移动通信设施

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇移动通信设施范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

移动通信设施范文第1篇

关键词：通信基站；综合防雷；联合接地

中图分类号：S972.7文献标识码： A

1、引言

随着人们对信息的需求日益增加 ,使得通信事业得到了迅猛发展 ,通信系统变得越来越庞大 ,通信基站遍及各个偏僻的角落。从而使传输线路的环境日趋复杂 ,通信基站的数量及所处的地理位置、周边环境、铁塔高度、土壤电阻率都有较大差别 ,基站中应用的各种各样的通信设备越来越多 ,集成化、数字化程度不断提高 ,需要的设施也日趋增加。这就为通信基站的防雷系统提出了更高的新要求。

2、雷电对移动通信基站的危害

雷电是自然界中强大的脉冲放电过程，有天空中不同带电云层之间、带电云层和建筑物之间等等。雷电入侵移动通信基站造成损坏是多渠道的。一般说来，我们可以把雷电放电对通信基站系统设备可能产生的危害形式划分为下列几类，在雷暴活动区域内，雷云直接通过人体、建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位，我们可由基站天线和机房遭受直击雷的情况看出它对基站的危害。

3、直击雷防护设计

移动通信基站通常具有以下几个特点：

①地理位置：在城区通常设在高大建筑物的较高楼层上，在郊区和乡村经常设在开阔地带或山区。

②机房条件：无论是在城区还是在乡村，大量建在非专用通信建筑内，这些建筑往往不具备符合要求的防雷实施（包括外部防雷装置、内部防雷装置和地网等）。此外，机房面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施。

③交流电源：特别是在乡村和山区，机房的交流供电通常是由户外架空引入。

建筑物年预计雷击次数应按下式确定：

N ＝ k×Ng×Ae

式中：N ──建筑物预计雷击次数0.11（次/年）；

k ──校正系数，（因在土山顶部的建筑物取1.5）

Ng─建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次5.94(km2・a)；

Ae──与建筑物截收相同雷击次数的等效面积0.012(km2)。

雷击大地的年平均密度应按下式确定：

Ng＝0.1Td

式中：Td──年平均雷暴日（d/a），根据新余气象台资料确定为59.4天。

建筑物等效面积Ae应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：

当建筑物的高H小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定：

式中：D──建筑物每边的扩大宽度（m）；

L、W、H──分别为建筑物的长、宽、高（m）。

由上述公式算得基站的年预计雷击次数为0.11(次/年)

根据通信基站的特点，初步对通信基站的直击雷防护提出以下要求：根据YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范中3．2和4．3条中规定可知塔顶应安装避雷针，发射天线、航空标志灯等设施都应在其保护范围之内，金属塔体可作为引下线。如另外加设引下线应采用不小于40mm×4mm的镀锌或50mm的铜铰线。铁塔的四脚均应与地网连接。

单只避雷针保护范围：利用铁塔作接闪装置，保护范围可以根据建筑物防雷规范《GB50057-2010》中的要求计算得出，当避雷针高度h≤hr时：（hr为滚球半径）

（1）距地面hr处作一平行于地面的平行线；

（2）以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线于A、B两点；

（3）分别以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面上就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。

式中：rx――避雷针在 hx高度的xx′平面上的保护半径（m）；

hr――滚球半径（m）；

hx――被保护物的高度（m）；

r0――避雷针在地面上的保护半径（m）。

rx=-

=-

=37.4-16.2

=21.2

机房边上的通信铁塔保护范围为21.2m。该建筑物完全在保护范围之内，故不考虑直击雷防护。

馈线：基站的馈线一般采用同轴电缆，由于它已在避雷针的保护范围内，其引入机房的主要是感应雷电波，所以，可采取屏蔽层接地的方法，将雷电流尽快泄入大地，减少对机房通信设备的影响。应将同轴电缆的金属屏蔽层在塔顶与铁塔的钢梁连接，作为一个接“地”点；离开塔身至机房转弯处上方0.5～1m 适当位置与铁塔钢梁连接，作为另一个接“地”点；在机房入口处就近与地网引出的接地线妥善连通，作为第三个接“地”点。当同轴电缆长度超出60m 时，金属屏蔽层应在铁塔中部增加一处接“地”点，使相邻两个接“地”点间的距离不超过60m。电缆金属屏蔽层接地可以防止高电位引入机房，在高电位到达电缆时，电缆金属屏蔽层与芯线之间的绝缘介质被击穿，两者连通。根据集肤效应，电流被排挤到金属屏蔽层而进入大地，从而起到钳制高电压引入的作用。同轴电缆进入机房后，在连接到基站通信设备前其芯线应加装天馈避雷器，以便让从芯线传来的雷电能量泄放到大地，防止感应雷的引入。

