摘要：提出一種適合于快速接入、靈活操作的跨頻多路通信轉(zhuǎn)接平臺(tái)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)多種制式的通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通，尤其對(duì)于重大災(zāi)害事故、突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)，以通信轉(zhuǎn)接平臺(tái)為核心，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)通信指揮組網(wǎng)，并可實(shí)現(xiàn)消防、公安、武警、人防等多部門(mén)資源共享、信息互通，為災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)指揮構(gòu)建了較為完善的指揮平臺(tái)。
關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；轉(zhuǎn)接；CTI；應(yīng)急救援

0 引言
    隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的滅火救援形勢(shì)逐步趨向社會(huì)化、全局化、復(fù)雜化和智能化，火災(zāi)、事故救援現(xiàn)場(chǎng)的特殊性對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的通信鏈路暢通無(wú)阻提出了更高的要求。消防部隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)救援中分為戰(zhàn)斗班組、后勤班組、通信班組等，同時(shí)在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)還存在公安交警維持秩序、醫(yī)療救援小隊(duì)搶救傷員、現(xiàn)場(chǎng)指揮中心全局指揮。在如此復(fù)雜的通信環(huán)境中，要兼顧到各個(gè)角落，又要確保整體統(tǒng)一，就需要現(xiàn)場(chǎng)所有存在的通信設(shè)備高效有序互聯(lián)互通。
    而當(dāng)前在救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)通常使用的無(wú)線通信設(shè)備包括集群／常規(guī)電臺(tái)對(duì)講機(jī)、GSM／CDMA手機(jī)、衛(wèi)星電話等，這些設(shè)備無(wú)法直接互通，即使集群／常規(guī)電臺(tái)對(duì)講機(jī)使用的頻段分為350 MHz，450 MHz，800 MHz等，同樣無(wú)法直接互通。因此很容易形成各自獨(dú)立，無(wú)法溝通的信息通信點(diǎn)，大大降低了救援的效率。
    本文針對(duì)消防救援現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀，為解決指揮救援指令不能及時(shí)下達(dá)的問(wèn)題，依據(jù)消防通信標(biāo)準(zhǔn)，研制一套適用于災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)的消防部門(mén)通信交互平臺(tái)，提高救援現(xiàn)場(chǎng)指令傳達(dá)和信息反饋的效率，從技術(shù)上支持實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各部門(mén)的集中統(tǒng)一指揮。

1 跨頻多路通信轉(zhuǎn)接平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．1 設(shè)計(jì)原理
    目前一般可用三種轉(zhuǎn)換模式實(shí)現(xiàn)多制式通信交互。第一種為不同種類不同頻段通信方式的信令直接交互；第二種為以某第三方信令為基礎(chǔ)建立一個(gè)“共通信令”的轉(zhuǎn)換模式；第三種為不考慮信令的轉(zhuǎn)接模式，而僅在模擬語(yǔ)音端進(jìn)行讀取與交互。
    第一種工作模式中需要對(duì)所有接入的通信方式預(yù)先設(shè)置好接口狀態(tài)，通過(guò)一個(gè)處理器，進(jìn)行轉(zhuǎn)接交互，當(dāng)接入的通信端逐漸增加時(shí)，處理器所要處理的任務(wù)呈幾何數(shù)增長(zhǎng)，這樣的工作方式系統(tǒng)復(fù)雜且無(wú)法滿足多路交互的需求，如圖1(a)所示。

