gsm移动通信系统设计

2024-11-29

gsm移动通信系统设计（共11篇）

1.gsm移动通信系统设计篇一

随着通信技术的不断发展，中国移动和中国联通已经建成了比较完整的移动通信网络，但广大用户对通信的服务质量也提出了越来越高的要求。城区移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动通信信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的底层、地下商场、地下停车场等环境，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区；在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机通上网困难。由此可见，室内覆盖作为移动通信网络覆盖的一个薄弱环节，已成为急待解决的技术问题之一。移动通信室内覆盖问题从广义上讲，不仅仅是对室内信号盲区的改善，同时也包括对室内移动通信话音质量、网络质量、系统容量的改善。除了对诸如地下室，一、二层等屏蔽性地方信号的引入外，也包括对一些高层建筑物高层部分因多径效应导致信号衰落而容易掉话、断线、切换不成功等方面进行改善。对于高话务量的大型商场和商务中心，还应解决室内话务及拥塞问题。一方面，室内覆盖对于扩大覆盖区域，提高质量，提高接通率，减少弱信号断线，提高网络指标等有很大的帮助；另一方面，室内覆盖也作为一种扩容手段，在分担室外话务，增加网络容量，提高频率利用率等方面起着重要作用。同时，室内信号的改善，能为用户提供更好更完美的随时随地的通信服务，对提高公司形象，提高企业竞争力，增加市场占有率具有重要意义。目前解决室内覆盖最有效的方法就是建设室内分布系统，将基站信号通过有线方式直接引入到室内区域，再通过小型天线发送出去，从而达到消除室内覆盖盲区，抑制干扰，为室内的移动通信用户提供稳定、可靠的通信环境，使用户在室内也能享受高质量的个人通信服务。本文从GSM网络的室内分布系统概述及产生背景，存在的问题和典型的解决方案入手，介绍了室内分布系统建设的必要性、系统的类型及特点；通过对微蜂窝和直放站两种覆盖方式的比较分析，结合贵阳市区室内覆盖的需求，设计了两套室内分布系统建设方案和传输方案；通过对室内分布系统实施环境的工程勘测，结合典型参数的工程测试以及室内分布系统设备的特点，同时介绍了相关工程实施、系统优化和综合性能测试。结果表明，本文设计和实施的两套室内分布系统能有效的改善无线信号的室内覆盖盲区，抑制干扰，为室内移动通信用户提供稳定、可靠的通信环境。严格地讲，室内覆盖，尤其是无线方式的室内覆盖，是移动通信网络的主要组成部分。建设室内分布系统对于提高移动通信网络服务水平和质量，提高运营商的形象和增加话费收入具有重要意义。当然，由于室内分布系统建设环境的多样性和复杂性，寻求综合性能优，效果好、造价低的GSM网络室内分布系统，还需要在实践中不断地探索和总结。

2.gsm移动通信系统设计篇二

本设计与传统的人工现场读取洪水水位数据相比,该预警方式具有高效、准确、快速、直观、实时等特点,提高了人们对自然灾害的应变能力,降低了检测人员的户外工作风险。

1控制系统结构

1.1设计思想

山洪监测预警系统使用压电传感器来测量水位的高度并通过转换电路将水位的高度转换成电信号,采集的电信号经过A/D模块电路转换后,以数字信号的形式传送给STM32单片机,利用嵌入式系统 μC/OS搭建人机交互界面,实时更新采集水位信号并处理后以折线图形式显示,并具有设置报警水位阈值和监测人员联系方式、联系内容的功能,当水位达到设定的危险阈值时,立即通过GSM模块手机短信通信将危险信号传达给监测人员,从而达到预警的效果。通过对嵌入式系统 μC/OS集成SIM卡驱动的设计,不仅在设计上降低了难度,而且还便于监测人员监测和控制。

1.2监测系统

整个监测系统分为三个部分,信号采集部分、人机交互部分和通信部分,如图1所示。信号采集部分主要是通过M18液位压电式传感器采集水位信号,用A/D转换电路将采集的模拟水位信号转换为数字信号发送给单片机。人机交互部分利用嵌入式系统 μC/OS搭建,在触屏LCD液晶显示屏上操作, 可以设置水位预警阈值和通信功能。通信部分主要利用GSM通信模块,先用串口通信模块连接STM32单片机与GSM通信模块,然后通过GSM模块模拟手机短信功能来发送预警信号。

三个部分协调工作,监测系统提高了对水位信号的实时监测能力,加强了监测人员对山洪来临的预报、防灾能力。

1.3软件系统

山洪监测预警系统以STM32单片机为核心,采用 μC/OS- III为内核,在此基础上,我们开发了山洪监测预警应用程序, 传感器采集的信号经AD转换后通过单片机的GPIO口传送至单片机,设计好液压传感器驱动程序,并将数据计算处理后传送给应用程序,应用程序将水位数据实时显示出来并对其进行判断。应用程序还具有设置危险水位阈值和监测人员联系方式、联系内容的功能,当水位达到危险值时,GSM通信模块便给监测人员发送危险信号的短消息,如图2所示。SIM卡硬件部分与单片机串行口相连,在 μC/OS内核中,设计SIM卡驱动程序,就完成了单片机与GSM模块的通信[1]。

1.4信号采集系统

山洪监测预警系统的水位信号采集部分由M18压电式水位传感器完成,它是基于所测液体与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20m A/1~5VDC),我们所用的是电容式液位传感器,利用了非电量的变化转化为电容量的变化。电容式传感器有这几个特点:机构简单,体积小,分辨力高、可实现非接触式测量、动态效应好、温度稳定性好、能在高温,辐射和强振动等恶劣条件下工作、电容量小,功率小,输出阻抗高,因此,负载能力差,易受外界干扰产生不稳定现象。在使用前,对传感器进行调试和校对, 找到液位高度与电量对应的关系,采集的电量经AD转换后则成为最后已成型的信号传送给单片机。

1.5 GSM通信系统

在通信方面,我们采用野火的WF-SIM900A高品质串口GSM/GPRS模块,它采用SIMCOM公司的SIM900A模块方案。WF-SIM900A可通过串口传输标准的AT命令对模块进行控制,可以提供简单方便的GSM语音、短信及GPRS的数据通讯功能。该模块预留有TTL电平标准的串口,支持与使用3.3/5V电平标准的系统通讯,支持传输速率为1 200bps至115 200bps,默认为115 200bps,STM32单片机与SIM模块进行串口通信来传输数据。在应用之前,我们用野火开发板和GSM调试助手进行硬件测试,掌握GSM模块的通信方法后, 再进行软件的开发。数据的发送和接收都以字符串的形式由单片机UART(通用异步收发器)与GSM模块连接来完成, 如图3所示[2]。

1.6 μC/OS应用软件系统

嵌入式系统是面向特定系统应用的,它的硬件和软件都具备高度可定制性,由于对实时操作系统的支持,嵌入式系统将软件固化于存储芯片中,具有相当长的生命周期,而且方便开发更好的人机交互界面。基于 μC/OS开发了监测系统的应用软件,开发了界面如图4所示,深入研究了 μC/GUI设计,掌握了控件的开发和设计。

本应用设计可以分为四部分:(1)μC/OS创建任务管理系统;(2)触摸屏读取信息交由 μC/GUI处理;(3)μC/GUI编写图形管理界面;(4)UART连接外部GSM与STM32处理器。图形管理界面程序设计流程图见图5,初始化的部分主要是 μC/OS的启动,ADC模块的数据采集和GSM通信模块的初始化。启动后显示屏将显示主界面,先设计好界面布局, 再添加各种控件,Message按钮控件可以设置监测人员的联系方式和联系内容,ADC按钮控件用于设置危险水位预警阈值。位于主界面下方的图形控件则实时显示水位情况,应用流程见图5。

我们采用嵌入式 μC/OS,它不仅可以设计美观的人机交互图形界面,还在功能上有很大的提升,利用触屏液晶显示屏, 使功能强大而操作变得简单,而且采用嵌入式系统,提高了软件的开发空间,增强了界面的可扩展性,对以后的软件升级与优化有着重大的意义。

2结束语

基于STM32单片机,采用嵌入式 μC/OS为操作系统, 设计了山洪监测预警应用软件。系统拥有实时监测水位变化和GSM无线通信功能,测试实验表明,该监测系统能实时对水位进行监测,水位的变化会在显示屏上同步显示,当水位达到设定的危险阈值时,会立即给监测人员发出危险信息, 达到了预期的目的。它不仅能让我们学习研究单片机的控制应用,还在GSM无线通信方面提供了一种实验研究平台。

摘要：基于GSM通信的山洪监测预警系统是由压电传感器M18检测水位信号后,经过A/D转换后把电信号送给STM32单片机进行计算处理,该系统由嵌入式μC/OS创建人机交互界面,采用液晶触摸显示屏实时显示水位数据和进行预警操作,系统实时监测水位情况,当水位达到设定的危险阈值时,会将灾害信号以短信的方式发送给监测人员,从而达到预警的目的。

关键词：液位传感器,GSM通信,嵌入式μC/OS

参考文献

[1]王芳.基于GSM短消息无线通信系统的研究[J].河海大学,2006,(5):89-91.

3.gsm移动通信系统设计篇三

关键词 GSM-R；铁路；通信；应用

中图分类号 U285 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0109-01

GSM-R（Global System of Mobile communication for Railways）技术，是GSM技术在铁路通信环境中的应用与专项延伸。作为铁路通信的依托，GSM-R的工作状态以及效率直接关系到铁路系统整体的安全性，对此，有必要针对GSM-R铁路通信数据系统的实际应用状况展开必要的分析。

1 GSM-R铁路通信数据系统特征分析

GSM-R系统同城市中使用的GSM通信系统一样，都属于无线蜂窝通信技术，这是一种以无线方式作为网络末端连接的通信系统。随着技术的不断进步，移动通信的不断普及，GSM系统也随之被更多人所接受。然而对于铁路中应用的GSM-R系统而言，由于是有针对性地服务于铁路系统，这决定了其不仅仅需要为旅客提供便捷快速的数据传输，更是肩负着铁路系统的安全使命，因此在安全性以及可靠性等方面，GSM-R系统都独具优势。

从GSM-R系统的应用构成方面来看，GSM-R系统采取双网覆盖，即对于GSM-R系统覆盖范围内的任何区域，都能够同时得到两个基站的服务。鉴于GSM-R系统的用户都处于高速行驶的列车上，因此服务区的切换将会相对频繁，而双网覆盖，对于整个网络的可靠性而言十分有益。

在GSM-R系统网络铺设的过程中，会根据列车行驶的最大速度以及用户在行驶至基站服务区交界处的切换时间来计算相邻基站服务区的重合状态，进而确保用户能够在不同基站的服务区能实现顺利切换，使得列车在行驶过程中的通信保持顺畅。同时，当被设定为首选的基站信号达不到设定标准的时候，GSM-R系统将自行识别备选网络的信号，并从首选网络和备选网络中选出最为合适的为列车以及乘客提供服务。这种双网数据传输不同于普通生活区的GSM单网系统，为在高速移动中的列车提供了可靠的数据传输保障。

为了确保列车的安全运行，众多的数据需要在列车和调度之间传输。从前的众多参数，如今已经演变成为了图像甚至视频的形式，这种变化为铁路通信系统带来了很大的压力，而随着光纤的出现和应用，GSM-R系统的主干网也进行了适当的改进。光纤的介入，让GSM-R系统网络的容量和带宽都得到了很大的提升，同时也增加了整个网络的弹性。无论是从应用的增删角度看，还是从组网的角度看，以光纤作主干网的GSM-R系统比以往的铜网都更为灵活。

