水利行业无线监控系统解决方案.doc

水利行业无线监控系统解决方案

一、概述：
水利信息化就是充分利用现代信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利信息进行采集，传输，存储，处理和利用，提高水利资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理的效率和效能。随着中国水利行业以及船舶运输行业的的迅猛发展，我国河流、运河、水库等区域的相关产业也得到了进一步发展壮大，随着信息化建设步伐的加快，对河流、运河、水库等区域的相关信息化控制以及安全监控系统的步完善，可以实现对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行实时动态监控，以便及时采取预防和相应的抢险措施，保障人民生命财产安全。

二、行业特点：
地域范围广大，远远超过传统布线的范围。  
分布在各个地区的办公区域都需要建立控制以及分控中心。  
在某些环境下，如水库的溢洪道等地方，大部分时间属于无人值守状态。  
水利行业都布署了其专用的环境监控系统，视频监控系统主要是作为其补充和辅助，起到眼见为实的作用。      

三、方案介绍：
1、该行业主要用途有三大部分：
水利防汛信息采集监视系统
中国目前防汛工作已经由被动防范转为主动防范。在汛期到来之前已经做好充分准备，在该准备中，无线信息采集与监控系统扮演了重要角色。其主要应用于：主要河道口水位信息采集及河堤水位监控。将实时的传输和视频图像传回指挥中心，以便中心针对现场情况迅速作出相应的预防措施，保障人民生命财产的安全。同时无线组网系统将每个防汛指挥部的网络连接起来，以实现信息数据和视频图像共享，总指挥部可时时查看任何一个区域的现场情况，统一规划、统一指挥、统一调度，以达到快速预防险情、排除险情的目的。
船闸远程无线监控控制传输系统
该系统通过无线方式监控每个船闸进出船只情况，同时还能实现船闸自动开启和关闭功能，指挥中心可合理安排船只的通过，减少事故发生，提高管理效率。
水上搜救系统
随着水上运输行业的蓬勃发展，安全事故时有发生。能在事故发生时第一时间赶到现场，对事故船只及人员进行搜救，已经成为海事等部分一个新的考验。Ryan 提供的无线监控及搜救系统能快速了解事发地点情况，及时出救并将搜救现场情况实时传回指挥中心，指挥人员可根据现场情况迅速做出搜救策略，最大化减小事故带来的损失。
利用Ryan 优秀灵活的组网方式，防汛抗洪工作逐步从被动抗洪向主动防汛转变。为进一步提高防汛抗洪决策的有效性和可靠性，水文部门对其负责的各大中小型水库、主要河道和分布在各区县的雨量监测点的水情变化进行远程监控。防汛信息中心与气象局、水库、大坝、水文站的信息共享，可及时对可能或正在发生的汛期、险情、灾情进行动态监视，随时了解现场情况，以便采取相应的预防和补救措施确保水库安全运行，对领导作出决策和减少洪水灾害、缓解城市防洪压力、保障人民生命财产安全具有重要作用。
2、系统实际情况
某水库大坝需要建设无线监控系统，共设置10个前端监控点，实时监控水库大坝、溢洪道、闸门等重点防洪部位。要求24 小时全天候采集和传输监控点现场约10公里范围的视频图像，某些监控点需要保证在夜间可以看清水尺桩的标记读数。
3、系统总体要求  
     系统建立在TCP/IP网络基础上，以满足多种业务数据传输的目的。  
     可实时监控水库周边环境和水文情况。  
     可远程控制镜头变焦和摄像机转动，可清楚地监测水文情况（如流速、水面高度等）  
     可远程控制摄像机附近的灯光设备，以便夜间监测。  
     可随时记录水文情况，并可在必要时调用录像。  
    能够建立多个控制中心，每个中心除了管理、存储本地监控资料以外，同时可以管理、监看其它地区的监控点。  
     在网络任何的接入点，满足条件的终端可以随时随地的控制、监看整个库区范围内的任意一个或多个监控点。  
     可利用网络资源多人共享视频图像。如系统建有广域网，远程领导可监控到前端水文图像实时监控。  
     每一个监控可以根据实际需用要选择全自动普通摄像机、要求带云台的摄像机要安装云台和云台译码器。由于部分摄像机需要监测远距离的水面，需要配置专用长焦镜头。  
     网络硬设备具有快速自愈能力，最大限度降低人员维护投入。  
4、设备配置  
     设备配置主要由三部分组成，即前端监控站设备、监控中心设备和监控工作站（客户端）设备。  
     前端监控站设备包括：视频服务器、全自动普通摄像机、云台、云台译码器、报警设备及联动设备等。主要用户采集前端的视频信号和报警信息。  
    监控中心设备包括：监控服务器（安装网络视频监控系统服务器端软件）、监控工作站（用于系统管理和配置）。主要起到用户控制权限认证、视频图像处理、录像记录保存、报警信息采集等功能。  
     监控工作站（客户端）设备是普通PC计算机，安装守望者网络视频监控系统的客户端软件，主要用于用户监控前端图像、控制云台摄像机动作、制定录像计划、播放录像文件等功能。  
5、系统功能  
     安装在前端机房摄像机和报警设备通过视频服务器直接与网络连接，并通过局域网将视频传送到监控中心，实现真正意义上的数字化视频监控系统。 
用户在监控中心只需要安装一台计算机作为专用的视频监控服务器服务器，用于用户控制权限认证和图像处理。机房管理员在其工作计算机上就可实现对异地机房的实时管理，及时了解现场环境情况和水库情况。  
     ◎现场图像可根据地点分成监控组，以4分屏、9分屏或者16分屏方式显示，组内图像可自动轮巡，切换时间可以任意调节。  
     ◎可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。  
◎ 当发生报警时，可任意联动其它设备，如警灯、警号，同时可在客户端弹出报警提示。可同时接收多路报警。
6、VS-5854高性能无线数字微波设备参数

