一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统的制作方法

1.本发明涉及应急通讯领域，更具体的说，它涉及一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统。


背景技术：

2.通讯方式的不断更新极大的增强了现代人们的沟通效率，例如手机，但是在灾后，例如地震之后，由于基站的损坏，手机之类的通讯方式便会直接瘫痪。为了方便震后救灾，便需要设置应急通讯系统。
3.目前的应急通讯系统，往往是以卫星电话为主，但是卫星电话成本昂贵，不容易普及，并且一般的通讯卫星不具备定位功能，对于救灾效率会有一定影响，所以目前已经提出了基于北斗卫星的应急通讯系统，在实现定位的作用之外，还能够提供短报文的方式实现通讯功能，但是短报文只能够传递文字信息，通讯效率不高。
4.针对上述问题，现提供一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统，用以解决现在基于北斗卫星的应急通讯系统通讯效率不高的问题。
6.为解决上述技术问题，采取的技术方案是：一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统，包括有：北斗定位模块，用于基于北斗定位技术获取用户机的位置；北斗通讯模块，用于基于北斗短报文技术，传输用户机与用户机之间的信息；无线通讯模块，用于用户机之间的短程通讯；警报模块，用于当用户机之间的距离大于所述无线通讯模块允许的最大通讯距离时发出警报；测距模块，用于根据用户机的位置信息，计算用户机之间的距离，根据用户机之间的距离，判断是否大于所述无线通讯模块允许的最大通讯距离，并将处理结果发送至所述警报模块；导向模块，用于根据所述测距模块提供的导向信息，对用户进行导向。
7.进一步地，所述用户机的位置信息以经纬度的形式进行存储。
8.进一步地，所述测距模块包括有距离计算单元和距离判断单元；所述距离计算单元用于根据用户机的经纬度信息，计算用户机之间的距离；所述距离判断单元用于选择用户机之间的距离，判断是否大于所述无线通讯模块允许的最大通讯距离；所述距离计算单元判断用户机之间的距离的具体步骤为：a1：获取一个用户机的经纬度信息，把此用户机记为目标用户机；a2：计算目标用户机和其他所有用户机的距离，记为集合δ；
a3：对集合δ中的所有元素以从小到大的方式进行冒泡排序，选取第一个元素，记为δ1，即为目标用户机与其他用户机最小的距离，将对应的用户机记为参照用户机；a4：判断δ1与无线通讯模块允许的最大通讯距离l的大小，若“δ1《l”为真，回到a1，对下一个用户机进行判断；若“δ1《l”为假，启动警报模块，进入a5；a5：选择δ1对应的两个用户机，连接两个用户机，以靠近参照用户机的方向为导向，并输出导向距离l-δ1，并将导向及导向距离l-δ1作为导向信息发送至导向模块。
9.进一步地，所述集合δ以数组的形式进行存储。
10.进一步地，所述无线通讯模块包括信息获取单元、信号发送单元、信号接收单元和信号分类单元；所述信息获取单元用于获取用户输入的信息；所述信号发送单元安装于用户机中，用于发送信息；所述信号接收单元安装于用户机中，用于接收信息；所述信号分类单元安装于用户机中，用于根据信息分类号，调用不同的通讯方式；所述信号分类单元调用不同通讯方式的具体步骤为：b1：获取用户输入的信息；b2：获取用户输入的信息分类号，信息分类号包括“1”，“2”和“3”，“1”代指全局信息，“2”代指区域信息，“3”代指个体信息；b3：若获取的信息分类号为“1”，该信息占用所有用户机的上行链路和下行链路，即控制用户机只能发送和接收此信息；b4：若获取的信息分类号为“2”，根据该用户机所属的区域，生成对应的区域标记，通过区域标记识别用户机，只有所属区域相同的用户机可以接收和发送此信息；b5：若获取的信息分类号为“3”，响应用户输入的个体识别码，通过个体识别码识别用户机，只有此个体识别码对应的用户机能够接收此信息，并开启双向通信。
11.进一步地，所述用户输入的信息包括文字、语音、图片和视频。
12.进一步地，所述无线通讯模块还包括有wifi模块；所述wifi模块搭载tcp服务器，用于用户将移动电子设备接入至用户机，实现应急通讯。
