便携式指挥通信终端及控制方法设计
王万停+华红胜
摘要：文章主要从通信控制设计、键盘接口设计及结构优化携行设计等方面研究了便携式指挥通信系统，其应用场景广泛，主要用于专网指挥调度、开设应急指挥系统、抢险救突、反恐维稳等方向。
關键词：便携；通信指挥；终端
1现有指挥通信系统的缺点
在野外或突发环境条件下，公共网络不能使用或不便于使用时，需要应急开设指挥通信系统来进行通信组网以及相应数据话音通信功能。现主流的应急指挥通信系统中，多为通信设备、计算机设备分离的各个单体设备完成相应的指挥通信功能。
如MFT-1型指挥系统，其通信控制器完成通信控制和组网功能，接口设备和控制面板组合完成终端用户的话音和数据通信功能；电话机完成话音接口通信。MFT-1型指挥系统的用途是实现通信控制器与8个终端设备之间的语音和数据通信；实现系统间的数据和话音互通，以及实现MFT-1型指挥系统与上级指挥系统的信息互通。其工作原理是：通信控制器是系统控制中心，完成通信控制、管理、参数设置、语音及数据交换；通信接口设备是数据、话音复分接终端。系统采用数话同传技术，通信控制器与通信控制器、通信接口设备间通过调制解调器实现链路连接，链路数率可达33.6kbps，传输距离可达10km。通信接口设备有一个语音终端（耳机话筒组）接口和一个RS422数据终端接口（接信息处理机），从通信控制器来的话音分接到语音终端、数据分接到数据终端；语音终端的语音数据和数据终端的数据经过复接后发往通信控制器，由通信控制器完成分接和交换，实现语音和数据的交换。它们都存在设备多附件多、成本高、终端设备分离不便于使用的缺点。
其他系统有局域网手持设备，但也须设置基站，不能实现在无基站情况下的手持设备之间无线局域网方便快捷地通信。
蓝牙和WiFi技术在便携机上应用是目前民用领域内的主流。蓝牙技术实现了设备的无线连接工作，提供了接入数据网的功能，并且具有外围设备接口，可以组成一个特定的小网。其带宽达到十几兆赫兹，可在几百米范围内实现无线的数据和话音的传输。因其通信距离近，只能实现最大百米内的通信；绕射能力差，只能在可视范围内使用。
可见现有技术设备组合复杂，连接线缆多、附件多；在野外环境、应急指挥、携行使用时不便于快速开设指挥所。
2系统设计
为克服上述缺点，本设计所要解决的技术问题是，把通信、控制、计算机集成在计算机主机内，即实现有线、无线的通信指挥和控制，又增加观测、气象等应急条件下必需使用的接口，便于通信设备携行和快速地开设与撤收。本设计通过以下技术方案解决上述问题。
2.1便携式指挥通信设备
便携式指挥通信设备包括：内嵌计算机、通信控制板和嵌入式通信模块。
2.1.1内嵌计算机
内嵌计算机包括计算机主板、信号转接盒、锂电池组、键盘、显示屏和电子硬盘，内嵌计算机完成上层的应用软件处理且与底层的通信控制单元的信息交换；通过计算机主板提供电源变换及电源管理，给通信控制板和嵌入式通信模块供电，内嵌计算机通过信号转接盒实现通信控制信号与外部设备的互连；通过锂电池组连接计算机主板，实现对整机便携式指挥通信设备供电，计算机主板通过串口与通信控制板实现信息交换，通过电源口给通信控制板供电；通信控制板通过串口和话音口与嵌入式通信模块连接，实现对嵌入式通信模块的有线、无线的通信控制；计算机主板的处理器通过总线连接系统控制器、内存、串口、键盘、电子盘、显示屏、电源变换及管理模块完成整个内嵌计算机信息处理功能；嵌入式通信模块完成与手持终端的有线/无线的数据和话音通信。
2.1.2通信控制板
完成有线通信控制或无线通信控制、话音数据的复接与分接、有线远距离通信的远传、外围接口电路的控制与匹配。通信控制板以ARM处理器模块作为整机的交换控制中心，完成接口配置、控制管理，各种传输接口的初始化，模式、速率设置，数据通信过程链路状态的监控和管理以及对接口电气管理；完成内部通信网络、第一无线电台和第二无线电台的协议解析；完成数据收发、转发和交换，数据收发包括各种接口数据的收包和发包处理，数据转发包括系统内部接口间相同数据协议格式的交换收发处理，数据交换包括通信协议或输入指令完成各种接口间一对一、一对多以及多对一共3种路由形式的数据转发处理；DSP模块完成话音压缩编码及解码，包括G.729和CVSD方式，G.729话音用于V.34接口话音，CVSD话音用于K话音；完成话音交换、融合、增益调节和回声抵消，在核心控制处理器的控制下完成话音的交换和融合。FPGA模块完成话音时隙信号、控制逻辑产生、电平匹配，K口链路协议解析；串并转换电路完成串口的扩展；编解码器模块实现话音接口的A/D，D/A转换；K接口电路作为预留电路；MODEM远传模块完成远距离的数话同传功能；电源模块A产生通信板所需的所有电源。
2.1.3嵌入式通信模块
