基于FPGA的森林防火統(tǒng)一通信平臺研究

　　摘要：隨著林業(yè)的不斷發(fā)展，森林的防火工作顯得尤為重要，當(dāng)火警發(fā)生時，一種及時有效的通信平臺對于救火工作顯得極為重要。為滿足森林救火統(tǒng)一通信的需求，研究了一種森林防火語音統(tǒng)一通信平臺，適用于森林救火，采用了FPGA高速信號處理芯片，可提高產(chǎn)品性能。

　　引言

　　隨著林業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積、林業(yè)蓄積量逐年增加，森林的防火工作顯得尤為重要。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、隨機(jī)性、短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點(diǎn)。因此一旦有火警發(fā)生，就必須以極快的速度采取撲救措施。撲救是否及時，決策是否得當(dāng)，決定著災(zāi)害救治的成敗。防火通信總指揮部與下級縣森林防火機(jī)構(gòu)及各自的下級防火人員不能夠隨火險(xiǎn)的變化而組成不同的救火編隊(duì)，在下情直接上達(dá)及指揮垂直下達(dá)方面存在缺陷。為此當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，一種及時有效的通信平臺對于救火工作顯得極為重要。

　　伴隨著全球通信行業(yè)的復(fù)蘇，集群通信的飛躍，集群通信中的移動終端設(shè)備的應(yīng)用越來越多，目前在移動通信、消費(fèi)電子、軍事應(yīng)用、港口碼頭和地下礦井中受到足夠的重視。將移動終端比如對講機(jī)運(yùn)用于森林防火，可發(fā)揮移動終端小巧靈活的優(yōu)勢，尤其適用于森林無人區(qū)域中。

　　FPGA簡介

　　FPGA 是英文Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是基于查找表技術(shù)的，其基本組成部分有可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式RAM(Random Access Memory)、豐富的布線資源、底層內(nèi)嵌功能單元、內(nèi)嵌專用硬核等。FPGA中眾多的可編程邏輯單元以二維陣列形式分布在器件的中部，用以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者所需的邏輯功能?？删幊梯斎?輸出單元分布在器件的四周，它提供器件外部引出端和內(nèi)部邏輯之間的連接。通過遍布器件內(nèi)的可編程互連資源，可將器件內(nèi)部任意兩點(diǎn)連接起來，從而使FPGA內(nèi)部的邏輯單元和輸入/輸出單元連接成各種復(fù)雜的系統(tǒng)?？删幊袒ミB資源主要由縱橫分布在邏輯單元陣列之間的金屬線網(wǎng)絡(luò)和位于縱橫線交叉點(diǎn)上的可編程開關(guān)矩陣組成，一個最小的芯片方案可以轉(zhuǎn)換來執(zhí)行多個功能，硬件配置就如同軟件一樣，靈活方便、速度快、移植性好及開發(fā)周期短，且可重復(fù)應(yīng)用。因此，F(xiàn)PGA在高容量數(shù)字信號處理方面的應(yīng)用，倍受青睞。

　　系統(tǒng)方案

　　本方案主要由數(shù)字車臺、GSM電話、模擬車臺、CDMA電話，A/D轉(zhuǎn)換芯片、D/A轉(zhuǎn)換芯片和FPGA芯片組成，方案如圖1所示。　　

 

　　數(shù)字車臺和模擬車臺都采用常規(guī)車臺，可覆蓋距離5公里，它們都可以和同組的多個手臺互通。