氣象災害預警廣播系統方案

一、氣象災害預警廣播概述

近年來，由于人類活動和自然因素的綜合影響，全球氣候呈逐年變暖趨勢，大范圍不規則異常天氣不斷涌現，極端天氣事件頻繁發生，給社會經濟發展、人民生命財產安全帶來重大影響和破壞，也使人類賴以生存的生態環境遭到直接威脅。“哥本哈根世界氣候大會”的召開, 證實各國政府和國際機構對此都高度重視，應對復雜、多變的氣候環境已成為關乎人類、關乎世界的重要課題。 

我國幅員遼闊、地勢復雜、季風氣候明顯，極端天氣氣候事件導致的災害比較頻繁，暴雨、洪澇、干旱、冷害、凍害、寒害、暴雪、冰雹、大霧、暴雷、龍卷、大風、熱浪、沙塵暴、干熱風、連陰雨、熱帶氣旋等氣象災害時有發生。尤其是近年天氣經常走極端，氣象災害呈現種類多、范圍廣、強度大的特征，氣象災害每年造成的損失占整個自然災害的70%左右，造成的直接經濟損失占GDP的3-6%左右，利用科技手段防災減災，已經成為各級政府、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容。

廈門宇能科技有限公司在國內率先設計、開發并推出基于覆蓋全國的無線移動網絡的氣象災害預警廣播系統。該系統是采用國際先進的INTERNET、蜂窩網絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等技術，設計的集“無線文轉語應急廣播”和“無線LED顯示屏發布”于一體的氣象災害預警廣播系統。可快速、及時、準確地將各類信息，特別是氣象災害預警信息傳播給社會公眾，擴大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“最后一公里”問題，提高氣象災害預警能力，達到最大限度防災減災的目的。

二、氣象災害預警廣播設計原則

氣象災害預警廣播方案設計遵循“先進科學、穩定可靠、方便擴展、經濟適用、安全保密”的原則。并綜合考慮施工、維護等重要因素，同時也為今后的發展、擴建、改造等留有余地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的，設計方案具有科學性、合理性、實用性。

2.1先進科學性：

充分利用INTERNET、蜂窩網絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等先進技術設計，采用目前先進的系統軟件平臺及終端設備，不但能夠滿足氣象、農業、科技等信息及時、快速、準確發布需要，而且能夠作為國家三農服務政策宣傳的輿論媒介，是我國新農村建設的服務載體和輿論支撐。

2.2穩定可靠性：

由于氣象災害預警廣播系統使用環境的特殊性，必須保證系統工作相對穩定可靠。一是中心系統的可靠性，選用穩定可靠的WINDOWSXP和工控機作為氣象災害預警廣播平臺載體，氣象預警廣播平臺具有權限操作功能，從應用上保證了系統的可靠運行發布；二是國內優質的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、字符等實時轉為語音，擴音機等外設電源采用干觸點控制，都保證了終端顯示和播報的可靠性。三是通信機制可靠，系統傳輸采用具有大面積穩定覆蓋的無線移動通信網絡，數據傳輸高效可靠性不容置疑。

