一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法及系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法及系统。

背景技术：

甚高频电台是海上石油钻井平台的直升飞机起降的重要保障设备，主要用于人员在地面平台和飞机之间进行低空通话。

甚高频电台具备常规调幅(am)话音数据通信功能，地面甚高频地空电台与机载甚高频空地电台、地面天馈系统配合使用，组成地-空话音通信系统，用于：1、直升飞机进出港指挥；2地面平台气象信息播报；3、平台人员上下飞机确认；4、平台物资上下飞机确认。

传统的技术中，上述信息全部均为语音通信传送，若交互信息过多过快或存在方言，则飞行员需要对通话语音进行仔细识别，容易使飞行员驾驶分心，增加飞行安全风险，同时也容易因语音交互过程中的沟通误差或者记忆不住等原因造成交互信息不准确，影响实际使用效果；

若想要同时进行语音和数字通信，现有民航中新近使用的系统为中国民航甚高频地空数据通信网，其搭建的系统较为复杂，需要5大系统进行组合方可正常工作，分别为“网控和数据处理中心(nmdps)、地面vhf对空数据通信站(rgs)、连接网控与各地面rgs及用户的网络、航空公司专用应用系统(aoc)、空管系统的专用应用设施(atc)”，这几个系统都是庞大而复杂的，在民航中搭建耗时较长；而想要将其应用于在海油平台，存在成本高的问题，而其中地面vhf对空数据通信站(rgs)是连接飞机与nmdps的桥梁，它由vhf收发信单元、计算机单元、集成控制单元、路由器、gps及相应的软件组成。其中机载端用于acars的vhf收发信单元主要为采用fsk、gmsk方式来调制，只能完成数据通信，与现有的调幅a3e调制模式不同，还需要单独配备一台vhf用于语音通话，综合成本高昂，改建应用困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法及系统，实现通信内容的自动记录。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法，包括步骤：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息；

s2、所述发送端根据所述文字信息填充预设的录入菜单得到待发送信息；

s3、所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息，并通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端；

s4、所述接收端解析所述待发送编码信息得到待显示信息及待播放信息，显示所述待显示信息并播放所述待播放信息。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统，包括发送端及接收端，所述发送端包括第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述接收端包括第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息；

s2、所述发送端根据所述文字信息填充预设的录入菜单得到待发送信息；

s3、所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息，并通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

s4、所述接收端解析所述待发送编码信息得到待显示信息及待播放信息，显示所述待显示信息并播放所述待播放信息。

本发明的有益效果在于：发送端接收原始语音之后将其转换为文字信息并根据文字信息填充预设的录入菜单，经过数字信息编码之后通过甚高频发送至接收端，接收端解码之后语音播放对应信息；在不同人语音播报相同内容可能会有不同顺序的情况下，经过预设的录入菜单统一了格式，使得接收方获取到信息之后更加容易注意到所需内容，并且由显示配合语音的方式，避免了传统方式仅由语音播报导致信息容易错漏的问题，实现了通信内容的自动记录。

附图说明

图1为本发明实施例的一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统的组成示意图；

图4为本发明实施例的一种调制波示意图；

图5为本发明实施例的而一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法的流程示意图；

标号说明：

1、发送端；11、第一处理器；12、第一存储器；2、接收端；21、第二处理器；22、第二存储器；3、一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1及图3至图5，一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法，包括步骤：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息；

s2、所述发送端根据所述文字信息填充预设的录入菜单得到待发送信息；

s3、所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息，并通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端；

s4、所述接收端解析所述待发送编码信息得到待显示信息及待播放信息，显示所述待显示信息并播放所述待播放信息。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：发送端接收原始语音之后将其转换为文字信息并根据文字信息填充预设的录入菜单，经过数字信息编码之后通过甚高频发送至接收端，接收端解码之后语音播放对应信息；在不同人语音播报相同内容可能会有不同顺序的情况下，经过预设的录入菜单统一了格式，使得接收方获取到信息之后更加容易注意到所需内容，并且由显示配合语音的方式，避免了传统方式仅由语音播报导致信息容易错漏的问题，实现了通信内容的自动记录。

进一步地，所述s1具体为：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息，所述原始语音包括气象信息、平台人员上下飞机信息及平台物资上下飞机信息；

所述s2具体为：

所述发送端根据所述文字信息填充预设的气象信息录入菜单、平台人员上下飞机信息录入菜单及平台物资上下飞机录入菜单得到待发送信息。

由上述描述可知，将原始语音中包括的气象信息、平台人员上下飞机信息及平台物资上下飞机信息分别录入对应的菜单内得到待发送信息，将信息分类便于在显示时进行分区方便接收端使用者进行信息的确认。

