礦下絞車無線視頻回傳項目無線組網系統(tǒng)解決方案

—、項目概況

1.1 背景

近年來，隨著煤礦行業(yè)產量在不斷增長的同時,也面臨著巨大的安全生產壓力。由于礦難事故頻發(fā)、死亡人數(shù)之多讓人觸目驚心，因此煤礦的安全生產問題日益成為全社會關注的焦點。國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局相繼發(fā)布《關于加強安全生產科技成果推廣工作的指導意見》和《關于印發(fā)安全生產先進適用技術工藝裝備和材料推廣目錄的通知》，這些政策標志著我國煤礦安全監(jiān)察工作將由“人防”向“技防”轉變，安防技術和產品在煤礦行業(yè)的應用不斷深入。

針對煤礦行業(yè)的特殊需求，深圳市宇泰科技有限公司設計了適合煤礦行業(yè)視頻無線監(jiān)控方案。目前比較通用的網絡互連的傳輸介質往往是有線介質，這些用有線介質傳輸?shù)木W絡，在許多不同的應用方面存在著問題，由于煤礦行業(yè)環(huán)境復雜、設備儀器種類多、安全要求等級高等原因，有線網絡部署施工成本高、施工周期長、施工環(huán)境限制，施工起來復雜繁瑣，造成效率低下；此外有線網絡部署故障節(jié)點多、維護難度大、維護工作量大等。

而隨著通信事業(yè)的高速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)通信已逐漸發(fā)展成為一種重要的通信方式，無線數(shù)據(jù)通信不僅可以作為有線數(shù)據(jù)通信的補充及延伸，而且還可以與有線網絡環(huán)境互為備份。在某種特殊環(huán)境下，無線通信是主要的甚至是唯一的可行的通信方式，它可以跨越某些施工環(huán)境限制，維護節(jié)點較少，維護工作量少且延伸性好、擴展能力強。

在系統(tǒng)接入網建設中，使用 AP9650 系列無線局域網產品可以實現(xiàn)寬帶網絡接入以及移動點與網絡實時通信，實現(xiàn)網絡服務等功能。AP9650 系列產品具有傳輸距離遠、可以在建筑物之間或建筑物內施工困難的環(huán)境下使用、支持移動漫游等特點，因此可以使用它來替代傳統(tǒng)的電信線纜來構建未來的網絡。無線技術已經逐漸成為整個通訊業(yè)界的焦點，在各行各業(yè)應用中也體現(xiàn)出非常多的優(yōu)勢。

無線技術之所以能夠在各個行業(yè)大顯身手，主要得益于無線技術本身的技術特點和優(yōu)勢。

①無線技術的靈活性

無線網絡的傳輸介質是電磁波，這決定了無線網絡的靈活性。所以無線網絡的架設不會受到自然條件的限制，如河流、山澗、市政公路導致傳統(tǒng)網絡架設無法施工，架設起來非常的方便。由于無線網絡的架設的主要工作是安裝無線設備和天饋線系統(tǒng)，不會牽涉到挖溝、架桿、鋪設電纜等施工量大的工作，不必牽涉到征地等其他協(xié)調操作，所以施工周期非常短，可以以最快的速度響應完成網絡的建設和維護。

②無線技術的經濟性

無線網絡的經濟性主要體現(xiàn)在兩個方面。

1) 無線設備是屬于一次性投資，長期受益的通訊方式。尤其是在需要寬帶傳輸?shù)膽?，例如高清視頻監(jiān)控，每條鏈路必須保證不低于百兆的帶寬。相比之下，無論是租賃運營商的有線鏈路、還是自己鋪設光纖鏈路，長期成本、工程造價，都是非常昂貴的。

2) 使用傳統(tǒng)專線方式進行數(shù)據(jù)通訊，我們還要為每個站點進行初裝費用的投入，如光線轉換器、路由器等設備的投入。無線設備是屬于數(shù)據(jù)鏈路層設備，可以直接和我們的網絡設備進行連接組成我們自己的系統(tǒng)專網，節(jié)省了第三方設備等初期設備的投入費用。

