崔 釗

（深圳市遠東華強導航定位有限公司，石家莊 050000）

文章介紹了一種基于北斗衛(wèi)星的戶外通信救援系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，戶外探險人員可以在移動運營商信號覆蓋不到的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)應急通信功能，實現(xiàn)北斗短報文跨網(wǎng)通信，保持與外界的聯(lián)系，當遇到危險時，通過SOS 呼救可以第一時間上報含有位置信息的呼救信號，減少救援隊員的搜救時間、提高救援效率，最大限度保護戶外探險人員的人身安全。

1 概述

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研制、獨立運行的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛的應用在國內(nèi)多個領(lǐng)域。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)定位、導航功能，還具備短報文通信功能和位置報告功能，使得終端用戶可以在衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)進行通信和上報位置，這是我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)所獨有的功能。

文章介紹了基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建立的戶外通信救援系統(tǒng)，該系統(tǒng)由北斗終端、平臺控制中心和智能設(shè)備APP 軟件組成。北斗終端可以通過藍牙與手持的智能設(shè)備連接，操作手持設(shè)備即可完成北斗短報文的通信，解決了在沒有移動運營商信號時如何通信的問題。平臺控制中心可以實現(xiàn)北斗短報文與SMS 短信和互聯(lián)網(wǎng)信息的跨網(wǎng)絡(luò)通信，這樣大大提高了北斗短報文的可用性，使得信息接受者無需使用專業(yè)的北斗設(shè)備即可實現(xiàn)與北斗終端的通信。

2 北斗通信救援系統(tǒng)組成

北斗通信救援系統(tǒng)由北斗終端、平臺控制中心和手機APP軟件組成。北斗終端是一款支持北斗二號RDSS 的S、L 頻點、RNSS B1頻點，集RDSS 定位、短報文通信、位置報告、SOS 一鍵呼救功能和RNSS 導航定位于一體的多功能衛(wèi)星導航定位終端。其最大優(yōu)勢在沒有手機信號的地方依然可以使用北斗衛(wèi)星短報文消息與外界保持聯(lián)系，最大限度保障使用者的安全。通過開發(fā)平臺控制中心服務系統(tǒng)，融合移動通信、互聯(lián)網(wǎng)通信和北斗通信網(wǎng)絡(luò)，使終端可以實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)通信，同時平臺控制中心可以實時在地圖上顯示當前北斗終端使用者的位置，當使用者求救時，能夠第一時間通知救援隊展開救援。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 北斗終端設(shè)計

3.1.1 北斗終端硬件設(shè)計

北斗終端設(shè)備包括RNSS 模塊、RDSS 模塊、主控模塊、電源管理模塊、天線模塊、藍牙通信模塊、語音播報模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊等幾部分。

（1）RDSS 外接SIM 卡和無源天線即可實現(xiàn)RDSS 的短報文通信、定位和位置報告功能。

（2）RNSS 模塊外接無源天線即可實現(xiàn)RNSS 的定位功能。

（3）主控模塊是整個設(shè)備的核心控制單元，實現(xiàn)對北斗協(xié)議的處理以及其他模塊的控制。

（4）電源管理模塊實現(xiàn)電源的穩(wěn)壓和升降壓變換，以及電池的充放電管理。

（5）天線模塊實現(xiàn)與衛(wèi)星信號的對接，實現(xiàn)衛(wèi)星信號的接收和發(fā)射。

（6）藍牙通信模塊采用貼片式藍牙模塊，實現(xiàn)北斗終端設(shè)備與手持智能設(shè)備的數(shù)據(jù)收發(fā)。

（7）采用語音合成芯片，可實現(xiàn)中文、英文文本合成，支持中英文混讀。

（8）數(shù)據(jù)存儲模塊實現(xiàn)對通信信息的存儲，MCU 通過SPI接口將需存儲的短信數(shù)據(jù)寫入到FLASH 中。

3.1.2 北斗終端嵌入式設(shè)計

北斗終端的主控模塊使用的是Cortex3 內(nèi)核ARM 處理器，運行RT-Thread 嵌入式操作系統(tǒng)，軟件首先對各個硬件模塊進行初始化配置，在軟件運行的主循環(huán)入口前需要有一個初始化模塊，對所有的硬件進行配置。完成初始化配置后進入主循環(huán)結(jié)構(gòu)。在主循環(huán)結(jié)構(gòu)中各個主要功能模塊以不同的任務模塊運行，在操作系統(tǒng)的調(diào)度下實現(xiàn)設(shè)備的整體功能。

3.2 平臺控制中心

3.2.1 平臺控制中心硬件設(shè)計

平臺控制中心由服務器、短信機和北斗多卡終端組成。

（1）服務器實現(xiàn)北斗短報文跨網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲、地圖顯示、北斗終端的實時位置顯示、求救信息顯示和聯(lián)系救援隊的功能。

（2）短信機實現(xiàn)SMS 短信的發(fā)送和接收。

（3）北斗多卡終端實現(xiàn)北斗短報文的收發(fā)。

3.2.2 平臺控制中心軟件設(shè)計

軟件總體采用分層分布式架構(gòu)，分別包括接入層、鏈路層、數(shù)據(jù)層、應用層，以及在地域上分布的終端軟件。在層次及模塊切分上，關(guān)注減少各層次之間的耦合度，同時努力消除同層次模塊之間的耦合度，增強系統(tǒng)的擴展性和魯棒性，終端軟件作為獨立的軟件，通過標準的協(xié)議和平臺之間進行通信，減少客戶端/服務端之間的耦合性。

（1）接入層包含多種類型設(shè)備，滿足多樣性的終端接入。

（2）鏈路層包含主要的數(shù)據(jù)鏈路，如北斗RDSS 數(shù)據(jù)鏈路、移動互聯(lián)網(wǎng)及傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)鏈路。

（3）數(shù)據(jù)層負責維護用戶環(huán)境數(shù)據(jù)，用戶歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等重要數(shù)據(jù)資源。

（4）應用層滿足多樣性的業(yè)務需求，實現(xiàn)緊急搜救、即時通信、位置共享等功能。

3.3 移動 APP 軟件

APP 軟件能夠通過藍牙鏈路連接至北斗終端，并設(shè)置北斗終端的參數(shù)和工作狀態(tài)；能夠接收北斗終端發(fā)送的反饋信息以及狀態(tài)、通信、位置、時間信息，并進行顯示。能夠完成必要信息的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問。能夠操作北斗終端完成RDSS 的通信、定位、位置報告等操作。

4 結(jié)束語

本文介紹了一種救援通信系統(tǒng)，利用“北斗二號”短報文通信、位置報告技術(shù)，開發(fā)了一款北斗用戶終端，該北斗用戶機具有小型化、便攜化特點。通過開發(fā)平臺控制中心和移動端APP，配合北斗終端建立了一套野外救援通信系統(tǒng)，豐富了“北斗二號”用戶機在野外救援的應用范圍。該系統(tǒng)的建立大大降低了戶外無網(wǎng)絡(luò)信號時的通信成本，并且大大提高了戶外救援效率。