2 GSM-R铁路通信数据系统的职能概述

从铁路通信工作环境的具体情况出发，可以将GSM-R铁路通信数据系统的具体职能划分为以下几个主要的方面。

2.1 铁路调度

这是GSM-R铁路通信数据系统最基本的职能，是确保整个铁路系统安全运营的基础。这一部分的业务包括列调、货调等其他调度通信及区间通信、站场通信、应急专用通道通信，以及关于列车运行情况的各种监控信息的传输。具体的数据包括调度中心向列车发出的各种指令，以及根据列车行驶状况产生的各种数据，如列车诊断数据、货运信息、车载旅客信息服务和其他增值服务等。除此以外，GSM-R系统还负责将列车尾部装饰的风压反馈数据发送到列车机车电台上，确保列车整体运行状况良好。而列车工作人员以及列车之间的通信，也在一定程度上需要依赖于GSM-R系统，例如列车上工作人员或者调度中心工作人员与列车司机之间的通话等。

2.2 生活通信

目前人们对于网络的依赖程度与日俱增，这一方面是科技的发展使得更便捷的无线通信成为可能，另一方面经济的发展使得无线流量也愈加经济。在这样的背景之下，无线数据传输几乎无时不在，因此GSM-R系统的第二个职能就是服务于旅客的数据传输需求。这一部分需求目前也从以往的单纯语音通话传输，逐渐向多格式数据的方向转变，更多的无线客户端的出现，使得语音已经不是唯一的数据传输格式。

2.3 应急通信

在列车行驶的过程中，如果遭遇险情或自然灾害等危及到铁路系统工作状况的的紧急情况时，可以通过GSM-R系统在救援现场建立语音、图像、数据通信传输等业务，方便快捷实现与救援指挥部及行车调度的联络，确保救援抢险指挥调度工作得以顺利展开，并且快速、高质量地完成。

3 GSM-R铁路通信数据系统的发展方向

GSM-R铁路通信数据系统作为目前铁路通信的主要载体，必将随着通信科技的发展，在铁路通信需求的推动下向前不断前进。

从根本上说，GSM-R铁路通信数据系统是一种交互的实时通信服务网络，它彻底区别于以往的对讲无线通信方式，从根本上拜托了语音这一单一数据格式的传输服务，并在多年的发展中形成了一个又交换机、光电转换设备以及光网络等共同构成的智能网络，它不隶属于任何专属铁路干线，而是作为一个大型的全国范围内的综合性通信网络服务于全国铁路运输工作系统。这种自身特点决定了GSM-R铁路通信数据系统未来的发展方向。

首先从需求角度看，为了列车的行驶安全和旅客的通信需求，进行传输的数据必然会在总量上呈现出不断上升的趋势，同时随着更多应用涌入消费者的视线，更多的数据结构也必将纷至杳来。因此未来的GSM-R铁路通信数据系统在数据传输容量和带宽上都必然随之呈现出上升趋。而数据传输成本，则会随着社会上更通用的普通GSM系统的发展而变得更加经济。同时可靠性也是一个仍然需要加强的方向，这对于铁路的安全至关重要，随着更多技术的引入，传输过程中数据包纠错和防伪措施的不断完善，GSM-R系统的可靠性也会随着逐渐上升。

此外，GSM-R铁路通信数据系统在未来会呈现出更综合化一体化的趋势，它与生活区或城市使用的GSM系统之间的合作对接将更加紧密，这意味着对于旅客而言，通话时延将不断减小。

铁路通信信号技术相互融合，行车调度指挥自动化打破了功能单一、控制分散、通信信号相互独立的传统技术观念。形成了车站、区间一体化，机电一体化，运输调度指挥和列车控制一体化，推动铁路运输调度指挥朝着数字化、智能化、网络化、综合化的方向发展。

参考文献

[1]钟章队,任静.对国内外GSM-R 发展的研究[J].移动通信,2007,31(07).

[2]苏华鸿.高速铁路GSM-R工程隧道覆盖技术方案[J].邮电设计技术,2007,06.

[3]卢春房,何华武.西班牙、意大利高速铁路隧道与列控系统技术[J].中国铁路,2006,12.

[4]李国斌.对我国列车控制系统发展的几点建议[J].中国铁路,2007,02.

4.gsm移动通信系统设计篇四

介绍了GSM移动通信基站系统,指出,在进行GSM移动通信基站环境影响分析时,要注意采样点位的设置和测量要求.现场监测结果表明,GSM移动通信基站对环境电磁辐射水平有一定的影响,特别是对50 m内建筑物影响显著,但绝大多数基站基本符合国家有关电磁辐射环境影响标准的要求,在设备正常运行情况下,不会对周围环境造成电磁辐射污染.

作者：姜维国卜立军王学诚 JIANG Wei-guo PU Li-jun WANG Xue-cheng 作者单位：姜维国,JIANG Wei-guo(黑龙江省辐射环境监督站,黑龙江,哈尔滨,150080;清华大学工程物理系,北京,100084)

卜立军,王学诚,PU Li-jun,WANG Xue-cheng(黑龙江省辐射环境监督站,黑龙江,哈尔滨,150080)

5.gsm移动通信系统设计篇五

【摘要】结合地铁场景的需求特点，论证指出运营商共建移动通信系统的必要性和可行性，并重点就共建设计的2个关键难点问题展开详细分析，最后给出了建议解决方案。

【关键词】地铁移动通信共建引言

2009年国务院批复22个大中城市投资高达8 800余亿元地铁建设规划，随着规划地铁陆续开建和运营，地铁将成为大中城市主力公共交通工具。

地铁主要运行于地下，地面无线电波难以有效穿透覆盖，因此地铁场景需进行专项网络覆盖建设。由于建设成本高昂、可用空间等资源稀缺及共建共享推进政策要求，新建地铁中普遍采用民用移动通信系统多运营商共建（以下简称地铁共建）方式。下面将就地铁共建方案设计中需关注的关键难点问题进行分析。地铁建筑结构特点

地铁建筑结构包括2个主要部分：列车隧道和候车站厅/站台。列车隧道是长方体形封闭区间，一般长十几公里到几十公里、宽4m左右。候车站厅/站台一般为二/三层结构：候车站厅为购票场所，位于地下一层，与出入口相连，面积较大；候车站台为候车场所，位于地下二层或换乘站的地下三层，站台一般长100m至200m、宽20m左右，两边为列车隧道，空间开阔。

地铁建筑结构如图1所示。地铁移动通信系统共建的必要性和可

行性

随着我国移动通信进入4G（LTE）时代，新建地铁提供4G覆盖已成为基本选项。根据工信部频谱和牌照许可，目前运营商所获主要频谱概况如表1所示。

由此可见，各运营商在4G时代均需满足2G/3G/4G多网络需求、兼容FDD和TDD多制式、提供800MHz―2.6GHz区间多频段覆盖能力[1]。

由于技术趋同，运营商在地铁场景中覆盖需求也基本一致，运营商共建方案因满足共建网络技术要求投入的成本远小于因共建分摊而节约的成本，且共建大幅减少对地铁公司公共资源占用，可进一步节约网络建设和运营成本。

此外，2014年7月由中国移动、中国联通和中国电信共同出资设立中国铁塔股份有限公司，主营铁塔建设、维护和运营，兼营基站机房、电源、空调配套设施和室内分布系统的建设、维护、运营及基站设备的维护。预期今后运营商地铁共建工作将转交“铁塔公司”统筹推进，以往运营商共建时面临的运营商间沟通低效率、采购建设维护模式不一致、成本分摊协商难等管理难题将得到明显改善，不再成为阻碍运营商共建推进的主要制约因素[2]。因此，地铁移动通信系统共建技术可实现成本有节约、机制能保障，既必要又可行！地铁共建方案设计技术要点

地铁除出入口外，其它区域与室外隔离好，不受外部信号干扰。站厅/站台较空旷，电波传播接近自由空间模式，损耗较小。地铁内人流密集且流动性大，对语音和数据业务都有很大的需求，尤其是上下班高峰期话务量剧增。

相应地，地铁共建设计需关注如下技术要点：

（1）地铁站厅/站台主要采用分布系统建设覆盖方式，以天花板安装全频段吸顶全向天线覆盖为主。方案设计需特别关注站厅出入口与地面大网的协同效应（重点是干扰控制和切换设置）、地铁站台与经停列车之间的切换关系等。

（2）地铁列车沿狭长隧道行驶时车体对于信号阻挡严重，通常采用支持多频段的泄漏电缆覆盖方案，保障隧道内场强分布均匀，并需重点考虑隧道内切换带设置。

（3）地铁共建控制系统间干扰为设计重点和难点。地铁（尤其是隧道内）安装空间有限，一般通过定制POI（Point Of Interface，多系统合路平台）、隧道内泄漏电缆收/发分缆、选用符合特定隔离度和互调指标要求的高品质无源器件等方式控制干扰[3]。

（4）地铁作为骨干公共交通工具，投入运营后无法预留足够时间用于民用通信系统网络建设和改造，运营期只有深夜短时间可用于设备检修维护。故要求地铁通信系统共建设计满足建设实施一步到位，检修维护需求高的设备尽量在站台机房安装，隧道内安装设备需满足快速检修维护要求。

（5）地铁覆盖场景容量需求大，通常选取BBU+

RRU等主设备作为信号源[4]，适当预留扩容需求。地铁共建方案设计难点

地铁共建设计技术要点均可在详细设计中提供较成熟的实施方案，但为保障共建设计方案整体合理有效，还需解决以下2个关键难点：

（1）统筹兼顾运营商需求，合理设定共建目标。

（2）共建设计与地铁总体设计高效衔接，保障实施。

5.1 地铁移动通信系统共建构成

地铁移动通信系统共建由于运营商间制式、频段、覆盖、容量方面存在特定细节差异，需要统筹考虑各运营商需求，求同容异，合理设定整体共建目标。

地铁移动通信系统共建构成如图2所示：

图2 地铁移动通信系统共建构成简图

结合共建构成简图分析如下：

（1）核心网、无线BSC/RNC、网管/监控一般由运营商独立建设，不在地铁内设置，但其接入地铁内的传输线路需共建设计确定路由。

（2）考虑运营商灵活配置容量需求，主设备信源一般由运营商独立建设并配置容量；考虑传输网组网要求，和大网直接相连的传输接入设备一般也由运营商独立配置。但主设备信源、传输接入设备安装位置、供电要求、走线路由等由共建设计确定。

（3）机房/隧道安装位置和空间、天线安装点位、漏缆敷设位置、外配电容量、接地及管孔、桥架、走道等走线路由等需使用地铁方公共配套设施资源的，共建设计中统筹明确需求方案，由地铁方配合提供。

（4）机房/隧道内电源设施、ODF/DDF、走线架、接地系统等配套设施、POI、干线分布系统、站台/站厅分布系统、隧道泄漏电缆系统等是共建的关键部分。共建设计方案应统筹考虑，一步到位进行设计。

共建设计中应着重考虑需运营商共建部分，特别注意共建方案中需与地铁方衔接的内容。

5.2 统筹兼顾运营商需求，合理设定共建目标

设定共建目标的重点是在结合各运营商计划建设的移动通信系统制式、频段、覆盖、质量、容量目标基础上整合优化，合理设定共建目标，以确保共建设计方案兼顾运营商需求，有效指导实施。

根据共建原则，信源独立设置可保障容量目标实现的灵活性，因此共建设计重点关注覆盖和质量目标。

根据设计灵活度要求的差异，共建系统的覆盖和质量目标可粗略划分为地铁出入站口的覆盖和质量目标、地铁内系统的覆盖和质量目标。

地铁出入站口设计需重点关注与地面大网协同覆盖和质量要求。由于各运营商地面网络可优化调整空间大于地铁内通信系统，因此协同覆盖和质量目标实现主要依赖于各运营商通过大网优化调整方式保障，地铁共建方案制定需特别关注不同运营商对于出入站口信号场强、切换设置、频点选择、干扰控制等方面的个性化需求，为运营商建设、维护和优化调整预留合理的灵活调整空间。

