数字网桥无线监控方案----建筑工地.doc
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1、本页为作品封面,下载后可以自由编辑删除,欢迎下载! 精 品文档1【精品word文档、可以自由编辑!】无 线 监 控 解 决 方 案20138第一章 项目概况1.1前言建筑工程正在全国范围内开展,有效的监控系统可以最优质的解决建筑工地及管理区域内监控安全生产,工地内建筑资源及设备被盗窃、破坏等现实问题。建筑工地的监控系统有其特殊性,工程的阶段性要求监控系统可以重复使用,保护用户投资,相对于传统的有线网络,无线网络无疑是最好的解决方案,同一套无线监控系统在某一工程完成后,可以轻松的拆除并用于其它的工程继续使用。工地监控系统项目是一个比较复杂的系统,随着现代城市建设的发展,安全生产、文明生产的口号显
2、得越来越重要,视频监控的提出与引进无疑是一个高效的解决方案,布控点以图像采集信息设备为主。主要是通过图像来了解布控在现场各个重点区域的实时状况,实时传输的图像要保证图像的清晰,同时要求图像的连贯性高,不能出现拖尾、马赛克的情况发生,保证职能部门的管理员是在第一时间掌握实时的、清晰的高品质视频图像。工地的视频监控系统一方面要做到事件即时处理,另一方面也要给管理职能部门保留数据信息,这就要求在图像实时浏览的同时,对图像进行全天候的录像。对于多处工地视频监控这样一个庞大的应用系统,对于存储的设计要求尽善尽美,可采用分布式存储。面对以上工地的视频监控系统特性及个性化需求,专注于视频监控的专业无线传输品
3、牌STARWAVE,针对工地的监控系统推出了一套先进的无线视频监控系统, 可以很好的解决传输带宽问题、链路安全问题、综合无线网络管理问题,实现实用化的无线监控系统,是现代工地信息采集和备份的优质解决方案。该系统融合了STARWAVE最先进的无线通讯技术,使得系统具有极高的稳定性和可用性。1.2用户需求分析 需求分析现有约N个施工现场,为了有效地及时了解各个建筑工地的实时情况,保障建筑工地及建筑工地周边设施有效并安全的管理,同时也考虑到现场出现问题之后,便于建设局、公安、监察部门调取现场录像,现将对该区域的所有建筑工地全面施行网络视频监控,各个工地的监控信息都要传回到距离工地视频监控点10公里之
4、外的监控中心。考虑到该区域监控环境的特殊性,因区域中都是建筑工地对布线带来很多的不便,如果全部进行基础网络架设比较困难,故需要对所有需要监控的地点,采用无线网络进行全方位的监控。据资料显示每个工地情况大致相同,均设置6-8个视频监控点,故本方案拟设计为针对某一工地6点无线视频监控系统进行设计。 预期实现目标1)确保无线监控系统的可靠性,这是具有实用性的前提。 2)既要保证系统设计的先进性,以保护用户的投资在五年内保持先进,可重复在多处使用,更要保证系统设计尽可能地实用。此方案推荐的设备都是经过实践检验的成熟产品,同时还要考虑系统的总体成本以及实际的气候、地理条件及最终要求达到的链路质量。 3)
5、为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用,现有的投资在将来不被浪费,这就需要系统有充分的、灵活的适应能力和可扩展的能力,以便于系统将来的扩展与升级。 4)系统必须是便于维护的,操作上必须是人性化的,这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后,应该便于各种日常维护工作,能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。 第二章 设计依据与原则2.1 设计依据考虑到一些关键性问题和固有特点,我们提供用户的方案应该尽量采用国际上先进而成熟的无线网络技术和标准的网络协议(TCP/IP、CSMA/DS、SNMP)等,坚持开放性,采用国际标准(如
