一種基於多種3g無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統的製作方法
2024-03-07 08:30:15 1
專利名稱：一種基於多種3g無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線移動應急指揮通信設備，特別是一種基於多種3G無線網絡 的單兵頭盔式應急指揮系統。
背景技術：
無線移動應急指揮通信設備主要用於應急突發事件的音視頻數據傳輸和應急指 揮。現有技術的應急指揮系統單兵設備多數集成在佩戴的頭盔內，一般僅有語音通信功能， 進一步的有現場圖像採集和傳輸功能，但不能實現語音(音頻)和圖像(視頻)的雙向通 信，需要另外增加圖像顯示設備，上述設備在實際使用時，單兵頭盔式設備的作業人員必須 手持圖像顯示設備，這樣一來，作業人員在應急事件現場的操作非常不便，使用局限性和工 作強度大，機動性和工作效率較低。
發明內容
本發明的目的是解決現有設備無法在移動過程中進行雙向音視頻通信，如果使 用雙向音視頻通信功能，必須採用手持圖像顯示設備的缺點和不足，提供一種基於單兵背 包和頭盔平臺架構上進行無線多功能通信的系統，它可以執行遠程指揮、無線視頻會議、圖 像傳輸、無線偵察、無線測量等多種功能，把一個大型的、複雜的應急指揮系統微縮成微型 模塊裝配於單兵背包和頭盔內。在頭盔上設有液晶視頻顯示器，佩戴頭盔即可在該液晶 視頻顯示器上觀看視頻圖像。在主控器內設有多路UIM卡插口，可以根據需要，分別插入 CDMA2000、WCDMA, TDS-CDMA等多種3G網絡制式的UIM卡，進行多種3G網絡模式的數據無 線傳輸或交互。同時，所述多路UIM卡插口可插入2張或2張以上的任一種3G網絡制式的 UIM卡，進行任一 3G網絡模式多卡同時工作，可利用現有的任一 3G網絡信號或衛星信號，提 供音視頻和外部設備採集數據的無線傳輸和交互。為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種基於多種3G無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統，包括全功能頭盔、主控 器、單兵背包和操作盒，其特徵在於所述全功能頭盔的盔體前端設置攝像機、照明燈和液晶視頻顯示器，盔體任一側 邊設置骨感耳機，盔體的任一側後方設置電源及信號接口、攝像機開關和照明燈開關，盔體 的綁帶上安裝有接觸傳感式送話器；所述主控器裝放於單兵背包內，主控器殼體內設置母板、鋰電池、存儲硬碟和風 扇，在母板上設置GPS全球定位模塊、IP模塊和主板，鋰電池上設置多模式無線通信模塊， 存儲硬碟上設置網絡交換模塊，接口板設置在母板上，殼體前面板設置電源指示燈、UIM卡 插口、信號連接指示燈、通信天線、電源開關、充電接口、音頻切換開關、音頻輸入接口、音頻 輸出接口、視頻輸入、數據採集及交換接口、VGA接口、系統I/O接口和USB接口；所述操作盒設置在單兵背包的肩帶上。所述液晶視頻顯示器通過翻轉眼罩與盔體的鉸鏈軸相連接。
所述通信天線為至少一路的EVDO通信天線、WCDMA通信天線、TDS-CDMA通信天線、 WIFI通信天線、GPS全球定位通信天線或其任意結合；所述多模式無線通信模塊至少內置一種CDMA2000通信模塊、WCDMA通信模塊、 TD-SCDMA通信模塊或其任意結合和WIFI通信模塊。本發明相對於現有技術，具有以下優點和效果第一，解決了應急指揮中心和突發事件現場無法需要召開緊急視頻會議、進行應 急指揮但又無條件使用衛星通信車的問題。第二，解決了現有技術的應急指揮系統單兵設備需要另外接入圖像顯示設備的問 題。第三，本系統在結構上採用一種頭盔和背包式結構，把一個大型的、複雜的應急指 揮系統微縮成微型模塊裝配於單兵背包和頭盔內，系統體積小，重量輕，攜帶和使用方便， 它可以執行遠程指揮、無線視頻會議、圖像傳輸、無線偵察、無線測量等功能，具有顯著的方 便性、易用性和機動性。第四，多個本指揮系統可以同時使用，具有良好的可擴展性。第五，本指揮系統的GPS全球定位模塊採用世界著名的Ublox公司最先進的GPS 模塊，性能優異準確，整體參數真實可靠，防漫反射及抗幹擾能力強勁。第六，不受地域、空間和單一 3G網絡的限制，可支持中國電信CDMA2000、中國聯通 WCDMA、中國移動TDS-CDMA的多種3G通信網絡協議，突破單一 3G網絡的局限，只要有多種 3G通信網絡中的任一種信號，即可實現音視頻數據的無線遠程傳輸、交互，從而實現無線視 頻會議和應急指揮功能。第七，在特定場所不具有CDMA2000、WCDMA、TDS-CDMA等多種3G通信網絡信號時， 可用衛星貓連接到本設備通過衛星信號完成系統數據傳輸。第八，本系統數據傳輸穩定、流暢。可以通過嵌入式軟體自動切換多種3G網絡中 信號最好的一個網絡，以及根據多條3G通信鏈路的帶寬和各自實時傳輸的數據量大小，自 動分配音視頻數據以及設備運行狀態數據，有效提高無線數據傳輸效率和數據吞吐量。第九，本系統軟體部分採用完整且複雜的數據加密措施，具有良好的安全性和保 密性。
