滅火救援應(yīng)急通信的應(yīng)用范文

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1Mesh組網(wǎng)技術(shù)

Mesh網(wǎng)絡(luò)是由Adhoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來，是解決“最后一公里”問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。Mesh網(wǎng)絡(luò)可以與其他網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫對接協(xié)同通信，是一個動態(tài)不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，任意的兩個設(shè)備均可以藉由多條無線鏈路保持互聯(lián)互通。在傳統(tǒng)單跳無線通信網(wǎng)絡(luò)中，組網(wǎng)節(jié)點只具備AP（AccessPoint，接入點）功能，當(dāng)用于組網(wǎng)的任何一個AP發(fā)生故障時，網(wǎng)絡(luò)中其他的AP都將不能承擔(dān)通信任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)將陷入癱瘓狀態(tài)。相對于單跳網(wǎng)絡(luò)，Mesh網(wǎng)絡(luò)將更加穩(wěn)定，這是因為在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，用于組網(wǎng)的任何無線設(shè)備節(jié)點都同時具備AP和路由器的功能，每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進(jìn)行直接通信。在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，如果某個節(jié)點的AP發(fā)生故障，它可以重新再選擇一個AP進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)仍然可以高速地到達(dá)目的地。相對于單跳無線通信網(wǎng)絡(luò)，Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點為：（1）平衡負(fù)載。能夠提供更大的鏈路冗余度，以利于負(fù)載平衡。在網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)較大數(shù)據(jù)量傳輸時，數(shù)傳終端附近都有許多節(jié)點AP供選擇，創(chuàng)建多條路徑來平衡負(fù)載。而單跳網(wǎng)絡(luò)則不具備動態(tài)調(diào)整的能力。（2）健壯性。Mesh網(wǎng)絡(luò)不像傳統(tǒng)單跳網(wǎng)絡(luò)依靠一個節(jié)點，一旦網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點出現(xiàn)故障或者有沖突發(fā)生，數(shù)據(jù)也可選擇冗余鏈路繼續(xù)傳遞。（3）空間復(fù)用性。在傳統(tǒng)單跳網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，所有設(shè)備都不得不共享一個節(jié)點，如果多臺終端同時要求接入網(wǎng)絡(luò)，那么必然導(dǎo)致速度變慢。而Mesh網(wǎng)絡(luò)中，多終端可以通過多AP節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)。（4）協(xié)議兼容性。Mesh網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠兼容現(xiàn)有任何802．11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。（5）高效性。Mesh網(wǎng)絡(luò)開發(fā)了基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的QDMA通信協(xié)議，QDMA通信協(xié)議使Mesh網(wǎng)路具有較廣的通信范圍，并且能夠在高速移動中實現(xiàn)定位和信息收發(fā)。QDMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆秶_(dá)到1600m，而802．11b只有20～50m。但由于覆蓋更廣的通信區(qū)域，數(shù)據(jù)的峰值傳輸率為8Mbps，比802．11b的11Mbps略低。

2滅火救援現(xiàn)場Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)

滅火救援現(xiàn)場Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)，集便攜性、快速展開、接口廣泛等特點于一體，針對滅火救援現(xiàn)場的突發(fā)性、復(fù)雜性等特點，可以為消防部隊滅火救援現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供最佳技術(shù)方案，旨在解決現(xiàn)場的通信不暢、通信混亂、通信盲區(qū)等技術(shù)難題。

