無線通訊在應急方面的應用

文/李博

當前應急系統對于現場環境監測存在著一定的挑戰性，主要體現在如何解決突發性問題、臨時性問題和精確性問題等方面，而無線通訊技術在這一領域當中的應用能夠較好地解決這些問題，以更為直接和精確的方式，對于環境信息進行全方位的監測，從而為指揮人員提供更為精確的現場信息和現場環境發展趨勢。

1 無線通訊技術的相關概述

無線通訊是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通訊方式，近些年信息通訊領域中，發展最快、應用最廣的就是無線通訊技術。在移動中實現的無線通訊又通稱為移動通訊，人們把二者合稱為無線移動通訊。無線通訊主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛星通信是利用通信衛星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯系。無線通訊這一技術已深入到人們生活和工作的各個方面，包括日常使用的手機、無線電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍牙、寬帶衛星系統、數字電視都是21世紀最熱門的無線通訊技術的應用。

2 無線通訊需要解決的關鍵技術

2.1 路由協議

在應急系統當中，需要在短時間內及時有效的對于現場環境進行信息采集，根據這些信息來判斷災情或者是事件的變化，以此來指揮相關人員作出救援任務。所以在實際操作過程當中，如何及時搜取信息、及時有效的發配到指揮中心，就需要路由協議的實時性能夠得到滿足。當前，主要的無線通訊路由協議涉及到SPIN和DD為代表的平面路由協議、LEACH為代表的分級路由協議。由于無線通訊技術本身對于能量機器相對比較敏感，所以，在實踐的過程當中，有一些科研人員嘗試在傳統的方式之上融入一些能量的信息，譬如說EAR和GEAR協議。相對比較而言，后者能夠同時集中能量感知和地理位置感知，從而節約能量。但是，從另一方面來看，上述路由機制在操作過程當中，算法都非常復雜，難以起到實用性。所以，如何開發一種效率、準確率較高的路由方式是當前所需要思考的問題。

2.2 數據管理機制

當前，對于數據的管理和處理是這一領域當中非常重要的技術，在設計理念上，雖然能夠將相關傳感器的節點等同于計算機，但是，由于其設計方法存在著特殊性，以至于相對應的數據管理系統也不能夠進行集中式管理。國外學者在研究的過程當中，開發了TinyDB技術，以此來作為數據管理系統，其具有的顯著優勢是能夠同時解決無線通訊網絡當中的節點問題，以一個恰當的頻率進入到接入點當中。但是，由于無線通訊當中的傳感器資源有拓撲的易變性，使得TinyDB性能受到了限制，尤其是在網絡面對突發事件的時候，這一難題顯得更為明顯。

3 無線通訊在應急方面的應用

3.1 數據分析與預警模塊

無線通訊網絡在對于相關的實時信息進行采集之后，需要借助于網絡把數據發送到信息服務器當中，然后由信息服務器對于這些信息進行篩選、分析與處理，最后將結果發送到應急中心，并有相關的指揮人員查看和參考。從操作流程上來看，需要先調動數據分析子模塊，對于原始數據進行讀取，然后進行識別、分析和處理，將信息發騷能夠到采集數據模塊當中。同時，對于子模塊讀取配置文件當中的臨界范圍設定進行讀取，然后判斷相關數據是否超出了臨界范圍，如果超出了范圍，則啟動預警模塊，向指揮中心和相關人員報警。與此同時，在這一模塊當中，還能夠接受來自于系統配置現實模塊的數據限值，不能夠將其存儲到配置文件當中。

3.2 性能分析與管理模塊

在這一模塊當中，其主要作用體現在針對無線網絡當中的各項性能指標進行管理和監控，然后予以實時反映和分析，使得相關指揮人員能夠在第一時間了解到網絡當中的各項性能指標，做出來準確的判斷，最終對于現場環境進行監測。在這一模塊當中，操作流程可以簡單概括為：調動性能管理子模塊，以此來接受相關信息的原始數據，然后使用指標算法，對于這些數據進行處理和分析，最終得出性能數據。故障管理模塊在收到數據之后，對于性能門限制進行讀取，通過對比判斷，得出最終的結果。

3.3 數據采集模塊

在數據采集模塊當中，主要負責的是計算機語言和無線通訊可識別語言之間的轉換，在系統當中，這也是主體所在，是保證系統文件運行的基礎條件。在進行數據采集的過程當中，能夠保證系統其它模塊和無線通訊本身的獨立性，最終實現命令的下達，并且將轉換之后的采集數據更新到數據庫當中。

3.4 數據庫管理模塊

在系統當中，數據庫管理模塊起到了橋梁作用，在這一模塊當中，能夠屏蔽各個數據庫之間的差異。比如說在數據庫的類型發生變化的時候，只需要改動數據庫管理模塊的相關內容，而其他模塊則不會受到任何影響。在實際操作過程當中，這一模塊又可以進行詳細的劃分，其中包括：數據采集管理、節點屬性管理、網絡狀態管理和數據庫連接這四大方面，通過這些模塊的作用，能夠實現數據庫之間的有效運轉，保證數據庫表格的有效操作。

除了上述幾個操作模塊，還應當注重應急保障小組的通訊工具24小時有效，從而對于每一個環節進行實時地保障、監督和審核，做到統一指揮、統一調度。針對活動特性及目前的人力和物力，并滿足通信突發事件情況下通信保障應急和通信恢復工作的需要，確保通信安全暢通。

4 結語

在本文的研究當中，主要闡述了無線通訊對于應急系統的重要意義，然后結合相關的要素，分析了當前需要解決的關鍵問題，最后提出無線通訊在應急系統當中的運用。在未來發展過程當中，這一系統將逐漸向突發性、臨時性和精確性等方面發展，最大程度上保證整個網絡的高效運轉。

參考文獻

[1]王海濤,李建州,鄒珊等.無線傳感網的關鍵技術及其在應急通信中的應用[J].電信快報,2014(01):7-10.

[2]卜智勇.MiWAVE寬帶無線應急通信系統在四川抗震救災中的應用[J].中國水利,2008(13):68-70.

[3]蔡雨楠,李洋,權立等.多模無線通信技術在應急指揮系統中的應用[J].電力系統通信,2016,32(11):59-64.