    第二種工作模式中當(dāng)有任何建立通話的信令傳送至處理器時(shí)，都將之轉(zhuǎn)換成共通信令，再根據(jù)被叫方使用者的信令類別作適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換后傳送出去。此模式須針對(duì)不同的信令加以分析并提出一套轉(zhuǎn)換機(jī)制，能夠使各類的信令都轉(zhuǎn)換成“共通信令”。雖然此種工作模式可處理多路交互需求，但是仍不能降低系統(tǒng)復(fù)雜度，如圖1(b)所示。
    第三種工作模式。僅針對(duì)瀆取語(yǔ)音數(shù)據(jù)，將讀取到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò)CTI技術(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)接交互。該模式無(wú)需考慮各種通信方式的信令問(wèn)題，容易實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的成本較低，且在保證系統(tǒng)復(fù)雜度的同時(shí)，能處理多路交互需求，如圖1(c)所示。
    根據(jù)前面介紹的我國(guó)消防現(xiàn)場(chǎng)通信的現(xiàn)狀，因?yàn)榇罅渴褂昧思海Ｒ?guī)電臺(tái)、對(duì)講機(jī)作為主要的通信設(shè)備，且由于數(shù)字集群信令格式編碼都由各廠商自主制定，并且對(duì)外保密，故不易進(jìn)行破解，所以選用第三種工作模式。
1．2 硬件組成
    跨頻多路通信轉(zhuǎn)接平臺(tái)由一個(gè)中央處理器、半雙工控制模塊、雙工控制模塊、用戶接口模塊、電源模塊、轉(zhuǎn)接平臺(tái)終端組成。半雙工控制模塊可連接超短波電臺(tái)、集群電臺(tái)、短波電臺(tái)等；雙工控制模塊可接入有線電話網(wǎng)絡(luò)、GSM通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星電話網(wǎng)絡(luò)等；用戶接口單元可連接監(jiān)聽(tīng)電話。系統(tǒng)組成框圖如圖2所示。

    中央處理器基于雙線模擬線路與各接口模塊相連接，采用直流環(huán)路信號(hào)工作方式。半雙工控制模塊通過(guò)使用電臺(tái)16針的擴(kuò)展接口，接收／發(fā)送音頻信號(hào)，通過(guò)TCP／IP協(xié)議，接收平臺(tái)終端命令實(shí)現(xiàn)令牌控制。雙工控制模塊提供了移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)的接入功能。中央控制器具有16路以內(nèi)的話路并行處理能力，通過(guò)高性能DSP算法實(shí)現(xiàn)精確的信號(hào)音檢測(cè)和分析，支持DTMF和FSK兩種模式，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各路通話的交換，并能進(jìn)行同步錄音等功能。
    半雙工控制模塊將電臺(tái)的四線信號(hào)(收發(fā)各2線)轉(zhuǎn)換為2線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電話和電臺(tái)的互聯(lián)互通功能。并且將電臺(tái)PTT控制信號(hào)有序刪除，根據(jù)指令進(jìn)行令牌網(wǎng)的控制。接口采用DSP技術(shù)設(shè)計(jì)，可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)語(yǔ)音，并儲(chǔ)存延遲發(fā)送的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，以防止丟失。
    雙工控制模塊采用高度整合的芯片組，可與當(dāng)?shù)鼗就耆嫒荩峁?biāo)準(zhǔn)的鈴流／饋電接口，PSTN網(wǎng)絡(luò)直接連接進(jìn)入中央處理器。
    用戶接口單元提供了一路監(jiān)聽(tīng)電話線路，保證了調(diào)度人員對(duì)全局使用情況的了解。
    平臺(tái)轉(zhuǎn)接終端為一臺(tái)運(yùn)行調(diào)度維護(hù)軟件的計(jì)算機(jī)終端，通過(guò)平臺(tái)轉(zhuǎn)接終端主要可完成兩項(xiàng)功能：一是完成有／無(wú)線呼叫轉(zhuǎn)接以及多方會(huì)議等各種調(diào)度功能；二是對(duì)系統(tǒng)的各類參數(shù)進(jìn)行修改、查看和設(shè)置，以及完成監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和顯示系統(tǒng)告警信息等的管理、維護(hù)功能。并且對(duì)所有進(jìn)入中央控制器的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行全程錄音。
1．3 軟件設(shè)計(jì)
    跨頻多路通信轉(zhuǎn)接平臺(tái)通過(guò)PC端進(jìn)行控制，控制所調(diào)用的API函數(shù)主要集成在一個(gè)核心DLL中，在這個(gè)DLL里可以實(shí)現(xiàn)模擬語(yǔ)音的初始化及釋放、通道交換、錄放音、收發(fā)碼等功能。這是一個(gè)用于配置和控制所有在片外圍電路的C語(yǔ)言API函數(shù)集合。CSL由19個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)在片外圍電路，在對(duì)DSP不同部分進(jìn)行初始化時(shí)，只需調(diào)用相應(yīng)模塊的API函數(shù)便可方便、高效地達(dá)到初始化的目標(biāo)。表1是部分函數(shù)功能，表2是部分半雙工控制模塊預(yù)置命令。