对于地铁内系统，由于建设完成后优化调整实施难度大，宜按一步到位的要求，详细设定不同区域（尤其是地铁内站台/站厅、隧道等关键区域）的覆盖频段、制式、LTE单/双流要求、边缘场强、切换设置、干扰控制等关键目标和设计原则，以保障后续设计方案实施的有效性。

另外，由于地铁站台/站厅为人群活动频繁的区域，分布系统天线口输出功率应符合国家标准“环境电磁波卫生标准”一级安全区的要求[5]。考虑电磁辐射要求，并适当预留载波扩容空间，站台/站厅室内天线入口设计总功率上限宜不高于15dBm。在满足辐射限制的前提下，运营商各频段、不同制式系统的天线出口功率取值应考虑制式、频段、传播损耗、馈线损耗差异对覆盖范围的影响，合理设定天线入口设计功率，保障不同系统覆盖范围基本一致，以确保共建系统整体覆盖效果。

5.3 共建设计与地铁总体设计高效衔接，保障实施

由于地铁工程的特殊性，地铁移动通信系统共建实施运行必须确保地铁运行安全，因此共建设计需根据地铁总体设计方案优化，以确保节约成本、有效实施。

为保障与地铁总体设计和实施高效衔接，在地铁民用移动通信系统共建设计方案初步完成后，应重点关注与地铁建筑专业、管线综合专业、限界专业等众多地铁基础设施专业的初步设计方案衔接。移动通信系统共建设计应根据对地铁基础设施专业方案衔接要求合理优化，及时提交对建筑专业、管线综合专业、限界专业等资源预留和配合需求（简称“提资”），以确保地铁各公共基础设施专业施工图设计阶段能充分考虑移动通信系统共建实施要求。

由于地铁建筑结构、限界、管线等专业设计、建设刚性约束较大，施工图设计确定后变更的成本大、难度高，因此“提资”的合理性、完备性、准确性要求非常高，是移动通信系统共建设计应特别关注的环节。

共建设计“提资”环节需重点关注与以下专业间衔接内容：

（1）向建筑专业提资

通信机房面积要求：建议不小于60m2，资源紧张的情况下不宜小于55m2，以保障共建设备安装、扩容和维护要求。

隧道区的中板开孔和设备区、公共区等墙体开孔要求：中板、墙体开孔主要是为了给通信机房电力电缆、光缆引出提供路由通道，开孔位置、数量、孔径应符合共建实施要求。

走廊过道的镀锌钢管的敷设路由：在设备区的走廊过道使用镀锌钢管连通时，管径需符合共建实施要求。

（2）向限界专业提资

限界是保障地铁安全运行、限制车辆断面尺寸、限制沿线设备安装尺寸、确定建筑结构有效尺寸的图形，其中设备限界是用于限制安装设备不得侵入的控制线。

共建设计需向限界专业提供隧道区间设备的安装位置、需安装设备区范围、托臂高度等，应确保相应设备安装和维护符合地铁限界要求，不得影响地铁运行安全。

（3）向管线综合专业提资

共建设计向管线综合专业的提资重点是明确地面线路的光缆引入和GPS馈线由出入口经公共区至通信机房所需路由。由于地铁建设实施中常有部分出入口不能在地铁运营前全部完工的情况，提资时应要求每个出入口均预留通信电缆井，均有桥架连通至通信机房，以预留设计调整灵活度，避免因选定出入口进度延迟而影响共建实施进度。共建设计提资宜考虑光缆和GPS馈线布放尽量共用通号专业桥架，以有效节约成本。

（4）向电源专业提资

地铁机房施工时通常会统一铺设电力电缆到通信机房，并就近安装地铁交流配电箱。设计提资时应对进线电缆的载流量、设备需求功耗、配电分路等提出相应的需求，避免出现交流配电箱引入总量不够、分路过小而导致无法支撑共建设备安装和扩容需求。

5.4 地铁移动通信系统共建设计实施建议

地铁共建设计需要在确保地铁运行安全的前提下充分利用地铁公共设施，并结合地铁特殊覆盖场景统筹实现各运营商高质量、低成本的个性化建设目标，保障实施一步到位。设计方案制定的复杂度和难度远高于常规移动通信网络设计要求。

为保障共建设计低成本、高效率指导实施，建议由参建运营商（或承建地铁共建实施的铁塔公司）共同选定经验丰富、综合能力和专业技术能力符合要求的独立第三方通信设计单位承接地铁移动通信系统共建设计。由通信专业设计单位在地铁总体设计约束条件下开展移动通信系统共建专业设计工作，以确保设计方案符合各运营商对地铁内系统覆盖、容量、质量需求及其与地面网络间的协同要求，并尽可能地共用地铁公共设施、共建通信基础设施、设备和布线系统，以充分节约总体网络建设和维护成本。结束语

国内大中城市地铁陆续建成并投入运营，成本因素和政策要求使得地铁移动通信系统共建成为优选方案。随着4G时代技术发展和“铁塔公司”预期承接，地铁移动通信系统共建的技术难题和协调困局必将得到有效改善，共建有望更好推进实施。

地铁移动通信系统共建设计的关键难点在于整合优化设定多运营商共建目标并低成本实现，共建设计与地铁总体设计有机结合，高效衔接实现共赢。根据目前国内地铁建设实施的实际情况，选择专业第三方通信设计单位，在地铁总体设计实施约束条件下有效开展移动通信系统共建专业设计工作是值得推荐的解决方式。

参考文献：

6.消防通信指挥系统设计规范篇六

P GB 50313━2000

消防通信指挥系统设计规范

Code for desingn of fire communication and command system

2000-02-22发布 2000-08-01实施

联合发布

国家质量技术监督局

中华人民共和国建设部第 1 页

中华人民共和国国家标准

消防通信指挥系统设计规范

Code for desingn of fire communication and command system

GB 50313━2000

主编部门：中华人民共和国公安部

批准部门：中华人民共和国建设部

施工日期： 2000年8月1日

2002 北京第 2 页

关于发布国家标准

《消防通信指挥系统设计规范》的通知

根据我部《关于印发一九九七年工程建设国家标准制订、修订计划的通知》（建标[1997]108号）的要求，由公安部会同有关部门共同制订的《消防通信指挥系统设计规范》，经有关部门会审，批准为强制性国家标准，编号为GB 50313—2000，自2000年8月1日起施行。

中华人民共和国建设部

二○○○年二月二十二日

第 3 页前言

《消防通信指挥系统设计规范》是根据建设部建标[1997]108号文件的要求，在主编部门公安部领导下，由主编单位公安部沈阳消防科学研究所会同北京市消防局、邮电部北京设计院、福建省消防局、中国建筑东北设计院和上海市消防局等六个单位共同编制的。

本规范在编制过程中，总结了我国消防通信指挥系统建设实践经验，吸取了先进的科研成果，参考了国内外有关标准规范，广泛征求了全国有关单位和专家的意见，经过多次修改形成送审稿，并通过审查会审查。根据审查会意见，对送审稿作了进一步修改，完成了目前的定稿。

本规范共分八章，其主要内容包括：总则，术语，系统的技术构成，系统功能及主要性能要求，系统设备的配置及其功能要求，系统的软件及其设计要求，系统的供电、接地、布线及设备用房要求和系统相关环境技术条件。

本规范由公安部沈阳消防科学研究所负责解释（单位地址：沈阳市皇姑区蒲河街七号，邮政编码：110031）。在本规范实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄至公安部沈阳消防科学研究所，以便今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位和主要起草人：

主编单位：公安部沈阳消防科学研究所

参编单位：北京市消防局

邮电部北京设计院

福建省消防局

中国建筑东北设计院

上海市消防局主要起草人：吕欣驰张俊张光荣冯斋张春华朱春玲成彦

石刚齐宝金鲁丽香徐宝林南江林张昊

第 4 页

前言...........................................................4 1 总则.......................................................6 2 术语.......................................................6 3 系统的技术构成.................................................7 4 系统功能及主要性能要求.........................................8 4.1 系统功能.................................................8 4.2 系统主要性能要求............................................9 5 系统设备的配置及其功能要求.....................................9 5.1 消防通信指挥系统设备的配置..................................9 5.2 城市消防通信指挥系统设备的功能要求.........................13 5.3 省消防通信指挥系统设备的功能要求...........................17 6 系统的软件及其设计要求........................................18 6.1 系统软件的一般要求.........................................18 6.2 城市消防通信指挥系统的应用软件.............................18 6.3 省消防通信指挥系统的应用软件...............................21 7 系统的供电、接地、布线及设备用房要求..........................22 8 系统相关环境技术条件..........................................24 8.1 城市消防通信指挥系统相关环境技术条件.......................24 8.2 省消防通信指挥系统相关环境技术条件.........................28 本规范用词说明....................................................................................................29

第 5 页总则

1.0.1 为了合理设计消防通信指挥系统，保证系统设计质量，增强系统快速反应和辅助决策能力，保障灭火救援，保护公民生命、财产和社会公共安全，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建的消防通信指挥系统的设计。

1.0.3 消防通信指挥系统的设计，应遵循国家有关方针、政策和法律、法规，适应扑救现代火灾和处置特种灾害事故的需要，并与电信等公共基础设施建设发展相协调，做到安全实用，技术先进，经济合理。

1.0.4 消防通信指挥系统的设备应选用经国家有关产品质量监督检验机构检验合格的产品。

1.0.5 消防通信指挥系统的设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。术语

2.0.1 消防通信指挥系统 fire communication and command system 城市消防通信指挥系统和省消防通信指挥系统的总称。

2.0.2 城市消防通信指挥系统 municipal fire communication and commandsvstem 覆盖一个城市，联通城市消防通信指挥中心、消防站、城市移动消防通信指挥中心及救灾相关单位等环节的，具有火警受理、通信调度和辅助决策指挥等功能的网络和设备及其软件组成的消防通信指挥系统。

2.0.3 省消防通信指挥系统 provincial fire communication and command system 覆盖全省（自治区）城市，联通省（自治区）消防通信指挥中心及城中消防通信指挥中心、省（自治区）移动消防通信指挥中心及救灾相关单位等环节的，具有全省（自治区）消防业务宏观管理和跨区域联合作战通信调度、辅助决策指挥等功能的网络和设备及其软件组成的消防通信指挥系统。

2.0.4 消防通信指挥中心 fire communication and command center

消防通信指挥系统中，设在省（自治区）、城市消防指挥机构，具有集中受理火警、统一调度指挥、提供信息支援功能的部分。

2.0.5 移动消防通信指挥中心 mobile fire communication and commmand center 消防通信指挥系统中，设在省（自治区）、城市消防指挥机构的通信指挥车上，具有统一，调度指挥功能的部分。第 6 页 2.0.6 火警受理子系统 sub-system of fire alarms receiving and dispatching 城市消防通信指挥系统技术构成中，通过通信网络，采集、处理火警及相关信息并进行调度和辅助决策指挥的部分。

