基于卫星通信技术开发消防通信指挥系统

1、 指挥中心的指挥员对现场能“一目了然”,及时获得现场信息,提高决策的准确性和及时性。而目前,灾害现场与指挥中心的信息传输只能依靠电台和移动电话进行通话,这种通信方式都存在通信死角、易受环境干扰,有距离限制。在特殊情况下,通讯不畅,造成国家和人民的生命、财产损失。为了解决这些通信问题,各个地方的消防指挥调度中心都进行了改造,但仍旧缺少灾害现场的实时图像的传输,不能在指挥中心直接了解灾情,这也是目前消防指挥决策上的瓶颈,要发展消防,脱离瓶颈势在必行!因此大力发展先进消防通信,提高对事故现场信息支援能力,确保特殊地域或恶劣环境条件下部队通信得以实现亟待落实。1消防通信指挥系统发展现状和建设目标消防通

2、信指挥系统贯穿于灭火救援行动的全过程,是灭火和抢险救援行动的神经系统。加强现代化消防通信建设与发展,是做好消防部队执勤备战、完成各项消防保卫任务的基本保证,是灭火救援成功的必要条件。消防通信指挥系统的现代化程度和技术应用水平也是建设一支现代化消防队伍的重要标志之一。1.1消防通信的现状改革开放以来,我国的消防通信取得较快发展,但也存在各地发展不平衡的情况;消防通信具备相当基础,初步建立了较为先进的消防通信系统,我国消防通信建设正快速迈向标准化、正规化。我国消防通信技术及其设备器材是建国后才发展起来的,在90年代及其后消防通信得到较快发展。公安部经过多年经验,吸收了国内外消防通信建设的经验和成果

3、,编写完成了消防通信指挥系统设计规范。该规范在指挥系统的技术构成、系统设备配置及功能要求等方面,提供了较为基于卫星通信技术开发消防通信指挥系统李全国徐州市消防支队221000引言新世纪、新形势下消防部队面临更多繁杂的灭火和抢险救援任务,消防通信更加重要。随着我国经济建设取得巨大成就,我国城市化进程进一步加快,消防部队正面临着更多、更繁杂的灭火和抢险救援任务。另一方面,由于国际社会的动荡、自然气候条件异常、地质灾害等,如美国9.11、沿海地区台风、汶川大地震,对救援现场的指挥与决策提出了很高的要求。在这样一些重特大突发灾害事故的处置现场,尤其是在一些区域性灾害的处置过程中,由于情况特别复杂,需要

4、在抢险救灾现场与后方指挥中心之间建立一个全方位的信息沟通平台,以便后方能在最短的时间内给予最为科学的技术支持和物质支援,而这种全方位的信息沟通仅仅依靠语音和数据通信是不够的,还需要信息量更大的实时图像、图形、数据传输,让规范的指导原则及技术依据,使通信指挥系统的建设步入标准化、正规化的发展轨道。1.2消防通信指挥系统的建设目标消防通信指挥系统建设以中华人民共和国消防通信指挥系统设计规范为设计依据;消防通信指挥系统是消防部队指挥体系中,综合运用计算机、有线、无线等技术为基础的具有一体化指挥、控制、通信、信息处理和预警监控(C4ISR能力的综合电子信息系统。集有线和无线通信、计算机网络通信、计算机

5、辅助决策、视听多媒体、地理信息处理、数据库管理、卫星通信等于一体,借鉴国内外的开发经验,能“快速、准确、实用、可靠并且系统化”地进行通信,实现“接处警方式计算机化,灾情判断智能化,指挥系统网络化,指令下达自动化,力量调度集群化,辅助功能联动化,各种信息实时化,火灾档案标准化”的目标,显著提高消防通信指挥的快速反应与科学决策能力,适应扑救重特大火灾的组织指挥与跨区域联合作战的需要,确保各项抢险救灾任务的胜利完成。虽然我国的消防通信系统建设取得了一定的成绩,但是与发达国家相比还存在一定的差距,在突发事件处置中消防通信指挥系统显得捉襟见肘,力不从心,不能满足日益复杂的突发灾情的需要,在处置地震、偏远

6、地区、山地等灾害事故中显得尤其脆弱。2卫星通信技术介绍及其优势通信卫星是用作无线电通信中继站的人造地球卫星,是卫星通信系统的空间部分。它转发或发射无线电信号以实现地面站之间或地面站与航天器之间的通信,可传输音频、视频和数据等。通信卫星的种类较多,按服务区域不同,通信卫星可分为国际通信卫星、国内通信卫星、区域通信卫星;按用途不同,可分为军用通信卫星、海事通信卫星、电视广播卫星、数据中继卫星等。卫星通信的突出优点是:(1.覆盖范围大,通信距离远。一颗静止轨道通信卫星,可覆盖地球表面的三分之一,能供相距一万七千公里的两地面站直接通信。在赤道上空等距离地布置三颗静止轨道卫星,即可实现除南北两极地区以外