13.进一步地，所述无线通讯模块还包括有信息分类单元，信息识别单元和信息判断单元；所述信息分类单元用于对用户输入的信息进行分类；所述信息识别单元用于加载不同的信息识别模型对用户输入的信息进行识别，并生成信息分类号；所述信息判断单元用于根据生成的信息分类号与用户输入的信息分类号进行匹配判断；所述无线通讯模块用于对用户输入的信息进行识别并判断是否符合信息分类号的具体步骤为：c1：获取用户输入的信息；c2：将用户输入的信息根据头文件进行分类，分为文字、语音、图片和视频；c3：当用户输入的信息为文字时，对用户输入的信息进行处理，去除其中的无意义
字符；c3.1：将用户输入的信息送入训练好的文字信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号；c3.2：将生成的信息分类号与用户输入的信息分类号进行匹配判断，若是匹配一致，将用户输入的信息根据信息分类号调用不同通讯方式；若是匹配不一致，删除该用户输入的信息，不予处理；c4：当用户输入的信息为语音时，对用户输入的信息进行降噪处理，并通过语音识别技术将用户输入的信息从语音形式转化为文字形式；c4.1：将转化为文字形式的用户输入的信息送入训练好的文字信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；c5：当用户输入的信息为图片时，对用户输入的信息进行图像处理，包括缩放和平移；c5.1：将用户输入的信息送入训练好的图片信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；c6：当用户输入的信息为视频时，对用户输入的信息进行按帧拆分，形成连续的图片集；c6.1：将连续的图片集送入训练好的图片信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；所述文字信息识别模型进行训练的步骤为：d1：收集文字形式的用户输入的信息，并分成全局信息、区域信息和个人信息，作为训练集；d2：提取训练集中的不同词语并计算频数，作为特征输入支持向量机中，对支持向量机中的参数进行调整，训练文字信息识别模型；所述图片信息识别模型进行训练的步骤为：e1：收集图片形式的用户输入的信息，并分成全局信息、区域信息和个人信息，作为训练集；e2：将训练集送入基于cnn的深度学习模型中，提取图片特征，训练图片信息识别模型。
14.进一步地，还包括有信号中转模块，所述信号中转模块用于加强用户机之间的信号传输。
15.进一步地，还包括降噪模块，用于对用户机接收的信号进行降噪处理。
16.本发明具有以下优点：1、本发明通过北斗定位以及基于北斗定位的测距功能，能够得知请求支援小队的定位信息和用户机之间的距离，方便小队快速移动进行集中抢救，提高救援效率。
17.2、本发明通过设置无线通讯模块，将每一个用户机视为微型基站，实现信息中转，以用户机组成的无线通讯网络能够提高信息交互效率。
18.3、本发明通过北斗通讯模块和无线通讯模块，可以实现用户机与主控制站之间和用户机与用户机之间的全方面的信息交互，提升沟通效率。
19.4、本发明通过设置信息分类模块，将信息进行分类，避免信息交互冗余，进一步提
高信息交互效率。
20.5、本发明中，用户可以通过在手机输入信息，并通过wifi模块在用户机上实现信息的交互，使得普通用户通过手机也可以进行应急通讯，适应性广。
21.6、本发明通过阻挡物附近设置信号中转模块，实现信号在阻挡物处进行中转，提升信息交互效率。
22.7、本发明通过降噪模块对接收的信息进行降噪，提高信息交互的准确率。
附图说明
23.图1为本发明实施例中所采用的基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统的结构示意图。
24.图2为本发明所采用的测距模块的结构示意图。
25.图3为本发明所采用的判断用户机之间的距离的流程图。
26.图4为本发明所采用的调用不同通讯方式的流程图。
27.图5为本发明实施例应用本基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统的流程图。
28.图6为本发明所采用的无线通讯模块的结构示意图。
具体实施方式
29.为了方便理解，做出以下申明，应急通讯系统一般包括卫星、主控制站和用户机，卫星指在轨卫星，例如北斗卫星；主控制站指地面控制平台，进行数据接收、数据处理和数据输出等职能；用户机指用户手持的终端设备，用于和卫星进行信息交互以及与用户进行操作交互。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
