我國幅員遼闊物產豐富,各大地區生產線都有工人日夜躬耕投入生產,然而與無人區、無網絡區域作業人員通信一直是難以解決的技術問題;通信鏈路不穩定、通信不暢,通信距離短,無法與無人區人員進行實時溝通,對于無人區作業的開展帶來很大的不便。為了與無人區工作人員保持實時溝通,獲取實時信息,*大程度保護工作人員的生命安全,構建穩定的通信鏈路進行信息的傳遞是十分必要的。
?一、戶外通信面臨的問題
常規的通信技術由于通信原理的限制,在緊急情況下無法很好的完成通信任務。例如使用以太網進行遠程數據傳輸,雖然可以確保數據傳輸的實時性,但基站等通信設備容易遭到破壞;使用手機無線自組織網構建小范圍應急通信系統,雖然可以實現語音和文本的一對一或一對多通信,但無法保證傳輸鏈路的通暢性以及數據傳輸的可靠性;使用ZIGBEE網絡和GPRS傳輸數據,雖然可以提高數據傳輸的可靠性,但ZIGBEE網絡無法進行移動終端組網,且傳輸的距離較近,GPRS存在著丟包現象和轉接時延的問題。
二、北斗衛星通信的意義
相比而言,衛星通信技術不受自然災害的影響,不存在通信盲區,穩定性較高;北斗衛星導航試驗系統正式提供服務以來,在交通、漁業、水文、氣象、林業、通信、電力、救援等諸多領域得到廣泛應用,產生了顯著的社會效益和經濟效益。并且北斗系統的誤碼率低,傳輸可靠。因此,在緊急情況下,使用北斗RDSS衛星通信功能構建通信系統,實現一對一或一對多的通信,促成信息及時發送,對于無人區的信息傳輸時效性具有現實意義。
三、方案目標
在緊急情況下,位置信息的快速上報和共享是至關重要的。通過北斗系統提供的位置信息技術,作業人員可以實現位置信息的快速上報和共享,從而提高事故應急反應的速度和準確度,降低事故造成的損失和風險。
基于北斗系統的導航定位、短報文通信以及位置報告功能,可以提供全國范圍的實時應急通信、位置信息快速上報與共享等服務,為無人區、無網絡區域作業人員的溝通提供了可靠的手段,從而極大地提高了快速反應能力和決策能力。
四、方案內容
1. 方案架構流程
基于北斗短報文通信衛星,在無人地帶搭建基于北斗網絡通信的北斗指揮系統。通過北斗設備實時發送數據至指揮系統,實現在無人、無網絡地帶的實時通信、實時追蹤、實時監控,現場端設備包括北斗手持機、北斗車載終端、北斗應急指揮箱等,通過北斗通信鏈路實現與系統之間的數據透傳。系統收到北斗報文之后,通過北斗通信前置服務器的軟件解析并將數據傳送。
方案架構圖2. 方案現場端設備概述(可按需定制)
(1) 北斗短報文便攜終端
北斗短報文便攜終端是一款功能強大的北斗設備,集成了北斗RDSS短報文通信、RNSS定位、藍牙通信、落水報警和語音播報等功能,同時擁有體積小巧、易于攜帶的特點。基于北斗網,使得在無人區、弱信號地區使用北斗終端與短信、微信互通,語音發送、圖片發送、位置報告、軌跡呈現、緊急報警以及信息交互等需求變得更加容易和可靠。
戶外作業人群使用北斗短報文便攜終端(2) 北斗三號短報文車載終端
北斗三號短報文車載終端是一款專門為車載數據傳輸而設計的北斗設備。設備的設計充分考慮防水、防腐蝕等要求,極大地提高了設備的可靠性和穩定性。車載終端內置RNSS定位天線,可以實時獲取位置信息,利用RDSS通信功能,將采集的位置信息實時上報,實現在無人區實時位置追蹤及上報。這一功能非常重要,極大地降低了工作人員于戶外失聯的風險,提升了在野外作業中的安全性和可靠性。
(3) 北斗三號自組網背包功能描述
自組網應急通信由通信終端由LoRa通信和定位二合一網關、LoRa定位終端、信息服務系統、北斗衛星收發單元配套手機APP等組成,整體通信的系統架構如下圖所示。
LORA系統示意圖基于北斗衛星定位服務,綜合利用運營商通信網絡、衛星網絡、Mesh自組網、LoRa等技術,構建無公網地區施工工區的一張通信網絡,將北斗示位標終端定位位置信息通過該網絡實時傳遞到后臺監控平臺。應用在戶外工作、戶外探險戶等場景,在無信號,弱信號地區搜集上報終端的位置,并匯集到LoRa基站端,基站通過藍牙/全網通4G/網口RJ45/北斗RDSS短報文等多種通信方式進行數據整合顯示。
自組網背包產品組合示意圖隨著中國北斗導航衛星系統的不斷完善和推廣,其應用范圍也越來越廣。除了傳統的導航定位功能,北斗系統還能夠提供短報文通信和位置報告等應急通信服務。在無人區、無網絡區域的作業任務中,作業人員經常會面臨著缺乏及時有效的通信手段的問題,這時候基于北斗系統的應急通信服務就顯得尤為重要。
北斗衛星系統的引入為戶外應急產品和應用方案開創了新的時代。北斗三號短報文戶外應急產品及應用方案在為戶外活動提供通信手段的同時,也為緊急情況下的救援提供了強大的支持。北斗三號短報文戶外應急產品以其卓越的性能和廣泛的應用領域,為戶外活動提供了全新的安全保障。