4、联合接地设计

在整个防雷系统中接地系统是一个基本前提，只有具备了良好的接地系统，防雷设备才能真正发挥作用。所以，接地系统的建设是所有防雷工作的基础。

1)接地是为了防止电磁干扰起屏蔽作用；

2)接地是为了泄放过电压以保护设备和人身安全；

3)接地是为了起着工作回路的作用；

4)在受到雷击时以供大电流泄放入地，以保护设备和人身安全。

4.1 接地体

接地体宜采用镀锌钢材，其规格要求如下：

钢管，φ50mm，壁厚不应小于3.5mm。

角钢,不应小于50mm×50mm×5mm。

扁钢，不应小于40×4mm。

垂直接地体长度宜为1.5~2.5m，垂直接地体间距为其自身长度的1.5~2倍。若遇到土壤电阻率不均匀的地方，下层的土壤电阻率低，可以适当加长。当垂直接地体埋设有困难时，可设多根环形水平接地体，彼此间隔为1~1.5m，且应每隔3~5m相互焊接连通一次。在沿海盐碱腐蚀性较强或大地电阻率较高难以达到接地电阻要求的地区，接地体宜采用具有耐腐、保湿性能好的非金属接地体。接地体之间所有焊接点，除浇柱在混凝土中的以外，均应进行防腐处理。接地装置的焊接长度：对扁钢为宽边的2倍，对圆钢为其直径的10倍。接地体的上端距地面不应小于0.7m，在寒冷地区，接地体应埋设在冻土层以下。

4.2 接地线与接地引下线的设计

1）接地线宜短、直，截面积为35~95mm2，材料为多股铜线。

2）接地引入线长度不宜超过30m，其材料为镀锌扁钢，截面积不宜小于40mm×4mm或不小于95mm2的多股铜线。接地引入线应作防腐、绝缘处理，并不得在暖气地沟内布放，埋设时应避开污水管道和水沟，在地面以上部分，应有防止机械损伤的措施。

3）接地引入线由地网中心部位就近引出与机房内接地汇集线连通，对于新建站不应小于两根。

4）接地汇集线一般设计成环形或排状，材料为铜材，截面积不应小于120 mm2，也可采用相同电阻值的镀锌扁钢。

8、结论

移动通信基站是电源系统、接收/发射系统、天馈线系统以及中继传输系统等构成的一个综合系统。经过现场的勘察与实践，现在己形成一系列对通信基站防雷有效的方法和技术。这些成功的防雷方法和技术，归纳起来有接闪、均压等电位连接、接地、分流、屏蔽以及躲避等。将这些方法应用于移动通信基站的防雷，可在一定程度上减小雷电对基站的危害。防雷的目的是保证各系统都能正常工作，不受雷电的干扰和破坏。

参考文献：

[1] GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S]

[2] YD5068-98.移动通信基站防雷与接地设计规范[S]

移动通信设施范文第2篇

关键词：移动信息；城市规划 ；科学技术

如果说移动信息化是当前信息化发展的主要标志，那么城市移动信息化将是当前世界新文明的历程和主导。城市移动信息化不仅仅是当前电话、PC和互联网等通信技术的占有率和普及效果，更是当前各个信息化建设和信息化项目的结合体。从当前社会发展的过程中我们可以看出，城市信息化随着人们对各种需求的增加而不断地朝着移动方向逐步的发展。当前城市移动信息化可以分为三块，主要有移动商务、移动电子政务和移动电子生活。

一、打造未来移动城市

自从2004年奥地利布雷根茨市建成了世界上首个移动城市，希望通过先进的移动通信技术，为当地的居民以及游客提供更具创新性的产品与服务。从此，移动城市概念第一次进入人们的是视野。在瑞典，移动技术已经被政府广泛应用，用以实现和公众的各种交流。移动技术为政府办公和公众带来了很多便利。