31.实施例1一种基于北斗定位具有测距功能的应急通讯系统，如图1所示，包括有北斗定位模块、北斗通讯模块、测距模块、警报模块、导向模块和无线通讯模块：北斗定位模块，用于基于北斗定位技术获取用户机的位置，并发送至测距模块，2颗北斗在轨卫星分别获取到用户机的距离，并传输至主控制站，主控制站根据2颗北斗在轨卫星到用户机的距离和地球经纬度计算出用户机的位置信息，所述用户机的位置信息以经纬度的形式进行存储，并通过北斗卫星发送至用户机中；北斗通讯模块，用于基于北斗短报文技术，传输用户机与主控制站之间或者用户机与用户机之间的信息，例如用户机a将需要发送的信息以短报文的形式编写，并发送至北斗卫星中，经过北斗卫星中转发送至用户b，实现用户机a与用户机b之间的通讯；测距模块，用于根据用户机的位置信息，计算用户机之间的距离，根据用户机之间的距离，判断是否大于无线通讯模块允许的最大通讯距离，并将处理结果发送至警报模块
和导向模块；如图2所示，测距模块包括有距离计算单元和距离判断单元；所述距离计算单元用于根据用户机的经纬度信息，计算用户机之间的距离，由于灾区范围较小，所以将灾区视为平面，再依据地球半径大小和用户之间的经纬度差值计算用户机之间的距离；所述距离判断单元用于选择用户机之间的距离，判断是否大于无线通讯模块允许的最大通讯距离；如图3所示，所述距离计算单元判断用户机之间的距离的具体步骤为：a1：获取一个用户机的经纬度信息，把此用户机记为目标用户机；a2：计算目标用户机和其他所有用户机的距离，记为集合δ，所述集合δ以数组的形式进行存储；a3：对集合δ中的所有元素以从小到大的方式进行冒泡排序，选取第一个元素，记为δ1，即为目标用户机与其他用户机最小的距离，将对应的用户机记为参照用户机；a4：判断δ1与无线通讯模块允许的最大通讯距离l的大小，若“δ1《l”为真，回到a1，对下一个用户机进行判断；若“δ1《l”为假，启动警报模块，进入a5；a5：选择δ1对应的两个用户机，连接两个用户机，以靠近参照用户机的方向为导向，并输出导向距离l-δ1，并将导向及导向距离l-δ1作为导向信息发送至导向模块。
32.警报模块，用于当用户机之间的距离大于无线通讯模块允许的最大通讯距离时发出警报；导向模块，用于根据测距模块提供的导向信息，导向信息包括导向及导向距离，对用户进行导向，其中导向是以地球北极为基准的绝对方向，不会随着用户移动而改变方向；无线通讯模块，用于用户机之间的短程通讯。
33.如图6所示，无线通讯模块包括信息获取单元、信号发送单元、信号接收单元和信号分类单元；所述信息获取单元用于获取用户输入的信息；所述信号发送单元安装于用户机中，用于发送信息；所述信号接收单元安装于用户机中，用于接收信息；所述信号分类单元安装于用户机中，用于根据信息分类号，调用不同的通讯方式；如图4所示，所述信号分类单元调用不同通讯方式的具体步骤为：b1：获取用户输入的信息，所述用户输入的信息包括文字、语音、图片和视频；b2：获取用户输入的信息分类号，信息分类号包括“1”，“2”和“3”，“1”代指全局信息，“2”代指区域信息，“3”代指个体信息；b3：若获取的信息分类号为“1”，该信息占用所有用户机的上行链路和下行链路，即控制用户机只能发送和接收此信息；b4：若获取的信息分类号为“2”，根据该用户机所属的区域，生成对应的区域标记，通过区域标记识别用户机，只有所属区域相同的用户机可以接收和发送此信息；b5：若获取的信息分类号为“3”，响应用户输入的个体识别码，通过个体识别码识别用户机，只有此个体识别码对应的用户机能够接收此信息，并开启双向通信。
34.如图6所示，所述无线通讯模块还包括有wifi模块，所述wifi模块搭载tcp服务器，
用于用户将移动电子设备接入至用户机，实现应急通讯，用户操作移动电子设备，例如手机，通过输入接入点和端口，将手机接入至tcp服务器，用户可以通过在手机输入信息，并通过wifi模块在用户机上实现信息的交互，使得普通用户通过手机也可以进行应急通讯，适应性广。
