救援应急通信论文提纲

论文题目：灾区救援应急通信系统研究与实现

摘要：随着科学技术的不断进步,通信技术进入快速发展阶段。4G技术的成熟应用、5G技术的兴起、中国自主研究的卫星电话等发展改变着我们的生活,成为不可或缺的一部分。同时通信技术的研究方向也向多元化发展,其中应急通信的研究是最为重要的研究方向之一。现有的应急通信的手段包括车载应急通信、卫星通信、数字集群通信、无线集群通信,但这些通信方式在成本和灵活性方面无法兼得。本文提出将无人机和远距离通信结合,研究并设计了灾区救援应急通信系统,在无基站、多障碍的环境下实现了多对一远距离语音通信。通过对目前应急通信技术的研究现状进行了调研和分析,结合无人机的发展现状进行本课题的研究。通过分析系统功能需求,给出了灾区救援应急通信系统的总体设计方案以及由多个发射端、中继端以及接收端组成的系统框架。详细阐述了以TMS320VC5509A为主控芯片的发射端和接收端的硬件设计思路,包括音频编解码电路、电源转换电路、LoRa无线通信电路等;详细阐述了以STM32F103C8T6为主控芯片的中继端的硬件设计思路,包括串口信号转换电路和电源转化电路。软件设计部分介绍了软件编程环境,制定了发射端与中继端之间的通信协议、发射端与接收端之间的数据通信协议;详细阐述了发射端、中继端和接收端三部分的软件设计思路,研究并实现了语音编解码算法G.729A。在户外选取了合适的验证场景,模拟灾区与外界通信中断的环境,对灾区救援应急通信系统进行了系统测试,验证本文理论研究成果的可行性和有效性。测试结果表明:该系统运行稳定,数据传输准确,在3km有效传输范围内接收端能够清晰地收到来自不同发射端的语音并识别出发射端的编号。本文的研究给应急通信提出了一种较为灵活的解决方案,克服了一些通信基础设施损坏和地形情况复杂给灾区救援带来的困难,为灾后救援提供有效保障。

关键词：应急通信;DSP;LoRa无线通信;G.729A算法;无人机

学科专业：检测技术与自动化装置

摘要

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 应急通信系统国内外研究现状研究与分析

1.2.1 应急通信系统国外研究现状

1.2.2 应急通信系统国内研究现状

1.3 课题主要研究内容及本文章节安排

1.4 本章小结

第2章 应急通信系统需求分析与总体方案设计

2.1 系统需求分析

2.1.1 发射端设计要求

2.1.2 中继端设计要求

2.1.3 接收端设计要求

2.2 系统总体方案设计

2.2.1 发射端、中继端和接收端设备硬件设计方案

2.2.2 无线通信设计方案

2.2.3 语音编解码算法设计方案

2.3 本章小结

第3章 应急通信系统硬件设计

3.1 发射端和接收端硬件设计

3.1.1 TMS320VC5509A简介

3.1.2 音频编解码电路设计

3.1.3 电源转换电路设计

3.1.4 串行通信电路设计

3.1.5 液晶显示电路

3.1.6 按键电路

3.1.7 LoRa无线通信电路设计

3.2 中继端硬件设计

3.2.1 STM32F103C8T6最小系统电路

3.2.2 串口信号转换电路设计

3.2.3 电源转换电路设计

3.3 本章小结

第4章 应急通信系统软件设计与通信协议设计

4.1 软件编程环境介绍

4.1.1 CCS软件编程环境介绍

4.1.2 KEIL嵌入式软件编程环境介绍

4.2 应急通信系统自定义通信协议设计

4.2.1 发射端与中继端之间通信协议的设计

4.2.2 发射端与接收端之间数据通信协议的设计

4.3 应急通信系统软件设计与实现

4.3.1 发射端软件设计

4.3.2 中继端软件设计

4.3.3 接收端软件设计

4.4 语音编解码算法设计

4.4.1 编码算法设计

4.4.2 解码算法设计

4.5 本章小结

第5章 应急通信系统性能测试与结果分析

5.1 语音编码算法测试

5.1.1 语音编码压缩比例测试

5.1.2 本地解码后语音与原语音的波形比较测试

5.2 数据传输测试

5.2.1 无线传输数据完整性测试

5.2.2 无线传输距离测试

5.3 通信协议测试

5.3.1 发射端与中继端数据通信测试

5.3.2 发射端与接收端数据通信测试

5.4 系统性能测试

5.4.1 语音质量评价方法

5.4.2 系统测试与分析

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 课题总结

6.2 课题展望

参考文献

致谢