6、ISO、CCITT、IEEE)、国家标准、工业标准等。2.1.1 遵循标准在网络通讯中,我们为了保证网络整体的运行可靠和保持可兼容性、可扩展性,我们严格遵循: IEEE 802.3 10BASE-T; IEEE 802.3u Ethernet (100BASE-T); ANSI FDDI/ TPDDI 100 Mbps; IEEE 802.11a/b/g。 H.264编码标准2.1.2 安装与设计规范 信息产业部综合规划制定 “YD/T 5097-2005固定无线接入工程设计规范” 通信工程系统防雷技术规定中国网络通讯工程化协会规定的标准“网络通讯系统工程施工及验收规范” 计算机网络建设标准2
7、.2 设计原则为了确保用户的投资利益与应用需求,我们在系统设计时充分考虑到系统的先进性、实用性、可扩充性和可维护性,保证系统运行的可靠与安全保密,建立经济合理、资源优化的系统。 2.2.1 先进性原则 采用OFDM通信技术,使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰落能力大大增强,并提高了无线信道的传输速率。 采用开放、透明的无线网技术:产品的设计参数应符合无线网IEEE802.11标准的,同时也符合在全球范围内免许可证的有关规定,因此能够保护投资和保证与未来符合标准的其他厂商的无线局域网络产品进行互操作。 硬件与协议透明:在有线网方面,符合IEEE802.3标准。可以顺利的和其他网络连接。2.2
8、.2 实用性原则设备接口与网络操作系统的透明性,无论对系统现行安装与今后的需求扩展都提供方便性与可操作性。2.2.3 可扩充、可维护性原则组网后如果需要增加新点,不需要对正在使用的设备做任何改动,只需要做新增加的设备的安装即可。对设备的维护也应非常简单,通过远程控制就可以看到每一个无线设备的工作情况,并可修改参数,改善无线信道传输性能。2.2.4 可靠性原则抗干扰性强、故障率低、接收灵敏度高、室外安装防风雨老化性要强、要有很强的抗高低温能力。2.2.5 经济性原则所使用产品具有一次性投资永远受益的特点, 建立无线网络系统时要最大限度地提高资金的利用率,使其具有方便、经济的扩充和裁减的功能。第三
9、章 方案设计3.1技术要点阐述 3.1.1 无线接入的经济性无线的接入方式是性价比最高的一种接入方式,远比光纤和其他无线技术节约投资,一次性投资,而无须支付昂贵的租用费用;网络视频技术的应用使系统具备了足够的灵活性,可以方便的进行扩充,任意的调整;无线监控最大的优势在于设备可以重复使用,当中心站调整以后,所有的设备都可以重新搭建使用,不影响任何使用效果;使用无线基站技术可以充分的保护用户的投资,提高政府部门的办公效能,使之达到最佳的投资收益比。3.1.2 无线传输技术概述根据客户建设宽带无线监控系统的现实情况和具体需求,我们将遵循可靠性高、运行速度快、安全保密性好、扩展性强、维护简单、成本较低
10、的原则选择最新的高稳定性的OFDM技术实现视频图像和实时数据的高速稳定传输。OFDM(正交频分复用)技术实际上是MCM(Multi-Carrier Modulation,多载波调制)的一种。其主要思想是,将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。802.11a是一种新技术的代表,
11、与802.11g/b互不兼容。它工作在5GHz的频带,采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;最大传输速率为108 Mbps。其优点是:高带宽;5GHz频段存在干扰少;8个不重迭信道,具有更高的部署灵活性。非常适合搭建无线主干传输链路或者传输视频。802.11g工作在2.4Ghz,同样采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;最大传输速率为54 Mbps。是目前比较流行的无线网络覆盖技术,全国正在大规模的推动无线城市覆盖,笔记本,PDA,双模手机就可以通过这个网络无线上网。如果在无线监控应用中使用2.4Ghz的无线技术,将会降低系统的稳定性,使网络易受到手机和PDA等用户的干扰,同时,面
