臺風預警和搜救系統研究

引言

　　目前海上臺風預警和搜救問題已越來越成為急需解決的問題，系統終端和后臺監控系統只通過短消息等方式實現通信聯系，有限的數據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絡的帶寬瓶頸問題，從而導致對海上臺風預警和搜救始終不能普及。為此，本文設計了一種基于GPS/3G/GIS的多功能臺風預警和搜救系統。

　　1　系統總體設計

　　系統整體結構如圖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備。

　　1.2 終端執行層

　　即船舶移動終端，是系統的基礎，主要完成視頻監控功能及GPS定位數據、報警信息和服務請求信息的采集、傳送及監控中心控制、配置命令的接收和執行等。

　　1.3 通信層

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

　　1.4 管理監控層

　　管理監控層是系統的門戶，其內部通過千兆局域網將通信服務器、數據庫服務器和監控臺互連，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。監管中心系統包括通信接口、GIS地理信息模塊、中心數據庫服務、電子地圖數據等多個子系統。監控層的功能主要有電子地圖的顯示和操作、船舶跟蹤顯示、船舶數據查詢、船舶數據管理等。

　　2　系統軟硬件方案設計

　　2.1 硬件設計

　　系統終端硬件采用嵌入式開發平臺，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據處理能力以及便于進行嵌入式系統開發，能夠對視頻等信息進行處理。

　　同時，支持同步錄音功能。視頻編碼模塊采用基于H1264標準的編碼設備，為嵌入式結構，具備延時少、體積小、可靠性高等特點。傳輸模塊負責將經過編碼的數據發送出去。一張3G卡對應一路通道，根據數據量大小，可分別采用單路或多路捆綁方式發送。數據以無線方式發出后，經移動通信基站進入3G網絡，并進一步通過公網傳輸至該系統監控中心局域網內。其結構如圖2所示。