氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)方案

一、氣象災(zāi)害預(yù)警廣播概述

近年來，由于人類活動(dòng)和自然因素的綜合影響，全球氣候呈逐年變暖趨勢(shì)，大范圍不規(guī)則異常天氣不斷涌現(xiàn)，極端天氣事件頻繁發(fā)生，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生命財(cái)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?！案绫竟澜鐨夂虼髸?huì)”的召開, 證實(shí)各國(guó)政府和國(guó)際機(jī)構(gòu)對(duì)此都高度重視，應(yīng)對(duì)復(fù)雜、多變的氣候環(huán)境已成為關(guān)乎人類、關(guān)乎世界的重要課題。 

我國(guó)幅員遼闊、地勢(shì)復(fù)雜、季風(fēng)氣候明顯，極端天氣氣候事件導(dǎo)致的災(zāi)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(fēng)、熱浪、沙塵暴、干熱風(fēng)、連陰雨、熱帶氣旋等氣象災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。尤其是近年天氣經(jīng)常走極端，氣象災(zāi)害呈現(xiàn)種類多、范圍廣、強(qiáng)度大的特征，氣象災(zāi)害每年造成的損失占整個(gè)自然災(zāi)害的70%左右，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占GDP的3-6%左右，利用科技手段防災(zāi)減災(zāi)，已經(jīng)成為各級(jí)政府、水利局、氣象單位、廣播電視局、防洪抗旱辦公室等的重要施政內(nèi)容。

廈門宇能科技有限公司在國(guó)內(nèi)率先設(shè)計(jì)、開發(fā)并推出基于覆蓋全國(guó)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用國(guó)際先進(jìn)的INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉(zhuǎn)換、LED顯示控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)的集“無線文轉(zhuǎn)語應(yīng)急廣播”和“無線LED顯示屏發(fā)布”于一體的氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)。可快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地將各類信息，特別是氣象災(zāi)害預(yù)警信息傳播給社會(huì)公眾，擴(kuò)大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“最后一公里”問題，提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力，達(dá)到最大限度防災(zāi)減災(zāi)的目的。

二、氣象災(zāi)害預(yù)警廣播設(shè)計(jì)原則

氣象災(zāi)害預(yù)警廣播方案設(shè)計(jì)遵循“先進(jìn)科學(xué)、穩(wěn)定可靠、方便擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)適用、安全保密”的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)等重要因素，同時(shí)也為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等留有余地。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的，設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性、合理性、實(shí)用性。

2.1先進(jìn)科學(xué)性：

充分利用INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉(zhuǎn)換、LED顯示控制等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)，采用目前先進(jìn)的系統(tǒng)軟件平臺(tái)及終端設(shè)備，不但能夠滿足氣象、農(nóng)業(yè)、科技等信息及時(shí)、快速、準(zhǔn)確發(fā)布需要，而且能夠作為國(guó)家三農(nóng)服務(wù)政策宣傳的輿論媒介，是我國(guó)新農(nóng)村建設(shè)的服務(wù)載體和輿論支撐。

2.2穩(wěn)定可靠性：

由于氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)使用環(huán)境的特殊性，必須保證系統(tǒng)工作相對(duì)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(jī)作為氣象災(zāi)害預(yù)警廣播平臺(tái)載體，氣象預(yù)警廣播平臺(tái)具有權(quán)限操作功能，從應(yīng)用上保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行發(fā)布；二是國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)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(shí)時(shí)轉(zhuǎn)為語音，擴(kuò)音機(jī)等外設(shè)電源采用干觸點(diǎn)控制，都保證了終端顯示和播報(bào)的可靠性。三是通信機(jī)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸高效可靠性不容置疑。

2.3方便擴(kuò)展性：

目前氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)了這些系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行，今后通過開發(fā)和安裝相應(yīng)的通信接口協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)其他未來通信系統(tǒng)的接入。

2.4經(jīng)濟(jì)實(shí)用性：

整個(gè)系統(tǒng)的操作以方便、簡(jiǎn)潔、高效為目標(biāo)，既充分體現(xiàn)快速反應(yīng)的特點(diǎn)，又能便于操作人員進(jìn)行信息設(shè)置、發(fā)布和廣播。

2.5安全保密性：

對(duì)于系統(tǒng)的管理實(shí)行嚴(yán)格的權(quán)限管理，只有持有一定權(quán)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(tái)宣傳。

三、氣象災(zāi)害預(yù)警廣播功能特點(diǎn)