从其它国家的“移动城市”建设中我们可以得到以下启示，未来的移动城市建设将以用户为中心来研究和开发技术与应用，在开发移动城市的同时重视对商业模式、价值链的调查与研究。强调融合、强调多种业务能力的配合，使人得到更加丰富的业务体验。与其他产业的互动，形成合力，共同发展。移动城市未来典型特征。

二、移动商务迎来电子商务新突破

随着当前各种先进的科学技术和先进的信息通信技术的不断开发和利用，各种企业之间的商务贸易逐步呈现出多元化发展的趋势，为信息化做出促进和推动的作用。为了实现商务的移动化，可以根据用户的具体应用要求、投资规模而采取不同的技术平台。WLAN、GPRS、3G等都将成为移动商务应用的主流技术。移动增值服务如SMS、WAP，特别是未来基于3G的各种服务将会移动商务提供更丰富的应用平台。

3G数据高速传输的特性决定了移动商务业务的多样性。信息类和沟通类移动商务业务是用户需求最高的业务类型，其次是娱乐类和交易类。移动互联的发展推动着移动商务各细分市场的高速增长，该市场将逐步进入深度运营时代，市场竞争将逐步展开，而以客户服务为先导的市场战略必将取代以营销为先导的旧的市场认识。

三、移动信息化联盟成为移动信息化建设催化剂

在科学技术日益发展的过程中，通信技术早已成为人们追求的目标，早已是业内关注的重点，信息化是当前发展的基础，城市移动信息化成为当前人们生活生产中追求的目标和主流。移动数据业务在行业信息化领域有着广阔的应用前景已成为业界的共识。当前，不仅移动运营商、网络运营商、终端设备提供商、基础设备提供商，而且软件开发商、移动应用服务商、软件平台提供商、系统集成商等都密切关注移动信息化的发展。

四、移动信息化的构成

在当前移动信息化主要分为其部分，基础设施提供商、平台软件提供商、网络运营商、移动应用服务提供商、应用开发商、终端设备提供商和最终用户。由于当前各种设备生产的过程中生产商逐步出现多样，多形态的，因此使得设备在生产过程中出现众多的不一致现象。面对众多的终端设备供应商及众多的应用软件供应商，标准的不统一，当然会对应用的推广造成影响。标准的不统一，在很大方面是利益在作祟，有的厂商在提供自己的产品或解决方案时，为了对自己用户形成长期的“控制”，有时甚至故意做成不兼容的标准产品。这种事情在行业发展初期，也是经常可见的现象。但是，只有真正的做到信息共享，才能体现移动信息化的优势。移动信息化产业要发展，产业链就必须按照“政府主导、行业引导、企业参与”来分工合作，实现共赢。

（一）网格管理 优化服务

网格管理是当前城市移动信息化建设中的一个重要手段，也是能够有效的解决城市通信问题，实现城市信息传递的快速、实时监督、动态管理、协同处理的问题，极大地提高了管理和执行效率。运用网格管理和地理编码技术，将城市部件标注在万米单元网格图中，使每一个城市部件都有准确定位，实现分类、分项管理；为每个社区设立3-4名城市管理监督员，使用终端采集器“城管通”，通过GPRS网络实现文本、地图、声频和视频的无线数据传输，在指定城市管理空间范围内对城市管理对象和环境进行监督;项目还搭建了城市管理信息平台，设立呼叫中心，建立信息实时传递系统。

（二）安全城市——感受“空间触发”和“应急通信”

安全已成为人们生活中不可缺少的一部分，是保障人们健康良好生活的前提。随着社会的不断发展，人们期待着用先进技术和手段将各种隐患都降低到最低，接触各种面临的隐患。 “总体来说，一套功能齐全、反应灵敏、运转高效的公共安全系统应该具备以下特点：可靠的基础信息网络，包括语音、数据网络等的支撑，特别是建立紧急情况下的应急通信保障机制；跨平台的数据共享能力，能与信息源，如视频监控集成互通，视频监控是重要的信息采集子系统: 高可靠性、冗余设置的统一联动指挥系统，以及相应的快速反应决策支撑系统；系统的软件模块要采用分布式设计，每个模块稳定地独立运行，一旦发生故障不影响其他模块运行。

1、“移动网络，你的安全伞”