2.0.7 消防有线（无线）通信子系统 sub-system of fire wire（wireless）communication

消防通信指挥系统技术构成中，利用有线（无线）通信网络和设备，以馍拟和数字方式传输话音、数据和图像信息的部分。

2.0.8 火场指挥子系统 sub-system of fire scene command

消防通信指挥系统技术构成中，在火场及灾害事故现场进行通信调度和辅助决策指挥的部分。

2.0.9 消防信息综合管理子系统 sub-system of fire informa tion integrated management

消防通信指挥系统技术构成中，利用系统资源对消防信息进行采集、存储、检索、处理、显示、传输、分析的部分。

2.0.10 训练模拟子系统 sub-system of practice simulation

城市消防通信指挥系统技术构成中，利用系统资源对消防指挥人员进行火火救援指挥训练的部分。

2.0.11 消防管理子系统 sub-system of fire management

省消防通信指挥系统技术构成中，利用系统资源对消防业务进行宏观管理的部分。

2.0.12 消防培训子系统 Sul-System of fire training

省消防通信指挥系统技术构成中，利用系统资源对消防指挥人员进行消防指挥培训的部分。系统的技术构成

3.0.1 城市消防通信指挥系统应由下列子系统构成：火警受理子系统，其主要组成部分应有消防用程控交换机、火警受理台、火警终端台等及其应用软件。消防有线（无线）通信子系统，其主要组成部分应有119火警电话中继、119火警调度专线、报警通信网、消防无线通信网、消防有线通信设备、消防无线通信设备和其他辅助设备等。火场指挥子系统，其主要组成部分应有火场指挥台、消防车辆动态管理装置及终第 7 页端机、火场图像传输装置、其他辅助设备等及其应用软件。消防信息综合管理子系统，其主要组成部分应有消防信息管理工作站和相关数据库的管理维护应用软件。训练模拟子系统，其主要组成部分应有训练模拟工作站和灭火救援指挥训练应用软件。

3.0.2 省消防通信指挥系统应由下列子系统构成：消防管理子系统，其主要组成部分应有消防指挥台等及其应用软件。消防有线（无线）通信子系统，其主要组成部分应有跨区域联合作战的消防有线通信设备、消防无线通信设备和其他辅助设备。火场指挥子系统，其主要组成部分应有火场指挥台、火场图像传输装置、其他辅助设备等及其应用软件。消防信息综合管理子系统，其主要组成部分应有消防信息管理工作站和相关数据库的管理维护应用软件。消防培训子系统，其主要组成部分应有消防培训工作站和消防指挥培训应用软件。系统功能及主要性能要求

4.1 系统功能

4.1.1 城市消防通信指挥系统应具有下列基本功能：利用公用或专用的通信网向城市消防通信指挥中心报告火警。自动或人工实现火警辨识、出动方案编制、出动命令下达等火警受理流程。利用有线或无线通信网，进行话音通信、数据通信和图像通信。在火场及灾害事故现场进行全市消防实力调度。利用系统资源进行灭火救援指挥训练模拟。6 利用系统资源，对消防地理、气象、消防水源、消防实力、消防安全重点单位基本情况、各类火灾和灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术等信息进行采集、存储、检索、处理、显示、传输和分析。

4.1.2 省消防通信指挥系统应具有下列基本功能：利用系统资源，对全省消防业务进行宏观管理。在火场及灾害事故现场进行全省消防实力调度。利用有线或无线通信网，进行话音通信、数据通信和图像通信。第 8 页

利用系统资源，对全省消防信息进行采集、存储、检索、处理、显示、传输和分析。利用系统资源进行消防指挥培训。

4.2 系统主要性能要求

4.2.1 城市消防通信指挥系统的主要性能应符合下列要求：集中接收火警信号。能同时受理不少于2起火警。从接警到消防站接到出动命令的时间不应超过45s。应设有119火警应急接警电话，主要火警受理设备应有热备份。系统的通信网应相对独立、常年畅通，并应具备自检或巡检能力。系统应具备为扑救重大恶性火灾和处置特种灾害事故编制联合作战出动方案和提供辅助决策指挥的能力。系统应采用中文显示界面。

4.2.2 省消防通信指挥系统的主要性能应符合下列要求：系统的通信网应相对独立、常年畅通，并应具备自检或巡检能力。系统应具备为跨区域联合作战提供辅助决策指挥的能力。系统应具备共享性和可扩展性。系统应采用中文显示界面。系统设备的配置及其功能要求

5.1 消防通信指挥系统设备的配置

5.1.1 城市消防通信指挥系统设备的配置应符合表5.1.1-1～5.1.1-3的要求。其中，直辖市、省会市及计划单列市应按Ⅰ类标准配置；地级市应按Ⅱ类标准配置；其余城市应按Ⅲ类标准配置。

5.2 城市消防通信指挥系统设备的功能要求

5.2.1 消防用程控交换机应具有下列基本功能：具有程控用户交换机的基本功能。能以数字中继或用户中继方式与公用电话网相连，用以接收119火警中继电路。具有呼入排队、火警电话呼入优先功能，火警电话呼入时的声、光显示信号应明显区别于普通电话。能通过局间信令接收公用电话网提供的主叫电话号码。接收电话报警后，能实时接通责任消防站或所有相关消防站的119火警调度专线。具有能实现监听、强插、强拆和挂机回叫（回振铃）功能的专线电话，可将普通电话改设为调度专线电话。具有单呼、组呼和会议电话功能。具备与火警受理台的接口。

5.2.2 火警受理台（A型）应具有下列基本功能：能接收公用电话网的119火灾报警信号，并能显示报警主叫号码、用户名称和装机地址等信息。能通过按键、鼠标、光笔、触摸等方式在显示屏上直接进行火警应答、专线呼叫等电话调度操作。能实现火警受理信息与消防地理信息的双屏对应显示。能根据报警电话、目标物、地理环境等信息实现辅助火警辨识。5 能根据火灾类别、火势等级、消防实力、气象、地理环境、灭火救援战术技术等相关因素自动或人工编制联合出动方案，向消防站和消防车辆下达出动命令。第 13 页 6 能与火警终端台（A型）进行话音和数据通信，能接收火警终端台（A型）发送的消防实力信息及其他有关灭火信息，能向相应消防站下达出动命令。能与消防车上的无线通信设备进行话音通信，能接收消防车辆动态管理装置发送的消防车辆状态信息和位置信息，并能加以显示、存储，能向相关消防车下达出动命令。能与火场指挥台（A型）进行无线话音和数据通信，能向火场指挥台（A型）提供有关灭火救援信息，井接收其发来的火场及灾害事故现场相关信息。能对人警受理全过程的数据实时记录和存档。能对消防地理、气象、消防水源、消防实力、消防安全重点单位的灭火预案、各类火灾与灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术、灭火作战记录等消防信息进行统一管理、维护。具有计算机、有线、无线等设备的统一操作界面，能启动或控制外部设备。具有统一的实时时钟管理。能实现故障报警。

5.2.3 火警受理台（B型）应具有下列基本功能：能以数字中继或用户中继方式与公用电话网相连。能接收公用电话网的119火灾报警信号，并能显示报警主叫号码等信息。能通过按键、鼠标、光笔、触摸等方式在显示屏上直接进行火警应答、专线呼叫等电话调度操作。能实现火警受理信息与消防地理信息的双屏对应显示。能根据报警电话、目标物、地理环境等信息实现辅助火警辨识。能根据火灾类别、火势等级、消防实力、气象、地理环境、灭火救援战术技术等相关因素自动或人工编制联合出动方案，向消防站和消防车辆下达出动命令。能与火警终端台（A型）进行话音和数据通信，能接收火警终端台（A型）发送的消防实力信息及其他有关灭火信息，能向相应消防站下达出动命令。能与火场指挥台（A型）进行无线话音通信。能对火警受理全过程的数据实时记录和存档。能对消防地理、气象、消防水源、消防实力、消防安全重点单位的灭火预案、各类火灾与灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术、灭火作战记录等消防信息进行统一管理、维护。具有计算机、有线、无线等设备的统一操作界面，能启动或控制外部设备。第 14 页 12 具有统一的实时时钟管理。能实现故障报警。

5.2.4 火警实时录音录时装置应具有下列基本功能：能实时记录火警电话、调度专线电话的话音信息及相应时间。能自动识别电话网中的振铃、挂机信号，一方挂机即自动停止录音。能同时记录不少于须同时受理火警数量的火警信息。能自动与火警受理台时间同步。能转入后台工作，前台工作不影响后台正常录音。在录音过程中能显示工作状态。记录的原始话音和时间信息不能被修改。能以多种方式检索查询记录信息，对选定的记录能进行重播、显示、拷贝等操作。当记录信息超过设定的存储容量时，能给出提示信号。能实时监测电源工作状态，自动记录电源开启与关闭时间。能实现故障报警和违规操作报警。

5.2.5 消防实力显示装置应具有下列基本功能：能显示消防站名称及其指挥员姓名、通信员姓名、战斗员人数。能显示车辆的编号、类型及状态。

5.2.6 火警信息显示装置应具有下列基本功能：能显示日期、时钟。能按日、月、年显示火警统计数据。能显示当前火警的报警电话、出动消防队。能显示天气情况。

5.2.7 消防车辆动态管理装置应具有下列基本功能：具备与火警受理台的双向通信接口。能接收消防车辆动态终端机发来的消防车辆状态信息和位置信息，井能传送到火警受理台。能向所有相关消防车辆动态终端机发送火警受理台下达的出动命令或行车路线。具备与无线通信设备的接口。

5.2.8 火警终端台（A型）应具有下列基本功能：作为火警受理台的远程终端设备与其联用。具备119火警调度话音专线和数据专线。第 15 页 3 能通过119火警调度专线监听火警受理台的火警受理通话。能自动接收火警受理台下达的出动命令并打印出车单。能自动和/或手动控制警灯、警铃及广播、夜间照明设备。能输入、更新、存储、显示、打印本站消防实力信息。能向火警受理台发送本站消防实力信息及其他有关灭火信息。能与火警受理台自动同步日期、时间、气象数据等。能实现故障报警。

5.2.9 火警终端台（B型）应具有下列基本功能：能受理本站管辖区内的119火警电话报警。能编制出动方案，下达出动命令并打印出车单。能与城市消防通信指挥中心的有线（无线）通信设备进行话音通信。能自动和/或手动控制警灯、警铃及广播、夜间照明设备。能输入、更新、存储、显示、打印本站消防实力信息。能进行本站内部专线电话的呼叫通话。能实现故障报警。

5.2.10 火场指挥台（A型）应具有下列基本功能：能与火警受理台（A型）进行无线话音和数据通信，能接收火警受理台（A型）发送的有关灭火救援信息，能向火警受理台（A型）提供火场及灾害事故现场的相关信息。能现场为扑救重大恶性火灾和处置特种灾害事故编制联合作战方案，提供辅助决策指挥。能通过火警受理台（A型）进行全市消防实力调度。能记录火场及灾害事故现场的相关数据。能存储、检索全市的火警受理、消防地理、气象、消防水源、消防实力、灭火预案、各类火灾与灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术等消防信息。能控制广播、录音、计时、照明等设备。具有通信员、指挥员各自使用的显示屏幕。

5.2.11 火场图像传输装置应具有下列基本功能：具有至少两路的火场摄（照）像装置。能将火场图像传输到火场指挥台。火场指挥台能接收、录制和显示火场图像。第 16 页 4 图像发射机的供电电池一次工作时间不少于4h。

5.2.12 消防车辆动态终端机（A型）应具有下列基本功能：能确认本车的位置。能设定至少八种车辆状态，例如待命、出动、执勤、检修、途中、到场、出水、停水等。能将本车状态和位置信息实时传送给城市消防通信指挥中心的消防车辆动态管理装置。能接收并显示火警受理台下达的出动命令或行车路线。能实现自检及故障报警。

5.2.13 消防车辆动态终端机（B型）应具有下列基本功能：能设定至少八种车辆状态，例如待命、出动、执勤、检修、途中、到场、出水、停水等。能将本车状态信息传送给城市消防通信指挥中心的消防车辆动态管理装置。能实现自检及故障报警。

5.3 省消防通信指挥系统设备的功能要求

5.3.1 消防指挥台应具有下列基本功能：能对全省消防业务实行宏观管理。能进行全省消防实力调度，提供跨区域联合作战辅助决策指挥。能进行全省消防业务管理信息的数据通信。具有会议电话功能。具有计算机、有线、无线等设备的统一操作界面。

5.3.2 火场指挥台（B型）应具有下列基本功能：能接收省消防通信指挥中心的相关信息。能在火场及灾害事故现场为跨区域联合作战提供辅助决策指挥。能通过消防指挥台进行全省消防实力调度。能控制广播、照明等设备。