圖1為本發明的使用狀態示意圖。圖2為本發明全功能頭盔的結構示意圖。圖3為本發明主控器的結構示意圖。圖中，1-全功能頭盔，2-主控器，3-單兵背包，4-操作盒，11-攝像機，12-液晶視 頻顯示器，13-接觸傳感式送話器，14-骨感耳機，15-照明燈，16-電源及信號接口，17-攝像 機開關，18-照明燈開關，19-翻轉眼罩，21-母板，22-GPS全球定位模塊，23-IP音視頻模塊， 24-鋰電池，25-多模式無線通信模塊，26-存儲硬碟，27-網絡交換模塊，28-風扇，29-接口 板，30-主板。
具體實施例方式以下結合具體實例對本發明做進一步描述本發明所述的一種基於多種3G無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統，包括全功 能頭盔1、主控器2、單兵背包3和操作盒4。所述的全功能頭盔1的盔體前端設置攝像機11、照明燈15和液晶視頻顯示器12， 盔體任一側邊設置骨感耳機14，盔體的任一側後方設置電源及信號接口 16、攝像機開關17 和照明燈開關18，盔體的綁帶上安裝有接觸傳感式送話器13。盔體前端設置的攝像機11 用於對現場環境進行攝像和拍照，若使用現場光線不足時可打開照明燈提高亮度，增強攝 像和拍照效果，液晶視頻顯示器12通過翻轉眼罩19與盔體的鉸鏈軸相連接，可以實現液晶 視頻顯示器12連同翻轉眼罩19以盔體的鉸鏈軸的轉動，液晶視頻顯示器12可在人體視線 視覺正前方的位置，也可以繞過攝像機11轉至頭盔的頂部，液晶視頻顯示器12可觀察到攝 像機11拍攝的周邊環境的視頻圖像。所述的主控器2是系統數據運行處理和中央控制設備，裝放於單兵背包3內，通過 主控器2殼體面板設置的各連接接口與外部設備進行數據傳輸和交換，主控器殼體採用輕 質鋁材製作，殼體內部裝有母板21、鋰電池24、存儲硬碟26和風扇28。母板21為雙面PCB， 在母板21上裝有GPS全球定位模塊22、IP音視頻模塊23和嵌入式主板30，嵌入式主板30 採用嵌入式工控主板，為本系統運行提供平臺環境，GPS全球定位模塊22接收衛星信號並轉 換為經緯度發送給系統，IP音視頻模塊23獨立完成音視頻的採集壓縮編碼，接口板29安裝 在母板21上，透出面板提供可使用的外部接口、開關和狀態顯示部件。鋰電池24上設置多模 式無線通信模塊25，可滿足整個系統在規定時間內的不間斷連續工作，同時具有充電接口， 可外接電源對鋰電池24進行充電。存儲硬碟26用於系統運行和對平臺採集的音頻、視頻和 外部設備輸入的數據進行存儲，存儲硬碟26內固化安裝有數據處理和交互的主控單元，其包 括嵌入式作業系統、網絡通信管理控制軟體、應急指揮操作界面軟體和音視頻數據處理、存 儲、轉發軟體，存儲硬碟26上設置網絡交換模塊27。風扇28安裝在底殼的端部，與底殼面板 的散熱風孔配合構成主控器殼體的散熱風路，可以對殼體內部器件進行充分散熱。上述中，所述多模式無線通信模塊25內置CDMA2000通信模塊、WCDMA通信模塊、 TD-SCDMA等多種3G網絡通信模塊和WIFI通信模塊，其中3G網絡通信模塊為系統提供多種 3G網絡通信鏈路，WIFI通信模塊，為設備提供2. 4G的WIFI無線網絡接口，在WIFI信號覆 蓋範圍內為氣象數據採集設備、設備運行數據採集設備、環境參數採集設備提供WIFI無線 傳輸功能。嵌入式作業系統，提供系統各種軟體運行環境，對系統底層硬體設備進行驅動級 管理，提供各種智能接口。應急指揮操作界面軟體，提供盔體攝像機本地畫面顯示、遠程應 急指揮中心攝像機畫面顯示、畫面的切換、放大至全屏等用戶操作，同時支持用戶點擊觸摸 屏按鈕進行本地及遠端攝像機的雲臺上下左右轉動、鏡頭的變倍聚焦等，還提供用戶設置 平臺各項參數的界面及接口。音視頻數據處理、存儲、轉發軟體，用於音視頻數據的壓縮、存 儲、回放控制，實現音視頻數據向遠端伺服器的轉發。網絡交換模塊，完成多模式無線通信 模塊內置的CDMA2000通信模塊、WCDMA通信模塊、TD-SCDMA和WIFI通信模塊的切換。