由DSP处理器模块、训练器、射频电路、基带信号、调制解调模块构成；DSP处理器模块与训练器、基带信号、调制解调模块、串行接口电路、话音编解码电路互连，训练器和射频电路互连，基带信号和调制解调电路互连，调制解调电路与功放接口电路互连；DSP处理器模块通过总线连接训练器、基带彳目号、串行接口电路、话首编解码电路完成有线、无线的数据和话音控制与处理。
2.2ARM处理器模块
通过总线与DSP处理器模块、FPGA模块、MODEM远传模块、K接口电路、第一无线电台接口电路、第二无线电台接口电路、编解码彳吴块、串并转换电路、串行接口电路的互连，完成通信有线接口控制、远传接口控制、无线电台接口控$|J、时分体制的时隙交换、话音编解码的输入输出、数据和话音复接和分接等核心控制和数据处理功能。
2.3键盘
设有话音一键、话音二建、话音三键、话音指示灯一、话音指示灯二、话音指示灯三、数据指示灯一、数据指示灯二、数据指示灯三，且与通信控制板连接；键盘还设有通信管理键、常用口令键、开始口令键、辅助功能键、数据管理键、图形显示键，且与计算机主板连接。
通信管理键主要用于设置通信参数、终端类型。
便携式指挥通信终端的控制方法，话音一键用于设定本次通话是对上级指挥所，按下话音一键，相应的话音指示灯一亮红灯；话音二键用于设定本次通话是对友邻便携式指挥通信终端，按下话音二键，相应话音指示灯二亮红灯；话音三键用于设定本次通话是对下级手持终端，按下话音三键，相应话音指示灯三亮红灯；与上级之间有数据传输时，数据指示灯一亮绿灯并闪烁；与友邻之间有数据传输时，数据指示灯二亮绿灯并闪烁；与下级手持终端之间有数据传输时，数据指示灯三亮绿灯并闪烁；按通信管理键进入到通信管理，按键盘上的“TAB”“↑”“↓”键选择通信参数、终端类型设置，按键盘上的“ENTER”进入该菜单对应的功能界面；按常用口令键进入常用口令功能界面，完成对上、对下常用指挥命令的编辑、发送；按键盘上的“TAB”“↑”“↓”键选择对上报告报文、对下下达命令报文，按键盘上的“ENTER”键，进入三级菜单，再按键盘上的“TAB”“↑”“↓”键选择菜单，按键盘上的“ENTER”键，进入相应的功能界面；按开始口令键进入口令编辑菜单，在口令屏中编辑口令；按键盘上的“TAB”“↑”“↓”键选择报文，再按键盘上的“ENTER”键进入該菜单对应的功能界面；按辅助功能键进入辅助功能界面，在辅助功能中，完成系统时间设置、数据输入、预选地点输入、简易测地计算输入；按数据管理键进入数据管理功能界面，进行目标存储、查询有关数据、清除有关数据的操作；按图形显示键，进入图形显示功能界面，对图形进行放大和缩小。
本设计所产生的有益效果是，可以实现两个便携式指挥通信终端之间的有线远传，可以实现对外接电台的无线控制，可外接观测、气象等设备实现指挥通信与观测气象等功能集成的便携式指挥通信设备。通过内嵌的嵌入式通信模块可以实现与手持终端（含嵌入式通信模块）有线/无线话音和数据通信功能。便携式计算机可配置在前方观测或后方指挥。一台便携指挥通信设备可携带指挥8?30个手持终端、2?3部无线电台话音和数据通信、一部观测设备、一部简易气象设备。
3典型应用
便携式指挥通信设备具体典型应用：前方观测与后方指挥所各配置一套便携式指挥通信设备。
3.1前方观测便携式指挥通信设备与后方指挥所便携式指挥通信设备互连
（1）有线采用远传接口互连，通信速率为33.6kB/s，通信距离可达15km，数据和话音可以同时传输；（2）无线采用电台话音和串口接入控制方式。
3.2便携式计算机与上级指挥所通信
（1）有线采用K口互连，通信速率为128kB/s，通信距离可达6km，数据和话音可以同时传输；（2）无线采用电台话音和串口接入控制方式。
3.3便携式计算机与下级手持终端通信
便携式计算机与下级手持终端通信。（1）通过有线接口互连，通信速率为19.2kB/s，通信距离2km，数据和话音可以同时传输；（2）无线采用扩频方式，通信速率为19.2kB/s，通信距离2km，数据和话音可以同时传输。
便携式计算机的关键点在于通过集成计算机、通信控制板和嵌入式通信模块，完成有线15km远距离的组网通信；完成近距离2km内的有线/无线数据和话音通信；且具备专用的调度指挥按键；在大型公共网络移动、联通、电信等无法使用的情况下，能实现一定区域的指挥通信功能；且展开、撤收快速。
4结语
本设计在野外环境条件下，实现了集通信、控制和计算机技术于一体；解决了在突发环境，联通、移动、电信等公共网络瘫痪条件下，能实现便携式计算机与便携式计算机之间的被覆线远传通信距离15km，且能外接无线电台实现无线应急指挥通信；便携式计算机外接手持终端通过被覆线、无线扩频方式组建局域网实现应急指挥通信，通信距离2km；外接观测器材，实现对6km之内的目标物进行观察和定位；能外接简易气象设备对周边环境进行简易的风向、风速、气温、气压的测量。