無線技術的進一步發(fā)展為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大規(guī)模的組網提供了技術保障。

現(xiàn)在的無線技術發(fā)展迅猛，從1995、1996 年的3Mbps無線網絡設備到2000年11Mbps 的無線網絡設備的普及，再到現(xiàn)在成熟的866Mbps 室外無線網絡設備的出現(xiàn)，每一次技術變革通訊速率以及性能上都有了很大的提高，這些新技術的出現(xiàn)正好滿足視頻技術發(fā)展對網絡帶寬的需求，更好地滿足油、氣田自動化網絡的需求。

高速發(fā)展的無線數(shù)據(jù)通信已逐漸發(fā)展成為一種重要的通信方式。

無線數(shù)據(jù)通信不僅可以作為有線數(shù)據(jù)通信的補充及延伸，而且還可以與有線網絡環(huán)境互為備份。在某種特殊環(huán)境下，無線通信是主要的甚至是唯一的可行的通信方式。

無線技術的漫游功能，滿足覆蓋范圍長、無縫切換的用戶體驗。

無線電波作為數(shù)據(jù)傳送的媒介，AP的信號覆蓋范圍始終是有限的，無線局域網用戶通過一個或多個無線接入點接入無線局域網，當一個STA 距離 AP比較遠時，wifi 信號通信質量就會下降，為了提高STA的可移動范圍，STA會從一個AP的信號覆蓋范圍移動到另一個AP的信號覆蓋范圍，這個過程產生了漫游功能，無縫漫游無需人為操作修改便可完成多****自主切換，同時保證切換****過程中的低延時、無丟包、通信不中斷的功能。

③無線技術的安全性

無線網絡使用的是開放性媒介采用公共電磁波作為載體來傳輸數(shù)據(jù)信號，通信雙方沒有線纜連接。如果傳輸鏈路未采取適當?shù)募用鼙Ｗo，數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘L險就會大大增加。因此在 WLAN 中無線安全顯得尤為重要。無線網絡的安全加密具有多種組合、多種加密、多種算法的特性，從 WPA 到 WPA3，無線網絡的加密等級足以保證信息的安全性傳輸。

本次項目為礦下絞車視頻及礦區(qū)重要點位數(shù)據(jù)視頻回傳系統(tǒng)解決方案，通過無線組網系統(tǒng)，將車載數(shù)據(jù)視頻及重點位置數(shù)據(jù)視頻回傳至絞車操作臺，供絞車司機實時查看、操作設備及儀器工作狀況，同時無線組網系統(tǒng)可以接入wifi手機數(shù)據(jù)保證絞車司機與隨車人員的對講通信，以達到優(yōu)化工作內容、提高工作效率、減少事故的目的。

無線通信系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中承擔干線傳輸?shù)娜蝿眨尣僮髋_能實時查看視頻、數(shù)據(jù)，同時收集信息，保證安全生產，無線鏈路作為主干鏈路要求傳輸距離遠、帶寬高、實時、無丟包、支持 wifi手機數(shù)據(jù)接入同時具備多****漫游切換功能。