第 17 页系统的软件及其设计要求

6.1 系统软件的一般要求

6.1.1 系统网络通信协议应采用TCP/IP协议。

6.1.2 网络操作系统应采用多用户、多任务的网络操作系统。

6.1.3 数据库管理系统应支持结构查询语言。

6.1.4 消防地理信息系统软件应符合下列要求：基础地理数据应符合国家有关空间数据交换格式的规定。应按照地图要素的拓扑属性划分图层，且应具备街路层、水源层、建筑物层等基本图层要求。地理信息分类和编码应符合国家有关规定。

6.2 城市消防通信指挥系统的应用软件

6.2.1 城市消防通信指挥中心应用软件应符合下列基本要求：应用软件系统应能在火警受理、系统日常管理、训练模拟等三种状态下工作。应用软件系统运行在火警受理状态下的指令流程应包括：火警接收、火警辨识、出动方案编制、出动命令下达、火场及灾害事故现场增援、灭火作战记录。软件入机界面应具备下列条件：

1）每一火警受理座席采用双屏显示，可同时显示火警受理信息及与其对应的消防地理信息；

2）火警受理界面在接警、辨识、编制出动方案、下达出动命令等流程中，显示内容清晰，符合操作顺序，操作过程简单、方便；

3）具有火警接收、火警辨识、出动方案编制、出动命令下达、火场及灾害事故现场增援、作战记录等火警受理指令流程显示窗口；

4）具有火警电话呼入和报警主叫号码及用户名称、装机地址显示窗口；

5）具有报警输入窗口。可通过“名称”、“地址”、“电话”、“目标物”等输入或检索确认火灾地点；

6）具有火灾类别、火势等级选择窗口；

7）具有火灾地点、报警人、责任消防队、增援消防队、毗邻单位、报警时间、接警时间、出动命令下达时间等显示窗口；第 18 页 8）具有全市消防车辆状态显示窗口和出动方案显示窗口。

消防车辆能按车辆类型或按消防站名称检索显示，已派出车辆应有明显标识。出动方案可选择预案、增援方案或人工编制方案；

9）具有火场及灾害事故现场编号显示窗口，可选择火场及灾害事故现场编号显示未记录结束的火场及灾害事故现场信息并进行火场及灾害事故现场增援；

10）具有日期、时钟和气象信息显示窗口；

11）能按照灭火作战记录数据库的内容进行输入并存档；

12）具有电话调度操作窗回，能显示专线电话的工作状态，能检索井自动拨打相关单位的电话号码；

13）具有消防地理、气象、消防水源、消防实力、消防安全重点单位自然概况及灭火预案、各类火灾和灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术等信息查询选择显示窗口；

14）具有无线通信控制选择显示窗口；

15）系统应规定操作权限，例如退出系统、编辑、维护等操作；

16）违规操作应有声音和文字告警。软件应具有火警辨识、出动方案编制、训练模拟辅助决策功能。

6.2.2 消防站应用软件应符合下列基本要求：能通过119火警调度专线与火警受理台进行数据通信。能接收火警受理台下达的出动命令并打印出车单，出车单内容应包括：报警时间、下达命令时间、火灾地点、出动方案、行车路线等信息。能输入本站值班领导姓名、通信员姓名、战斗员人数、车辆编号、车辆类型、车辆状态等消防实力信息，并向火警受理台发送。具有外设控制和状态显示窗口。

6.2.3 城市移动消防通信指挥中心应用软件应符合下列基本要求：能接收火警受理台（A型）发送的火灾地点、电话号码、火灾类别、火势等级、报警时间、出动方案等火警信息。能检索消防安全重点单位的灭火预案、消防地理和消防水源等信息。能在火场及灾害事故现场编制增援出动方案，通过火警受理台下达出动命令。能检索各类火灾与灾害事故特性、化学危险品、灭火救援战术技术等信息。能接收火警受理台（A型）发送的全市消防实力信息及气象信息。第 19 页 6 能向火警受理台（A型）发送火场及灾害事故现场的相关信息。能按照灭火作战记录数据内容要求记录相关数据井存档。具有外设控制和状态显示窗口。具有现场辅助决策指挥功能。

6.2.4 城市消防通信指挥系统主要数据库应符合下列基本要求：城市消防通信指挥系统主要数据库应包括：消防地理信息数据库、气象数据库、消防水源数据库、消防实力数据库、灭火救援器材数据库、消防安全重点单位信息数据库、各类火灾与灾害事故特性数据库、化学危险品数据库、灭火救援战术技术数据库、灭火救援作战记录数据库、训练模拟数据库等。消防地理信息数据库内容应包括：

1）广域消防地图，含有全市或远郊区、县地图、行政区及道路、消防水源、消防站分布等相关信息；

2）接警消防地图，含有消防站辖区图及道路、消防水源、消防安全重点单位、消防站等相关信息。比例尺宜为1︰2000；

3）灭火战区地图，含有以火灾地点为中心的一个作战区域图及道路、消防水源、毗邻单位、消防车辆部署等相关信息。比例尺宜为1︰500；

4）街路信息，包括编号、街路名称、起点、终点、街路级别、长度、宽度、交叉路口、路面情况等。气象数据库内容应包括：晴、阴、雨、雪、雾、温度、风向、风力等。消防水源数据库内容应包括：编号、名称、位置、管网形式、口径、压力、流量（或储水量）等。消防实力数据库内容应包括：消防站名称、值班领导姓名、通信员姓名、战斗员人数、车辆编号、车辆类型、车辆状态、车辆位置等。灭火救援器材数据库内容应包括：器材名称、放置地点、数量等。消防安全重点单位信息数据库内容应包括：单位编号、单位名称、单位地址、目标物、毗邻单位、电话号码、联系人、责任消防站及行车路线、增援消防站及行车路线、生产储存物资、建筑物类型及高度、重点部位、火灾危险性、地理位置、灭火预案（包括消防安全重点单位建筑平面图、立体图、内部结构图和消防实力部署、灭火对策及相关信息）等。各类火灾与灾害事故特性数据库内容应包括：灾害名称、特性、危险性、防范对第 20 页策等。化学危险品数据库内容应包括：名称、别名、分子式、主要特性、闪点、熔点、沸点、自燃点、相对密度、爆炸极限、灭火剂、应急措施、注意事项等。灭火救援战术技术数据库内容应包括：扑救重大恶性火灾和处置特种灾害事故的战术原则、技术方法及典型方案等。灭火救援作战记录数据库内容应包括：火灾编号、火灾地点、火灾类别、起火原因、报警时间、出动时间、到场时间、扑灭时间、指挥员姓名、出动队数量、出动车辆数量、出动车辆类型、灭火救援器材使用情况、水源使用情况、损失情况、伤亡情况等。训练模拟数据库内容应包括：扑救典型重大恶性火灾和处置特种灾害事故战术技术方案编制原则、方法、演练程序等。

6.3 省消防通信指挥系统的应用软件

6.3.1 省消防通信指挥中心应用软件应符合下列基本要求：能检索全省各市的消防实力和消防地理信息。具有数据通信状态显示窗口。能检索消防业务综合信息。具有全省消防业务宏观管理和跨区域联合作战指挥辅助决策功能。

6.3.2 省移动消防通信指挥中心应用软件应符合下列基本要求：能检索全省各市的消防实力和消防地理信息。能与城市移动消防通信指挥中心的火场指挥台进行数据通信。能检索跨区域联合作战指挥典型预案。具有在火场及灾害事故现场跨区域联合作战辅助决策指挥功能。

6.3.3 省消防通信指挥系统数据库应符合下列基本要求：省消防通信指挥系统数据库应包括：消防实力数据库、灭火救援器材数据库、跨区域联合作战指挥典型预案数据库、消防业务管理数据库、消防培训数据库等。消防实力数据库内容应包括：名称、消防站数量、战斗员人数、车辆类型、车辆数量、车辆状态等。灭火救援器材数据库内容应包括：器材名称、放置地点、数量等。跨区域联合作战指挥典型预案数据库内容应包括：扑救重大恶性火灾和处置特种灾害事故的战术原则、技术方法及火火救援对策等。第 21 页 5 消防业务管理数据库内容应包括：防火、战训、装备、警务、科技、宣传等。消防培训数据库内容应包括：消防指挥业务理论及试题库、跨区域联合作战指挥方案编制原则、方法、演练程序等。系统的供电、接地、布线及设备用房要求

7.0.1 系统的供电应符合下列要求：直辖市、省会市及计划单列市消防通信指挥中心的主电源应由两个稳定可靠的独立电源供电，其他城市及省消防通信指挥中心的主电源不应低于两回线路供电。系统配电线路应与其他配电线路分开，并应在最末一级配电箱处设自动切换装置。系统由中电直接供电时，电源电压变动、频率变化及波形失真率应符合现行国家标准《计算站场地技术条件》GB 2887中B级设定的要求，超出此规定时，应加调压设备。有不间断和无瞬变要求的交流供电设备，宜采用UPS电源。通信设备的直流供电系统应由整流配电设备和蓄电池组组成，可采用分散或集中供电方式供电。其中整流设备应采用开关电源，蓄电池应采用阀控式密封铅酸蓄电池。通信设备的直流供电系统应采用在线充电方式以全浮允制运行，直流基础电源电压应为-48V，其变动范围和杂音电压应符合表7.0.1的规定。系统供电线路导线应采用经阻燃处理的铜芯电缆。交流中性线应采用与相线截面相等的同类型的电缆。系统宜设置具有自动投入和自动切除功能的备用发电机组。消防站应设置专用交流配电箱，其电源容量不应小于5kV·A。

7.0.2 系统的接地应符合下列要求：第 22 页 1 接地方式宜采用工作接地、保护接地、建筑防雷接地共用一组接地体的联合接地方式，其接地电阻值不应大于lΩ。联合接地系统中接地体、接地引入线、接地总汇集线和接地线应符合下列要求：

1）接地系统中的垂直接地体，宜采用长度不小于2.5m的镀锌钢材，其接地体上端距地面不宜小于0.7m；

2）接地引入线宜采用40mm×4mm或50mm×5mm的镀锌扁钢；

3）接地总汇集线应采用截面积不小于120mm的铜排或相同电阻值的镀锌扁钢；

4）接地线不得使用铝材。接地方式采用工作接地、保护接地及建筑防雷接地分设时，工作接地及保护接地电阻不应大于4Ω建筑防雷接地电阻不应大于10Ω。

7.0.3 系统的布线应符合下列要求：消防通信指挥中心控制线路及通信线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，其保护层厚度不宜小于30mm。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。消防通信指挥中心的控制及通信线路垂直干线宜通过电缆竖井敷设，并应与强电线路的电缆竖井分别设置。

7.0.4 系统的设备用房应符合下列要求：新建消防通信指挥中心通信室和指挥室的总建筑面积不官小于150m。新建消防站通信室的建筑面积应符合下列规定：微型消防站不小于25m；普通消防站不小于40m；特种消防站不小于50m。室内温、湿度应符合表7.0.4-1的要求：

2222

2通信设备、蓄电池等较重设备的用房，其楼板面等效均布活荷载（KN/m）应符合电信房屋有关标准的规定。消防通信指挥中心和消防站的通信室应设置吊顶。消防通信指挥中心和消防站的设备用房应防止二氧化硫、硫化氢、二氧化碳等有害气体侵入，并应采取防尘措施。消防通信指挥中心和消防站的设备用房内电磁干扰场强，在频率范围为1MHz～1GHz时，不应大于10V/m。消防通信指挥中心和消防站的设备用房照度应符合下列要求：