移动定位不是一项新业务，但是确是一项在行业应用领域极具发展潜力和优化空间的业务。

2、城市安全，应急联动通信系统的价值实现

“从技术的角度来看，应急联动系统是一个集通信、计算机、地理信息、全球定位系统、网络管理、视频、数据库、指挥调度处理统一的信息和管理平台；从管理的角度来讲，它是一个应急联动平台，但非应急的时候，也可是一个良好的办公和信息共享的平台。应急联动系统成功应对突发公共事件的三个关键因素是：1、信息的充分共享；2、协同；3、响应速度”，从信息共享的方面来看，系统首先应实现对现场第一手资料的快速掌握，这需要一个跨平台的数据共享机制。现在不同政府部门、各个行业都有自己的平台。如何使跨平台更好地共享相关数据，这是应急联动需要去解决的关键问题之一。

（三）高效的城市——打造高效协作平台

移动城市建设涉及到的生产管理和商务领域很多，需要创造多样化的商业模式，由于微软和IBM等公司都加入到移动城市化建设中，他们提供基础软件和硬件平台。

移动通信设施范文第3篇

关键词 移动通信；室内分布；设计研究

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0080-01

1 概述

近几年来移动通信技术飞速发展，手机已经慢慢成为人们生活中不可或缺的一种移动通讯工具，并且随着移动互联网时代来临，人们对通信的需求逐渐从单一语音业务发展为多类型数据业务。在室外环境中，用户的通话质量可以得到保证，但是在大型的封闭的室内的环境下（例如：大型购物广场、现代化的办公楼等），由于现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害，使通话质量严重下降。如何才能避免无线电信号在通过建筑时的衰减成为众多专家的研究对象，经过长时间的研究发现室内分布系统可以很好的避免这种情况。那么到底什么是室内分布系统呢？室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。

2 室内分布系统的组成、应用及类型

室内分布系统通过耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备将无线信号均匀分配到室内各个区域，实现无线信号对室内的延伸覆盖。

2.1 室内分布系统的组成

室内分布系统主要由以下两部分组成。

1）信号源：包括蜂窝基站、直放站、分布式基站等。

2）分布系统：包括的有同轴电缆、光缆、功分器、耦合器、天线等。

2.2 室内分布系统的类型

室内分布系统主要有以下3种类型。

1）泄漏电缆分布系统：这种分布系统指的是在信号传输过程中，将信号均匀的分布在所经过的区域。

2）光纤分布系统：光纤站近端在信号源所在之处，通过近端实现光电转换，将射频信号转换为光信号，并经光分路器分配进入光纤传输至各远端；光纤远端为光电转换取出射频信号，并经过功率放到输入室分反馈系统。

3）同轴电缆分布方式有源分布系统：在建筑物覆盖面积较大时，前述的无源天馈线很难满足需要；可增加中继设备来补偿信号在传输过程中的损耗。

3 室内分布系统的设计

既然室内分布系统有如此重要的作用，那么我们就来说说该如何进行室内分布系统的设计。首先我们要知道进行室内分布系统设计时所必须遵从的3大标准：①采用比较小的功率与多条天线相结合的原则；②“先局部、后整体”、“先平层、后主干”的设计顺序；③主干线上主要用耦合器，平层主要用功分器。

在进行室内分布系统的设计时，除了需要把握以上3条原则外，还需要注意以下几点。

3.1 室内分布系统天线存放方式

1）可以考虑在容易受到侵扰的地方设置天线：有时候我们的顾客要求在屋内时必须得用屋内的信号，但是屋内的信号区域却容易受到屋外的信号的干扰，这个时候只能根据屋外对屋内信号的干扰强度来选择最为合适的地方来布防天线了。

2）可在走廊等一些地方布置天线：在走廊的十字路口等处布放天线，可以使该天线能够照顾多个方向的覆盖。

3）我们可以考虑在屋内布置天线：因为信号在穿过钢筋水泥时会逐渐衰减，所以我们对于需要高强度信号的地方我们可以考虑把天线放置在房间之中。

4）在一些切换区域布放天线：在电梯厅附近布放天线这样就可以做到覆盖房间的同时，覆盖电梯厅。

5）固定天线的方向防止信号的泄露：我们的生活中有些地方比较容易造成信号的泄露，这时我们应该采取的策略就是采用固定的一定的姿势放置我们的天线，这样我们就可以利用天线本身的特性来防止信号泄漏到室外造成干扰。