3.1氣象災(zāi)害預(yù)警廣播功能

文語轉(zhuǎn)換：支持氣象等信息文字轉(zhuǎn)語音廣播輸出。

LED顯示：支持氣象等信息文字轉(zhuǎn)LED顯示。

定時(shí)播報(bào)：支持氣象等信息定時(shí)自動(dòng)語音播報(bào)和LED顯示。

緊急播報(bào)：支持手動(dòng)發(fā)送信息緊急自動(dòng)語音播報(bào)和LED顯示。

播報(bào)設(shè)置：支持語音男/女聲選擇，音調(diào)和語速可按需設(shè)置。

顯示設(shè)置：支持LED顯示文字滾動(dòng)速度設(shè)置。

次數(shù)設(shè)置：支持語音播報(bào)、LED顯示信息次數(shù)設(shè)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(bào)。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)：支持發(fā)送狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，信息發(fā)送成功與否軟件有明確提示。

外設(shè)控制：支持?jǐn)U音機(jī)電源自動(dòng)控制功能。

多元文本：支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE四種內(nèi)碼格式文本。

3.2氣象災(zāi)害預(yù)警廣播特點(diǎn)

廣域覆蓋：無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)31個(gè)省的城市和農(nóng)村均有良好覆蓋，基本上在手機(jī)可以打電話的地方都可傳輸氣象災(zāi)害預(yù)警廣播。

永遠(yuǎn)在線：系統(tǒng)只要激活無線預(yù)警廣播應(yīng)用后，將一直保持在線，類似于無線專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

按量計(jì)費(fèi)：無線專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)雖然保持一直在線，但只有產(chǎn)生通信流量時(shí)才計(jì)費(fèi)，費(fèi)用低廉。

高速傳輸：采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)發(fā)布：隨時(shí)發(fā)布和接收信息，且可以定時(shí)或立即顯示和播報(bào)。

擴(kuò)展無限：在全國(guó)范圍內(nèi)，只要無線GPRS 網(wǎng)絡(luò)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)，氣象災(zāi)害預(yù)警廣播終端接通電源即可。

四、氣象災(zāi)害預(yù)警廣播組成

4.1氣象災(zāi)害預(yù)警廣播發(fā)布平臺(tái)

在省、市、縣或鎮(zhèn)建立氣象災(zāi)害預(yù)警廣播發(fā)布平臺(tái)，定時(shí)/手動(dòng)發(fā)布所轄范圍各類氣象、防汛、災(zāi)害、農(nóng)業(yè)、科技、事政等綜合信息，并通過無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空中發(fā)送。

4.2氣象災(zāi)害預(yù)警廣播接收終端

在區(qū)、鎮(zhèn)或村建立氣象災(zāi)害預(yù)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(dòng)顯示，并轉(zhuǎn)換為語音（男聲、女聲可選）通過已有擴(kuò)音機(jī)經(jīng)大喇叭（高音喇叭）播放出來。將氣象等信息實(shí)時(shí)通知，使農(nóng)民防患于未然。

說明：文字滾動(dòng)的速度和次數(shù)，高音喇叭語音播出次數(shù)可通過氣象災(zāi)害預(yù)警發(fā)布平臺(tái)根據(jù)需要隨意設(shè)置。

五、氣象災(zāi)害預(yù)警廣播原理

5.1氣象災(zāi)害預(yù)警廣播原理

氣象服務(wù)/科技信息發(fā)布工作人員，通過操作和使用接入INTERNET網(wǎng)絡(luò)的氣象災(zāi)害預(yù)警廣播平臺(tái)，將天氣預(yù)報(bào)、病蟲災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、科技興農(nóng)、時(shí)政方針、應(yīng)急情況等信息定時(shí)或手動(dòng)發(fā)布。經(jīng)TCP/IP協(xié)議對(duì)所發(fā)布信息數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的GTP隧道協(xié)議對(duì)接，用UPP/IP協(xié)議報(bào)作為承載層將氣象災(zāi)害預(yù)警廣播信息送至無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)31個(gè)省的城市和農(nóng)村均有良好覆蓋，基本上在手機(jī)可以打電話的地方都存在無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。氣象災(zāi)害預(yù)警廣播信息便通過無線蜂窩寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中分組交換傳輸覆蓋。

氣象災(zāi)害預(yù)警廣播（也稱無線預(yù)警）終端是基于無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音通信的，能夠?qū)崿F(xiàn)將CDMA/GSM/GPRS數(shù)據(jù)、文字、短信息、直接電話撥號(hào)，轉(zhuǎn)換為模擬語音信號(hào)并進(jìn)行放大輸入，能夠?qū)DMA/GSM/GPRS數(shù)據(jù)、文字、短信息轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED實(shí)時(shí)顯示。并可將接收信息與否狀態(tài)上報(bào)氣象災(zāi)害預(yù)警廣播平臺(tái)。

