新一代警用宽带集群多媒体终端

发布时间:2015-12-26 | 阅读次数:739次

2015年11月,中国自主设计研发的警用宽带集群多媒体终端EP680,凭借其紧凑简洁的造型设计和实用创新的功能设计,从来自48个国家的4322件参赛作品中脱颖而出,一举斩获德国“iF Product design award2014年度产品设计大奖!这是中国首个获得iF设计大奖的专业宽带集群多媒体终端,也是中国在专业宽带集群产品研发领域的一次重大历史性突破,更是世界对中国企业在技术研发和产品创新方面所获成就的一次充分认可。



1.      设计背景

近年来,随着北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等大型活动的不断增多,地震、冰雪灾、交通事故等各种自然灾害、安全事故、群体事件、突发事件的频繁发生,社会维稳和抢险救灾形势严峻。这种形势下,公安部门作为稳定社会环境与保障经济快速发展的坚实后盾,国家和人民对其快速反应、准确判断、协同作战能力都提出了更高的要求。当发生紧急事件时,指挥中心的每一个决策都至关重要。因此,能否及时得到准确的第一手信息,是决策有效与否的关键因素之一。为了提高决策的准确性、正确性和实时性,指挥中心需要及时获得现场的图像、视频、语音等信息。

目前一线警员使用的通信工具以语音集群终端为主,对数据业务的支持能力有限,而支持视频监控的终端往往体积大、功能单一、系统容量小、集成度低、不方便携带。一线警员往往需要携带多个终端设备,分别用于语音通信、上网查询和上传数据、视频采集等,与公安部门对终端设备的便携性要求相差甚远。因此,如果能设计一款同时支持专业语音集群、高速数据传输和视频采集回传等功能于一体的专业宽带集群多媒体终端,将大大提升公安干警的执勤能力,提高一线干警的工作效率,加快对突发事件的反应速度,有利于提升警用公安装备的科技水平。

为了满足公安部门对上述应用的急迫需求,鼎桥通信技术有限公司凭借在TDD领域的多年技术积累,应用先进的TD-LTE 4G无线通信技术,针对公安部门的实际应用需求,自主研发了全球首款专业宽带集群多媒体终端EP680。正是因为对公安用户需求的深刻理解,EP680才获得iF组委会的高度认可。

EP680整体介绍

作为新一代宽带集群多媒体终端,EP680除了具有传统集群的语音集群功能外,还支持高清视频调度、宽带接入、位置定位、短信/彩信等宽带多媒体业务。在外观设计方面,无论是整机还是细节设计,都充分考虑了公安干警的实际工作环境,做到轻便、耐用、易用,成为宽带智能集群终端中一款“内外兼修”的装备利器。




图1:EP680整体介绍

值得一提的是,这款终端的核心芯片,是由鼎桥自主研发、设计生产的,无论是制造工艺还是功能设计,都已经达到芯片行业的世界领先水平。由于核心技术芯片掌握在中国人自己手中,公安部门可根据应用需求选择不同的加密硬件和加密算法,从底层对语音、视频及数据等业务进行更高安全级别的加密,彻底解决了国外数字集群厂商不对中国开放加密算法的难题,使我国在公共安全应用中的通信保密级别得到实质性提高。




2:业界首款基于TD-LTE宽带集群芯片

3.设计亮点

就终端而言,其设计的一个基本原则是要符合客户的使用习惯。但是为了支持诸多的多媒体业务,宽带集群终端必须在硬件设计上做出改变。在硬件结构设计方面,设计人员做了深入调研和大胆创新,从设计之初就剑指国际一流水准,力争从开始就具备最先进的架构和理念。最终,设计人员借鉴传统集群终端轻便、耐用、大旋钮等优点,并结合使用者习惯,增加了宽带集群需要的高清摄像头、摄像键、大显示屏等新功能,主要设计亮点如下:

对多媒体业务完美支撑

前置130万像素摄像头和后置500万像素高清摄像头,使得挂带和手持情况下,都能方便的进行视频采集。专用的视频拍摄键,可以提供良好的视频拍摄体验,按键的手感设计不同于PTT按键,避免误操作。 屏幕采用2.4寸半透半反 QVGA,提供良好透过率的同时,可保证阳光下可视。采用双MIC降噪, 即使在强噪音背景下仍然可以提供高清晰的话音质量。





图3 EP680后置高清摄像头

美观耐用造型硬朗,使用低调的黑色,如武器般强悍并值得信任。外观面采用材质本色,耐磨耐用。软硬胶一体型,不同的材质感觉及亮雾面的处理,体现出产品的高端品质感。另外,防护等级到达IP67水平,能在水下1米浸泡30分钟,可靠性符合美军标MIL-STD 810F,可承受8个循环1.5米6面跌落,能够很好的满足公安干警在各种恶劣环境下的正常使用需求。