1）距地板面0.8m的水平工作面为150～200lx；

2）距地板面1.4m的垂直工作面为30～50lx。系统相关环境技术条件

8.1 城市消防通信指挥系统相关环境技术条件

8.1.1 119火警电话入网中继方式应符合下列要求：消防用程控交换机接入本地电话网的方式可分为数字中继接入和用户中继接入两种类型，分别接入本地电话网交换机的中继侧和用户侧。应根据本地电话网的网络结构，结合消防用程控交换机的技术条件，在保障可靠接收119火警电话呼入的前提下，合理确定入网方式。采用数字中继方式入网时，消防用程控交换机配置的数字中继单元经PCM一次群终端设备及复用传输设备接至本地电话网的汇接局或端局交换机的选组级，其信令采用7号信令或中国1号信令。采用数字中继方式入网时，电话局应从入网局之外的就近端局向城市消防通信指挥中心提供119火警应急接警电话用户线路。当数字中继电路阻断时，应立即自动或人工将119呼叫迂回或切换至119火警应急接警电话。第 24 页 4 采用用户中继方式入网时，电话局对用户线路采用连选方式呼入。根据本地电话网的容量和组网方式，消防用程控交换机应与本地电话网的一个以上端局或汇接局相连或采用双路由方式相连。

8.1.2 119火警电话中继应符合下列要求：各类城市119火警电话中继线（电）路数量应符合表8.1.2的要求。中等以上城市的119火警电话宜采用数字中继方式接入本地电话网，且应在物理路由上分开。小城市和县级以下城镇采用数字中继方式接入本地电话网时，可从一个路由入网。其数字中继电路数量不应少于1个PCM基群（30路）。当采用用户（模拟）中继入网时，应从就近的几个端局或汇接局分别接入。5 本地电话网用户呼叫119必须设置为被叫控制方式。119用户中继线路中可安排少量双向中继，其余均为呼入中继。本地电话网应在119呼叫接续过程中向城市消防通信指挥中心提供主叫电话号码。本地电话网应向城市消防通信指挥中心提供主叫电话用户信息（电话号码、户名和装机地址等）查询功/机制，通过专用数据传输路由在119火警应答后5s内送达火警受理台。本地电话网用户至消防用程控交换机之间的全程最大参考当量和传输衰耗应分别为30dB和29dB。

8.1.3 119火警调度专线应符合下列要求：每个消防站应建立119火警调度话音专线和数据专线各一路。消防用程控交换机经本地电话网到各消防站的话音、数据调度专线的设计，宜采用直达专线的形式，组成119火警调度专网119火警调度话音专线宜选用下列结构方式：

1）城市消防通信指挥中心和消防站两端以模拟用户线路接入本地电话网相应两侧端局，局间中继为数字电路，经端口设备及数字复用传输设备调通直达路由；

2）城市消防通信指挥中心一端以数字电路接入本地电话网相应端局，消防站一端仍为模拟用户线路，局间中继为数字电路，经端口设备及数字复用传输设备调通直达路由。119火警调度话音专线参数应符合下列指标：

1）环路电阻不大于2000Ω；

2）线间绝缘不小于20kΩ；

3）线间电容不大于0.7； Fμ 4）传输衰耗不大于7dB；

5）话音可用频带0.3～3.4kHz。119火警调度数据专线，宜选用专用电路（电话网直达话音信道或DDN网、ISDN网等）。采用话音信道时，其传输指标应符合本地电话网数据传输标准。

8.1.4 城市消防无线通信应符合下列要求：城市消防通信指挥中心应设置独立的消防专用无线通信网。城市消防无线通信网宜采用单频单工和异频单工（半双工）调度指挥网的模式组网。网络结构应为大区覆盖制。其可靠通信覆盖区域应满足城市火火救援作战指挥调度和消防业务的需要。第 26 页 3 城市消防无线通信网应由以下三级网组成：

l）消防一级网（城市消防管区覆盖网），适用于保障城市消防通信指挥中心与所属消防支（大）队、消防站固定电台、车载电台之间的通信联络。各级消防指挥人员的少量下持电台在通信中心区域范围内也可加入该网，在使用车载电台的条件下，一级网的可靠通信覆盖区不应小于城市消防管区地理面积的80%；

2）消防二级网（火场指挥网），适用于保障灭火作战中火场范围内各级消防指挥人员手持电台之间的通信联络。与企事业单位专职消防队、抢险急修队等灭火协作单位的火场协同通信也可在该网中实施；

3）消防三级网（灭火战斗网）。适用于火场各参战消防中队内部，中队前、后方指挥员之间、指挥员与战斗班班长之间、班长与水枪手之间、消防战斗车辆驾驶员之间以及特勤抢险班战斗员之间的通信联络。该网应采用手持式电台和佩戴式电台，以建制消防中队为单位分别组网。电台预置信道数不应少于16个，通过无支援关系中队间的频率复用，应达到每个中队有一个专用信道。火场各参战消防中队之间的协同通信，也可采用改换工作频率相互插入对方中队灭火战斗网的方式实施。城市消防无线通信网应采用背景噪声小、传输特性好、不与民用大功率发射设备同频段的专用频率。城市消防无线通信网应在城市消防通信指挥中心设置无线通信调度装置。调度装置应具备信道控制和转接功能，其接续交换端口数不应少于8个，绳路不应少于2个。调度装置在技术结构上应实现用户身份码显示、各信道监听、插叫及话音录音（记时）等功能。采用计算机显示器显示用户身份时，界面应汉字化。城市消防通信指挥中心应设置永久性无线通信大线杆塔，其高度应满足通信覆盖的要求。天线平台应设高度不低于1.20m的栏忏。塔身应设检修爬梯和安全护栏，塔身较高时应加设休息平台。

杆塔设计应按照永久荷载、可变荷载和偶然荷载最不利的组合引急。

距离城市消防通信指挥中心较远的消防站，应设永久性天线杆塔。城市消防无线通信收、发信设备应设置在尽量靠近通信天线的位置上，不宜与有线通信设备及计算机设备同室安装、使用。

火警受理调度指挥用的无线通信，宜采用有线遥控方式与无线收、发信设备连接。安装119接警调度设备的机房与发射天线的水平隔离度不应小于30m，垂直隔离度不应小于20m。第 27 页 8 城市消防通信指挥中心建筑物周边200m范围内，不宜有大功率无线发射设备和能够产生强电磁场的电气设备。

8.2 省消防通信指挥系统相关环境技术条件

8.2.1 省消防有线通信应符合下列要求：程控交换机接入公用电话网的方式可分为数字中继接入和用户中继接入两种类型，分别接入公用电话网交换机的中继侧和用户侧。采用数字中继方式入网时，其信令采用7号信令或中国1号信令。

8.2.2 计算机通信应符合下列要求：计算机通信网可采用基于路由器的组网方式或基于X.25公共分组交换数据网的组网方式。基于路由器的网络协议应采用TCP/IP协议。计算机通信信道可采用模拟用户线路或DDN数字数据专用信道或公安卫星专网情道。

8.2.3 省消防无线通信应符合下列要求：省消防通信指挥系统应具有适应全省消防部队跨区域联合作战需要的统一专用信道。省消防通信指挥系统应具有全省各地消防无线通信一级网的频率。

第 28 页

本规范用词说明为便于在执行本规范条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用同说明如下：

l）表示很严格，非这样做不可的用同：正面词采用“必须”，反面同采用“严禁”；

2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用同：

正面词采用“应”，反面同采用“不应”或“不得”；

3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

正面同采用“宜”，反面词采用“不宜”；

7.gsm移动通信系统设计篇七

随着铁路运输进一步的提速和现代化的全面推进, 铁路无线通信系统作为铁路运输生产指挥调度系统的传输通道, 为保障铁路运输安全和运输效率起到了越来越重要的作用。GSM-R无线系统以经济、实用、高效、灵活等特性满足铁路无线通信的要求,

1 GSM-R系统简介

1) GSM-R (GSM for Railways) 系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。它采用主从同步方式, TMSC、MSC、HLR、SCP等设备应就近从BITS设备中获取定时信号, MSC至BSS间的G数字链路应兼作同步链路使用, BSS从MSC获取同步时钟信号, 也可从就近的BITS设备或SDH设备提取同步时钟信号。GSM-R传输系统指的是为GSM-R系统各子系统之间的连接提供通道的数字传输系统, 包括GSM-R系统为提供基本服务所必需的传输配套单元, 如传输光、电缆和传输设备。

2) GSM-R在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能, 如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上, 加入了基于位置寻址和功能寻址等功能, 适用于铁路通信, 特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能, 可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道, 并可提供列车自动寻址和旅客服务。

3) GSM-R系统一般由网络子系统 (NSS) , 基站子系统 (BSS) 、运行与业务支撑子系统 (OSS/BSS) 和终端设备组成。根据我国铁路行车密度高、运行组织复杂等特点, 为了解决大量的非列控数据传输, 经过反复论证, 引进了通用分组无线业务子系统 (GPRS) , 与既有有线调度通信系统结合, 实现了有线与无线调度的两网有机结合。

2 GSM-R系统在铁路运输系统中的作用

1) 实现铁路运输指挥调度系统的语音及数据传送。GSM-R系统具有功能号呼叫、语音广播和组呼业务、基于列车位置寻址等高级语音呼叫功能, 不仅可以替代目前各种无线通信系统, 还可以取代传统的电缆加通话柱的区间通信方式, 能够为铁路运输指挥提供更多的先进通信功能。

2) 为现代信号控制技术提供更强力的通信支持。GSM-R系统承担地面控制中心和移动机车之间车次号、列车位置及完整信息、列车速度信息等控车信息的传输业务。传统的列车无线调度系统功能单一、控制分散、独立运行的信号控制技术, 正向数字化、智能化、网络化和综合化的方向发展。以新一代分散自律调度集中 (CTC) 和列车控制系统 (CTCS) 为代表的现代化信号控制技术, 是中国铁路提高装备水平、确保行车安全和实现铁路跨越式发展的重要内容。这些技术都将基于移动通信技术平台实现。

3 GSM-R系统的主要业务

1) 语音组呼功能。为适应专用移动通信网的要求, 在GSM-R中引入了组呼业务, 允许一种由多方参加、一人讲话、多方聆听的语音通信方式工作与半双工模式。语音组呼模式突破了GSM网络点对点的通信的局限性, 能够以简洁的方式建立组呼, 实现调度指挥、紧急通信等特定功能, 尤其适用于铁路调度指挥部门, 用以完成点对多点的组呼和群呼功能。

2) 语音广播呼叫业务。允许一个业务用户, 将语音或其他用话音编码传输的信号发送的某一个预先预定的地理区域内的所有用户或用户组。同语音组呼业务一样, 语音广播呼叫提供了点对多点呼叫的能力, 使用于铁路行车调度。

3) 增强多优先级和强拆功能。GSM-R还具有增强多优先级与强拆功能, 规定了呼叫建立和越区切换时呼叫接续的不同优先级, 以及资源不足时的资源抢占能力。这种业务为满足铁路某些类型通信的高性能要求, 保证高级呼叫或紧急呼叫快速可靠的建立, 提供了强制能力, 符合无线列车调度通信的特点。

4 GSM-R网络业务应用

1) 话音通信。采用功能寻址、基于位置寻址、组呼叫、广播呼叫、紧急呼叫等功能, 提供铁路运输指挥话音通信业务;列车、货运、牵引变电等调度通信;站场、应急、施工、维护、区间、公务和道口等专业通信。

2) 数据通道。采用CSD或GPRS方式的数据传输链路, 提供数据通信业务。电路型数据业务包括:列车控制系统信息传送、机车同步控制信息传输、调车无线机车信号和监控信息传送。分组型数据业务:列尾信息传送、调度命令传送、无线车次号传送、进站挺稳信息及借车进路信息传送。

