信道单元、本身下载软件。本实用新型中，卫星天线单元2进行卫星通信的射频高增益低噪声的接受与发 送。通过50欧姆阻抗匹配，与晶振模块卡15连接，高增益天线提供卫星通信传输的通信基 石出。本实用新型中，网络处理单元3组成系统的网络应用的硬件基础。本实用新型中，视频处理单元4用于采集视频源，对视频信号进行数字化编码，并 网络化传输，以及反向视频的解码及显示。对视频信号的处理，减少占用通信路径资源。本实用新型中，音频处理单元5用于采集音频源，对音频信号进行数字化编码，并 网络化传输，以及反向音频的解码及播放。本实用新型的工作过程为通过辅助对星装置26便携式卫星对星完毕后，打开便 携式消防通信指挥系统电源，多路通信控制单元1、网络处理单元3、视频处理单元4、音频 处理单元5完成初始化。各单元进入预置状态。通过读取预先设置，多路通信控制单元1启动数据通道单元16，可与网络交换机 31进行通信。晶振模块卡15读取DAMA控制板14设定的工作方式。此时进入两种工作状 态①通过前端处理模块12接受公共信令信道(CSC)，等待卫星网络管理中心发出链 接通信指令。在此工作状态下，卫星链路控制全部由卫星网络管理中心自动管理。②通过用户接口模块13手动操作，控制链路连接情况。视频采集端422通过预置位，将镜头对准目标方位，开始采集模拟视频图像并输 送到视频编码器411 ；显示端421进入视频显示状态，等待视频解码端412输入模拟视频信号。音频采集端522开始采集模拟音频信号，连接到音频编码器511 ；播放端521进入工作 状态，等待音频解码器512输入模拟音频信号。当视频解码器412没有图像输出时，通过预先设计，显示端421直接显示视频采集 端422采集的模拟视频图像。当音频采集端522没有音频输入时，音频编码器511保持静 音状态。当卫星链路通过自动/手动进行卫星链路进行连接后。来自视频采集端422的视 频信号经过视频编码器411经预定协议压缩编码，由模拟信号转为编码过的数字信号，以 便减少通信路径资源的占用。传送到网络处理模块143后，进行网络格式封装，使数字信号 符合网络传输协议，并可通过网络处理模块143输送到网络交换机31。来自音频采集端522 的音频信号经过音频编码器511经预定协议的压缩编码，由模拟信号转为编码过的数字信 号。传送到网络处理模块1153后，进行网络格式封装，使数字信号符合TCP/IP协议，并可 通过网络处理模块1153输送到网络交换机31。网络交换机31的数据通过数据口传送到数据通道单元16，通过总线底板传送到 通信处理单元11，把基于网络通信格式的数字信号放大调制成中频信号。晶振模块卡15与 变频模块25衔接，变频模块25把中频输入变换成L波段高频输出，L波段高频信号经过固 态功放23在规定频域作高频功率放大，通过隔断滤波器24隔离后，所得KU高频信号送到 便携式卫星天线21向卫星发射，再 经卫星转发器发往目的站点。接收由转发器发送来的KU高频信号时，便携式卫星天线21接收到KU高频信号， 通过隔断滤波器25后由低噪隔频变频器22执行最初的变换，把高频变换成L波段信号，并 经变频模块25放大、降频获得中频，中频信号经过晶振模块15输送到通信处理单元11，经 过解调后，还原为网络格式数据，经过网络交换机31经由网络处理单元143和网络处理单 元1153后，由视频解码器412、音频解码器512解码，最终输送到显示端421和播放端521。本实用新型基于VSAT卫星通信技术，有着灵活度高、通信速率快的传输优势，在 比较复杂的环境也可以发挥最佳性能。可将灾害现场及其周围有效的环境信息，以音频和 视频的方式通过无线通信方式，实时双向传输到后方的消防指挥系统，加强了火场前方与 指挥中心后方之间的联系，使后方指挥员对灾害现场环境的有充分的掌握和对前方消防员 的实时指挥。本实用新型与现有技术相比，具有如下明显的特点和优点便携式消防卫星通信 系统的使用不依赖于当地的通信条件，网状网的卫星结构方式，可灵活扩展多个卫星网点 的互联互通。双向的音视频传输方式，能极大提高作战指挥效率。本实用新型具有很高的 可靠性、灵活性、可扩展性。
图1为本实用新型的装置框图。图2是本实用新型的结构示意图。图中标号1为多路通信链路单元，2为卫星天线单元，3为网络控制单元，4为视频 处理单元，5为音频处理单元，11为通信处理模块，12为前端处理模块，13为用户接口模块， 14为DAMA控制板，15为晶振模块卡，16为数据通道单元，21为便携式卫星天线，22为低噪 隔频变频器，23为固态功放，24为隔断滤波器，25为变频模块，26辅助对星装置，31为网络交换机，41为视频编解码单元，42为视频显示采集单元，43为网络处理模块I，411为视频编 码器，412为视频解码器，421为显示端，422为视频采集端，51为音频编解码单元，52为音 频播放采集单元，53为网络处理模块11，511为音频编码器，512为音频解码器，521为播放 端，522为音频采集端。