    程序流程圖如圖3所示。

    主體運(yùn)行程序部分代碼如下：
   
    同步TCP／IP命令發(fā)送部分程序部分代碼如下：
    


2 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果
    在轉(zhuǎn)接平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，主要是中央處理器與半雙工控制模塊及雙工控制模塊之間的互聯(lián)互通，因中央處理器本身兼容雙線模擬線路，故而關(guān)鍵點(diǎn)在于中央控制器與半雙工控制模塊的通信。測(cè)試環(huán)境如圖4所示。

2．1 通信功能測(cè)試
    連接好設(shè)備，給系統(tǒng)加電，通過(guò)平臺(tái)終端TCP／IP測(cè)試工具，發(fā)送預(yù)先設(shè)置好的命令，查看指令通信情況。如圖5所示。

    等待指令狀態(tài)時(shí)，半雙工控制模塊返回指示信息為：“090000000000”，在接收到平臺(tái)終端發(fā)出PTT ON指令后，返回指示信息為：“0A 1102000000”，顯示控制模塊響應(yīng)平臺(tái)指令，從而進(jìn)行相應(yīng)功能，在接收到平臺(tái)發(fā)出PTT OFF指令后，返回指示信息為：“0A0902000000”。如圖5所示，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)控制半雙工控制模塊進(jìn)行令牌網(wǎng)絡(luò)傳輸。
2．2 轉(zhuǎn)接平臺(tái)整體測(cè)試
    (1)將半雙工控制模塊與450 MHz，800MHz常規(guī)電臺(tái)連接，雙工控制模塊與PSTN連接；
    (2)運(yùn)行平臺(tái)終端控制軟件；
    (3)用手機(jī)撥打連接在雙工控制模塊上的電話號(hào)碼，此時(shí)可看見(jiàn)軟件狀態(tài)窗口在接入端由灰色變?yōu)榫G色，手機(jī)中聽(tīng)到撥號(hào)音；
    (4)軟件點(diǎn)取450 MHz與PSTN相交點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通信端通道接通；
    (5)常規(guī)電臺(tái)在手機(jī)端判別為未講話狀態(tài)時(shí)，可進(jìn)行通話，否則只能接聽(tīng)手機(jī)語(yǔ)音；
    (6)將通話狀態(tài)下，將手機(jī)掛機(jī)，軟件狀態(tài)窗口中對(duì)應(yīng)接入端狀態(tài)變?yōu)榛疑?，同時(shí)內(nèi)部釋放通道。

3 結(jié)語(yǔ)
    本文提出將各種不同制式的集群／常規(guī)電臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，解決目前滅火救援現(xiàn)場(chǎng)通信存在的消防部門(mén)滅火救援現(xiàn)場(chǎng)通信的區(qū)域差別大、滅火救援現(xiàn)場(chǎng)通信組織不夠健全、現(xiàn)場(chǎng)通信混亂、使用效率不高等問(wèn)題，建立集群／常規(guī)電臺(tái)通用接口可以開(kāi)發(fā)臨時(shí)組網(wǎng)和開(kāi)放式組呼等功能，為火場(chǎng)通信的層次化提供最大保障。