基于FPGA的森林防火統一通信平臺研究

　　摘要：隨著(zhù)林業(yè)的不斷發(fā)展，森林的防火工作顯得尤為重要，當火警發(fā)生時(shí)，一種及時(shí)有效的通信平臺對于救火工作顯得極為重要。為滿(mǎn)足森林救火統一通信的需求，研究了一種森林防火語(yǔ)音統一通信平臺，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(zhù)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。森林火災具有突發(fā)性、隨機性、短時(shí)間內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(shí)，決策是否得當，決定著(zhù)災害救治的成敗。防火通信總指揮部與下級縣森林防火機構及各自的下級防火人員不能夠隨火險的變化而組成不同的救火編隊，在下情直接上達及指揮垂直下達方面存在缺陷。為此當發(fā)生火災時(shí)，一種及時(shí)有效的通信平臺對于救火工作顯得極為重要。

　　伴隨著(zhù)全球通信行業(yè)的復蘇，集群通信的飛躍，集群通信中的移動(dòng)終端設備的應用越來(lái)越多，目前在移動(dòng)通信、消費電子、軍事應用、港口碼頭和地下礦井中受到足夠的重視。將移動(dòng)終端比如對講機運用于森林防火，可發(fā)揮移動(dòng)終端小巧靈活的優(yōu)勢，尤其適用于森林無(wú)人區域中。

　　FPGA簡(jiǎn)介

　　FPGA 是英文Field Programmable Gate Array的縮寫(xiě)，即現場(chǎng)可編程門(mén)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(xiàn)資源、底層內嵌功能單元、內嵌專(zhuān)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)現設計者所需的邏輯功能?？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部邏輯之間的連接。通過(guò)遍布器件內的可編程互連資源，可將器件內部任意兩點(diǎn)連接起來(lái)，從而使FPGA內部的邏輯單元和輸入/輸出單元連接成各種復雜的系統?？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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和位于縱橫線(xiàn)交叉點(diǎn)上的可編程開(kāi)關(guān)矩陣組成，一個(gè)最小的芯片方案可以轉換來(lái)執行多個(gè)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(kāi)發(fā)周期短，且可重復應用。因此，FPGA在高容量數字信號處理方面的應用，倍受青睞。

　　系統方案

　　本方案主要由數字車(chē)臺、GSM電話(huà)、模擬車(chē)臺、CDMA電話(huà)，A/D轉換芯片、D/A轉換芯片和FPGA芯片組成，方案如圖1所示?！　?/p>

 

　　數字車(chē)臺和模擬車(chē)臺都采用常規車(chē)臺，可覆蓋距離5公里，它們都可以和同組的多個(gè)手臺互通。