臺風(fēng)預(yù)警和搜救系統(tǒng)研究

引言

　　目前海上臺風(fēng)預(yù)警和搜救問題已越來越成為急需解決的問題，系統(tǒng)終端和后臺監(jiān)控系統(tǒng)只通過短消息等方式實現(xiàn)通信聯(lián)系，有限的數(shù)據(jù)傳輸制約了終端功能的擴展，無法解決無線視頻傳輸所需移動通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬瓶頸問題，從而導(dǎo)致對海上臺風(fēng)預(yù)警和搜救始終不能普及。為此，本文設(shè)計了一種基于GPS/3G/GIS的多功能臺風(fēng)預(yù)警和搜救系統(tǒng)。

　　1　系統(tǒng)總體設(shè)計

　　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1.1 終端適配層

　　包括高速攝像頭、打印機和傳感器等可擴展的外部設(shè)備。

　　1.2 終端執(zhí)行層

　　即船舶移動終端，是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要完成視頻監(jiān)控功能及GPS定位數(shù)據(jù)、報警信息和服務(wù)請求信息的采集、傳送及監(jiān)控中心控制、配置命令的接收和執(zhí)行等。

　　1.3 通信層

　　通信層是整個系統(tǒng)的溝通核心，實現(xiàn)每個移動船舶的位置信息、狀態(tài)信息、報警信息向中心的發(fā)送以及中心向移動船舶發(fā)送指示、控制命令的發(fā)送。

　　1.4 管理監(jiān)控層

　　管理監(jiān)控層是系統(tǒng)的門戶，其內(nèi)部通過千兆局域網(wǎng)將通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和監(jiān)控臺互連，實時接收處理來自受控船舶的各種信息，并提供友好的人機界面。監(jiān)管中心系統(tǒng)包括通信接口、GIS地理信息模塊、中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)、電子地圖數(shù)據(jù)等多個子系統(tǒng)。監(jiān)控層的功能主要有電子地圖的顯示和操作、船舶跟蹤顯示、船舶數(shù)據(jù)查詢、船舶數(shù)據(jù)管理等。

　　2　系統(tǒng)軟硬件方案設(shè)計

　　2.1 硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)終端硬件采用嵌入式開發(fā)平臺，主要模塊有處理器，3G通信模塊，GPS信號接受模塊，手柄控制模塊，液晶顯示模塊，攝像頭，電源模塊，存儲模塊等組成。在處理器的選擇上，采用ARM芯片，它強大的運算速度和數(shù)據(jù)處理能力以及便于進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，能夠?qū)σ曨l等信息進行處理。

　　同時，支持同步錄音功能。視頻編碼模塊采用基于H1264標(biāo)準(zhǔn)的編碼設(shè)備，為嵌入式結(jié)構(gòu)，具備延時少、體積小、可靠性高等特點。傳輸模塊負(fù)責(zé)將經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。一張3G卡對應(yīng)一路通道，根據(jù)數(shù)據(jù)量大小，可分別采用單路或多路捆綁方式發(fā)送。數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)出后，經(jīng)移動通信基站進入3G網(wǎng)絡(luò)，并進一步通過公網(wǎng)傳輸至該系統(tǒng)監(jiān)控中心局域網(wǎng)內(nèi)。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。