[发明专利]一种基于灾害应急通信的自适应网关及其网络选择方法

说明书

本发明提出一种基于灾害应急通信的自适应网关及其网络选择方法，所述网关包括主控制器、电源模块、存储模块、人机交互模块、串口通信接口、无线数传接口、上行通信模块和下行通信模块。所述的方法步骤如下：S1、网络切换预判断；S2、基于AHP法和G‑1法求解待传输数据的权重向量；S3、结合S2基于TOPSIS法对备选网络进行排序；S4、根据排序选取网络传输数据；S5、判断网络可靠性，选择备份网络同时传输数据；S6、动态调整网络用户偏好属性值。本发明的网关解决了网络物理层互联问题，提高了信息传递效率，本发明方法在多个网络中选取最优网络传输数据，既保证了灾区应急通信，又可以有效兼顾社会公共资源的效益。

技术领域

本发明涉及一种用于灾害现场应急通信的自适应网关以及该网关的通信网络选择方法，属于电子、通讯、与信息工程技术领域。

背景技术

中国是世界上受自然灾害影像比较严重的国家之一，随着我国加快推进社会主义现代化建设步伐,我国政府将防灾减灾工作作为保障国民经济和社会可持续发展的重要举措。近些年来，诸如矿井塌陷、洪涝爆发以及地震频发等重大社会事件和灾害不断发生，各级政府在防灾减灾和应急救援时效方面，面临越来越大的压力。当这些事件发生时，快速选择最佳通信工具，实现信息实时传输，帮助现场救援行动环环相扣，是保障运送救护是否及时的关键。目前常规的通信方式抗灾性能较差，因此建立具有高可靠性的通信方式，是保证受灾地区应急通信的一个必要手段。

发明内容

针对灾害发生后无法快速可靠的进行灾区应急通信的问题，本发明提出了一种基于灾害应急通信的自适应网关及其网络选择方法，自适应网关底层以地面波DMB和Zigbee无线通信构建的传感网为输入，上层以4G、卫星、以太网实现自适应输出，灾害发生后，网关根据传输优先级别、传输信号强度、传输中断概率等因素自适应选择最优的通信网络，既保证了灾区应急通信，又可以有效兼顾社会公共资源的效益。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种基于灾害应急通信的自适应网关，包括主控制器、电源模块、存储模块、人机交互模块、串口通信接口、无线数传接口、上行通信模块和下行通信模块。主控制器用于连接自适应网关中的各个模块，并控制各个模块工作；电源模块用于给自适应网关中的各个模块提供电源；存储模块用于存储自适应网关获取的信息和主控制器的处理信息；人机交互模块用于基站内工作人员查看并操控自适应网关；串口通信接口用于连接底层串口设备获取设备信息；无线数传接口用于连接底层无线设备获取设备信息；上行通信模块用于将灾害地区信号发送到上级通信网络；下行通信模块用于多个自适应网关之间的互联互通，并接收灾害地区发送的信号。

进一步的，上行通信模块包括以太网通信模块、4G通信模块和北斗卫星通信模块；下行通信模块包括ZigBee通信模块和地面波DMB通信模块。

进一步的，所述的串口通信接口采用RS-232、RS-485和USB通信方式，所述的无线数传接口采用地面波DMB长距离无线通信和Zigbee协议的短距离无线通信方式。

进一步的，所述的主控制器采用嵌入式微处理器S3C2440A；所述的以太网通信模块采用DM9000A芯片；4G通信模块采用SIM7600CE芯片；北斗卫星通信模块采用UM330模块；ZigBee通信模块CC2530芯片。

一种自适应网关的网络选择方法，包括以下步骤：

S1、分析自适应网关当前连接的网络是否满足待传输数据的传输需求，满足传输需求时，使用当前网络传输数据，不满足传输需求时，进入下一步。

S2、基于AHP法和G-1法分别计算待传输数据中每个数据属性的权重值，得到待传输数据的权重向量，然后通过两组权重向量得到综合平均向量。

S3、基于TOPSIS法计算每个备选网络在各个数据属性方向上的属性值，结合S2的权重向量计算每个备选网络的效用值，对备选网络进行排序。