便攜式指揮通信終端及控制方法設計

王萬停+華紅勝

摘要：文章主要從通信控制設計、鍵盤接口設計及結構優化攜行設計等方面研究了便攜式指揮通信系統，其應用場景廣泛，主要用于專網指揮調度、開設應急指揮系統、搶險救突、反恐維穩等方向。

關鍵詞：便攜；通信指揮；終端

1現有指揮通信系統的缺點

在野外或突發環境條件下，公共網絡不能使用或不便于使用時，需要應急開設指揮通信系統來進行通信組網以及相應數據話音通信功能?，F主流的應急指揮通信系統中，多為通信設備、計算機設備分離的各個單體設備完成相應的指揮通信功能。

如MFT-1型指揮系統，其通信控制器完成通信控制和組網功能，接口設備和控制面板組合完成終端用戶的話音和數據通信功能；電話機完成話音接口通信。MFT-1型指揮系統的用途是實現通信控制器與8個終端設備之間的語音和數據通信；實現系統間的數據和話音互通，以及實現MFT-1型指揮系統與上級指揮系統的信息互通。其工作原理是：通信控制器是系統控制中心，完成通信控制、管理、參數設置、語音及數據交換；通信接口設備是數據、話音復分接終端。系統采用數話同傳技術，通信控制器與通信控制器、通信接口設備間通過調制解調器實現鏈路連接，鏈路數率可達33.6kbps，傳輸距離可達10km。通信接口設備有一個語音終端（耳機話筒組）接口和一個RS422數據終端接口（接信息處理機），從通信控制器來的話音分接到語音終端、數據分接到數據終端；語音終端的語音數據和數據終端的數據經過復接后發往通信控制器，由通信控制器完成分接和交換，實現語音和數據的交換。它們都存在設備多附件多、成本高、終端設備分離不便于使用的缺點。

其他系統有局域網手持設備，但也須設置基站，不能實現在無基站情況下的手持設備之間無線局域網方便快捷地通信。

藍牙和WiFi技術在便攜機上應用是目前民用領域內的主流。藍牙技術實現了設備的無線連接工作，提供了接入數據網的功能，并且具有外圍設備接口，可以組成一個特定的小網。其帶寬達到十幾兆赫茲，可在幾百米范圍內實現無線的數據和話音的傳輸。因其通信距離近，只能實現最大百米內的通信；繞射能力差，只能在可視范圍內使用。

可見現有技術設備組合復雜，連接線纜多、附件多；在野外環境、應急指揮、攜行使用時不便于快速開設指揮所。

2系統設計

為克服上述缺點，本設計所要解決的技術問題是，把通信、控制、計算機集成在計算機主機內，即實現有線、無線的通信指揮和控制，又增加觀測、氣象等應急條件下必需使用的接口，便于通信設備攜行和快速地開設與撤收。本設計通過以下技術方案解決上述問題。

2.1便攜式指揮通信設備

便攜式指揮通信設備包括：內嵌計算機、通信控制板和嵌入式通信模塊。

2.1.1內嵌計算機

內嵌計算機包括計算機主板、信號轉接盒、鋰電池組、鍵盤、顯示屏和電子硬盤，內嵌計算機完成上層的應用軟件處理且與底層的通信控制單元的信息交換；通過計算機主板提供電源變換及電源管理，給通信控制板和嵌入式通信模塊供電，內嵌計算機通過信號轉接盒實現通信控制信號與外部設備的互連；通過鋰電池組連接計算機主板，實現對整機便攜式指揮通信設備供電，計算機主板通過串口與通信控制板實現信息交換，通過電源口給通信控制板供電；通信控制板通過串口和話音口與嵌入式通信模塊連接，實現對嵌入式通信模塊的有線、無線的通信控制；計算機主板的處理器通過總線連接系統控制器、內存、串口、鍵盤、電子盤、顯示屏、電源變換及管理模塊完成整個內嵌計算機信息處理功能；嵌入式通信模塊完成與手持終端的有線/無線的數據和話音通信。

2.1.2通信控制板

完成有線通信控制或無線通信控制、話音數據的復接與分接、有線遠距離通信的遠傳、外圍接口電路的控制與匹配。通信控制板以ARM處理器模塊作為整機的交換控制中心，完成接口配置、控制管理，各種傳輸接口的初始化，模式、速率設置，數據通信過程鏈路狀態的監控和管理以及對接口電氣管理；完成內部通信網絡、第一無線電臺和第二無線電臺的協議解析；完成數據收發、轉發和交換，數據收發包括各種接口數據的收包和發包處理，數據轉發包括系統內部接口間相同數據協議格式的交換收發處理，數據交換包括通信協議或輸入指令完成各種接口間一對一、一對多以及多對一共3種路由形式的數據轉發處理；DSP模塊完成話音壓縮編碼及解碼，包括G.729和CVSD方式，G.729話音用于V.34接口話音，CVSD話音用于K話音；完成話音交換、融合、增益調節和回聲抵消，在核心控制處理器的控制下完成話音的交換和融合。FPGA模塊完成話音時隙信號、控制邏輯產生、電平匹配，K口鏈路協議解析；串并轉換電路完成串口的擴展；編解碼器模塊實現話音接口的A/D，D/A轉換；K接口電路作為預留電路；MODEM遠傳模塊完成遠距離的數話同傳功能；電源模塊A產生通信板所需的所有電源。

2.1.3嵌入式通信模塊

由DSP處理器模塊、訓練器、射頻電路、基帶信號、調制解調模塊構成；DSP處理器模塊與訓練器、基帶信號、調制解調模塊、串行接口電路、話音編解碼電路互連，訓練器和射頻電路互連，基帶信號和調制解調電路互連，調制解調電路與功放接口電路互連；DSP處理器模塊通過總線連接訓練器、基帶彳目號、串行接口電路、話首編解碼電路完成有線、無線的數據和話音控制與處理。