3.2 室内分布系统的功率分配原则

1）主干线可采用耦合器+功分器分配功率方式。

2）“先平层设计”，主要用功分器（保证天线口功率平衡）；根据天线数量确定采用何种功分器。

3.3 系统切换设计策略原则

1）普通建筑物的大厅的出入换区，一般来说在距离大厅门口6-7。米的距离是比较合适的。交换区的不应该距离公路太近或者距离大厅门口较远。

大唐切换设计策略：①“小功率、多天线”方式；②天线口功率可调。

2）电梯切换设计策略：①以电梯为单位作为一个小区；②非全楼覆盖时，电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅；③如果遇到的楼非常高的情况下，不能够做到同一个小区覆盖，需要引入相邻小区的信号；④电梯内外不同小区时，切换区域一般都会选择在电梯厅。

3）车库出入口切换设计：在车库出入口位置安装天线保证切换。

3.4 干扰和泄露的预防

在实际操作中，为建立较完美的无线覆盖网络，在设计时应兼顾边缘场强的计算，保证不会产生明显的信号泄漏。

1）较小功率与多条天线相结合的方法来解决屋外信号对屋内的干扰以及来尽量减少屋内信号的泄露问题。

2）屋外网络信号最优化处理。

4 结束语

室内分布系统可以较为全面的解决室内通话质量不高等问题，可以提高通话的接通率，可以很好的开辟出通话质量较高的区域。但是通信室内分布系统的设计是一项复杂的工程，需要考虑很多的问题，本文只是从天线布放、电梯覆盖、功率分配、系统切换、干扰和泄露几个方面进行探讨，在实际工程设计时还有许多问题需要考虑。

参考文献

[1]胡宜雪.移动通信家庭室内分布系统的研究与设计[D].武汉邮电科学研究院，2012.

[2]韩洁.移动通信室内分布系统设计探讨[J].电子世界，2013（16）：5.

[3]李轩.移动通信室内分布系统故障分析及处理方法[J].中国工程咨询，2012（09）：32-38.

[4]黄云飞.3G无线网络规划的方法[J].电信快报，2003，（6）.

[5]摩托罗拉工程学院.多网合一室内分布系统方案的研究[M].北京：电子工业出版社，2005.

[6]王月清.宽带CDMA移动通信原理[M].北京：电子工业出版社，2000.

移动通信设施范文第4篇

【关键词】移动护理，信息系统 ，设计，实践

21世纪是信息化的时代，随着电子设备的高速发展，高科技电子产品也走入了千家万户，轻巧灵便的特点使其备受瞩目和追捧。而医疗行业也是最早使用高科技的行业之一，HIS、PACS、LIS系统的建立就是很好的说明。HIS是一种应用于医院的一种管理系统软件，这个软件最主要的作用就是方便医院对病人实施管理。其主要功能包括着：为病人建立个人档案，（档案内包括病人的缴费银行卡，病人的病历，病人的过敏药物等），自动完成划价和交费，费用即刻在电脑上详细显示出来，自动记录医嘱，记录药物的品种、使用方式和注意事项。这个系统十分的实用，但是移动终端的出现也最终会改良这种系统，这就是移动护理信息系统，这个系统与HIS系统基本相仿，也可以说是HIS系统下的一个新的应用，医护人员可以仅仅使用PDA或是平板电脑就可以完成HIS系统所具备的功能。

1移动护理信息系统的优点

1.1携带方便、使用简单

方便携带的平板电脑和PDA就可以记录病人的生命体征数据和医生的医嘱，不用医生拿着病历本进行记录再到电脑上进行导入，提高了工作的效率。

1.2减少差错

移动护理信息系统依靠RPID技术即射频识别技术，让医护人员在进行日常护理工作时，通过对病人腕带上的扫描进行身份的识别，同时PDA上会出现病人的所用药物、药量、注意事项、过敏情况等，避免出现药物勿用、计量不准确等情况的出现，降低医疗事故发生的概率。同时在医护人员对病人进行身体检验检查时，PDA上一样会出现需要检验检查的项目和注意事项，同时做完检查项目之后，病人的生命体征数据将会自动川软LIS系统中，方便数据的处理和储存。