主控器2殼體面板上布置外部接口、通信天線、開關和狀態顯示部件，分兩層排 布上層依次為充電接口、電源開關、音頻切換開關、音頻輸入接口、音頻輸出接口、狀態指 示燈(分別是EVDO、WCDMA, TDS-CDMA, WIFI、PffR)和五路通信天線(分別是EVDO通信天線、WCDMA通信天線、TDS-CDMA通信天線、WIFI通信天線、GPS全球定位通信天線)；下層依 次為VGA接口、兩路USB接口、系統I/O接口、數據採集及交換接口、多路UIM卡插口(EVD0 UIM, WCDMA UIM, TDS-CDMA UIM)和主控器殼體散熱進風口。上述中，所述數據採集及交換接口，對其它外部設備採集輸入的氣象數據、設備運 行數據、環境參數等數據信號進行採集，它可通過網線連接外置的衛星貓，在特定場所不具 有CDMA2000、WCDMA、TDS-CDMA等多種3G通信網絡信號時，可用衛星貓連接到本設備通過衛 星信號完成系統數據傳輸。所述單兵背包3採用皮質雙肩背包，操作盒4裝放於單兵背包3的肩帶上，具有系 統操作和控制功能。本發明不受地域、空間和單一 3G網絡的限制。該設備融合了中國電信、中國聯通、 中國移動的多種3G網絡和Internet網絡的優勢，在空間和距離上產生突破性拓展，只要有 多種3G通信方式中的一種信號，即可實現音視頻數據的無線遠程傳輸、交互，從而實現無 線視頻會議功能，且數據傳輸穩定、流暢。無線數據傳輸設備可以通過軟體自動切換多種網 絡中信號較好的一個網絡，以及根據多條鏈路的帶寬和各自實時傳輸的數據量大小，自動 分配音視頻數據以及設備運行狀態數據，有效提高無線數據傳輸效率；多個無線視頻會議 設備可以同時使用，具有良好的可擴展性；可採用完整且複雜的數據加密措施，具有良好的 安全性。以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發 明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解已然可以對本發明進行修改或同等 替換，而不脫離本發明的精神和範圍任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要 求當中。
權利要求
一種基於多種3G無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統，包括全功能頭盔、主控器、單兵背包和操作盒，其特徵在於所述全功能頭盔的盔體前端設置攝像機、照明燈和液晶視頻顯示器，盔體任一側邊設置骨感耳機，盔體的任一側後方設置電源及信號接口、攝像機開關和照明燈開關，盔體的綁帶上安裝有接觸傳感式送話器；所述主控器裝放於單兵背包內，主控器殼體內設置母板、鋰電池、存儲硬碟和風扇，在母板上設置GPS全球定位模塊、IP模塊和主板，鋰電池上設置多模式無線通信模塊，存儲硬碟上設置網絡交換模塊，接口板設置在母板上，殼體前面板設置電源指示燈、UIM卡插口、信號連接指示燈、通信天線、電源開關、充電接口、音頻切換開關、音頻輸入接口、音頻輸出接口、視頻輸入接口、數據採集及交換接口、VGA接口、系統I/O接口和USB接口。所述操作盒設置在單兵背包的肩帶上。
2.根據權利要求1所述的一種基於多種3G無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統，其特 徵在於所述液晶視頻顯示器通過翻轉眼罩與盔體的鉸鏈軸相連接；所述通信天線為至少一路的EVDO通信天線、WCDMA通信天線、TDS-CDMA通信天線、WIFI 通信天線、GPS全球定位通信天線或其任意結合；所述多模式無線通信模塊至少內置一種CDMA2000通信模塊、WCDMA通信模塊、 TD-SCDMA通信模塊或其任意結合和WIFI通信模塊。
全文摘要
本發明涉及一種基於多種3G無線網絡的單兵頭盔式應急指揮系統，是一種基於單兵背包和頭盔平臺架構上進行無線多功能通信的系統，包括全功能頭盔、主控器、單兵背包和操作盒。全功能頭盔設有攝像機、照明燈、視頻顯示器、接觸傳感式送話器和骨感耳機，主控器裝放於單兵背包內，主控器內設有無線通信模塊、五路通信天線、多模式無線通信模塊、網絡交換模塊、數據採集及交換接口，單兵背包肩帶上設有操作盒。本系統無需外接顯示設備，支持現有的多種3G網絡進行音視頻信號和數據的雙向無線傳輸和交互，可執行遠程指揮、無線視頻會議、圖像傳輸、無線偵察、無線測量等多種功能。
文檔編號H04W88/02GK101997563SQ20101053608
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者李洋, 楊樹峰, 陳剛, 韓峰 申請人:陝西銀河景天電子有限責任公司