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数字化建筑工地远程无线监控方案

点击次数:2002 发布时间:2016-06-24
  一、现状及需求分析
  
  随着社会经济的不断进步、发展,人们对安全生产的要求以越来越高。如何才能安全、的生产、生活,以越来越受到各行各业的关注,监控系统作为有效的防护措施已越来越受到各行各业的重视。其作为一种科学的、合理的管理系统以越来越受到人们的欢迎。
  
  在建筑行业中,保证施工人员的人身安全,工地的建筑材料、设备等财产的保全尤为重要。但是,由于施工环境的限制,设备、材料的安全管理不完善及部分员工的自我防护意识的薄弱,
  
  建筑工地属于环境复杂,人员复杂的区域。考虑到设备及人员的安全,一套有效的现场及远程视频监控系统对于管理者来说是非常有必要的。通过远程视频监控系统,管理者可以了解到现场的施工进度,可以远程监控现场的生产操作过程,可以远程监控现场材料的安全。为了建筑工地安全管理进一步完善,我们为此特为您做此方案。
  
  二、方案思考及设计
  
  建筑工地,一般主要监控场所包括建筑材料仓库、堆场,进出门口,办工区,生活区,塔吊区域。对于地面靠近监控中心的部分,一般通过有线的方式直接连接到监控中心。而对于塔吊的视角环境,由于较现场环境复杂,往往不能通过有线直接拉至监控中心。针对现场复杂的环境,成熟的数字微波技术对于施工工地监控是zui合适的选择方案。
  
  本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素,并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。其具有以下原则:
  
  1、先进性与适用性:
  
  本系统采用纯数字IP传输方式,zui新的MPEG4/H.264编码技术结合OFDM微波扩频调制技术,体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的zui新发展水平,适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统,其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则,其操作应简便易学。
  
  2、经济性与便捷性:
  
  充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势,根据用户现场环境,设计选用功能和适合现场情况,采用有线+无线的整合解决方案。无线部分采用嵌入式一体化无线网络视频服务器,安装调试方便快捷。
  
  3、可靠性与安全性
  
  系统的设计应具有较高的可靠性,在系统故障或事故造成中断后,能确保数据的准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能,同时系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。
  
  4、开放性
  
  以现有成熟的产品为对象设计,同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势,可与消防、周界防盗、聚光系统实现联动,具有RJ-45网络通讯口,可实现远程控制。
  
  5、可扩充性
  
  系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该工程的实际要求扩展系统功能,同时,本方案在设计中留有冗余,以满足今后的发展要求。
  
  三、现场无线传输设计
  
  监控系统无线传输设计图:

图片1.png
  
  现场无线传输拓扑图:

图片2.png
  
  监控系统远程效果图:

图片3.png
  
  系统结构组成及功能
  
  系统组成
  
  塔吊部分:塔吊前端由数字无线网桥及网络球机组成,结构示意图1如下,

图片4.png
  
  还有一些塔吊上安装一两台无线数字网桥和摄像机,做中继传输使用,结构示意图2如下:

图片5.png
  
  地面部分:地面部分的摄像机如果离监控中心较近,可以直接通过网线线连接至监控中心的交换机。
  
  监控中心:

图片6.png
  
  监控中心由无线接收端,中心交换机,NVR,路由器,以及宽带网络组成。通过电脑来显示现场监控画面。现场也可设立电视墙来对现场进行监控。
  
  本无线传输方案中主要使用到我公司的两款数字网桥,型号分别为SF-2414CH和SF-5017CH,在整个方案配置中,使用2.4G频段与5.8G频段结合使用,以达到经济性与稳定性的结合。
  
  四、使用产品介绍
  
  1、SF-2414CH
  
  产品外观:

图片7.png
  
  产品说明及参数:
  
  SF-2414CH是一款高性能、高稳定性的2.4GHz无线网桥产品。产品内部集成了先进的802.11n无线内核和2*2MIMO的高增益双极化定向天线。设备的操作系统功能丰富,无线通信优化能力强大,向下兼容802.11b/g标准。将两个远距离的节点进行有效的网络连接,满载带宽视距传输距离可以达到3km,可提供不亚于有线网络质量的无线传输品质。
  
  该产品使用IPoll(智能动态轮询协议),抗干扰能力强,即使在干扰严重的地区,仍能保障有64位用户稳定的接入基站设备。设备配备双固件镜像,用户在进行远程软件升级过程中,即使电源中断,升级失败,仍可以正常重新启动设备。由聚碳酸脂塑料制成的坚固外壳含有紫外线抑制剂,保证了外壳长期暴露在户外阳光下照射也不会损坏开裂。
  
  SF-2414CH的产品设计、测试满足IP-65防护等级,振动,温湿度,盐雾和浪涌冲击均符合工业标准,以的可靠性保证处于同行业中的先进水平。设备为安装配备了一个接地凸耳和POE电源接地保护,防止雷击。
  
