基于无线Mesh网络的应急救援通信系统的设计与实现

发布时间：2020-08-17 20:51

【摘要】：近年来,地震灾害、山体滑坡、火灾事故等各类自然灾害或突发事件在全世界范围内屡见不鲜,这些意外的发生往往可能会导致正常通讯的中断。众所周知,只有保持通讯的畅通才能在第一时间针对事故提供救援来减少损失,可见应急救援通信系统的重要性。本文设计了一种基于无线Mesh网络的应急救援通信系统,该系统能够为固定站(指挥中心)与单兵终端之间快速组网,在所建立的网络上可实现语音对讲、视频共享、文字命令、电子地图等功能。本文的主要工作集中在以下方面:(1)对整个应急救援通信系统的功能、性能需求进行了分析,完成了基于无线Mesh网络的应急救援通信系统的整体方案设计,其中硬件平台采用移动通信设备搭建一个无线Mesh网络,系统软件包含指挥调度软件和手持终端软件;(2)选用无线Mesh网络设备对硬件平台进行了搭建。系统的手持终端软件利用已有的WebRTC SDK来构建WebRTC Android应用程序;指挥调度软件利用Node.js开发平台,采用Express为Web开发框架,系统的渲染环境选用EJS模板引擎;两个软件之间通过WebSocket信令服务器所转发的信令来建立持久的对等连接,利用新开源的WebRTC技术实现了语音对讲、视频共享、文字命令、电子地图等功能;(3)对基于无线Mesh网络的应急救援通信系统测试,分别从系统功能和系统性能两方面进行测试及分析。经测试,本系统能安全稳定、高效率的运行,音视频画面清晰流畅,满足预期设计需求。本文所设计的基于无线Mesh网络的应急救援通信系统研究内容来源于中电科研究所的工程应用项目,具有一定的应用价值和广泛的市场应用前景。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X928.04;TN92
【图文】：

兼容性,浏览器,通信系统,技术

Google、Apple、Mozlilla、Opera 等企业的支持下，发展成为了 W3C 推荐标准。通过此开源技术，Web 开发者能够短时间通过已经封装好的 JavaScript API 和网页技术在浏览器端构建高质量的实时音视频交互平台[24]。随着 Web 技术、移动通信技术的发展，WebRTC 技术也被拓展到了移动设备上，在后来 Google 发布的 Google WebRTC 项目中实现了 Android、IOS 等移动设备上的WebRTC 应用。通过统一的开发接口，可以轻松调用移动设备的麦克风、摄像头、扬声器等，并实现移动通信设备间，移动通信设备和 PC 之间的音视频 P2P 传输，极大地降低了开发难度。据统计结果显示，WebRTC 的浏览器兼容性如图 1 所示[24,25]，截至 2018 年 12 月，国内支持 WebRTC 的浏览器覆盖率达 56%，全球覆盖率已高达 83.38%，目前支持的浏览器有 Chrome、Firefox、Safari、Edge 等。不仅 PC 端能支持 WebRTC 标准，就连微信、QQ、Line、Facebook、Messenger 之类的移动端主流软件也采用或基于 WebRTC实现音视频会话。

技术架构

西北大学硕士专业学位论文用的接口都很统一，无需反复开发；（2）P2P 结构，对等连接建立以后，即使与信令服务器断开连接也不会影且安全性高；（3）该技术完全免费，而且该技术集合了目前最佳的音频、视频引擎；（4）强大的打洞能力，WebRTC 技术集成了 STUN、ICE、TURN、RTP-over-种关键 NAT 和防火墙穿透技术，并支持代理。1 WebRTC 系统架构WebRTC 通过把音频、视频引擎，网络数据传输引擎及会话管理功能集成到eb 浏览器中，继而开发高质量多媒体应用。WebRTC 系统架构如图 2 所示[2

过程图,过程,编解码器,视频

编解码器）、iLBC（窄带音频编解码器）、NetEQ 算法抵消）、Noise Reduction（NR，噪声抑制）等音频处理技极具价值的技术之一。o Engine：视频引擎，其中包含一系列视频多媒体处编解码器）、Video jitter buffer（视频抖动缓冲器）、Ima）等视频处理技术。rowser 虚线部分：主要包含 Audio Capture/Reader（音（视频捕获）、网络 I/O 这三个模块，该部分是留给部会话建立视频的开发者，WebRTC 的会话建立需要以下 5 个主连接的过程[29]：

【参考文献】