楊文龍

（消防救援支隊(duì)特勤大隊(duì)一站，江蘇 徐州 221111）

目前，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市化建設(shè)進(jìn)程不斷深入的背景下，各種不同類型的火災(zāi)災(zāi)害和突發(fā)災(zāi)害事故不斷增加，這種情況對(duì)現(xiàn)有滅火救援工作有著更高要求，需要在保證自身的救援行動(dòng)速度更快、效率更高。因此，在各種不同類型的火災(zāi)事故救援現(xiàn)場(chǎng)，各級(jí)指揮員需要做到迅速且直觀地將現(xiàn)場(chǎng)情況準(zhǔn)確、及時(shí)地提供給上級(jí)指揮員，便于指揮員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況做出充分掌握，并對(duì)后續(xù)救援行動(dòng)做出準(zhǔn)確判斷，對(duì)于滅火救援任務(wù)而言，具有十分關(guān)鍵的作用。在此期間，3G圖傳設(shè)備大量配發(fā)及應(yīng)用，可以為滅火救援現(xiàn)場(chǎng)提供圖像傳輸保證，對(duì)比其他信息傳輸方式，具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，尤其是機(jī)動(dòng)性、便利性方面無(wú)可替代。

1 3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸概述

1.1 3G圖傳系統(tǒng)組網(wǎng)

常規(guī)情況下，消防工作中需要應(yīng)用到3G技術(shù)，借此實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)并組建新型3G單兵圖像傳送系統(tǒng)的目的。該系統(tǒng)主要是由3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、3G單兵通信系統(tǒng)和信號(hào)收發(fā)端系統(tǒng)3部分內(nèi)容組成。在此期間，系統(tǒng)組網(wǎng)詳情如下：

（1）設(shè)備前端視頻采集模塊、錄像存儲(chǔ)模塊、3G傳輸設(shè)備共計(jì)3個(gè)主要組成部分，其中，3G單兵系統(tǒng)主要應(yīng)用在人工移動(dòng)巡檢作業(yè)中，其中的3G視頻服務(wù)器需要固定安裝對(duì)應(yīng)的施工現(xiàn)場(chǎng)高地，保證能夠俯視全場(chǎng)，同時(shí)監(jiān)控八方；3G車載硬盤錄像機(jī)設(shè)備：所有各類設(shè)備均需要采用統(tǒng)一的接入形式，準(zhǔn)確連接到后端網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控平臺(tái)中的SmartEye接口，為后續(xù)階段而定統(tǒng)一管理工作服務(wù)，并保證任一時(shí)間段內(nèi)的瀏覽查閱服務(wù)有序性。

（2）中心服務(wù)器。采取統(tǒng)一管理模式，準(zhǔn)確轉(zhuǎn)發(fā)所有通信設(shè)備傳遞的視頻信息、音頻信息、數(shù)據(jù)流信息，并準(zhǔn)確轉(zhuǎn)給需要進(jìn)行查看的各個(gè)客戶端軟件，此間必須要保證所有信息資料的準(zhǔn)確性。

（3）系統(tǒng)客戶端/監(jiān)視器設(shè)備。當(dāng)在任一PC設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，均需要通過(guò)連接系統(tǒng)主服務(wù)器，才能夠查看任意前端設(shè)備傳遞回來(lái)的視頻圖像信息，同時(shí)，還能夠與遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)正在使用中的設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)講功能，并在第一時(shí)間準(zhǔn)確下發(fā)一系列操作命令，確保指揮命令的及時(shí)性。

1.2 3G圖傳設(shè)備

對(duì)于3G圖傳設(shè)備而言，又可將其稱為3G無(wú)線視頻監(jiān)控設(shè)備、3G無(wú)線視頻服務(wù)器設(shè)備或者3G網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)設(shè)備。