  SF-2414CH的操作系统是一个多功能、易用性强的操作系统,保证了全系列的硬件设备在网络部署时都能轻松的完成配置。

无线

WLAN标准

IEEE 802.11 b/g/n, iPoll

传输模式

MIMO 2x2

无线频段

2.412 - 2.462 GHz (FCC 2.412 - 2.462 GHz)

发射功率

zui高31 dBm (因地区而异)

接受灵敏度

-96 ~ -74 dBm(因调制方式而异)

信道带宽

5,10, 20, 40 MHz

调制方式

802.11 g/n: OFDM (64-QAM, 16-QAM, QPSK, BPSK)

802.11 b: DSS (CCK, DQPSK, DBPSK)

数据速率

802.11 n: 300, 270, 240, 180, 120, 90, 60, 30 Mbps

802.11 g: 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Mbps

802.11 b: 11, 5.5, 2, 1 Mbps

纠错方式

FEC, 选择性ARQ

双工模式

时分双工

天线

类型

集成双极化定向平板天线(可外置)

增益

14 dBi;(可根据需要选用其它天线)

有线

接口

10/100 Base-T, RJ45

软件

无线模式

接入点 (自动 WDS), 接入点 (iPoll), 工作站(WDS, iPoll), 工作站(ARP NAT)

无线技术

智能动态轮询, 自动信道选择, 自动调制方式选择, 自动发射功率控制(ATPC)

无线安全

WPA/WPA2 个人加密, WPA/WPA2 企业加密, WACL, 用户隔离

无线QoS

iPoll 实现4队列优先

网络模式

桥接, iPv4路由, IPv6路由

网络技术

无NAT路由, NAT路由, VLAN

WAN协议

静态IP, DHCP客户端, PPPoE 客户端

服务

DHCP , SNMP , NTP 客户端, 路由跟踪, ping看门狗

管理

HTTP(S) GUI, SSH, SNMP read, WNMS, net

工具

站点勘测,连接测试,天线校准  

物理特性

尺寸

205 mm (长)× 205 mm (宽)× 45 mm (高)

重量

700 g

安装

壁挂/ 钢管支架

电源

设备供电

12 - 24V DC无源PoE(产品自带24V无源PoE适配器)

电源

100 – 240V AC

功耗

4.5 W

环境

温度

-40°C ~ +65°C

湿度

0 ~ 90 % (非凝露)

管理

系统监测

SNMP v1/2c/3 服务, 系统日志, 通过和SNMP陷阱发送告警

法规

认证

符合FCC/IC/CE标准


  
  2、SF-5017CH
  
  产品外观:

 

图片8.png

  
  产品说明及参数:
  
  SF-5017CH经济型MIMO无线网桥内置17dBi双极化定向天线,支持802.11a/n协议,空中速率理论可达300M。点对点传输距离可达3km,实测传输带宽接近100Mbps。是一款经济型5.8G无线传输设备。
  
  该设备工作于5G频段,信道资源丰富,具备的频谱效率,抗干扰能力强,拥有先进的优先级控制,支持音视频及网络数据的传输。非常适用远距离无线监控。
  
  产品特点:支持IEEE802.11a/n、Atheros560MHz处理器、高达26dBm(400mw)输出功、高达300Mbps接口传输数据(理论值、高灵敏度接收、内置17dBi@5GHz双极化天线、支持天线信号校准、长距离传输支持距离可调、支持PoE供电、防水保护设计。

设备参数

处理器

Atheros AR9342 (560MHz)

运行内存

64MB DDR2

存储内存

8MB

电源功耗

供电方式

24V PoE

功耗

5.5 W

环境

温度

工作温度:-20oC to 70oC

储存温度: -40oC to 90oC

湿度

工作湿度: 5% to 95% (非冷凝)

储存湿度: Max.90% (非冷凝)

有线

有线网络

两个RJ45接口

发射功率及接收灵敏度

发射功率

数据传输速率

5GHz(汇总)

HT20 MCS0

25dBm

HT20 MCS7

19dBm

HT40 MCS0

24dBm

HT40 MCS7

19dBm

接收灵敏度

数据传输速率

5GHz

HT20 MCS0

-94dBm

HT20 MCS7

-77dBm

HT40 MCS0

-93dBm

HT40 MCS7

-75dBm

天线

增益

17dBi

方向

定向

频率范围

5.1-5.9 GHz

极化方式

双极化

-3dB 方位波束宽度

水平(端口1): 30 度 
垂直(端口2): 33度

水平波束宽度(定向赋形)

水平(端口1): 17 度 
垂直(端口2): 17 度

隔离

-40dB (Max)

前后比

-30dB (Max)

驻波

水平(端口1) : < 1: 1.87; 垂直(端口2): < 1: 1.55

交叉极化隔离

-28dB (Max)

旁瓣

<-12dB

 

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