图4 EP680水中视频调度

操作便捷顶部的旋钮作为组合旋钮用于音量调节和选组,尺寸较一般集群终端更大,使得操作更加省力,同时给紧急呼叫键留有足够的操作空间,戴手套也能灵活操作。电池盖采用拨钮的固定方式,不用额外的工具就能进行电池拆卸。底部有座充接口,并针对行业用户的特殊性,预留了管理固资的标签位。



5 EP680组合旋钮和电池盖设计

·           携带轻便

虽然EP680的功能较传统集群终端有了大大增强,但是它在整体设计上依然紧凑,高度和重量与同类终端相当,公安干警能够很好的握持和操作,方便随身携带。局部的造型凸起和软质材料的应用,提供了良好的防护性和握持感且不易滑落。另外,它还配置了背夹,方便的佩戴在腰带或者肩上。并使用了可拆卸背夹设计,背夹胶塞则保证了不装背夹时产品的完整性。




6 EP680用户使用

·           丰富的连接支持

EP680支持USB、蓝牙、WIFI热点等连接方式,方便与外接专用高清摄像头、耳机、手咪、电脑、PDA等设备连接,提供丰富的外设连接支持。

4.功能介绍

EP680不仅有出色的工业设计,在业务功能上也非常契合公安部门的实际应用需求。它不但可以同时支撑专业语音集群、视频采集、视频存储、视频回传、视频播放、定位、短信/彩信等多种多媒体业务,还支持高级别的硬件加密方案,以满足公安部门对通信安全性的特殊要求。其主要功能简要说明如下:

·           高清视频回传

近年来,公安部门对“可视化指挥”的需求越来越强烈。可视化指挥是指将紧急突发事件现场的视频信息实时回传到指挥中心,同时支持现场与指挥中心之间的实时双向语音交流。这样,决策人即使不在事发现场,也可以快速、准确、可靠地实现对现场事件的准确判断,以实现信息图像化、实时化、数字化,决策智能化、科学化,大大提高公安部门对突发事件处理的技术水平和管理效率。

EP680完美满足了“可视化指挥”的需要,专业宽带集群多媒体终端配置前后两个摄像头,能够在事发地点实时进行视频采集。公安干警可以选择将采集的视频保存在本地,在后续的办案过程中使用;也可以选择将视频信息通过无线基站实时回传到指挥中心。指挥中心调度员可以将回传的视频图像实时投放到指挥大厅电视墙上,以便领导及时了解现场的情况。

相对于采用固定摄像头回传视频的方式,其优点是机动、灵活、部署方便,不受电源、光纤传输等客观条件限制,做到监控无死角,有效提高了公安部门对紧急突发事件的应对能力。

·           视频调度/对讲

当领导或者其他警务人员不在指挥中心,也不在事发地点现场,但需要及时了解现场信息。在使用传统通信系统的情况下,这个问题很难解决。

宽带集群专网解决方案基于4G LTE技术,可以提供超大的传输带宽,通过调度中心控制,将事发现场所在终端上传的视频信息,实时转发到指定的EP680手持终端上。EP680配置2.4寸彩色屏幕,可以将实时接收的视频信息清晰展示在屏幕上。指挥人员将不会受限于工作场地,可以随时获取现场语音、视频、数据等相关事件信息,实时把握现场警员部署情况、现场工作情况和事件进展,为下一步的行动决策提供重要依据。视频调度/对讲功能进一步提高了视频监控的灵活度,有利于公安干警之间的信息传输共享。

除了通过调度台的视频调度,EP680之间,可直接进行点对点视频对讲。干警之间不需要指挥中心协助,也能轻松快捷地实现视频通信。

·           专业语音集群功能

集群通信系统是多个用户(部门、群体)共用一组无线电信道,并动态使用这些信道的专用移动通信系统。集群通信系统呼叫接入快、群组内用户共享前向信道、采用半双工通信方式,PTT方式、支持私密呼叫和群组呼叫。呼叫和讲话时,需按住PTT键,被叫不需摘机。由于集群通信系统具备特有的调度功能和组呼功能以及快速呼叫的特性,因此在专业通信领域发挥着巨大的作用。

警用无线集群通信系统是公安指挥调度体系的重要组成部分,已成为救灾抢险、处置突发性和群体性事件、交通管理、社会治安、刑技侦查、重大保卫活动及日常警务等必不可少的通信手段。