7、的全球通信。(2.通信容量大。目前,一颗卫星的容量可达数千路以至上万路电话,并可传输高分辨率的照片和其他信息。(3.传输质量高。卫星通信不受地形、地物等自然条件影响,且不易受自然或人为干扰,以及通信距离变化的影响,通信稳定可靠。(4.机动性好。卫星通信可作为大型地面站之间的远距离通信干线,也可以为机载,船载和车载的小型机动终端提供通信,能根据需要迅速建立同各个方向的通信联络。卫星通信已成为现代通信的重要 手段,在军事指挥控制上更具有特别重要的意义。随着卫星通信的不断普及,卫星通信在消防部队通信系统中大有发展前景,对消防灭火和抢险救援通信指挥实战化有着重要的现实意义。3卫星通信技术在消防通信系统

8、应用研究3.1消防卫星通信系统原理。利用现代先进的卫星通信手段,采用现代化计算机、通信、控制和信息处理的先进技术,建立卫星传输的调度指挥决策系统,为沟通灾害现场与调度中心、移动指挥中心及领导决策机关对灾害情况、资料、信息、处警预案等指挥要点上实现文字、语言和图像的联系,可使消防和救灾调度指挥系统汇集有线、无线、计算机网络、通信、卫星通信和图像、语音、数据传输为一体,能快速、准确、可靠地实现对灾害事故接处警方式计算机化,灾情判断智能化,指挥系统网络化,指令下达自动化,各种信息实时图像化、数字化和语言化,决策科学化,提高消3.2消防卫星通信系统组成。消防卫星通信系统主要由固定和移动两大部分组成,固

9、定部分包括消防通信指挥中心、视频监控系统、卫星地面站;移动部分主要指卫星通信指挥车。在灾害事故现场,移动指挥车负责现场图像采集和现场指挥,并通过卫星通信把数据传输给卫星地面站,卫星地面站解调后把视频数据传输到视频监控系统,指挥中心可以根据现场实时图像进行远程决策、制定最优调度方案。同时也可以把视频数据通过Internet、PSTN 或者IPPBX 专线等传输送给远程专家,进行辅助决策。 3.3消防卫星通信指挥车特点。消防卫星通信指挥车是利用先进的卫星发收装置、图像采集系统、卫星通信系统、通信指挥系统、计算机通信系统、供电系统、大功率广播指挥系统、现代无线通信技术等技术。消防卫星通信指挥车处理紧

10、急突发事件中机动灵活、快速反应,实现通信保障、指挥调度,图像采集传输功能,把现场情况通过车载卫星系统高质量回传指挥中心,实现现场与远地指挥中心之间的远程图像监控、语音联络、数据查询,使指挥中心的指挥决策人员如临其境,及时获得现场信息,提高决策的准确性和及时性,为实现事件现场和远地指挥中心联动提供可靠的通信保障。3.4消防卫星通信系统优势。地面通信设施基于其自身的特点,容易受到火灾、飓风、地震、坍塌等重特大灾害的破坏,无法在处置重大灾害事故时发挥其应有的作用。而卫星通信作为一种新型空间通信技术,以其通信范围大、抗遮挡能力强、不易受陆地灾害影响、建设速度快定的电网参数信息。同时,ATMega32L

11、 具有的SPI 接口可以方便地和ATT7022B 对接,也可直接利用单片机的I/O 端口模拟SPI 的读写时序,完成对ATT7022B 的控制。在一些场合下,为了便于对电网的远程监控,实现与上位机(PC的数据交换,本设计中还采用了RS-485通讯,利用MAX489接口芯片,完成电平转换。5.软件设计软件部分采用模块化的程序结构,主要包括初始化子程序,软件校表子程序,SPI总线读写子程序,显示子程序,存储及时钟子程序,通讯子程序等。系统上电后执行初始化,完成对I/O 的设置,SPI总线控制寄存器的配置,异步串行通信(USART接口的初始化,读取EEPROM 预存数据。软件校表子程序通过对相关的校表寄存器的设置,完成对增益和相位的补偿,可以将系统的误差校正在0.5级表的要求以内。SPI 总线读写子程序则从ATT7022B 中参数输出寄存器中读出电能参数或是写入