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。实施例1 将下列各部件按图1和图2所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。便携式消防卫星通信系统采用的多路通信链路单元1为美国SKYMESH系统，是一 个可提供综合业务的VSAT卫星通信系统平台。通信处理单元11、前端处理模块12、用户接 口模块13、DAMA控制板14、晶振模块卡15、数据通道单元16均集成在该系统中。通过50 欧姆阻抗同轴高频电缆与变频模块25连接。便携式卫星天线21采用ZH-1. 2A型，集成了辅助对星系统26，实现自动化对星。隔 断滤波器24采用KU双工器，变频模块25采用5900型。低噪隔频变频器22采用PLL LNB, 固态功放23采用KU-BAND NJT5017型，输入输出端分别与隔断滤波器24和变频模块25连接。网络交换机31采用DGS-1008D。组成系统网络硬件环境。通过非屏蔽双绞线与多 路通信链路单元1连接。视频处理单元4及音频处理单元5采用Set-top 770MXP型，集成了视频编码器 411、视频解码器412、视频采集端422、音频编码器511、音频解码器512、音频采集端522。 通过非屏蔽双绞线与网络交换机31连接。显示端421采用T-701，播放端521采用S3W型。 实现各个站点之间的视频图像的双向传输。
权利要求一种便携式消防卫星通信系统，由多路通信控制单元(1)、卫星天线单元(2)、网络处理单元(3)、视频处理单元(4)和音频处理单元(5)组成，其特征在于多路通信控制单元(1)由通信处理模块(11)、前端处理模块(12)、用户接口模块(13)、DAMA控制板(14)、晶振模块卡(15)和数据通道单元(16)组成，前端处理模块(12)连接通信处理模块(11)，用户接口模块(13)通过接口卡连接通信处理模块(11)，DAMA控制板(14)连接晶振模块卡(15)，晶振模块卡(15)连接通信处理模块(11)，通信处理模块(11)连接数据通道单元(16)；卫星天线单元(2)由便携式卫星天线(21)、低噪隔频变频器(22)、固态功放(23)、隔断滤波器(24)、变频模块(25)和辅助对星装置(26)组成，便携式卫星天线(21)与隔断滤波器(24)相连接，低噪隔频变频器(22)两端分别与隔断滤波器(24)和变频模块(25)连接，构成卫星信号下行链路；固态功放(23)两端分别与隔断滤波器(24)和变频模块(25)连接，构成卫星信号上行链路；变频模块(25)连接至多路通信控制单元(1)的晶振模块卡(15)；辅助对星装置(26)与变频模块(25)连接；网络控制单元(3)由网络交换机(31)组成，网络交换机(31)连接至多路通信控制单元(1)的数据通道单元(16)；视频处理单元(4)由视频编解码单元(41)、视频显示采集单元(42)和网络处理模块I(43)组成，视频编解码单元(41)由视频编码器(411)和视频解码器(412)连接组成，视频显示采集单元(42)由显示端(421)和视频采集端(422)连接组成，网络处理模块I(43)连接至网络交换机(31)；音频处理单元(5)由音频编解码单元(51)、音频播放采集单元(52)和网络处理模块II(53)组成，音频编解码单元(51)由音频编码器(511)和音频解码器(512)连接组成，音频播放采集单元(52)由播放端(521)和视频采集端(522)连接组成，网络处理模块II(53)连接至网络交换机(31)。
2.根据权利要求1所述的便携式消防卫星通信系统，其特征在于数据通道单元(16)通 过终端连接端口 RJ-45、V. 11或RS 499接口，或低速异步通信接口 RS-232与网络交换机 (31)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式消防卫星通信系统。由多路通信控制单元、卫星天线单元、网络控制单元、视频处理单元和音频处理单元组成。多路通信控制单元由通信处理模块、前端处理模块、用户接口模块、DAMA控制板、晶振模块卡和数据通道单元组成，卫星天线单元由便携式卫星天线、低噪隔频变频器、固态功放、隔断滤波器、变频模块和辅助对星装置组成，网络控制单元由网络交换机组成，视频处理单元由视频编解码单元、视频显示采集单元和网络处理模块I组成，音频处理单元由音频编解码单元、音频播放采集单元和网络处理模块组成。本实用新型针对灾害事故处置过程中，要求消防部队调度指挥具有快速响应能力和正确调度、科学决策能力。
文档编号H04N7/24GK201563129SQ20092021386
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者常峰, 李震, 汪萍萍, 洪赢政, 钟琳, 陈伟, 陈强 申请人:公安部上海消防研究所;上海倍安实业有限公司