根據(jù)現(xiàn)場情況，需求分析如下：

1) 礦下絞車巷道多起伏或轉彎，要求****部署覆蓋距離150米左右，具有一定的繞射能力；

2) 無線傳輸系統(tǒng)支持雙向通信；

3) 同時具備手機wifi數(shù)據(jù)的接入傳輸；

4) 滿足視頻、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的需求；

5) 具備漫游切換功能，保證絞車在多****間切換流暢、低延時、無中斷；

6) 產品專門針對視頻傳輸設計，上下行帶寬可調整；

7) 產品具備QOS功能，可設定保證帶寬可為傳輸業(yè)務設定優(yōu)先級別；

8) IP68 防護；

9) 無線傳輸設備同時滿足點對點、點對多點、漫游組網功能，盡量節(jié)省系統(tǒng)投資；

10) 設備為傻瓜式安裝，通電即可建立鏈路；

11) 選用產品需具有良好的非視距通信能力，以適應現(xiàn)場復雜的環(huán)境；

12) 設備為工業(yè)級設備，抗干擾能力強，保密性好，安全、穩(wěn)定、可靠；

13) 系統(tǒng)所選設備要求實用、技術先進、性價比高；

14) 系統(tǒng)擴展功能強，具備承載新的業(yè)務的能力。

為了確保用戶的應用需求，我們在系統(tǒng)設計時充分考慮到系統(tǒng)的先進性、實用性、可擴充性和可維護性,保證系統(tǒng)運行的可靠與安全保密，建立經濟合理、資源優(yōu)化的系統(tǒng)，無線計算機網絡通信系統(tǒng)方案設計采用深圳市宇泰科技有限公司高帶寬漫游系列產品來實現(xiàn)無線聯(lián)網。

1) 采用開放、透明的無線組網技術：AP9650 系列產品的設計參數(shù)是符合無線網 IEEE802.11 標準的，同時也符合在全球范圍內免許可證的有關規(guī)定， 因此能夠保護投資和保證與未來符合標準的其他廠商的無線局域網絡產品進行互操作。

2) 硬件與協(xié)議透明：在有線網一端，AP9650 系列產品符合 IEEE802.3 標準， 可以順利的和其他網絡連接，不需要其他任何設備和軟件。實現(xiàn)設備連接的開放、透明、可操作性。對網絡操作系統(tǒng)，AP9650 系列產品具有透明傳輸所有網絡協(xié)議。

3)采用無線網絡管理軟件：AP9650 系列產品的網絡管理可通過配備在產品中的 SNMP 代理來管理，并可通過網絡進行遠程軟件升級工作，簡化了網絡管理員的工作。

AP9650 系列產品對設備接口與網絡操作系統(tǒng)的透明性，無論對系統(tǒng)現(xiàn)行安裝與今后的需求擴展都提供了方便性與可操作性。

采用漫游系列產品組網后如果需要增加新監(jiān)控點，不需要對正在使用的設備做任何改動，只需要做新增加的設備的安裝即可。對設備的維護也非常簡單，通過網管軟件，在網絡中心就可以看到每一個無線設備的工作情況，并可遠程修改參數(shù)，改善無線鏈路傳輸性能。

1) 故障率低：AP9650系列無線網絡產品在正常工作環(huán)境下，24 小時不間斷運行的平均無故障時間是10萬小時；

2)接收靈敏度高：AP9650 系列無線網絡產品接收靈敏度高，且采用分體式設計，室內至室外單元的電纜損耗大大減小，信號余量足，且設備支持自動降速，雪、霧、風沙等自然現(xiàn)象對信號的衰減可忽略。

AP9650系列系列產品具有一次性投資永遠受益的特點，是目光長遠的人選擇組網方式的首選。無線網的組網比專線組網的明顯優(yōu)點在于性價比高，一次性投資，而無須經常支付昂貴的租用費。

根據(jù)項目需求，采用AP9650系列設備進行無線組網，設備具有傳輸距離遠、鏈路帶寬高、無需進行特定方向校對、支持漫游切換、支持手機 wifi通信數(shù)據(jù)接入等特點；在絞車巷道沿途墻壁上安裝漫游通信****，****外接全向天線對周邊150米的范圍進行無線覆蓋，具有接收絞車車載移動端數(shù)據(jù)視頻及****覆蓋范圍內重點點位的數(shù)據(jù)視頻的功能，同時支持手機等wifi通信數(shù)據(jù)的接入，在絞車上安裝漫游移動端設備通過網線連接車載數(shù)據(jù)視頻，漫游移動端設備將車載數(shù)據(jù)視頻傳輸至****，****在通過光纖視頻數(shù)據(jù)傳輸至給操作臺，操作臺處可實時查看控制門機的視頻、數(shù)據(jù)。