进一步地，所述s3中所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息具体为：

所述发送端根据所述待发送信息及预设的数字信息编码协议进行数字信息编码，得到包括协议头、命令字、命令长度、命令正文、校验码及协议尾的待发送编码信息，所述协议头和所述协议尾分别设置有对应的数字标识；

所述待发送编码信息由数字或字母组成。

由上述描述可知，自定义协议格式进行数字编码，将文字信息转换为由数字或字母组成的待发送编码信息。

进一步地，所述s3中所述通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端具体为：

通过8khz的正弦波是否存在分别表示数字信号0或1，并根据所述正弦波调制所述待发送编码信息得到初始待发送波；

使用相同的甚高频载波调制所述初始待发送波及原始语音信息得到目标待发送波；

发送所述目标待发送波至接收端。

由上述描述可知，由于人体大部分语音频率基本范围在300hz-3.4khz，部分可能高达5khz，同时由于海上所使用的的甚高频电台一般频率间隔范围为25khz，即使是较为恶劣的情况，工作带宽范围也必须落在25khz范围内，而a3e调试方式，所占用的带宽＝2*f调制，同时考虑到接收机中关于语音频率的双倍采样值设定为f采样频率＝2*f语音，故从上述情况下，参考选择8khz>6.8khz，则数字通信所占用的带宽为16khz，较大范围避开了25khz的临界值，同时也在接收机的采样范围内；使用8khz的正弦波表示数字信号作为原始波形甚高频作为载波进行调制，实现待发送编码信息通过甚高频进行发送，只需沿用传统的语音通信波段，无需做额外扩展。

进一步地，所述s4具体为：

所述接收端解调所述目标待发送波并进行crc校验；

通过检波电路识别8khz信号；

解析经过crc校验的所述8khz信号得到待显示信息，并在显示屏上显示所述待显示信息；

根据所述待显示信息合成语音得到待播放信息，并通过喇叭播放所述待播放信息。

由上述描述可知，接收端接收到信息之后先经过校验，校验通过之后进行解析互殴待显示信息，并根据待显示信息合成语音得到待播放信息，在进行显示的同时通过喇叭播放待播放信息，方便接收端人员进行核对。

请参照图2，一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统，包括发送端及接收端，所述发送端包括第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述接收端包括第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息；

s2、所述发送端根据所述文字信息填充预设的录入菜单得到待发送信息；

s3、所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息，并通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

s4、所述接收端解析所述待发送编码信息得到待显示信息及待播放信息，显示所述待显示信息并播放所述待播放信息。

本发明的有益效果在于：发送端接收原始语音之后将其转换为文字信息并根据文字信息填充预设的录入菜单，经过数字信息编码之后通过甚高频发送至接收端，接收端解码之后语音播放对应信息；在不同人语音播报相同内容可能会有不同顺序的情况下，经过预设的录入菜单统一了格式，使得接收方获取到信息之后更加容易注意到所需内容，并且由显示配合语音的方式，避免了传统方式仅由语音播报导致信息容易错漏的问题，实现了通信内容的自动记录。

进一步地，所述s1具体为：

s1、接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息，所述原始语音包括气象信息、平台人员上下飞机信息及平台物资上下飞机信息；

所述s2具体为：

根据所述文字信息填充预设的气象信息录入菜单、平台人员上下飞机信息录入菜单及平台物资上下飞机录入菜单得到待发送信息。

由上述描述可知，将原始语音中包括的气象信息、平台人员上下飞机信息及平台物资上下飞机信息分别录入对应的菜单内得到待发送信息，将信息分类便于在显示时进行分区方便接收端使用者进行信息的确认。

进一步地，所述第一处理器执行所述第一计算机程序实现s3中根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息具体为：

根据所述待发送信息及预设的数字信息编码协议进行数字信息编码，得到包括协议头、命令字、命令长度、命令正文、校验码及协议尾的待发送编码信息，所述协议头和所述协议尾分别设置有对应的数字标识；