12、对众多的 个人客户,系统非常容易受到入侵攻击,降低系统的安全性。故5Ghz 的802.11a技术是优于802.11g技术的。选择无线通讯技术最好是流行的,大量使用的,安全的,成熟的,价格比较适中的技术。802.11a完全满足我们这个方案的所有技术要求:1技术比较成熟:标准建立于1999年,20052007年大量使用;2抗干扰能力:由于独特的OFDM技术整合定向天线技术,使无线传输具有很强的抗干扰能力;3躲避干扰的灵活性:基站要具有比较宽的频率使用范围5.125GHz5.85Ghz共28个信道,使其具有规避干扰的灵活性;45GHz频率为非WiFi上网频率,所有躲避了大量民用设备的干扰,入侵;5支
13、持桥接技术,和SuperA技术,使其具有极强的技术扩展能力。启用SuperA技术,可以使带宽翻倍(在链路较多的情况尽量不使用,因为这个技术降使用比较宽的频率);6在此无线监控方案中,采用802.11a的技术可以建立足够多的传输链路,保证未来更多监控点的需要。频点和信号参见下图:3.1.3 视频传输技术对比分析随着无线网络技术的进步,将无线技术应用于监控领域可以为用户提供更高的投资收益比。视频传输技术对照表比较项目无线视频监控有线模拟传输有线视频监控传输方式无线,OFDM有线视频电缆光纤施工难易只需架设无线基站和天线,即可在无线覆盖范围内任何地方安装视频点需要挖沟布线,挖墙钻洞,甚至破坏建筑原装
14、修需要挖沟布线,挖墙钻洞,甚至破坏建筑原装修可扩展性可以随时添加新的监控点增加传输点需要进行布线施工,比较烦琐增加传输点需要进行布线施工,比较烦琐可扩展性可以随时添加新的监控点增加传输点需要进行布线施工,比较烦琐增加传输点需要进行布线施工,比较烦琐使用方便在网络中任何一台电脑上均可收看图像,甚至在移动中也可监控远端必须在机房才能集中看到传输图像必须在固定点才能集中看到传输图像 标准化遵循全球统一的通信技术标准和协议TCP/IP模拟传输系统之间彼此兼容性较差,很难互通遵循全球统一的通信技术标准和协议TCP/IP传输范围50最远可达百公里以上、可提供从64Kbps到54Mbps的通信速率当传输距离
15、大于1000米时,信号容易产生衰耗、畸变、群延时,并且易受干扰,使图像质量下降2到10公里维护管理复杂,出现问题,需找专业人员解决复杂,出现问题,需找专业人员解决复杂,出现问题,需找专业人员解决录像存储数字化信号,任何一台联网电脑都可以存储、检索和回放录像,也可配置专门的服务器及相应软件来进行统一集中存储和管理,图像质量不会受保存时间的影响模拟信号,需用专用录像机和磁带进行存储,保存时间长了,存储的图像质量会受影响可配置专门的服务器及相应软件来进行统一集中存储和管理,图像质量不会受保存时间的影响设备成本距离越远,成本越低成本低距离越远,成本越高接口方式标准以太网模拟接口转换为以太口图像质量实时
16、、可以达到接近DVD效果实时、可以达到VHS录像带效果实时、可以达到DVD效果多点监控支持只能点对点支持3.1.4 编码技术阐述 视频监控应用已经从早期的模拟视频监控,到数字视频监控,再到今天的IP数字化智能监控,经历了三个阶段。基于IP的数字化视频监控是建立在全球高速发展的全面数字化基础上的系统。简单的说,网络数字监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号,通过计算机网络来传输,通过智能化的计算机软件来处理。在未来的高速发展的视频监控应用中,数字化将成为视频监控体系产业链的基础,因为基于IP的视频监控体系架构具有前两代体系无可比拟的优势。基于IP的流媒体方案采用H.264编码技术,也称为MP
17、EG-4(Part10)或高级视频编码(AVC),是H.263开发小组和MPEG-4开发小组合并后推出了新的下一代视频压缩标准。该标准只增加了有限的编码复杂度,用于实现极高的数据压缩,该标准在比原先压缩标准的比特率小很多的条件下仍可提供高质量的视频。国内市场新推出的网络摄像机,很多都采用了H.264编码方案,由于编解码计算复杂度高,能提供实时视频流的网络摄像机很少。很多的网络摄像机生产厂商都看好H.264编码方案,随着各种优化技术的成熟,H.264编码方案为市场的主流。AVS编码方案是中国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,编码效率比MPEG-2高2-3倍,与H.264相当,而且技术方案简洁