一般情況下，3G單兵圖傳設(shè)備需要充分借助無(wú)線通信技術(shù)手段、視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)手段、人工智能技術(shù)手段等一系列高新技術(shù)，并以上述諸多先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，成功開(kāi)發(fā)的新一代智能監(jiān)控系統(tǒng)。基于此，該系統(tǒng)自身的主要功能分別為圖像采集系統(tǒng)功能模塊、視頻數(shù)據(jù)處理功能模塊與傳輸系統(tǒng)功能模塊、圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)功能模塊、終端控制中心系統(tǒng)功能模塊共同組成，同時(shí)，還可以采用技術(shù)更先進(jìn)的H.264 High Profile編碼技術(shù)，可以保證圖像更加高清，同時(shí)還能夠在標(biāo)準(zhǔn)為128K的寬帶下，做到全動(dòng)態(tài)視頻信息的編碼傳輸任務(wù)，同時(shí)還能夠支持3G或者WIFI無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模式，并且有效連接時(shí)間在4h以上，此間可以理解為設(shè)備能夠保持連續(xù)4h以上的有效工作時(shí)間。所以，前端攝像頭采集而來(lái)的所有視頻信號(hào)都可以借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，直至監(jiān)控中心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程救援現(xiàn)場(chǎng)信息動(dòng)態(tài)信息的有效了解，并做到可移動(dòng)監(jiān)控，通過(guò)這種信息處理按時(shí)，可以便為滅火救援指揮人員的工作提供諸多便利，并且在瞬息萬(wàn)變的不同火場(chǎng)上迅速做出更合理且正確的救援行動(dòng)決策，即3G圖傳系統(tǒng)可以為指戰(zhàn)員提供價(jià)值更高的第一手信息資料，進(jìn)而為火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的救援行動(dòng)提供可靠保障作用。

2 滅火救援現(xiàn)場(chǎng)3G圖像傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

我國(guó)消防救援局3G圖像管理平臺(tái)，以最新的“創(chuàng)世Creledia7.0綜合管理運(yùn)營(yíng)級(jí)平臺(tái)”為核心，同時(shí)這也是全國(guó)消防部局的總管理平臺(tái)，并且在31個(gè)各省總隊(duì)均安裝有專門的管理平臺(tái)，因此，部局能夠與這31個(gè)總隊(duì)之間實(shí)現(xiàn)有效級(jí)聯(lián)。在此期間，因?yàn)榇讼到y(tǒng)本身具有較多使用優(yōu)勢(shì)，如全網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)、高質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)、廣覆蓋優(yōu)勢(shì)、大容量?jī)?yōu)勢(shì)、多業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)、可融合優(yōu)勢(shì)、可管理優(yōu)勢(shì)、可運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)、一站式服務(wù)優(yōu)勢(shì)等，在諸多優(yōu)勢(shì)功能的配合使用下，效果更為突出。在上述內(nèi)容中，CreMedia系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠與現(xiàn)場(chǎng)借助視訊系統(tǒng)功能、業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能之間的無(wú)縫融合，從而真正打造出一種現(xiàn)代化的視頻綜合信息化體系，有效處理好各種突發(fā)情況。

2.1 圖像編輯

H.264主要由2個(gè)組織構(gòu)成，通過(guò)聯(lián)合使用組建呈新的聯(lián)合視頻組(JVT)共同制定成為新數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。其中，H.264主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)壓縮比率水平極高，我國(guó)現(xiàn)有H.264編解碼器廠商能夠在1.2Mbit/s的標(biāo)準(zhǔn)編碼碼率下完成D1(720×576)分辨率連續(xù)清晰圖像信息的準(zhǔn)確傳遞，因此，3G網(wǎng)絡(luò)圖像信息在實(shí)際傳輸過(guò)程中更加適合H.264圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，效果良好。

2.2 圖像復(fù)原

與前端編碼器配套的專用解碼器，可以將圖像信息準(zhǔn)確復(fù)原到顯示器上復(fù)原。

3 3G圖傳設(shè)備在滅火救援現(xiàn)場(chǎng)使用優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 3G圖傳設(shè)備運(yùn)用在滅火救援現(xiàn)場(chǎng)的使用優(yōu)勢(shì)

（1）體積小、機(jī)動(dòng)性高、便于攜帶。3G網(wǎng)絡(luò)連接方式具有設(shè)備操作簡(jiǎn)單的主要優(yōu)勢(shì)，再加上設(shè)備體積小，所以僅需一名通信員即可攜帶并完成連接通信，移動(dòng)并不受到線纜制約，當(dāng)處于信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，能夠在大范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)使用。

（2）系統(tǒng)建設(shè)及使用成本低。3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)由服務(wù)商負(fù)責(zé)，省去投資建設(shè)的巨大成本。