所述待发送编码信息由数字或字母组成。

由上述描述可知，自定义协议格式进行数字编码，将文字信息转换为由数字或字母组成的待发送编码信息。

进一步地，所述所述第一处理器执行所述第一计算机程序实现s3中所述通过甚高频将所述待发送编码信息及所述原始语音发送至接收端具体为：

通过8khz的正弦波是否存在分别表示数字信号0或1，并根据所述正弦波调制所述待发送编码信息得到初始待发送波；

使用相同的甚高频载波调制所述初始待发送波及所述原始语音信息得到目标待发送波；

发送所述目标待发送波至接收端。

由上述描述可知，由于人体大部分语音频率基本范围在300hz-3.4khz，部分可能高达5khz，同时由于海上所使用的的甚高频电台一般频率间隔范围为25khz，即使是较为恶劣的情况，工作带宽范围也必须落在25khz范围内，而a3e调试方式，所占用的带宽＝2*f调制，同时考虑到接收机中关于语音频率的双倍采样值设定为f采样频率＝2*f语音，故从上述情况下，参考选择8khz>6.8khz，则数字通信所占用的带宽为16khz，较大范围避开了25khz的临界值，同时也在接收机的采样范围内；使用8khz的正弦波表示数字信号作为原始波形甚高频作为载波进行调制，实现待发送编码信息通过甚高频进行发送，只需沿用传统的语音通信波段，无需做额外扩展。

进一步地，所述s4具体为：

所述接收端解调所述目标待发送波并进行crc校验；

通过检波电路识别8khz信号；

解析经过crc校验的所述8khz信号得到待显示信息，并在显示屏上显示所述待显示信息；

根据所述待显示信息合成语音得到待播放信息，并通过喇叭播放所述待播放信息。

由上述描述可知，接收端接收到信息之后先经过校验，校验通过之后进行解析互殴待显示信息，并根据待显示信息合成语音得到待播放信息，在进行显示的同时通过喇叭播放待播放信息，方便接收端人员进行核对。

请参照图1及图3-图5，本发明的实施例一为：

一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法，包括步骤：

s1、发送端接收原始语音，将所述原始语音转换为文字信息，所述原始语音包括气象信息、平台人员上下飞机信息及平台物资上下飞机信息；

具体的，气象信息包括温度、湿度、风向、风速、气压等；

平台人员上下飞机信息包括上平台人数、上平台人员姓名、下平台人数、下平台人员姓名等；

平台物资上下飞机信息包括上平台物资编码、上平台物资编码、上平台物资数量、下平台物资编码及下平台物资数量；

s2、所述发送端根据所述文字信息填充预设的气象信息录入菜单、平台人员上下飞机信息录入菜单及平台物资上下飞机录入菜单得到待发送信息；

在一种可选的实施方式中，所述发送端接收修改信息，根据修改信息更新待发送信息；

s3、所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息，并通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端；

s4、所述接收端解析所述待发送编码信息得到待显示信息及待播放信息，显示所述待显示信息并播放所述待播放信息；

s4具体为：

所述接收端解调所述目标待发送波并进行crc校验；

在一种可选的实施方式中，通过crc-8进行校验；

通过检波电路识别8khz信号；

解析经过crc校验的所述8khz信号得到待显示信息，并在显示屏上显示所述待显示信息；

根据所述待显示信息合成语音得到待播放信息，并通过喇叭播放所述待播放信息。

请参照图5，本发明的实施例二为：

一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法，其与实施例一的不同之处在于：

s3中所述发送端根据所述待发送信息进行数字信息编码得到待发送编码信息具体为：

所述发送端根据所述待发送信息及预设的数字信息编码协议进行数字信息编码，得到包括协议头、命令字、命令长度、命令正文、校验码及协议尾的待发送编码信息，所述协议头和所述协议尾分别设置有对应的数字标识；

请参照表1，为数字信息编码协议分区格式示意：

表1

请参照表2-表6，为数字信息编码协议具体内容示意图：

表2

表3

表4

表5

表6

所述待发送编码信息由数字或字母组成；

通过甚高频将所述待发送编码信息发送至接收端具体为：

通过8khz的正弦波是否存在分别表示数字信号0或1，并根据所述正弦波调制所述待发送编码信息得到初始待发送波；

参照图5，为0xfa(二进制11111010)的8khz的正弦波表示；

使用相同的甚高频载波调制所述初始待发送波及原始语音信息得到目标待发送波；

发送所述目标待发送波至接收端。

请参照图3-图5，本发明的实施例三为：

将上述的一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法应用于实际场景中，假设此时地面甚高频地空电台为发送端，机载甚高频地空电台为接收端；

信息输入：(1)工作人员使用地面甚高频地空电台，打开信息录入菜单，通过麦克风人工读出要录入的信息得到原始语音，具体信息如下：“当前温度28℃、湿度60％、风向168°、风速11米/秒、气压1100.8百帕”；今日上平台人数3人，姓名：张三、李四、王五，下平台人数2人，姓名周六，吴七；今日上平台物资：0801、数量2，0901、数量3，今日下平台物资：0709，数量3，04d3，数量5”；