2.2ARM處理器模塊

通過總線與DSP處理器模塊、FPGA模塊、MODEM遠傳模塊、K接口電路、第一無線電臺接口電路、第二無線電臺接口電路、編解碼彳吳塊、串并轉換電路、串行接口電路的互連，完成通信有線接口控制、遠傳接口控制、無線電臺接口控$|J、時分體制的時隙交換、話音編解碼的輸入輸出、數據和話音復接和分接等核心控制和數據處理功能。

2.3鍵盤

設有話音一鍵、話音二建、話音三鍵、話音指示燈一、話音指示燈二、話音指示燈三、數據指示燈一、數據指示燈二、數據指示燈三，且與通信控制板連接；鍵盤還設有通信管理鍵、常用口令鍵、開始口令鍵、輔助功能鍵、數據管理鍵、圖形顯示鍵，且與計算機主板連接。endprint

通信管理鍵主要用于設置通信參數、終端類型。

便攜式指揮通信終端的控制方法，話音一鍵用于設定本次通話是對上級指揮所，按下話音一鍵，相應的話音指示燈一亮紅燈；話音二鍵用于設定本次通話是對友鄰便攜式指揮通信終端，按下話音二鍵，相應話音指示燈二亮紅燈；話音三鍵用于設定本次通話是對下級手持終端，按下話音三鍵，相應話音指示燈三亮紅燈；與上級之間有數據傳輸時，數據指示燈一亮綠燈并閃爍；與友鄰之間有數據傳輸時，數據指示燈二亮綠燈并閃爍；與下級手持終端之間有數據傳輸時，數據指示燈三亮綠燈并閃爍；按通信管理鍵進入到通信管理，按鍵盤上的“TAB”“↑”“↓”鍵選擇通信參數、終端類型設置，按鍵盤上的“ENTER”進入該菜單對應的功能界面；按常用口令鍵進入常用口令功能界面，完成對上、對下常用指揮命令的編輯、發送；按鍵盤上的“TAB”“↑”“↓”鍵選擇對上報告報文、對下下達命令報文，按鍵盤上的“ENTER”鍵，進入三級菜單，再按鍵盤上的“TAB”“↑”“↓”鍵選擇菜單，按鍵盤上的“ENTER”鍵，進入相應的功能界面；按開始口令鍵進入口令編輯菜單，在口令屏中編輯口令；按鍵盤上的“TAB”“↑”“↓”鍵選擇報文，再按鍵盤上的“ENTER”鍵進入該菜單對應的功能界面；按輔助功能鍵進入輔助功能界面，在輔助功能中，完成系統時間設置、數據輸入、預選地點輸入、簡易測地計算輸入；按數據管理鍵進入數據管理功能界面，進行目標存儲、查詢有關數據、清除有關數據的操作；按圖形顯示鍵，進入圖形顯示功能界面，對圖形進行放大和縮小。

本設計所產生的有益效果是，可以實現兩個便攜式指揮通信終端之間的有線遠傳，可以實現對外接電臺的無線控制，可外接觀測、氣象等設備實現指揮通信與觀測氣象等功能集成的便攜式指揮通信設備。通過內嵌的嵌入式通信模塊可以實現與手持終端（含嵌入式通信模塊）有線/無線話音和數據通信功能。便攜式計算機可配置在前方觀測或后方指揮。一臺便攜指揮通信設備可攜帶指揮8?30個手持終端、2?3部無線電臺話音和數據通信、一部觀測設備、一部簡易氣象設備。

3典型應用

便攜式指揮通信設備具體典型應用：前方觀測與后方指揮所各配置一套便攜式指揮通信設備。

3.1前方觀測便攜式指揮通信設備與后方指揮所便攜式指揮通信設備互連

（1）有線采用遠傳接口互連，通信速率為33.6kB/s，通信距離可達15km，數據和話音可以同時傳輸；（2）無線采用電臺話音和串口接入控制方式。

3.2便攜式計算機與上級指揮所通信

（1）有線采用K口互連，通信速率為128kB/s，通信距離可達6km，數據和話音可以同時傳輸；（2）無線采用電臺話音和串口接入控制方式。

3.3便攜式計算機與下級手持終端通信

便攜式計算機與下級手持終端通信。（1）通過有線接口互連，通信速率為19.2kB/s，通信距離2km，數據和話音可以同時傳輸；（2）無線采用擴頻方式，通信速率為19.2kB/s，通信距離2km，數據和話音可以同時傳輸。

便攜式計算機的關鍵點在于通過集成計算機、通信控制板和嵌入式通信模塊，完成有線15km遠距離的組網通信；完成近距離2km內的有線/無線數據和話音通信；且具備專用的調度指揮按鍵；在大型公共網絡移動、聯通、電信等無法使用的情況下，能實現一定區域的指揮通信功能；且展開、撤收快速。

4結語

本設計在野外環境條件下，實現了集通信、控制和計算機技術于一體；解決了在突發環境，聯通、移動、電信等公共網絡癱瘓條件下，能實現便攜式計算機與便攜式計算機之間的被覆線遠傳通信距離15km，且能外接無線電臺實現無線應急指揮通信；便攜式計算機外接手持終端通過被覆線、無線擴頻方式組建局域網實現應急指揮通信，通信距離2km；外接觀測器材，實現對6km之內的目標物進行觀察和定位；能外接簡易氣象設備對周邊環境進行簡易的風向、風速、氣溫、氣壓的測量。endprint