3) 图像传输。静止图像的传输业务。

5 郑州至焦作GSM-R系统的应用

1) 该工程GSM-R系统采用单层网络覆盖方案, 利用基站结合铁塔、天线和漏缆进行空间无线覆盖。本线基站接入在郑州核心网机房新设BSC (基站控制器) , 并接入到郑州在建的MSC (移动交换中心) 。新设基站控制器BSC、速率适配单元TRAU、分组控制单元PCU等设备的配置满足郑州至机场、郑州至开封等铁路接入的需要。

2) 该工程新建14座GSM-R基站 (2载频) , 黄河桥上架设2个GMS-R直放站远端机接入黄河景区中间站直放站近端机以达到黄河桥上空中无线信号的覆盖。无线直放站对弱场强区段的无线信号进行放大, 将基站的无线信号利用耦合器, 耦合至近端机, 利用光纤作为传输媒质, 传输到远端机, 解调出射频信号放大辐射至空间。

3) 调度命令信息和无线车次号信息传送通过CIR来实现, 具体为CIR中的GPRS数据模块;工作频率为:上行885~889MHz;下行930~934 MHz。

在郑州调度所的CTC在GSM-R模式下数据传输采用GPRS方式 (UDP协议) 。

GPRS与GRIS之间采用UDP协议;由调度所的GRIS将调度命令信息转发给郑州核心网机房的GPRS。调度员、车站值班员编辑调度命令信息 (当输入车次号后, 系统判断对应的机车号唯一时, 自动填入相应的机车号;不唯一时, 应显示对应车次全部机车号并提醒调度命令信息编辑人员选择) , 按下调度命令信息发送按键, CTC/TDCS发送调度命令信息给GRIS。

6 结语

此工程及郑州至机场、郑州至开封等铁路基站均纳入郑州核心机房BSC基站控制器, 实现无线基站的统一监视和管理及无线资源的管理。郑州核心网机房BSC基站控制器接入在建的移动交换中心MSC中, 用以实现全网信息管理、交换及互连网直接接入服务。

摘要：结合郑州至焦作铁路工程GSM-R数字移动通信系统, 浅谈了GSM-R系统在无线调度通信系统中的应用。

关键词：铁路,无线通信,GSM-R,系统,应用

参考文献

8.gsm移动通信系统设计篇八

【关键词】GSM；智能家居；单片机；远程控制；短消息

0.引言

随着生活水平的提高，人们对居住环境舒适与安全程度的要求越来越高，智能家居控制系统正日益成为家居产品中的一个热点。但传统的智能家居控制产品大部分是基于固定电话网或互联网的，这就要求用户家庭必须装接固定电话或者互联网，且线路易被破坏。而随着现代通信技术和控制技术的飞速发展，以及手机的日益普及，基于GSM网络的低成本无线智能家居控制系统将给广大普通居民家庭生活方式带来变革。

本文所介绍的基于GSM的智能家居控制系统采用GSM模块进行短消息收发，以单片机为控制核心，进行信息反馈和远程控制，可实现无线远程报警和控制等功能。

1.系统结构及工作原理

该智能家居控制系统结构如图1所示，主要由单片机、GSM短消息模块、无线接收模块、各类安防模块(如温度传感器、防盗传感器、烟雾传感器、煤气传感器等)、声光报警模块、电器开关控制模块等组成。其工作原理：系统正常工作时，首先由单片机采集各安防传感器模块数据，如有异常(如发生火灾、煤气泄漏、被盗等)则在通过本地声光电报警模块发出声光报警信号的同时，通过GSM模块向用户发送相应的报警信息。用户收到报警信息，可通过回复相应的短消息，实现对家居设施的控制来进行一定的及时处理，如切断家里总电源。在没有异常情况时，用户可以通过发送短消息来查询和控制家中电器的状态，比如查询是否忘记关闭某个电源，或者回家前提前打开空调等。

图1系统结构图

2.系统硬件

2.1单片机控制模块

智能控制器是该家居控制系统的核心，这里选用MicroChip公司的PIC 单片机16F628。该单片机CPU采用RISC结构，仅有35条单字节指令，采用Harvard双总线结构，最高工作速度可达20MHz，内置高精度4MHz振荡器和3个定时器，宽工作电压范围(2.0V到5.5V)，低功耗(当频率为1MHz,电压为2.0V时，典型值为120uA)，具有较大的输入输出直接驱动能力(可直接驱动LED)，采用高耐用性内存(10万次写操作)/EEPROM(100万次写操作)，数据保持期为40年，价格低，小体积。特别适用于用量大，档次中低，价格敏感的产品。

2.2GSM模块

GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，具有发送SMS短消息，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。开发人员可使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能。

GSM模块的厂家最早主要在国外，包括西门子、Wavcom、Sagem等；随着国内的技术进步，国内厂家如华为、Simcom、BenQ等模块也开始逐渐成熟起来。本系统使用的是高性价比的Wavecom公司的Q2403A模块。Q2403A支持EGSM900/GSM1800双频段，可以通过SMS、CSD或是GPRS进行数据收发，以及处理语音通讯。Q2403A结构相当紧凑，经过封装后的体积只有58.3×32.2×3.9mm，可以方便地嵌入各种系统中进行开发。其它主要性能及参数如下：直接AT指令控制；输出功率(EGSM900时2W, GSM1800时1W)；输入电压 2.8-3.6V；重量 18.5g(包括外壳)；环境温度 -30°C—+75°C（工作温度）/-40°C—+85°C（存放温度）；CSD状态下最大速率9.6kbps；60pin接口，包括电源、3V SIM卡、RS232接口、语音/ MMCX天线接口。

2.3无线接收模块

本系统中用来接收无线安防传感器模块信号的无线接收模块选型为超外差无线接收模块 J05U。它是一款特小体积，超低功耗，高灵敏度和稳定性的OOK / ASK超外差接收模块，工作在315.0MHz~433.92MHz频段，具有较宽的工作温度范围和较宽的电压范围(2.1-5.5V，推荐3V或者 5V）。芯片指标符合欧洲或北美管理标准。可广泛应用于工业和民用测控领域。其它性能或参数：数据速率最高10字节/秒；接收灵敏度-112dBm (ASK 2 Kb/s)；数据接口为DATA串口数据；系统启动时间为5mS；天线形式为外接20Cm天线；参考距离为300米(配10mW发射加天线，PT2262 编码/2272解码，开阔地)；模块尺寸：20X11X6mm（长X 宽 X厚）。

2.4电器开关控制

本系统采用MOS场效应管输出高电压固态光电继电器KAQY212SE作为由GSM短消息控制的家用电器多路控制开关输出耦合接口器件，以实现系统输出与家用电器电源控制的物理隔绝，实现弱电信号对高电压、大电流及高功率的电气设备的控制。

2.5系统电源

本系统主电源采用锂离子电池充电器HYM4054，它是一款完整的单节锂离子电池用恒定电流/恒定电压线性充电器，其ThinSOT 封装与较少的外部元件数目使得HYM4054为便携式应用的理想选择。由于系统采用了150mA低噪声LDO稳压器MIC5205进行保护，因此在使用外接2~12V直流电源对充电器进行充电时，即使极性接反也不会对系统造成损伤，大大提高了系统的安全性。

2.6安防无线传感器模块及声光电报警模块

该系统中所用安防无线传感器模块及声光电报警模块可以直接选用目前市场上比较成熟的定型产品，但要注意其工作频率应与无线接收模块J05U兼容，即315.0MHz。根据用户家居的实际需要，可在无线门磁、红外探测器、煤气探测器、烟雾探测器等众多无线传感器模块中随意选择和搭配，实现防盗、防火、防煤气等功能，构成全面的家居安防系统。

3.系统软件设计

本系统软件设计主要可分为2个模块。

3.1无线通信模块

本模块主要负责短消息的发送与接收。短消息的收发是通过向串口发送AT指令集来实现的。AT指令集是GSM模块与嵌入式计算机之间的通信协议。根据AT指令的GSM07.05标准，发送和接收中文或中/英文混合的短消息必须采用PDU模式，Text模式只支持传送英文及数字信息。PDU模式的编解码过程复杂，本系统使用Text模式即可满足系统功能需求。模块的通讯全部采用AT+XXXX完成。发送短消息的基本命令如下。

3.1.1设置短消息发送格式(0-PDU，1-文本)AT+CMGF=1；

3.1.2发送短消息(短消息内容“hello”)

AT+CMGS=”13645541221”>hello^z(^z表示ctrl+z)；

3.1.3列出所有的短消息

AT+CMGL=“ALL”；

3.1.4读取短消息内容(假设INDEX=5)

AT+CMGR=5。

3.2监测与控制模块

本模块主要完成对信号的检测，在满足条件时产生中断。在中断服务程序中，生成报警短消息并调用发送短消息函数，将报警信息发送给用户手机中。控制模块根据接收到的短消息内容，发送相应的控制信号给控制器。

整个系统的程序流程图如图2所示。图2 系统程序流程图

4.结束语

本设计以GSM网络通信技术和单片机控制功能为主，实现了对家居環境及设施的远程监控。整个系统具有体积小、成本低、功耗低、功能实用、实现简单、操作简单、安全可靠、适用范围广等特点，不仅可用于居民住宅，也可以用于对仓库、厂房、各类大棚等地方进行远程监控，因此具有广泛的应用前景。■

【参考文献】

［１］林添成.基于GSM的远程家居控制系统[J] .装备制造技术,2010.5:75-76.

［２］施自华，伍臣周，余晃晶.基于GSM的智能家居系统设计与实现[J].2010.8(27):341-344.

［３］苏江福.基于GSM网络的智能家居监控系统设计与实现[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2008.

9.通信天线电子自稳系统设计论文篇九

为了解决舰艇纵横摇对通信天线的影响，设计出了一种通信天线电子自稳系统，并介绍了系统的电子自稳原理，给出了通信天线相位值的计算过程和电子自稳过程。

0 引言

舰艇在海面上因受到风浪的作用而产生摇摆运动，为了保证舰载通信天线的高增益，舰载通信天线的波束俯仰方向很窄，舰载通信天线随同舰艇摇摆，就会使舰载天线增益急剧下降，严重影响通信质量，因安装于舰艇平台。

通信设备在设计与使用过程中，必须考虑舰艇纵横摇的影响，并进行天线波束稳定，这是舰用设备与岸基设备的显著差别之一。对这种影响的分析、研究已运用于雷达、电子战设备的设计和应用中[1-3]。

舰艇通信天线波束的稳定方法大致分为机械稳定、电子稳定两种。传统的机械稳定平台结构复杂、造价昂贵且易出故障，故目前的通用做法是取消笨重的机械平台，在通信天线的俯仰和方位轴上进行电子补偿来稳定天线的波束。

1 原理

通信天线在零度仰角(水平面)附近的辐射特性，对于处于远场的，不论是海上还是空中对象的通信效果，都具有非常重要的意义。为了尽可能大的服务空域覆盖，通常需要天线垂直面的方向图在水平面附近上半空间具有尽可能大的辐射强度，同时，为了减少由海面反射造成的多径干涉效应，又需要尽量减少水平面附近下半空间的辐射强度。

因此，天线的垂直方向图在水平面附近，应该具有尽可能大的场强斜率，以满足这个方向图的要求。然而过于陡峭的场强斜率，会对舰船载体的摇摆很敏感，即舰船向某侧倾斜时，其相反方向上原本指向水平面以下的`。

很低场强的方向图将指向空中，造成相应覆盖区域场强大幅度下降，从而大大缩短了有效覆盖的作用距离，使远场通信对象无法有效通信。

舰艇在风速3～4级的海况下，最大摇摆幅度将达到±15?左右。在这种情况下射向水平面以下的部分射频场强较强，并通过海面形成反射波，它与直射波将发生多径信号叠加。

由于海水的良好导电性，反射波衰减很小，其幅度与直射波幅度具有较大可比拟性，因此对直射波形成较强的多径干涉现象。

使海面附近上半空间的直射波与反射波合成方向图随仰角变化形成一系列栅瓣-零陷分布，将会造成远场通信对象通信概率的下降。

电子稳定技术就是根据大地坐标系(静坐标系)与天线阵面坐标系(动坐标系)之间的关系，波控控制单元在计算移相器的移相值前，对天线阵面坐标系下的俯仰角、方位角进行补偿，这就涉及多个坐标系变换问题。