(2)地面甚高频地空电台根据通过其中的stt模块(语音识别模块)处理，识别原始语音，将原始语音转换为文字信息并显示；

在一种可选的实施方式中，stt模块为科大讯飞语音识别sdk；

(3)地面甚高频地空电台接收工作人员发送的修改信息，根据修改信息修改文字信息；若发送端工作人员发现显示的文字信息有误，可先进行修改之后再发送；

(4)地面甚高频地空电台接收工作人员发送的开始发送信号，开始数字编码，根据上述实施例中所述的信息编码方式进行编码：

上平台人员信息：人数3人，姓名：张三、李四、王五；

对应待发送编码信息：fafafafafafaf1001003015f204e0902674e56db03738b4e9499fbfbfbfbfbfb；

下平台人员信息：人数2人，姓名周六，吴七；

对应待发送编码信息：fafafafafafaf2000b02015468516d0254344e031cfbfbfbfbfbfb；

上平台物资：0801、数量2，0901、数量3；

对应待发送编码信息fafafafafafaf3000b020108010002020901000347fbfbfbfbfbfb；

下平台物资：0709，数量3，04d3，数量5；

对应信息待发送编码信息：fafafafafafaf4000b0201070900030204d30005fffbfbfbfbfbfb；

当前温度28℃、湿度60％、风向168°、风速11米/秒、气压1100.8百帕；

对应待发送编码信息：fafafafafafaf5000a01180258006e00a82b002ffbfbfbfbfbfb；

波形调制：(5)地面甚高频地空电台使用8khz波形表示要发送的数字信息，具体的，请参照图4，正弦波正常表示bit位为1，否则表示bit位为0；

(6)地面甚高频地空电台将转换后的波形通过预设的甚高频载波进行调制得到目标待发送波，使用的甚高频载波的频率与日常通信时调制普通话音信号(3000hz-3400hz)的甚高频载波的频率一致，无需为数字信号的传送另外设置甚高频载波；

在一种可选的实施方式中，使用118mhz的甚高频载波进行调制；

信号发送：(7)地面甚高频地空电台将所述目标待发送波经过功放后通过天线进行发射；

信号接收：(8)机载甚高频地空电台接收目标待发送波，通过预设的甚高频载波进行解调得到解调信号；

波形解调和检波分流：(9)机载甚高频地空电台对所述解调信号进行分流，若原始波形为普通话音信号(300hz到3400hz)，则将信号输入到音频输出端(免提喇叭或耳机)进行播放，若原始波形为8khz的数字信号，则转入信号解析流程；

如采用118mhz的甚高频载波进行调制，则该步骤对应采用118mhz的甚高频载波进行解调；

信息解析：(10)机载甚高频地空电台根据预设的数字信息编码协议解析解调信号，具体的，抓取协议头和协议尾，并计算crc校验，校验通过后，将有效的命令字、命令长度和命令内容等等相关信息根据数字信息编码协议解析得到所需要的信息，包括气象信息、平台人员上下飞机信息、平台物资上下飞机信息等；

终端显示:(11)机载甚高频地空电台将解析得到的信息(包括气象信息、平台人员上下飞机信息、平台物资上下飞机信息等)显示在显示屏菜单相应位置上；

(12)机载甚高频地空电台将解析得到的信息通过tts模块(语音合成模块)处理，合成人工语音后通过免提喇叭播报；

在一种可选的实施方式中，tts模块为科大讯飞语音合成sdk。

请参照图2，本发明的实施例四为：

一种海上石油平台甚高频电台的信息传输系统3，包括发送端1及接收端2，所述发送端1包括第一存储器12、第一处理器11及存储在所述第一存储器12上并可在所述第一处理器11上运行的第一计算机程序，所述接收端2包括第二存储器22、第二处理器21及存储在所述第二存储器22上并可在所述第二处理器21上运行的第二计算机程序，所述第一处理器11执行所述第一计算机程序时实现实施例一或实施例二中发送端执行的各个步骤，所述第二处理器12执行所述第二计算机程序时实现实施例一或实施例二中接收端执行的各个步骤。

综上所述，本发明提供了一种海上石油平台甚高频电台的信息传输方法及系统，发送端接收发送者对话筒发出的原始语音并将其转换为文字信息，根据该文字信息填充预设的录入菜单得到待发送信息，并将待发送信息根据预设的数字信息编码协议进行编码得到待发送编码信息，经过编码之后的待发送编码信息由数字、字母或数字和字母组成，相较于文字减少了需要传送的信息量；通过8khz的正弦波是否存在分别表示0/1信号作为原始波，再通过和甚高频日常语音通信相同频率的调制波进行调制，无需额外增加甚高频通信波段就能同时完成日常语音传送和文字传送。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。