（3）記錄事實(shí)真相方便保存。在后期戰(zhàn)例研討、評(píng)功受獎(jiǎng)等方面做到了記錄事實(shí)真相的功能。存儲(chǔ)資料可做永久性保存。

3.2 3G圖傳設(shè)備運(yùn)用在滅火教援現(xiàn)場(chǎng)的局限性

截至目前，在物聯(lián)系統(tǒng)中比較通常見(jiàn)的幾種通信技術(shù)主要有zigbee技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)等。在此期間，WiFi技術(shù)更加適合各種pda或PC等終端設(shè)備的應(yīng)用，由于藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)自身的傳輸速度較低，所以在當(dāng)前階段的應(yīng)用較少。

ZigBee技術(shù)的功耗較小，但是在使用過(guò)程中會(huì)受到通信距離和通信范圍的限制。所以，在當(dāng)前階段的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，使用通信技術(shù)時(shí)，需要針對(duì)情況的不同、條件的不同、需要的不同，選擇更合理的通信技術(shù)，以此保障最終的通信效果，滿足所有關(guān)聯(lián)方對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提出的使用要求。

以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，現(xiàn)有3G圖傳設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中，要在有信號(hào)覆蓋的地域才能夠使用，但是，因?yàn)榛菊加脭?shù)量相對(duì)有限，所以，在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁擠問(wèn)題時(shí)，會(huì)對(duì)最終傳輸效果造成直接影響，設(shè)備的使用場(chǎng)所和適用范圍受限因素較多，不利于實(shí)際應(yīng)用。

4 3G圖傳設(shè)備在滅火救援中的應(yīng)用展望

可以實(shí)現(xiàn)與無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合應(yīng)用，通常情況下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要是指能夠在特定區(qū)域內(nèi)根據(jù)固定分布規(guī)律和分布原則。分布在不同位置的傳感器設(shè)備，不同的傳感器設(shè)備之間?？梢酝ㄟ^(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸作用。承擔(dān)這些任務(wù)的傳感槍類型主要有光傳感器、紅外傳感器以及壓力傳感器等幾種類型。對(duì)于無(wú)線傳感器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而言，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位與跟蹤，同時(shí)還能夠?qū)Φ卣疬M(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)海上交通進(jìn)行管理，用途十分廣泛。

當(dāng)需要進(jìn)行異步通信時(shí)，此時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)和接收任務(wù)尤為關(guān)鍵，需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，所以，可以在各自時(shí)鐘裝置的(TCLK和RCLK)控制下完成數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送操作，但是，無(wú)論是接收還是發(fā)送操作，都需要做到與字符位數(shù)應(yīng)有的波特率控制在一致水平，不可出現(xiàn)絲毫誤差。對(duì)于MCS-51串行口而言，由其發(fā)送或者接收的時(shí)鐘數(shù)據(jù)信息，主要由兩種轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生，第一種方式是由系統(tǒng)的主機(jī)頻率fosc經(jīng)過(guò)分頻處理后產(chǎn)生對(duì)應(yīng)信號(hào)，第二種方式則是由系統(tǒng)內(nèi)部的定時(shí)器裝置，即T1或T2產(chǎn)生的溢出率，借助16分頻處理后為其提供最終的數(shù)據(jù)信息。