1.3系统使用简便，方便拓展

因移动护理信息系统使用的是无线网络，如果网点设置不够全面，增加AP网点的设置非常简单，同时维护工作也非常容易。

2移动护理信息系统的功能设计

2.1系统功能的设计和实现

（1）具备身份验证功能。移动护理信息系统应当具备着身份验证功能，这个验证方式包括着病人验证模式和医护人员验证模式。医护人员的验证是实时验证验证，保障医护人员的身份准确性。

（2）具备病人信息实时储存实时更新的功能。病人的信息一旦在移动护理信息系统中登录，信息系统就需要对病人的各项信息进行实时的记录和更新。其中信息记录包括，病人的生命体征数据，病人的过敏病史，根据病人的生命体征所更新的忌服药物等。其中生命体征数据就是在医护人员使用PDA进行定期实施记录的，病人的每一次检验结果都会实时录入LIS系统，保障数据记录的可靠性和真实性，提高医院医师的工作效率，降低出错的概率。同时对于病人的体检报告要进行严格的记录和对比，按照时间顺序进行排序，方便医生进行分析。

（3）移动终端信息个人化功能。移动护理信息系统赋予每一个医护人员相关的权限，在系统中医护人员的个人信息和操作目的并不能让不相干的医护人员所了解，即每个医护人员的个人工作信息不能通过网络进行共享，实施工作信息保密功能。同时病人的个人信息需要进行保密，不外泄病人的病例病史和治疗方案。

（4）实现医嘱，药方的实施更新功能。医嘱分为药品、治疗、护理、手术、检查、检验、膳食、这些模块，方便病人进行查询，同时病人能够通过自己的系统与主治医生进行沟通和交流。

（5）记录功能。移动护理信息系统会对医护人员的操作进行记录，即医护人员在移动护理信息系统中接受任务，在完成操作之后要进行反馈。移动护理信息系统及时接受病人的评价和反馈。这个功能主要是保障医护人员的工作态度和工作质量。

2.2无线网络的设计

因医院的工作环境较为复杂，楼层科室较多，人员复杂，设备设施会出现干扰信号的情况，要想使移动护理信息系统的使用不受影响，就要设计出科学合理的无线网络。无线AP的布置情况由三种方式：

走廊吊顶。这种方式布线施工简单，需要的AP数量在最少，成本最低。但是由于楼层科室干扰的因素可能出现接收死角，信号衰弱。

室内功分。在每一个病房中放置AP点。这种方式使每个病房均匀、稳定、无死角，不容易受到外界干扰。但是由于每个病房都放置AP点，使得布线复杂，投入成本高，维护成本高。

室内吊顶。因每个病房中放置AP点的成本较高，为了降低成本，可以选择在每三个病房中放置一个AP。这种方式信号强度较强但是有个别病房的信号会有所衰弱。

移动通信设施范文第5篇

关键词： 通信模块； 车联网； 车载终端； RFID； 物联网

中图分类号： TN391?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）20?0031?04

Design and implementation of mobile wireless data communication system

for Internet of vehicles

YAO You?lin1， YOU Fei1， GAO Zhu?lian1， XU Dong?sheng2， ZHANG Feng1， ZHANG Yong?heng1

（1. School of Information Engineering， Yulin University， Yulin 719000， China； 2. School of Software， Xi’an University of Arts and Science， Xi'an 710065， China）

Abstract：In order to improve the mobile wireless data communication ability of Internet of Vehicles （IOV）， and realize vehicle monitoring and navigation with the wireless data communication system， an IOV mobile wireless data communication system was designed by means of RFID and GPS technologies， through structural analysis of IOV wireless data communication system. The overall structure of vehicle terminal， communication module of vehicle terminal， RFID perception communication module， mobile communication platform architecture， locating and tracking communication module and remote control communication module were researched. Application results show that the mobile wireless data communication system has better abilities of display and information processing， can deal with navigation， information service， vehicle information display and assist control functions required in the vehicle terminal information communication service.

