氣象災害預警廣播系統(tǒng)方案
一、氣象災害預警廣播概述
近年來,由于人類活動和自然因素的綜合影響,氣候呈逐年變暖趨勢,大范圍不規(guī)則異常天氣不斷涌現(xiàn),天氣事件頻繁發(fā)生,給社會經(jīng)濟發(fā)展、人民生命財產(chǎn)安全帶來重大影響和破壞,也使人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到直接威脅。“哥本哈根世界氣候大會”的召開, 證實各國政府和機構對此都高度重視,應對復雜、多變的氣候環(huán)境已成為關乎人類、關乎世界的重要課題。
我國幅員遼闊、地勢復雜、季風氣候明顯,天氣氣候事件導致的災害比較頻繁,暴雨、洪澇、干旱、冷害、凍害、寒害、暴雪、冰雹、大霧、暴雷、龍卷、大風、熱浪、沙塵暴、干熱風、連陰雨、熱帶氣旋等氣象災害時有發(fā)生。尤其是近年天氣經(jīng)常走,氣象災害呈現(xiàn)種類多、范圍廣、強度大的特征,氣象災害每年造成的損失占整個自然災害的70%左右,造成的直接經(jīng)濟損失占GDP的3-6%左右,利用科技手段防災減災,已經(jīng)成為各級政府、*、氣象單位、*、防洪抗旱辦公室等的重要施政內容。
廈門宇能科技有限公司在國內設計、開發(fā)并推出基于覆蓋全國的無線移動網(wǎng)絡的氣象災害預警廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用*的INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等技術,設計的集“無線文轉語應急廣播”和“無線LED顯示屏發(fā)布”于一體的氣象災害預警廣播系統(tǒng)。可快速、及時、準確地將各類信息,特別是氣象災害預警信息傳播給社會公眾,擴大氣象信息覆蓋面,解決氣象信息“zui后一公里”問題,提高氣象災害預警能力,達到zui大限度防災減災的目的。
二、氣象災害預警廣播設計原則
氣象災害預警廣播方案設計遵循“*科學、穩(wěn)定可靠、方便擴展、經(jīng)濟適用、安全保密”的原則。并綜合考慮施工、維護等重要因素,同時也為今后的發(fā)展、擴建、改造等留有余地。本系統(tǒng)設計內容是系統(tǒng)的、完整的、全面的,設計方案具有科學性、合理性、實用性。
2.1*科學性:
充分利用INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等*技術設計,采用目前*的系統(tǒng)軟件平臺及終端設備,不但能夠滿足氣象、農業(yè)、科技等信息及時、快速、準確發(fā)布需要,而且能夠作為國家三農服務政策宣傳的輿論媒介,是我國新農村建設的服務載體和輿論支撐。
2.2穩(wěn)定可靠性:
由于使用環(huán)境的特殊性,必須保證系統(tǒng)工作相對穩(wěn)定可靠。一是中心系統(tǒng)的可靠性,選用穩(wěn)定可靠的WINDOWSXP和工控機作為氣象災害預警廣播平臺載體,氣象預警廣播平臺具有權限操作功能,從應用上保證了系統(tǒng)的可靠運行發(fā)布;二是國內的LED控制卡和顯示屏硬件故障率低,嵌入式文語模塊支持多種文字、字符等實時轉為語音,擴音機等外設電源采用干觸點控制,都保證了終端顯示和播報的可靠性。三是通信機制可靠,系統(tǒng)傳輸采用具有大面積穩(wěn)定覆蓋的無線移動通信網(wǎng)絡,數(shù)據(jù)傳輸可靠性不容置疑。
2.3方便擴展性:
目前能夠支持現(xiàn)有的各類無線通信接入,CDMA通信系統(tǒng)、GSM
通信系統(tǒng)、GPRS通信系統(tǒng),并實現(xiàn)了這些系統(tǒng)的并網(wǎng)運行,今后通過開發(fā)和安裝相應的通信接口協(xié)議即可實現(xiàn)其他未來通信系統(tǒng)的接入。
2.4經(jīng)濟實用性:
整個系統(tǒng)的操作以方便、簡潔、為目標,既充分體現(xiàn)快速反應的特點,又能便于操作人員進行信息設置、發(fā)布和廣播。
2.5安全保密性:
對于系統(tǒng)的管理實行嚴格的權限管理,只有持有一定權限的密鑰才能訪問、監(jiān)控、管理、操作,確保系統(tǒng)使用安全可靠,杜絕不法分子非法盜用平臺宣傳。
三、氣象災害預警廣播功能特點
3.1氣象災害預警廣播功能
文語轉換:支持氣象等信息文字轉語音廣播輸出。
LED顯示:支持氣象等信息文字轉LED顯示。
定時播報:支持氣象等信息定時自動語音播報和LED顯示。
緊急播報:支持手動發(fā)送信息緊急自動語音播報和LED顯示。
播報設置:支持語音男/女聲選擇,音調和語速可按需設置。
顯示設置:支持LED顯示文字滾動速度設置。
次數(shù)設置:支持語音播報、LED顯示信息次數(shù)設置。
身份鑒別:支持信息發(fā)送者身份鎖定和鑒別,非法信息不予接收和播報。
狀態(tài)監(jiān)測:支持發(fā)送狀態(tài)實時監(jiān)測,信息發(fā)送成功與否軟件有明確提示。