無線組網系統(tǒng)簡示圖如下：

****設備安裝在巷道墻壁上，安裝高度不低于絞車高度，距離墻壁直線距離不低30厘米，在巷道直線環(huán)境下設計每隔300米安裝一臺****設備，對于有上下波或巷道轉彎的位置設計多安裝1臺****設備（靠近半坡位置或轉彎點位置）；設備外接全向天線，采用標準POE供電方式（POE 模塊、POE 交換機可根據(jù)需求選擇），電源接口接 220v 50Hz，LAN口通過短跳線接入光電交換機，Out口應用室外防護型千兆以太網 CAT-5基帶線纜與****設備的網口連接；****設備同時具備手機wifi通信數(shù)據(jù)接入和固定點視頻數(shù)據(jù)接入的功能，且獨立的數(shù)據(jù)處理算法支持漫游移動端設備在****之間快速“0”漫游切換。

設備連接示意圖如下：

上下坡設備安裝位置：

轉彎處設備安裝位置：

絞車上安裝漫游移動端設備與漫游****配合使用，移動端設備可采用12/24V直流DC供電，設備網口通過短跳線接入車載數(shù)據(jù)視頻，外接全向天線，與****進行無線連接，通過無線傳輸至****設備；移動端設備具備同時連接多個****的功能，通過與多個****的獨立鏈路計算方式，實現(xiàn)在多個****之間實時零漫游切換。

設備連接示意圖如下：

當絞車移動至****1覆蓋的范圍時，移動端設備連接****1，當絞車移動到****2覆蓋范圍時，移動端設備預連****2，由于無線鏈路到****1的通信質量優(yōu)于至****2的質量，因此數(shù)據(jù)從至**** 1的無線鏈路進行交互。

當絞車移動至****2附近時，由于無線鏈路到****2的質量優(yōu)于****1的質量，因此數(shù)據(jù)從至****1的無線鏈路跳轉至****2的無線鏈路進行交互。

1.產品概述

AP9650系列是一款工作在2.4GHz和5.8GHz 免申請和申請頻段下的高性能、高帶寬、多功能、室外型工業(yè)級無線通信設備，該設備支持無線漫游以及無線AP覆蓋，設備基于先進的多進多出技術，采用2個2T2R 的架構。

設備兼容 802.11協(xié)議，切換順暢、帶寬高、實時性好，可提供業(yè)內領先的高速無線 MESH 聯(lián)網解決方案。

設備5.8GHz頻段支持802.11ac協(xié)議，2.4GHz 頻段支持802.11n 協(xié)議，可提供高達1.2Gbps 帶寬，完全滿足高帶寬無線聯(lián)網需求。射頻接口非重疊頻道多，抗干擾能力強，內置防雷，支持 802.11e，優(yōu)先保證視頻、語音等實時數(shù)據(jù)傳輸，支持遠程管理及升級，是一款高性能、多功能經濟型設備。