Keywords： communication module； Internet of vehicles； vehicle terminal； RFID； Internet of Things

0 引 言

在车联网（ Internet of Vehicles，IoV）中，移动无线数据通信是核心的系统，车辆监控与导航都要通过无线数据通信系统来实现和管理。车辆监控与导航的研究在国外起始于20世纪70年代，目前称为自动车辆定位与导航 （Automatic Vihicle Location and Navigation，AVLN）。AVLN是智能运输系统（Intelligent Transport System，ITS）或智能汽车/公路系统（IVHS）的基础环节。车辆定位与导航可采用各种技术手段进行，但其中车辆精确定位的实现最重要，也最困难，花费最高。但自从GPS应用于车辆监控与导航中，情况发生了划时代的革命性变化[1]。面对车内日益繁重的信息显示和处理任务，车载信息终端通信系统被作为热点提出。汽车导航系统凭借其在显示能力和信息处理能力上的优势，有潜力成为车载信息终端的最终载体集成了导航、信息服务、车辆信息显示与辅助控制等功能的车载信息终端将是未来发展的方向[2]。

车联网是物联网（Internet of Things，IoT） 领域一个重要分支[1]。物联网依托射频识别（RFID）技术、传感技术、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等，将物品与后台各类信息系统连接起来进行信息交换和通信，最终构建起一个集识别、定位、跟踪、监控和管理等功能于一体的跨媒介网络。物联网应用的关键技术主要包括RFID，GPS和GIS等。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，具有读取速度快、存储空间大、辐射范围广、可实现重复读/写等多种优势。一个基于RFID的信息系统至少包含RFID标签和阅读器两部分，阅读器通过射频信号自动获取RFID标签中的存储信息，整个过程无需人工干预。GPS系统以24颗覆盖全球的卫星作为空间信息支撑，依托庞大的地面控制系统，可以在任意时刻采集到精确的经纬度，以实现定位、导航等功能，该系统可方便地安装在汽车等交通工具上。GIS系统在计算机软硬件支持下，以地理空间数据库为基础，通过对GPS信号的捕捉和处理，实现对空间地理信息的采集、存储、管理和显示等功能[3?4]。

本文根据目前车联网应用需求，针对实际业务，在智能交通系统、传感器网络技术发展基础上，利用物联网感知技术和GPS技术，设计车载信息终端通信系统的主要架构和通信模块。

1 车载终端通信系统

1.1 车载终端总体结构的设计

车辆作为车联网的重要构成主体之一，因其为移动物体，联网必须依靠移动互联网技术来实现。在车联网应用中，面对车内日益繁重的信息显示和处理任务，车载信息终端系统要承担诸多通信服务功能。汽车载通信终端集成了导航、信息服务、车辆信息显示与辅助控制等功能。车载通信终端处理平台架构如图1所示。

图1 车载终端通信系统架构

1.2 车载终端通信模块的设计

车载终端由通信模块、GPS接收模块和中心控制模块、辅助设备等组成， 车载终端通信模块功能结构如图2所示，移动智能终端实物如图3所示。

在图2所示的通信终端功能结构中，各模块实现的功能为：

（1） 通信模块：负责与监控中心的数据交换，接收中心发送的指令，发送GPS信息及车辆信息到监控中心。

（2） GPS接收模块：由两部份组成（GPS天线部份和GPS数据处理模块），接收GPS卫星发送的卫星报文，进行计算处理，解算出当前GPS天线所在地理位置。

（3） 车载终端中心控制模块：解析中心发给终端的指令并做出相应的反应。对GPS接收模块发送的GPS信息以及车辆状态信息进行打包，控制通信模块通过GPRS或GSM短消息发送定位信息到监控中心。

（4） 辅助设备：包括音箱、摄像头、油位计、断油断电继电器等，主要完成语音拨报、图片抓拍、断油断电等功能。

图2 车载终端通信模块功能结构

图3 车载终端通信终端实物图

1.3 RFID感知通信模块设计

传感器是能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。按被测量可分为力敏、热敏、光敏、磁敏、气敏、湿敏、压敏、离子敏、射线敏、生物敏、光纤敏等大类。而智能传感器是带有微处理器，具有信息处理功能的传感器[1，5]。RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。其中，RFID是一种简单的无线系统，由阅读器和电子标签两个基本器件组成，可用于控制、检测和跟踪物体[6]。目前，RFID技术已经应用到生活的很多领域中，如景区管理、停车厂和管道监测等。RFID具有同时识别多个高速运动物体、读写距离远、数据存储量大、系统体积小、安全性好、安装简便、环境要求低等特点，因此可以把RFID应用到车联网当中，可以轻松实现车联网中各节点对监测点的感知功能。