外設控制:支持擴音機電源自動控制功能。
多元文本:支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE四種內碼格式文本。
3.2氣象災害預警廣播特點
廣域覆蓋:無線移動網(wǎng)絡在全國31個省的城市和農村均有良好覆蓋,基本上在手機可以打的地方都可傳輸氣象災害預警廣播。
永遠在線:系統(tǒng)只要激活無線預警廣播應用后,將一直保持在線,類似于無線專線網(wǎng)絡服務。
按量計費:無線專線網(wǎng)絡服務雖然保持一直在線,但只有產(chǎn)生通信流量時才計費,費用低廉。
高速傳輸:采用蜂窩網(wǎng)絡帶寬傳輸,可支持53.6Kbps的峰值傳輸速率,傳輸速率高,傳輸速度快。
實時發(fā)布:隨時發(fā)布和接收信息,且可以定時或立即顯示和播報。
擴展無限:在全國范圍內,只要無線GPRS 網(wǎng)絡覆蓋的地方都可以使用,不受距離和位置的限制。
安裝方便:只要有無線移動網(wǎng)絡,氣象災害預警廣播終端接通電源即可。
四、氣象災害預警廣播組成
4.1氣象災害預警廣播發(fā)布平臺
在省、市、縣或鎮(zhèn)建立氣象災害預警廣播發(fā)布平臺,定時/手動發(fā)布所轄范圍各類氣象、防汛、災害、農業(yè)、科技、事政等綜合信息,并通過無線移動網(wǎng)絡空中發(fā)送。
4.2氣象災害預警廣播接收終端
在區(qū)、鎮(zhèn)或村建立氣象災害預警廣播接收終端,通過電子顯示屏將發(fā)布信息LED文字滾動顯示,并轉換為語音(男聲、女聲可選)通過已有擴音機經(jīng)大喇叭(高音喇叭)播放出來。將氣象等信息實時通知,使農民防患于未然。
說明:文字滾動的速度和次數(shù),高音喇叭語音播出次數(shù)可通過氣象災害預警發(fā)布平臺根據(jù)需要隨意設置。
五、氣象災害預警廣播原理
5.1氣象災害預警廣播原理
氣象服務/科技信息發(fā)布工作人員,通過操作和使用接入INTERNET網(wǎng)絡的氣象災害預警廣播平臺,將天氣預報、病蟲災害、地質災害、科技興農、時政方針、應急情況等信息定時或手動發(fā)布。經(jīng)TCP/IP協(xié)議對所發(fā)布信息數(shù)據(jù)進行分組、封裝送入INTERNET傳輸,再由INTERNET骨干網(wǎng)的Gn接口與無線移動通信網(wǎng)絡的GTP隧道協(xié)議對接,用UPP/IP協(xié)議報作為承載層將氣象災害預警廣播信息送至無線移動通信網(wǎng)絡。
無線移動通信網(wǎng)絡在全國31個省的城市和農村均有良好覆蓋,基本上在手機可以打的地方都存在無線移動通信網(wǎng)絡。氣象災害預警廣播信息便通過無線蜂窩寬帶網(wǎng)絡傳輸技術在無線移動通信網(wǎng)絡中分組交換傳輸覆蓋。
氣象災害預警廣播(也稱無線預警)終端是基于無線移動通信網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)和語音通信的,能夠實現(xiàn)將CDMA/GSM/GPRS數(shù)據(jù)、文字、短信息、直接撥號,轉換為模擬語音信號并進行放大輸入,能夠將CDMA/GSM/GPRS數(shù)據(jù)、文字、短信息轉換為LED實時顯示。并可將接收信息與否狀態(tài)上報氣象災害預警廣播平臺。
5.2氣象災害預警廣播原理圖
5.3氣象災害預警廣播終端介紹
YN2160隸屬于氣象災害預警終端,是廈門宇能科技有限公司在國內設計、開發(fā)并推出基于覆蓋全國的無線移動網(wǎng)絡的接收設備。是采用*的INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等技術,設計的集“無線文轉語應急廣播”和“無線LED顯示屏發(fā)布”于一體的。可快速、及時、準確地將各類信息,特別是氣象災害預警信息傳播給社會公眾,擴大氣象信息覆蓋面,解決氣象信息“zui后一公里”問題,提高氣象災害預警能力,達到zui大限度防災減災的目的。
YN2160終端設備符合工業(yè)級設計標準,優(yōu)化電磁兼容設計,具有*的可靠性。內嵌PPP、TCP/IP、DDP等多種協(xié)議,除語音轉化之外,還可實現(xiàn)用戶設備到數(shù)據(jù)中心遠程透明數(shù)據(jù)通信。設備即插即用,安裝簡單,使用方便。
硬件特性:
工業(yè)級設計,寬溫度適用范圍,滿足各種惡劣環(huán)境的需求
支持電源過壓過流保護
支持RS232串口通訊:
支持監(jiān)聽喇叭,監(jiān)控短信和轉換為語音信號后的播出情況
支持設備狀態(tài)自檢以及設備狀態(tài)實時上報功能
通訊接口做防浪涌設計
系統(tǒng)運行狀態(tài)LED指示
支持短信文字、撥號通話和無線對講信息轉語音廣播輸出