5.2氣象災(zāi)害預(yù)警廣播原理圖

5.3氣象災(zāi)害預(yù)警廣播終端介紹

YN2160隸屬于氣象災(zāi)害預(yù)警終端，是廈門宇能科技有限公司在國(guó)內(nèi)率先設(shè)計(jì)、開發(fā)并推出基于覆蓋全國(guó)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)接收設(shè)備。是采用國(guó)際先進(jìn)的INTERNET、蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉(zhuǎn)換、LED顯示控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)的集“無線文轉(zhuǎn)語應(yīng)急廣播”和“無線LED顯示屏發(fā)布”于一體的氣象災(zāi)害預(yù)警廣播系統(tǒng)。可快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地將各類信息，特別是氣象災(zāi)害預(yù)警信息傳播給社會(huì)公眾，擴(kuò)大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“最后一公里”問題，提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力，達(dá)到最大限度防災(zāi)減災(zāi)的目的。

YN2160終端設(shè)備符合工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化電磁兼容設(shè)計(jì)，具有超強(qiáng)的可靠性。內(nèi)嵌PPP、TCP/IP、DDP等多種協(xié)議，除語音轉(zhuǎn)化之外，還可實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備到數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程透明數(shù)據(jù)通信。設(shè)備即插即用，安裝簡(jiǎn)單，使用方便。

硬件特性：

工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，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(hù) 

支持RS232串口通訊： 

支持監(jiān)聽喇叭，監(jiān)控短信和電話轉(zhuǎn)換為語音信號(hào)后的播出情況 

支持設(shè)備狀態(tài)自檢以及設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)上報(bào)功能 

通訊接口做防浪涌設(shè)計(jì) 

系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)LED指示 

支持短信文字、撥號(hào)通話和無線對(duì)講信息轉(zhuǎn)語音廣播輸出 

支持GPRS/GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換； 

支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)APN； 

可向1~5個(gè)中心同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)(固定IP或動(dòng)態(tài)域名地址)； 

支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)對(duì)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(jìn)行軟件升級(jí)； 

支持圖形界面遠(yuǎn)程配置與維護(hù)； 

自診斷與串口告警輸出； 

語音模塊功能特性：

終端內(nèi)嵌語音合成模塊，提供語音合成通信協(xié)議，方便服務(wù)器下發(fā)語音播報(bào)信息內(nèi)容，語音合成模塊的功能特點(diǎn)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(nèi)碼格式的文本；

具有智能的文本分析處理算法，可正確的識(shí)別和處理數(shù)值、號(hào)碼、時(shí)間日期及一些常用的度量衡符號(hào)，具備較強(qiáng)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(zhǔn)確的文語音合成效果；

集成提示音效，針對(duì)某些行業(yè)領(lǐng)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(biāo)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(jié)構(gòu)由8部分組成：

示例：

語音播報(bào)內(nèi)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

技術(shù)參數(shù)如下：

所選模塊:工業(yè)級(jí)手機(jī)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(chǔ)存溫度:－40°C～85°C

電源：

電壓范圍:DC5V～16V 

標(biāo)準(zhǔn)電源:DC5V/1000mA 

功耗:通信時(shí)平均電流100mA@+5VDC

空閑時(shí):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(jí)3.81mm插座)

波特率:1200～115200bit/s 

語音接口：標(biāo)準(zhǔn)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(zāi)害預(yù)警廣播意義

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民生活水平提高，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民對(duì)氣象信息特別是災(zāi)害性天氣信息的需求急劇增強(qiáng)，但針對(duì)農(nóng)村和農(nóng)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(nóng)村氣象防災(zāi)減災(zāi)工作的開展。建設(shè)農(nóng)村氣象災(zāi)害預(yù)警廣播平臺(tái)，安裝氣象預(yù)警LED顯示屏和氣象災(zāi)害應(yīng)急廣播系統(tǒng)，是加強(qiáng)區(qū)域性氣象防災(zāi)減災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有效提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力的重要途徑。對(duì)農(nóng)村來講，“大喇叭”最普及、最方便、最經(jīng)濟(jì)、覆蓋面最廣，“氣象災(zāi)害預(yù)警廣播接收機(jī)+大喇叭+顯示屏”的模式，徹底解決了氣象信息到農(nóng)村“最后一公里”的問題，可以大大提高農(nóng)民防災(zāi)減災(zāi)的能力，帶來巨大的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。