35.如图6所示，所述无线通讯模块还包括有信息分类单元，信息识别单元和信息判断单元；所述信息分类单元用于对用户输入的信息进行分类；所述信息识别单元用于加载不同的信息识别模型对用户输入的信息进行识别，并生成信息分类号；所述信息判断单元用于根据生成的信息分类号与用户输入的信息分类号进行匹配判断，避免用户胡乱输入分类号，造成通讯信息交互冗余，影响应急通讯效率；所述无线通讯模块用于对用户输入的信息进行识别并判断是否符合信息分类号的具体步骤为：c1：获取用户输入的信息；c2：将用户输入的信息根据头文件进行分类，分为文字、语音、图片和视频；c3：当用户输入的信息为文字时，对用户输入的信息进行处理，去除其中的无意义字符；c3.1：将用户输入的信息送入训练好的文字信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号；c3.2：将生成的信息分类号与用户输入的信息分类号进行匹配判断，若是匹配一致，将用户输入的信息根据信息分类号调用不同通讯方式；若是匹配不一致，删除该用户输入的信息，不予处理；c4：当用户输入的信息为语音时，对用户输入的信息进行降噪处理，并通过语音识别技术将用户输入的信息从语音形式转化为文字形式；c4.1：将转化为文字形式的用户输入的信息送入训练好的文字信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；c5：当用户输入的信息为图片时，对用户输入的信息进行图像处理，包括缩放和平移；c5.1：将用户输入的信息送入训练好的图片信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；c6：当用户输入的信息为视频时，对用户输入的信息进行按帧拆分，形成连续的图片集；c6.1：将连续的图片集送入训练好的图片信息识别模型中，对用户输入的信息进行分类，并生成信息分类号，进入c3.2；所述文字信息识别模型进行训练的步骤为：d1：收集文字形式的用户输入的信息，并分成全局信息、区域信息和个人信息，作为训练集；d2：提取训练集中的不同词语并计算频数，作为特征输入支持向量机中，对支持向量机中的参数进行调整，训练文字信息识别模型；
所述图片信息识别模型进行训练的步骤为：e1：收集图片形式的用户输入的信息，并分成全局信息、区域信息和个人信息，作为训练集；e2：将训练集送入基于cnn的深度学习模型中，提取图片特征，训练图片信息识别模型。
36.如图5所示，基于现实中的灾后救援，本应急通讯系统的应用方法如下：s1：救援队进入灾区，建立主控制站，并将队员分批次散开，每个小队装配一个用户机；s2：当小队位置确定之后，所有用户机向北斗卫星发送定位信号，北斗定位模块对所有用户机进行定位，并将每个用户机对应的位置信息发送回对应的用户机；s3：测距模块测量并遍历所有用户机之间的距离，排查出脱离无线通讯范围的用户机，并生成导向信息发送至对应的用户机；s4：脱离无线通讯范围的用户机对应的小队根据导向信息进行移动，并重新确定位置；s5：所有小队进行救灾行动，并将物资信息，人员救援信息等关键信息通过北斗通讯模块和主控制站进行交互，由主控制站进行资源通常，人员统计等工作；s6：小队之间通过无线通讯模块继续交互，当发现单凭一个小队无法进行救援的情况，小队可以发送全局信息或者区域信息，请求其他小队帮忙，其他小队根据发出请求信息小队的定位信息，和对应的距离，集中进行抢救。
37.本实施例中，通过北斗定位以及基于北斗定位的测距功能，能够得知请求支援小队的定位信息和用户机之间的距离，方便小队快速移动进行集中抢救，提高救援效率；通过设置无线通讯模块，将每一个用户机视为微型基站，实现信息中转，以用户机组成的无线通讯网络能够提高信息交互效率；通过北斗通讯模块和无线通讯模块，可以实现用户机与主控制站之间和用户机与用户机之间的全方面的信息交互，提升沟通效率；通过设置信息分类模块，将信息进行分类，避免信息交互冗余，进一步提高信息交互效率。
38.实施例2如图1所示，还包括有信号中转模块，所述信号中转模块用于加强用户机之间的信号传输，当用户机与用户机之间存在较大的阻挡物时，信息传输效率明显降低，通过阻挡物附近设置信号中转模块，实现信号在阻挡物处进行中转，提升信息交互效率。
39.如图1所示，还包括降噪模块，配置为滤波器，用于对用户机接收的信号进行降噪处理，外界环境存在大量电磁波，这些电磁波对于信息交互来说是噪声，通过滤波器对接收的信息进行降噪，提高信息交互的准确率。
40.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。