[实用新型]一种消防机器人用宽带无线通信装置

说明书

技术领域

本实用新型属于消防通信技术领域，具体涉及一种消防机器人用宽带无线通信装置。

背景技术

消防行业是保障人民生命财产安全极其重要的行业。灾害发生时，消防抢险救援人员面临着高温、强热辐射、易燃易爆、有毒有害、已坍塌等危险环境，这些危险严重阻碍着灾害的抢险救援进度，也严重威胁着消防抢险救援人员的人身安全。消防机器人作为一种特种消防装备，可替代消防员进入石油化工、油罐区、大型仓库、堆垛、建筑物等高温、强热辐射、易坍塌、地下大空间、公（铁）路隧道等消防车辆及人员无法靠近的危险场所进行侦察、灭火、冷却、排烟、照明及化学污染场所洗消等消防作业，避免灾害现场抢险救援人员伤亡。消防机器人的推广应用将极大地提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡将产生重要的作用。

由于复杂灾害现场消防作业环境和条件的限制，现有的消防机器人一般不支持远程音视频和传感器数据的实时传输，或是采用模拟图像+短距离无线遥控的控制方式，不利于后方指挥人员多角度同时获取现场实时数据、图像和语音信息并做出正确决策。此外，消防机器人在营救被困人员时，如果没有现场图像和火势分布情况，无法对现场态势做出准确判断，并采取有效措施。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通讯距离长，性能稳定的消防机器人用宽带无线通信装置。

本实用新型所提供的消防机器人用宽带无线通信装置，包括前端传输装置1和后端接收装置2；

所述的前端传输装置1包括前端电源模块11、前端通信核心板12、前端视频处理模块13、前端语音处理模块14、前端腔体滤波器15、前端环形器16、前端功率放大器17和前端天线18；

所述的后端接收装置2包括后端电源模块21、后端通信核心板22、后端语音处理模块23、后端腔体滤波器24、后端环形器25、后端功率放大器26和后端天线27。

所述的前端电源模块采用DC到DC方式，9~36V宽压输入，输出为12V和5V两种电压；其中，12V输出端口连接前端视频处理模块，5V输出端口连接前端通信核心板、前端语音处理模块和前端功率放大器，为其供电。

所述的前端通信核心板包括主控处理器ARM及外围电路、可编程门阵列FPGA及外围电路、射频电路；所述的主控处理器ARM主要负责上下层协议解析、应用服务和接口控制；所述的可编程门阵列FPGA是宽带无线通信的核心器件，负责物理层通信协议的实现，所述的物理层通讯协议采用TD-COFDM的通信方式，即基于时分多用户的带编码的正交频分复用方式，时间复用方式为每秒划分成6个超帧，每个超帧包含32个时隙，每个时隙传输一个COFDM帧，子载波数为1024，循环前缀长度为27.8us，能较好的消除复杂环境下的多径干扰；系统的通信带宽为2MHz、4MHz、8MHz可选，最大支持的信道传输速率为10.8Mbps；所述的射频电路主要包括频率合成器、调制芯片、解调芯片、低噪声放大器、声表滤波器和射频开关，射频电路的频点可调，调节范围为300~500MHz。所述的通信核心板和外围设备相连的接口主要有LAN网口和DB9串口，LAN网口和视频处理模块相连，用来接收视频处理模块压缩后的视频数据，串口用来传输传感器数据信息和发送后台控制命令。

所述的前端视频处理模块和机器人专用摄像头通过AV线相连，对采集的图像进行H.264压缩编码，编码后数据通过LAN网口以UDP协议传输至前端通信核心板的主控处理器ARM。

所述的前端语音处理模块连接机器人的拾音器和喇叭，采用双工模式，可实现语音的压缩、编码、调制、解调、解码和解压缩，语音处理模块通过SPI接口和前端通信核心板相连。

所述的前端腔体滤波器分别同前端环形器和前端天线相连接，对功放发射的无线信号进行带外抑制，以降低对同频段其他电子设备的干扰。

所述的前端环形器还分别同前端功率放大器的输出和前端核心通信板的射频接收输入接口相连接。

所述的前端功率放大器还同前端通信核心板的射频输出相连，COFDM信号具有较高的峰均比，因此功率放大器需要有较高的线性度和较低的杂散输出。

所述的后端电源模块和前端电源模块相同。