本通信系统采用电子自稳来稳定波束，天线电子自稳系统由角传感器、波束控制单元、相控阵天线组成，通信天线自稳系统组成框图如图1所示。

该通信天线电子自稳系统是一种基于相控阵原理的电子稳定天线，舰船摇摆时，天线内置的倾角传感器量化摇摆矢量，并通过处理器转换成相位变化信号来控制天线各辐射单元的相位。

从而改变天线不同方位上辐射波束的俯仰指向，综合形成相对于海平面平稳的方向图，实现对作用空域的稳定连续覆盖，其核心是相位值的计算。

2 相位值计算过程

相位计算是根据大地坐标系(静坐标系)与天线阵面坐标系(动坐标系)之间的关系，把摇摆角度转换成天线阵面坐标系下的俯仰角与方位角的相位补偿。

这就涉及多个坐标系变换问题，角传感器为波束控制单元提供的舰船姿态角信息主要有横摇角、纵摇角、航向角，其符号及方向规定如下：

(1)H-航向角，舰船首尾线在水平面投影相对正北的转角，顺时针为正。

(2)P-纵摇角，舰船首尾线相对水平面的转角，舰首抬起为正。

(3)R-横摇角，绕舰船首尾线相对水平面的转角，左弦抬起为正。

(4)A-倾斜角，天线阵面所在的x， y平面向后倾斜的角度。(一般天线安装好为固定值)。

2.1 航向角的坐标转换

航向角的坐标转换(x轴指向地理北，y轴指向地理西，z轴铅垂向上，轴xyz构成右手直角坐标系) 。图2所示的航向角变化图表示航向角沿坐标轴Z旋转H角，地理坐标M(x，y，z)到新甲板坐标M1(x1，y1，z1)，即(x，y，z)→(x1，y1，z1)。

通过如上一系列推导，把船的摇摆角换算成对应天线波控数据表存入波束控制单元，实际工作时调天线波控数据表来实时控制天线波束。

3 天线电子自稳过程

角传感器感应到舰船摇摆角度值，角传感器把船摇摆角度值实时发送给波束控制单元，波束控制单元根据船摇摆角调用天线波控数据表，天线根据天线波控数据表来实时控制天线波束以补偿舰船摇摆。

4 结语

10.gsm移动通信系统设计篇十

1、光波从空气中以 θ1=60°的角度入射到一平板玻璃上，此时一部分光束被反射，另一部分被折射。如果反射光束与折射光束之间的夹角正好为 90°，该玻璃板的折射率等于多少？又当光波从玻璃板入射到空气中时，该玻璃板的全反射临界角是多少？

答:（1）折射角β=30°，折射率n=sin60°/sin30°=√3

（2）sin90°/sinα=√3=>α=arcsin(√3/3)

2、一阶跃光纤，其纤芯折射率 n1=1.52，包层折射率 n2=1.49。求：

（1）光纤放置在空气中，光从空气中入射到光纤输入端面的最大接收角是多少？

（2）光纤浸在水中（n0=1.33），光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角是多少？答：(1)n0sinα=n1sinβ

n1sin(90°-β)=n2sin90,求得sinα=√1.52*1.52-1.49*1.49=0.3,求得α=17.5°

（2）公式同上n0sinα=n1sinβ

n1sin(90°-β)=n2sin90，其中n0=1.33，求得α=13.06°

3、某阶跃光纤的纤芯折射率为 1.5，相对折射率差为 Δ=0.003，纤芯的直径为 7μm，问：

（1）该光纤的 LP11 高阶模的截止波长 λct 是多少？

（2）当纤芯内光波长 λ1=0.57μm和 0.87μm时，能否实现单模传输？

答：

(1)NA=(n12-n22)1/2可得归一化频率V=(2π/λ)·α·n1·(2⊿)1/2<2.405,可得第一高次模的截止波长为：λct=(2π/2.405)·α·n1·(2⊿)1/2=1.06μm

(2)λ1=0.57μm和0.87μm时均<λct,所以不能实现单模传输

4、已知 LD 发出的激光，其中心波长为 λ=1.31μm，谱线宽度 Δλ=0.002μm，将其入射到单模光纤内，问该单模光纤每千米产生的模内色散带宽是多少？

答：⊿τ=D·⊿λ·L=3.5·2·1=7ps/km

11.gsm移动通信系统设计篇十一

关键词：温室大棚；LabVIEW；GSM；远程监控

中图分类号： TP277.2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0393-03

收稿日期：2014-06-23

基金项目：云南省教育厅科研基金（编号：2011C038）。

作者简介：侯波（1971—），男，云南昭通人，硕士，讲师，主要从事嵌入式技术和人工智能系统研究。E-mail：303148082@qq.com。近年来，农业温室大棚种植丰富了人们的餐桌，对提高人们生活水平起到了重要作用，并迅速得到推广应用。温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等因子影响温室大棚农作物的生产和产量。在传统农业生产过程中，这些影响因子主要靠人力和经验等来检验，难以达到科学合理的种植要求，而且分散的大棚温室环境也给管理带来了极大的不便，严重制约了温室大棚的发展。本研究针对目前农业大棚发展的趋势，提出了1种基于LabVIEW和GSM网络的温室大棚环境远程监控系统，以期为提高作物产量、节约生产成本提供技术支撑。

1系统组成

该系统由硬件部分和软件部分组成，系统结构见图1。

2系统硬件组成

2.1数据采集卡

根据温室大棚的环境条件，选择美国国家仪器公司生产的PCI-6023E型数据采集卡及其配套的CB-68LP型接线端子板。其主要参数：16位单端接地，8路差分模拟输入通道，最高采样频率200 kHz，8路数字量I/O。采用单端测量方式，4个被测对象的正端分别接入AI0、AI1、AI2 、AI3，负端分别接入与其配套的AI GND端子。6个继电器控制模块分别控制风机设备、供暖设备、喷淋设备、通风窗、LED灯、灌溉设备，分别接入数据采集卡数字输入输出通道P0.0～0.5。

2.2传感器

在温度传感器方面，选用Pt100热电阻检测温度变化，采用三线制接入，通过变送器和电阻转换为1～5 V电压输入到数据采集卡模拟量0通道（AI0和AI GND端子）。图2是Pt100温度传感器接线电路。

湿度传感器模块型号为JYTM-02，其测定结果是相对

湿度。主要技术参数：（5±0.25）V直流电的供电电压，10%～90% 相对湿度范围，0～4 V输出电流。

二氧化碳传感器型号为BS-CO201，主要技术参数：量程0～5 000 μL/L，工作环境湿度0～100%RH，模拟信号线性输出 0～10 V。

光照传感器模块型号为HA2003，量程200～20 000 lx。

2.3GSM模块

GSM模块型号为TC35i[1-4]，主要参数是：工作双频段EGSM900和GSM1800，输入电源电压直流3.3～4.8 V，通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。

3系统软件设计

LabVIEW软件简便易用，以图形编程为方式，包括前面板和程序面板[5-6]。

该系统软件采用模块化设计思想，以LabVIEW、LabSQL、Access软件为核心，主要完成各传感器数据采集和数据库操作，实现对控制继电器动作和GSM网络信息的传输。

3.1数据采集程序

该系统在LabVIEW软件中采用DAQmx函数编程来实现数据采集。该系统要采集4个对象的模拟数据，所以数据采集卡采用单端的4通道模拟测量方式，通过前面的调节按钮来调节采样频率（默认为1 kHz）和设置间隔数据保存时间。采集的数据是1个二维数组的电压值，所以在程序面板中完成对4通道数据的分离，以得到各个物理量的电压值，根据4个电压值进行相应的标度转换，并输入到显示控件里面和4个参数的全局变量，以便其他子程序调用。图3是部分数据采集程序框。

3.2数据库系统

LabSQL是一个免费、多数据库、跨平台的LabVIEW数据库访问工具包[7-9]。该系统采用LabSQL实现对Access数据库的操作。在系统配置好LabSQL后，可实现数据添加、查询、删除功能。

以下以数据库删除模块为例，介绍其实现步骤：（1）使用“ADO Connection Create. Vi”工具创建1个“Connetction”对象，然后使用“ADO Connection Open.vi”工具打开名为“dsn_exam”数据记录的数据源；（2）“使用ADO Recordset Create. Vi”工具创建数据记录对象，使用“ADO Recordset open.vi”工具打开1个记录对象，使用SQL查询命令“SELECT*FROM exam where”结合检索内容获得数据库中满足条件的全部记录；（3）利用“ADO Recordset MoveFirst.vi”工具删除检索结果；（4）使用“ADO Recordset Close.vi”工具和“ADO Connection Close.vi”工具断开与数据库的连接。图4是数据库删除程序框。

3.3系统控制模块

温室环境中的4个因子是相互联系的。该系统采用层次分析方法，得到影响农作物生产和产量的温度因子占很大比例，其他3个因子的影响相对比较小。因此该系统采用的较优控制方案是：当环境温度、湿度都明显高于农作物所需环境温度、湿度时，系统同时打开风机、通风设备；当环境温度高、湿度低时，系统打开喷淋设备用于降温，同时也可以增加环境湿度；当环境温度高、光照低时，系统打开LED灯和通风窗即可；当环境温度、湿度低而光照强时，系统打开供暖设备和通风窗，等。共20条控制温室的规则。

nlc202309011120

3.4PC机与GSM短信模块

TC35i型GSM模块通过3种模式控制短信息，分别为Block Mode、基于AT指令的PDU Mode、基于AT指令的Text Mode[10-12]。本研究中传送数据是数字，所以选择基于AT指令的Text Mode模式。本研究中所需的AT指令表主要有 AT+CMGR 用于读取短信息和AT+CMGS用于发送短信息。通过LabVIEW软件编程实现4个环境因子数据的远程传输，

主要步骤是：将测试对象4个因子的全局变量编辑成短信息，通过串行口传送给TC35i型GSM模块，发送给监控中心的计算机或相关管理人员，管理人员也可通过短信业务发送给监控中心。图5是PC机与GSM短信发送或接收模块程序框。

4结语

本研究提出了1种基于LabVIEW和GSM的温室大棚环境远程监控系统的设计方案，经过测试，该系统可以实现温室的远程、集中、智能化管理。该系统费用低、人工界面友好，具有一定的推广性。

参考文献：

[1]刘权，李哲涛，杨国华，等. 基于TC35i短信通信的多功能远程控制终端[J]. 兵工自动化，2012（9）：82-85.

[2]李晓辉，孙康明，卢艳，等. 基于 GSM 技术的汽车防盗系统的设计[J]. 现代电子技术，2008，31（3）：191-193.

[3]樊建永. 基于SMS的网络故障自动报警系统的设计与实现[J]. 中国教育信息化·高教职教，2010（11）：53-55.

[4]陈余华. 一种太阳能光伏发电远程控制技术的实现[J]. 科技与生活，2010（8）：24.

[5]裴锋，杨万生.LabVIEW 与 MATLAB 混合编程[J]. 电子技术应用，2004（3）：4-6.

[6]邵晓娟，黎炜. 基于LabVIEW的电气教学虚拟实验室应用研究[J]. 电子测试，2014（5）：59-60， 47.

[7]唐亚鹏，侯媛彬. 基于LabVIEW的实践教学平台与Access数据库的开发[J]. 计算机技术与发展，2011，21（5）：219-222.

[8]谷宇希，孟先新，杨道华，等. 基于LabVIEW的温室大棚监测与控制系统设计[J]. 华北水利水电学院学报，2013，34（3）：110-112.