EP680集群基于TD-LTE技术语音集群性能达到业界领先的专业级水平,组呼建立时延小于300ms,话权抢占时延小于150ms,满足公安部门快速语音集群通信的需要。EP680采用双MIC降噪技术,即使在强噪音背景下仍然可以提供高清晰的话音质量;在机体的左侧,配置较大PTT按键,使得可以方便的发起PTT呼叫;在右侧配置了 3.5mm标准耳机插孔,可以方便的配合专业耳机使用;在顶部配置紧急呼叫按钮(橙色),当发生紧急情况时,可以通过它来发起紧急呼叫。



7 EP680侧键设计

l    位置定位

PGISPolice Geographic Information System)平台是以公安信息网络为基础,以警用电子地图为核心,以地理信息技术为支撑,服务于公安业务管理、信息共享和决策支持的可视化为目标的重要信息化基础设施,是地理信息技术与公安信息系统相结合的产物,是公安信息化的高端应用,可以有效地拉动公安信息整合、信息共享,实现部、省、市互联互通,全面提升公安信息化应用水平。

l为了配合PGIS系统的使用,EP680内置定位模块,可以准确定位到人员和车辆的地理位置,为公安人员执行任务提供重要的依据。EP680支持周期性上报地理位置信息,同时也支持基于特定事件(倒地、脱网、紧急呼叫、电池电量低等)触发的GPS信息上报。此外,调度台主动发起的位置查询时,终端会自动开启GPS定位功能。移动警务执法。

有效地开展侦破案件、抓捕逃犯、核查人口、车辆、打击和预防犯罪以及服务群众等工作,交巡警、巡逻车辆、一线警员均需要实时访问公安内网,以完成对公安内网信息的查询或者重要数据的实时上传。

由于使用了先进的4G TD-LTE技术,EP680的数据传输时延较3G技术有明显改善,端到端传输时延仅有10ms,上下行带宽为50M100Mbps,使得无论是信息上传,还是从数据库查询并下载到手持终端上的时间都大大缩短,从而极大提高了公安干警的工作效率,节约了大量时间和人力资源。

短信/彩信

以彩信群发的方式,将重要的文字、图片或者视频信息发送到指定警员手持终端上或者某个特定的巡逻工作组,可以大大降低关键信息的沟通成本,提高工作效率。

EP680支持短信彩信编写、单发、群发功能,可发送图片和声音等信息。如果被发送终端暂时不在服务区或者处于关机状态,系统将会对此彩信进行保存,等被发送终端重新进入服务区或者重新开机后,再将此彩信推送到被发送终端。

除了上述应用,E680还能够根据客户的需求进行多种业务扩展。提供丰富的二次开发SDK接口,可进行定制的业务软件的开发。满足公安部门丰富的多媒体应用需求。

5.系统网络介绍

EP680所在的系统网络,完全采用了标准的4G TD-LTE架构。TD-LTE的网络架构更为简单,架设更为灵活、便捷。下图给出了网络示意架构。

系统网络架构图

从图中可以看出,EP680位于整个系统的终端层,是主力终端之一。除了手持台,还包括无线路由器CPE(支持以太网、Wifi等接口),小型嵌入式无线modem(可通过miniPCIe接口进行二次开发),应用于警车的车载终端等等。这些类型多样的终端,用途各异,充分满足公安干警在不用场景下的通信需求。

在网络设备层,主要包括无线基站、核心网、调度机、调度台、网管设备、异系统网关、视频代理网关等设备。这些设备构建起整个TD-LTE专用网络。

6.结语

TD-LTE技术是具有中国自主知识产权的国际4G通信标准,使我国彻底摆脱了对国外厂商核心技术及产品的依赖。尤其是公安等国家要害部门,对安全性、可靠性方面有很高的要求,TD-LTE技术在警用领域的推广应用具有重大意义。TD-LTE在技术方面具有强大优势,提供更高的带宽(语音视频多路并发),更为灵活的频谱配置和上下行配置(提升网络效率和单站效率,多场景灵活使用),更简化的网络系统结构(减少网络投资,简化网络维护和降低延迟)等等。因此,TD-LTE技术可以完美满足公安部门越来越高的无线通信应用要求,是警用无线宽带集群通信的首选技术。

EP680警用宽带集群多媒体终端和支撑其使用的TD-LTE 4G网络,可同时提供专业级的语音集群、宽带数据传输、高清视频监控及视频调度等丰富的多媒体通信手段,解决了公安部门目前无线传输带宽小、终端功能单一等问题。目前,该宽带集群解决方案已经在多个城市投入使用,并有显著的应用效果提升。相信基于TD-LTE的无线宽带集群解决方案必将在公共安全通信领域发挥重要作用,有助于推动公安系统科技强警战略的实施。