2.3方便擴展性：

目前氣象災害預警廣播系統能夠支持現有的各類無線通信接入，CDMA通信系統、GSM 

通信系統、GPRS通信系統，并實現了這些系統的并網運行，今后通過開發和安裝相應的通信接口協議即可實現其他未來通信系統的接入。

2.4經濟實用性：

整個系統的操作以方便、簡潔、高效為目標，既充分體現快速反應的特點，又能便于操作人員進行信息設置、發布和廣播。

2.5安全保密性：

對于系統的管理實行嚴格的權限管理，只有持有一定權限的密鑰才能訪問、監控、管理、操作，確保系統使用安全可靠，杜絕不法分子非法盜用平臺宣傳。

三、氣象災害預警廣播功能特點

3.1氣象災害預警廣播功能

文語轉換：支持氣象等信息文字轉語音廣播輸出。

LED顯示：支持氣象等信息文字轉LED顯示。

定時播報：支持氣象等信息定時自動語音播報和LED顯示。

緊急播報：支持手動發送信息緊急自動語音播報和LED顯示。

播報設置：支持語音男/女聲選擇，音調和語速可按需設置。

顯示設置：支持LED顯示文字滾動速度設置。

次數設置：支持語音播報、LED顯示信息次數設置。

身份鑒別：支持信息發送者身份鎖定和鑒別，非法信息不予接收和播報。

狀態監測：支持發送狀態實時監測，信息發送成功與否軟件有明確提示。

外設控制：支持擴音機電源自動控制功能。

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

3.2氣象災害預警廣播特點

廣域覆蓋：無線移動網絡在全國31個省的城市和農村均有良好覆蓋，基本上在手機可以打電話的地方都可傳輸氣象災害預警廣播。

永遠在線：系統只要激活無線預警廣播應用后，將一直保持在線，類似于無線專線網絡服務。

按量計費：無線專線網絡服務雖然保持一直在線，但只有產生通信流量時才計費，費用低廉。

高速傳輸：采用蜂窩網絡帶寬傳輸，可支持53.6Kbps的峰值傳輸速率，傳輸速率高，傳輸速度快。

實時發布：隨時發布和接收信息，且可以定時或立即顯示和播報。

擴展無限：在全國范圍內，只要無線GPRS 網絡覆蓋的地方都可以使用，不受距離和位置的限制。

安裝方便：只要有無線移動網絡，氣象災害預警廣播終端接通電源即可。

四、氣象災害預警廣播組成

4.1氣象災害預警廣播發布平臺

在省、市、縣或鎮建立氣象災害預警廣播發布平臺，定時/手動發布所轄范圍各類氣象、防汛、災害、農業、科技、事政等綜合信息，并通過無線移動網絡空中發送。

4.2氣象災害預警廣播接收終端

在區、鎮或村建立氣象災害預警廣播接收終端，通過電子顯示屏將發布信息LED文字滾動顯示，并轉換為語音（男聲、女聲可選）通過已有擴音機經大喇叭（高音喇叭）播放出來。將氣象等信息實時通知，使農民防患于未然。

說明：文字滾動的速度和次數，高音喇叭語音播出次數可通過氣象災害預警發布平臺根據需要隨意設置。

五、氣象災害預警廣播原理

5.1氣象災害預警廣播原理

氣象服務/科技信息發布工作人員，通過操作和使用接入INTERNET網絡的氣象災害預警廣播平臺，將天氣預報、病蟲災害、地質災害、科技興農、時政方針、應急情況等信息定時或手動發布。經TCP/IP協議對所發布信息數據進行分組、封裝送入INTERNET傳輸，再由INTERNET骨干網的Gn接口與無線移動通信網絡的GTP隧道協議對接，用UPP/IP協議報作為承載層將氣象災害預警廣播信息送至無線移動通信網絡。

無線移動通信網絡在全國31個省的城市和農村均有良好覆蓋，基本上在手機可以打電話的地方都存在無線移動通信網絡。氣象災害預警廣播信息便通過無線蜂窩寬帶網絡傳輸技術在無線移動通信網絡中分組交換傳輸覆蓋。

氣象災害預警廣播（也稱無線預警）終端是基于無線移動通信網絡進行數據和語音通信的，能夠實現將CDMA/GSM/GPRS數據、文字、短信息、直接電話撥號，轉換為模擬語音信號并進行放大輸入，能夠將CDMA/GSM/GPRS數據、文字、短信息轉換為LED實時顯示。并可將接收信息與否狀態上報氣象災害預警廣播平臺。

5.2氣象災害預警廣播原理圖

5.3氣象災害預警廣播終端介紹

YN2160隸屬于氣象災害預警終端，是廈門宇能科技有限公司在國內率先設計、開發并推出基于覆蓋全國的無線移動網絡的氣象災害預警廣播系統接收設備。是采用國際先進的INTERNET、蜂窩網絡帶寬傳輸、UTP/Gn接入、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等技術，設計的集“無線文轉語應急廣播”和“無線LED顯示屏發布”于一體的氣象災害預警廣播系統。可快速、及時、準確地將各類信息，特別是氣象災害預警信息傳播給社會公眾，擴大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“最后一公里”問題，提高氣象災害預警能力，達到最大限度防災減災的目的。