支持GPRS/GSM/CDMA網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)和語音通信
數(shù)據(jù)傳輸功能特性:
透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉換;
支持虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)APN;
可向1~5個中心同時發(fā)送數(shù)據(jù)(固定IP或動態(tài)域名地址);
支持點對點、點對多點、多點對多點對等數(shù)據(jù)傳輸;
短消息數(shù)據(jù)備用通道;
可兼容組態(tài)軟件;
支持多種電力通訊規(guī)約;
根據(jù)用戶的特殊需求定制;
通過串口進行軟件升級;
支持圖形界面遠程配置與維護;
自診斷與串口告警輸出;
語音模塊功能特性:
終端內嵌語音合成模塊,提供語音合成通信協(xié)議,方便服務器下發(fā)語音播報信息內容,語音合成模塊的功能特點如下:
可合成任意的中文文本,支持英文字母的合成;
支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE四種內碼格式的文本;
具有智能的文本分析處理算法,可正確的識別和處理數(shù)值、號碼、時間日期及一些常用的度量衡符號,具備較強多音字處理和中 文姓氏處理能力;
雙發(fā)音人:男聲、女聲;
清晰、自然、準確的文語音合成效果;
集成提示音效,針對某些行業(yè)領域的常見語音提示音;
支持多種控制命令,包括:合成、停止、暫停合成、繼續(xù)合成等;
支持多種文本控制標記,提升文本處理的正確率;
支持休眠功能,在休眠狀態(tài)下可降低功耗;
Line out音頻輸出;
語音合成通信協(xié)議:
幀結構由8部分組成:
幀頭 | 循環(huán)次數(shù) | 角色1-6 | 語速 | 提示音 | 數(shù)據(jù)長度 | 數(shù)據(jù)區(qū) | 結束符 |
‘AST’ | 2個字節(jié) (ASCII) | 小燕 | 1-9 | A-U | 3個字節(jié) | GB2312碼 | ‘AED’ |
小萍 | |||||||
許久 | |||||||
許多 | |||||||
唐老鴨 | |||||||
女童 |
示例:
語音播報內容:廈門火炬高新區(qū),廈門宇能科技有限公司。
完整幀為:AST0214A038廈門火炬高新區(qū),廈門宇能科技有限公司。AED
數(shù)據(jù) | 16進制格式 | 說明 |
AST | 41 53 54 | ASCII碼 |
02 | 30 32 | 循環(huán)次數(shù) |
1 | 31 | 使用角色1 |
4 | 34 | 使用速度4 |
A | 41 | 使用提示音A |
038 | 30 33 38 | 固定長度3字節(jié) |
廈門火炬高新區(qū),廈門宇能科技有限公司。 | CF C3 C3 C5 BB F0 BE E6 B8 DF D0 C2 C7 F8 A3 AC CF C3 C3 C5 D3 EE C4 DC BF C6 BC BC D3 D0 CF DE B9 AB CB BE A1 A3 | 須使用全角字符。 |
AED | 41 45 44 | ASCII碼 |
技術參數(shù)如下:
所選模塊:工業(yè)級手機模塊
工作環(huán)境:
模塊工作溫度:-30°C~75°C
器件工作溫度:-40°C~85°C
濕度范圍:0-95%,非冷凝
儲存溫度:-40°C~85°C
電源:
電壓范圍:DC5V~16V
標準電源:DC5V/1000mA
功耗:通信時平均電流100mA@+5VDC
空閑時:35mA@+5VDC
接口:
天線接口:50Ω/SMA 陰頭
接收靈敏度:-104dbm
SIM卡:3V/5V
用戶數(shù)據(jù)接口:RS232(工業(yè)級3.81mm插座)
波特率:1200~115200bit/s
語音接口:標準蓮花端子輸出
LED輸出:RS232串口輸出
電源控制接口:兩芯插座
六、氣象災害預警廣播意義
隨著農村經(jīng)濟發(fā)展和農民生活水平提高,農業(yè)、農村、農民對氣象信息特別是災害性天氣信息的需求急劇增強,但針對農村和農民的氣象信息發(fā)布手段仍顯單一,在很大程度上影響著農村氣象防災減災工作的開展。建設農村氣象災害預警廣播平臺,安裝氣象預警LED顯示屏和氣象災害應急廣播系統(tǒng),是加強區(qū)域性氣象防災減災基礎設施建設,有效提高氣象災害預警能力的重要途徑。對農村來講,“大喇叭”zui普及、zui方便、、覆蓋面zui廣,“氣象災害預警廣播接收機+大喇叭+顯示屏”的模式,*解決了氣象信息到農村“zui后一公里”的問題,可以大大提高農民防災減災的能力,帶來巨大的農業(yè)經(jīng)濟效益。
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