2.產品特性

• 外接天線設計，可與任何 5.8G 天線配合使用；

• 支持動態(tài)頻率選擇（Dynamic Frequen cy Selection）DFS 功能；

• 支持TDMA帶寬上下行分配功能，有效提高 PTMP模式下傳輸帶寬；

• 專有mesh 通信協(xié)議，實現(xiàn)無中心組網，具備自組網、自愈合、路徑規(guī)劃等功能；

• 支持通用生成樹協(xié)議(STP)和快速生成樹協(xié)議(RSTP)；

• 提供MAC地址控制列表（MCL），針對 MAC進行有效管理；

• 支持動態(tài)和靜態(tài)路由，支持DHCP服務器；

• 支持****功率自動調整（IEEE802. 11 h）；手動調整步長1dBm,最大輸出功率27dBm (向下可調)；

• 支持周邊無線環(huán)境掃描，可快速掃描周圍是否有同類型的無線設備，便于快速部署無線網絡；

• 支持 WEP、TKIP、AES 和 WAPI 加密功能；

• 支持 VLAN、DHCP、NAT、防火墻、虛擬網橋等功能；

• 客戶端隔離、帶寬控制、客戶端信號強度接入控制功能；

• 根據(jù)需求設置自動剔除弱信號設備，提升無線網絡性能；

• 外置 5 級信號、網口、電源指示燈，方便天線方向校對；

• 中文管理界面、支持 telnet 管理方式；；

• 設備內置看門狗，可實現(xiàn)對于無線鏈路檢測及有線網口雙重監(jiān)測功能，杜絕死機，超強穩(wěn)定；

• 支持 POE 供電；

• 具有超強抗干擾能力；

• 內置防雷；

• 支持 802.11e，優(yōu)先保證視頻、語音等實時數(shù)據(jù)傳輸；

• 鑄鋁卡具安裝，既安裝方便又保證安裝的穩(wěn)固性。

3.應用方案

AP9650系列工業(yè)無線專網，可實現(xiàn)物體在移動過程中的PLC、HMI、工業(yè)高清攝像 頭等數(shù)據(jù)的無線傳輸，組網方式為滿有組網，可提供業(yè)內領先的高速無線聯(lián)網解決方案。

1.產品概述

AP9630系列是一款工作在4.9-6.0GHz免申請和申請頻段下的高性能、高帶寬、多功能、室內型工業(yè)級無線漫游終端通信設備。該設備基于先進的 MIMO（多進多出）技術，采用2T2R 的架構。

設備兼容802.11協(xié)議，切換順暢、帶寬高、實時性好，可提供業(yè)內領先的高速無線 MESH 聯(lián)網解決方案。

設備采用先進的AC技術，可提供高達866Mb ps帶寬，完全滿足高帶寬無線連網需求。射頻接口非重疊頻道多，抗干擾能力強，內置防雷，支持802.11e，優(yōu)先保證視頻、語音等實時數(shù)據(jù)傳輸，支持遠程管理及升級，是一款高性能、多功能經濟型設備。

2.產品特性

• 外接天線設計，可與任何 5.8G 天線配合使用；

• 支持動態(tài)頻率選擇（Dynamic Frequen cy Selection）DFS功能；

• 支持4920-6100MHz超級頻段，支持多國頻率漫游（IEEE802.11d）；

• 支持TDMA帶寬上下行分配功能，有效提高PTMP模式下傳輸帶寬；

• 專有mesh通信協(xié)議，實現(xiàn)無中心組網，具備自組網、自愈合、路徑規(guī)劃等功能；

• 支持通用生成樹協(xié)議(STP)和快速生成樹協(xié)議(RSTP)；

• 提供MAC地址控制列表（MCL），針對 MAC進行有效管理；

• 支持動態(tài)和靜態(tài)路由，支持DHCP服務器；

• 支持****功率自動調整（IEEE802.11h） ；手動調整步長1dBm，,最大輸出功率27 dBm (向下可調)；

• 支持周邊無線環(huán)境掃描，可快速掃描周圍是否有同類型的無線設備，便于快速部署無線網絡；

• 支持WEP、TKIP、AES 和 WAPI 加密；

• 支持VLAN、DHCP、NAT、防火墻、虛擬網橋等功能；

• 支持帶寬上下行分配、客戶端隔離、帶寬控制、客戶端信號強度接入控制功能；

• 根據(jù)需求設置自動剔除弱信號設備，提升無線網絡性能；

• 中文管理界面、支持 telnet 管理方式；；

• 設備內置看門狗，可實現(xiàn)對于無線鏈路檢測及有線網口雙重監(jiān)測功能，杜絕死機，超強穩(wěn)定；

• 支持 POE 供電；

• 具有超強抗干擾能力；

• 內置防雷；

• 支持802.11e，優(yōu)先保證視頻、語音等實時數(shù)據(jù)傳輸。

3.應用方案

AP9630系列工業(yè)無線專網，可實現(xiàn)物體在移動過程中的PLC、HMI、工業(yè)高清攝像 頭等數(shù)據(jù)的無線傳輸，組網方式為滿有組網，可提供業(yè)內領先的高速無線聯(lián)網解決方案。

關于以上產品的技術規(guī)格，可在留言區(qū)留下聯(lián)系方式，公司相關技術人員致電給您詳細介紹。