18、。AVS通过一站式许可政策,解决MPEG-4/H.264专利许可问题。2006年2月22日,国家标准化管理委员会颁布通知AVS视频部分正式成为国家标准,一些IT厂商对该编码方案已经开始测试。虽然AVS标准已经包含视频会议与视频监控优化工具,但目前市场上还没有出现采用AVS编码的网络摄像机。由于其目的是绕开国外高额的专利授权费用,受到国内音视频设备上游生产厂商的关注。 以上编码方案各有优缺点,H.264编码方案,同等质量图像H.264编码产生的比特流比MPEG-4少20-40%,并且内建针对流媒体和无线网络的优化工具。3.2无线产品选型3.2.1 Starwave无线产品无线通讯产品品牌Star
19、wave凭借在众多无线视频监控应用中所积累的成功经验及丰富的无线链路规划经验,已经在监控无线传输领域拔得头筹: 高速率、高稳定性的无线网络设备无线技术和标准的不断发展,使无线传输设备能够提供日益稳定的无线传输性能。在Starwave的无线基站系列产品中,可以为用户提供满足任何需求的无线基站设备。Starwave高可靠性和稳定性的基站可以提供单一链路带宽20M、40M、60M、80M,最大百兆以上的带宽,单一设备可以实现稳定传输。Starwave系列产品符合工业级设计,适应各种复杂恶劣的室外环境,具有独特的防水防尘设计,配备支持远程供电,低损耗纯银射频线设计,高接受灵敏度,极好的抗干扰能力,数据
20、传输稳定可靠。 专业无线传输视频处理系统单凭强大的无线传输是不能建立完美的智能视频网络的,还需要有功能强大且稳定的视频处理设备。无线技术不同于有线技术,相比较更容易受到外界环境变化的影响,比如同频干扰,或强电场,无线传输链路一但受到影响,必然会产品生链路带宽的抖动,如果视频编码设备内部的传输机制不是针对无线进行设计的,图像有可能会产生马赛克、图像连续性变差,严重的出现编码器死机。Starwave产品方案为无线传输提供了抗干扰能力更强大、带宽抖动更小的特性,同时视频编码器和中心控制软件设计独特的算法和视频流堆栈技术,更加适合无线视频应用。 独特的设计实现非视距传输建筑物或屏蔽遮挡是无线传输最大的
21、问题,如何避开遮挡,搭建有效的无线网络需要丰富的链路规划经验,以及对不同无线设备特性深入了解和应用。在遇到遮挡环境中,通常可以采用穿透、反射、有源中继、无源中继或者绕射等多种方案,合理避开遮挡物。在特殊环境中实现无线传输,这就需要专业无线传输产品、优异的产品特性和具有丰富经验的链路规划设计, Starwave凭借高性能的设备,丰富的技术经验,可以满足任何无线的需求。 实现更远距离的无线传输在Starwave的无线网络设备中,可以实现远距离稳定传输。在一些如油田、高速公路、电力等行业。无线设备可以通过跳接的方式延伸无线传输距离,可以采取多跳实现更远,多跳后会严重影响传输带宽。针对这一问题,Sta
22、rwave研发出高性能的超远距离无线产品HX-WB6830AN,采用Starwave专有的无线路由技术使无线传输轻松达到几十公里,而带宽损耗非常小,可以满足任何行业的远距离无线传输需求。 无线链路的高带宽聚合技术多路视频传输或中继应用对干路带宽的要求较高,尤其是多点视频监控系统汇聚后带宽传输更高,有的达到上百兆或几百兆。为满足应用需求,对于高带宽的干路,用户不得不耗费高昂的费用购买高带宽的基站,开销往往远超过用户的预算。针对这一难点,Starwave开发了专有的无线聚合交换机(BWS1000、BWS1026),采用聚合的方式将若干条无线链路带宽进行物理捆绑,搭建高带宽的无线链路,可以满足几百兆
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- 数字 无线 监控 方案 建筑工地
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