基于RFID感知通信模块主要由电子标签（tag）、阅读器（reader）及天线（antenna）等组成，其工作过程为阅读器发射一特定频率的无线电波能量给电子标签，电子标签接受信号后驱动标签电路将内部之ID码送出，然后阅读器接收ID码[1]。基于RFID感知通信模块结构如图4所示。下面介绍RFID感知通信模块主要功能模块：

（1） 电子标签。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。每个标签具有以惟一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

（2） 阅读器。阅读器是读取（也可以写入）标签信息的设备，阅读器通过天线与电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。

（3） 天线。天线是标签与阅读器之间传输数据的发射和接收装置。在实际应用中，系统功率、天线的形状和相对位置会影响数据的发射和接收。

图4 基于RFID感知通信模块结构图

2 移动通信中心结构的设计

2.1 移动通信平台架构设计

移动通信平台是一个远程的通信管理终端。它装备在指挥车辆上，通过无线设备上网连接到监控中心服务器，对车辆进行调度指挥。

移动通信中心是整个系统的核心，同时也是通信枢纽，负责与移动智能终端的信息交互，完成各种信息的分类、记录和转发动，同时对整个网络状况进行监控管理。实现车辆的监控与智能调度，达到移动资源的优化配置、调度和管理，提高调度效率的目的。监控中心响应并处理紧急事件，提供跟踪定位、监听录音和远程控制等处理措施。移动通信中心的网络拓扑图5所示。

图5 移动通信中心网络拓扑图

2.2 定位追踪通信模块

可以通过定位追踪通信模块向车载终端发送呼叫指令，命令车载终端回传车辆的定位数据，经过GIS处理后显示在电子地图上，可以对车辆实现定位。如果终端连续回传定位数据，就可以对其进行跟踪。在车载终端的支持下，一般可有定时、定次、定距等数据回传策略。车载终端可配有通话手柄或液晶显示屏。监控中心可通过电话进行语音调度，或通过监控终端向车载终端发送文本调度信息。文本调度信息通过短消息的方式下发到车载终端并显示在液晶显示屏上或手柄上，发送短消息窗口界面如图6所示。

图6 发送短消息窗口

移动通信中心还可通过向车载终端发送文本信息的方式为司机提供信息服务功能，如导航服务、天气预报、新闻报道、公告、货物信息、路况信息等。车辆可以自动或者由司机手动向中心发送求助报警信息。当车辆遇到紧急情况时，司机触动报警按钮，车载终端立即向中心回传报警信息，报警信息中包含车辆当前位置。通过监控终端可对车载终端进行多种参数设置，设置界面如图7所示。

图7 远程速度设置窗口

2.3 远程控制通信模块

在紧急情况下，向车载终端发送控制指令可以达到远程控制车辆的目的，这需要车载终端硬件功能的支持。常见的功能有：断油、断电、开/锁车门、熄火、停止车载终端工作，远程终端控制界面如图8所示。

图8 远程终端控制窗口

车辆在行驶过程中回传到中心的位置数据都将保存在数据库中。只需选择车辆及开始、结束时间，监控终端可对车辆在某一时段的行驶轨迹进行回放，显示在电子地图上，如图9所示。

3 结 论

本文在物联网和移动通信的基础上，设计了车联网移动无线数据通信系统，实现车载终端总体结构的设计、车载终端通信模块、GPS接收模块、车载终端中心控制模块和辅助设备的结构设计。基于RFID感知通信模块是一个远程的通信管理终端。它装备在指挥车辆上，通过无线设备上网连接到监控中心服务器，对车辆进行调度指挥和定位追踪通信。

图9 行驶轨迹进行回放主界面

参考文献

[1] 董新平.物联网产业成长研究[D].武汉：华中师范大学，2012.

[2] 王建强，吴辰文，李晓军.车联网架构与关键技术研究[J].微计算机信息，2011，27（4）：156?159.

[3] YU H G， HUANG G M， GAO J， et al. Practical constrained least?square algorithm for moving source location using TDOA and FDOA measurements [J]. Journal of Systems Engineering and Electronics， 2012， 23（4）： 488?494.

[4] XIE Dong?liang， WANG Yu. The Internet of Things and ubiquitous intelligence （1） [J]. ZTE Communications， 2011（1）： 62?64.