當(dāng)串行口處于信息發(fā)送過(guò)程中時(shí)，需要由一條專門的寫發(fā)送緩沖器裝置將相關(guān)指令傳達(dá)大對(duì)應(yīng)位置，然后將數(shù)據(jù)(字符)信息寫入對(duì)應(yīng)的串行口位置的發(fā)送緩沖器設(shè)備SBUF(發(fā))中，然后再由系統(tǒng)內(nèi)的硬件電路進(jìn)行自動(dòng)處理，分別在字符始、末位置為期添加起始位信息(低電平)、停止位信息(高電平)以及其他位置的控制位信息(如奇偶位信息等)，在此之后，可以通過(guò)移位脈沖SHIFT對(duì)其進(jìn)行控制，保持低位在前、高位在后的順序，從系統(tǒng)的TXD端進(jìn)行信息發(fā)送，并保證每位數(shù)據(jù)的向外發(fā)送的準(zhǔn)確性，確保最終通信效果能夠達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)串行口位置的接收裝置，其工作狀態(tài)會(huì)受到允許接收位的影響，此時(shí)，REN的實(shí)際工作狀態(tài)尤為關(guān)鍵。當(dāng)REN裝置被軟件設(shè)定為“1”以后，此時(shí)的允許接收器會(huì)正式開(kāi)始接收數(shù)據(jù)信息。此時(shí)，接收端位置的RXD裝置則會(huì)一位一位地接收相關(guān)數(shù)據(jù)信息，直至收到一個(gè)形態(tài)完整的字符后，此時(shí)，數(shù)據(jù)后信息即可判定為全部接收完畢，系統(tǒng)則會(huì)控制電路完成自身的最后一次移位指令，并完成相應(yīng)動(dòng)作，自動(dòng)去掉設(shè)定的啟始位信息，并且此時(shí)展示出接收中斷標(biāo)志，即RI置“1”，此后，還會(huì)向CPU進(jìn)行中斷申請(qǐng)，對(duì)應(yīng)的TI與RI均由硬件置位指令動(dòng)作完成相應(yīng)操作，但是，依舊需要使用軟件完成復(fù)位動(dòng)作。

分析SBUF裝置，其主要有2個(gè)從物理角度處于獨(dú)立狀態(tài)的信號(hào)和數(shù)據(jù)接收、發(fā)送裝置，該緩沖器能夠同時(shí)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送任務(wù)和數(shù)據(jù)接受任務(wù)。此時(shí)，兩個(gè)緩沖器僅需使用同一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)的地址便能夠完成指令的動(dòng)作問(wèn)題，即99H，同時(shí)，還可以借助指令，對(duì)處于待命狀態(tài)的SBUF進(jìn)行操作，使其完成相應(yīng)的讀寫任務(wù)。在此期間，主要區(qū)別在于對(duì)接收緩沖器裝置的指令操作與對(duì)發(fā)送緩沖器進(jìn)行的指令操作具有變化，但是，具體操作難度極低，可忽略不計(jì)。對(duì)于串行口而言，該裝置對(duì)外設(shè)有兩條專門的獨(dú)立收發(fā)信號(hào)線裝置，即RXD（P3.0）與TXD（P3.1），所以，該裝置能夠做到同時(shí)發(fā)送并且接收數(shù)據(jù)，真正做到全雙工的工作效果，作業(yè)效率極佳、操作方式簡(jiǎn)單，應(yīng)用效果極佳。

在選擇最終通信方案的過(guò)程中，技術(shù)人員根據(jù)需要根據(jù)不同單片機(jī)具有的相等權(quán)限進(jìn)行選擇，由于每塊單片機(jī)都具有獨(dú)立性，均可作為主機(jī)或從機(jī)系統(tǒng)，所以，應(yīng)用單片機(jī)時(shí)，其串口需要具備雙向可選擇性能力。當(dāng)最終方案為兩個(gè)同相三態(tài)門加上一個(gè)反相器時(shí)，便能構(gòu)成設(shè)定應(yīng)用效果的接口，并且此時(shí)由單片機(jī)提供的一根引腳即可實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)串口的有效控制，并保證連接方式的有效性，為最終通信質(zhì)量提供可靠保障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的精準(zhǔn)控制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化數(shù)據(jù)通信技術(shù)與多媒體業(yè)務(wù)市場(chǎng)需求不斷發(fā)展的背景下，適應(yīng)性類型的移動(dòng)數(shù)據(jù)技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)多媒體技術(shù)系統(tǒng)的有效運(yùn)作，均是以第四代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展為前提。早在2013年12月4日，我國(guó)工業(yè)和信息化部已正式開(kāi)始向三大通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)放4G牌照，對(duì)于4G技術(shù)而言，是一種集3G技術(shù)與WLAN技術(shù)于一體的先進(jìn)技術(shù)手段，可以更加快速地完成傳輸數(shù)據(jù)任務(wù)，同時(shí)還可以保證信息傳遞質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等內(nèi)容的準(zhǔn)確性。目前，5G技術(shù)也處于不斷進(jìn)步的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，在各種新興科技的高速發(fā)展背景下，在未來(lái)需要面對(duì)滅火救援現(xiàn)場(chǎng)通信問(wèn)題時(shí)，必將會(huì)有更優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備為人民群眾提供更可靠的服務(wù)。