2.1Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)功能

3.1.1現(xiàn)場無線信號的“無盲區(qū)”全覆蓋Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)的主要目的是為現(xiàn)場內(nèi)外（火場與移動通信指揮中心）提供有效的通信鏈路，因而必須實現(xiàn)無線信號的現(xiàn)場無盲區(qū)全覆蓋。但是，考慮到電磁波的物理特性，對于一些特殊場所（全封閉屏蔽空間）是肯定不能做到信號的覆蓋。因此，系統(tǒng)目標(biāo)是做到有人必有網(wǎng)，從而達(dá)到提高通信保障可靠性的目的。現(xiàn)場通信、信息采集設(shè)備無縫接入。當(dāng)前，消防部隊現(xiàn)場單兵通信、信息采集裝備種類、數(shù)量都比較多，各類音視頻通信設(shè)備、信息采集設(shè)備各自獨立，缺少兼容性，這種狀況在沿海等發(fā)達(dá)地區(qū)的消防部隊中特別普遍。這會增加消防員的負(fù)重，且消防官兵在使用時也比較復(fù)雜，不利于參戰(zhàn)官兵執(zhí)行滅火救援任務(wù)。Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)為單兵提供了多種類標(biāo)準(zhǔn)通信接口，如音視頻接口、藍(lán)牙接口、Wi－Fi接口、RS232接口，對于現(xiàn)場單兵設(shè)備的有效集成具有重要作用，在為單兵減負(fù)的同時也降低了使用難度。

3.1.2Mesh通信基站臨界預(yù)警Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)能夠動態(tài)監(jiān)測Mesh通信設(shè)備的信號接收場強，在接收場強臨近信號有效極限時，系統(tǒng)與Mesh基站會發(fā)出聲光報警，提醒消防員在該位置需要臨時部署中繼基站。

3.1.3Mesh通信基站滅火救援現(xiàn)場應(yīng)用特性（1）供電特性。Mesh通信設(shè)備可以有效利用滅火救援現(xiàn)場的車載供電、消防應(yīng)急電源供電以及蓄電池獨立供電，電池續(xù)航時間不少于4h。（2）輕、小、便攜特性。考慮到滅火救援現(xiàn)場的突發(fā)性和不確定性，為使消防隊員在進(jìn)入現(xiàn)場以后能夠快速利用Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)進(jìn)行音視頻、數(shù)傳通信，系統(tǒng)針對通信設(shè)備的輕、小、便攜特性進(jìn)行了研發(fā)，在保證網(wǎng)絡(luò)有效性能的同時兼顧了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時的方便快捷。（3）防火、防爆特性。消防部隊在滅火救援現(xiàn)場常會遭遇高溫、爆炸的環(huán)境，為保證Mesh通信設(shè)備在此類環(huán)境正常工作，系統(tǒng)在研發(fā)中充分考慮了防火、防爆問題。

3.2Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示，Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)由Mesh中繼基站設(shè)備、Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)和通信終端構(gòu)成。根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境條件，Mesh中繼基站設(shè)備可以部署多個，節(jié)點間的路由存在多條，從而保證通信的暢通。由于針對Mesh中繼基站設(shè)備進(jìn)行了便攜性、防爆等特性的研發(fā)，進(jìn)入現(xiàn)場的消防員可以攜帶多個，采取邊行進(jìn)邊部署的方式，設(shè)備和系統(tǒng)同時提供了信號臨界預(yù)警的功能，保障了“有人必有網(wǎng)”的使用目的。Mesh無線應(yīng)急通信系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崟r對系統(tǒng)中所有的Mesh中繼基站備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并提供一整套安全認(rèn)證機(jī)制，保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。由消防員攜帶的通信終端提供多種類型的通信接口，能夠有效集成消防員攜帶的各類信息采集設(shè)備。

3結(jié)語

筆者提出利用Mesh無線通信技術(shù)在滅火救援現(xiàn)場構(gòu)建臨時無線通信應(yīng)急網(wǎng)，對于解決滅火救援現(xiàn)場通信信號無盲區(qū)全覆蓋的難題，具有重要的現(xiàn)實意義。Mesh無線通信技術(shù)的應(yīng)用，在提高消防部隊無線通信保障能力和滅火救援效能方面將發(fā)揮重要的作用。

作者：徐放范玉峰單位：公安部沈陽消防研究所