YN2160終端設備符合工業級設計標準，優化電磁兼容設計，具有超強的可靠性。內嵌PPP、TCP/IP、DDP等多種協議，除語音轉化之外，還可實現用戶設備到數據中心遠程透明數據通信。設備即插即用，安裝簡單，使用方便。

硬件特性：

工業級設計，寬溫度適用范圍，滿足各種惡劣環境的需求 

支持電源過壓過流保護 

支持RS232串口通訊： 

支持監聽喇叭，監控短信和電話轉換為語音信號后的播出情況 

支持設備狀態自檢以及設備狀態實時上報功能 

通訊接口做防浪涌設計 

系統運行狀態LED指示 

支持短信文字、撥號通話和無線對講信息轉語音廣播輸出 

支持GPRS/GSM/CDMA網絡的數據和語音通信 

數據傳輸功能特性：

透明數據傳輸與協議轉換； 

支持虛擬數據專用網APN； 

可向1~5個中心同時發送數據(固定IP或動態域名地址)； 

支持點對點、點對多點、多點對多點對等數據傳輸； 

短消息數據備用通道； 

可兼容組態軟件； 

支持多種電力通訊規約； 

根據用戶的特殊需求定制； 

通過串口進行軟件升級； 

支持圖形界面遠程配置與維護； 

自診斷與串口告警輸出； 

語音模塊功能特性：

終端內嵌語音合成模塊，提供語音合成通信協議，方便服務器下發語音播報信息內容，語音合成模塊的功能特點如下：

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四種內碼格式的文本；

具有智能的文本分析處理算法，可正確的識別和處理數值、號碼、時間日期及一些常用的度量衡符號，具備較強多音字處理和中 文姓氏處理能力；

雙發音人：男聲、女聲；

清晰、自然、準確的文語音合成效果；

集成提示音效，針對某些行業領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、繼續合成等；

支持多種文本控制標記，提升文本處理的正確率；

支持休眠功能，在休眠狀態下可降低功耗；

Line out音頻輸出； 

語音合成通信協議：

幀結構由8部分組成：

示例：

語音播報內容：廈門火炬高新區，廈門宇能科技有限公司。

完整幀為:AST0214A038廈門火炬高新區，廈門宇能科技有限公司。AED

技術參數如下：

所選模塊:工業級手機模塊

工作環境：

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

儲存溫度:－40°C～85°C

電源：

電壓范圍:DC5V～16V 

標準電源:DC5V/1000mA 

功耗:通信時平均電流100mA@+5VDC

空閑時:35mA@+5VDC

接口：

天線接口:50Ω/SMA 陰頭

接收靈敏度:-104dbm

SIM卡:3V/5V

用戶數據接口:RS232(工業級3.81mm插座)

波特率:1200～115200bit/s 

語音接口：標準蓮花端子輸出

LED輸出：RS232串口輸出

電源控制接口：兩芯插座

六、氣象災害預警廣播意義

隨著農村經濟發展和農民生活水平提高，農業、農村、農民對氣象信息特別是災害性天氣信息的需求急劇增強，但針對農村和農民的氣象信息發布手段仍顯單一，在很大程度上影響著農村氣象防災減災工作的開展。建設農村氣象災害預警廣播平臺，安裝氣象預警LED顯示屏和氣象災害應急廣播系統，是加強區域性氣象防災減災基礎設施建設，有效提高氣象災害預警能力的重要途徑。對農村來講，“大喇叭”最普及、最方便、最經濟、覆蓋面最廣，“氣象災害預警廣播接收機+大喇叭+顯示屏”的模式，徹底解決了氣象信息到農村“最后一公里”的問題，可以大大提高農民防災減災的能力，帶來巨大的農業經濟效益。