产品介绍：
    VS-5854是一款内置天线的无线微波设备，发射功率28dBm，高接收灵敏度，802.11 a/n协议，150Mbps，净带宽30Mbps以上，微波设备支持802.11n和MIMO技术。为解决点对点或者点对多点应用中对于距离要求更远，覆盖面积更广，方便增加大增益天线而设计的一款具有高性能、高带宽、多功能、远距离的室外无线微波设备，它含盖了点对点连接（PTP）、点对多点连接、无线接力、无线漫游（WDS）等所有无线功能。同时还包括了firewal，VPN，带宽管理，QoS等。设备支持扩展外接天线接口，可用于增补天线，增加覆盖范围和带宽。
产品实图

5GHz免申请频段
内置高增益天线
1公里内点对多点传输
POE供电，单一设备集成强大MIMO天线，施工简便
更多互不干扰信道，适合大量部署；高性价比，视频/语音/数据轻松组网
主要特点：
5.8G频段工作，免申请频段
POE供电，施工简单方便
频率通道自动调整，免除了手动修改的麻烦
28dBm输出自动增益控制，高接收灵敏度
点对点和点对多点视频应用，可无缝漫游
最远传输距离达10公里
MIMO技术，能够稳定可靠提供高净带宽
多达20多个互不干扰信道，适合大量密集部署

性能：
 支持点对点及点对多点，点对多点应用中，支持6~10个远端站，最多可以连接128个远端站；
 高速远距离通信，内置20度高增益天线. 该数字微波同时可定制提供外接N型头，可连接外置天线；
 数据速率：空中速率高达54Mbps（净速22Mbps）， 在Turbo 模式下可高达 108 Mbps （净速35Mbps）；
 专有的速率适应算法，能够为各种的传输距离进行专门优化，同时兼顾长距离和短距离应用；
  完整的2层透明数字微波功能，支持TCP/UDP/IP，IPX/SPX等多种上层协议传输
  标准IEEE 802.1d数字微波协议，内建生成树协议；
  10/100BASE-T接口，与有线网IEEE 802.3兼容，设备通过POE供电；
  友好的WEB方式管理，同时支持Telnet，监控管理更方便；支持配置文件导入/导出和软件升级；
  隐藏SSID号，防止同信号的侦听，支持MAC 地址过滤；
  高安全性，基于MD-5 CHAP的接入认证，卡内建 128 bit WEP无线加密功能，或128 bit RC4加密；
 具有QoS服务品质保障；内建带宽控制，使客户端软件带宽可控制以1k为单位；
 防风、防雨、防雷、防晒、防尘、防震以及散热设计。
 结合网络视频编解码设备，可以传输音视频、控制信号、报警信号（网络视频编解码设备可选）.
 数字微波设备用无线电连接两个独立网络进行数据传输。下图是一个典型应用
典型应用：典型应用  点对点、点对多点联网
在点对点联网应用中，天线一体化单模数字微波对传距离可达5公里以下，非常稳定的有效带宽10M以上。还可作为点对多点联网的远端
射频和天线
工作频率:    4900MHz~5850MHz
发射功率:    20dBm~28dBm可调
输出阻抗:    50Ω（外接天线时）
协议标准:    IEEE802.11a/n
灵 敏 度:    -96dBm@6Mbps;   -75dBm@54Mbps
调制方式:    DSSS,OFDM
天线模式:    MIMO双天线,V+H极化
天线增益:    28dBi
波瓣角度:    V:40°,H:60°

备注：该款设备输出高达28bm功率，内置高增益天线，点对点传输可达到5公里.该设备性能稳定，是一款相当不错的产品，客户可放心采购、使用。
7、系统结构图

8、方案
的优势及特色：
水文站是收集水信息的基本站点，是水文工作的基础。水文站网持续地对我国江、河、湖、库的地表水、地下水的水量、水质等进行观测，实时收集水文水资源数据，对水资源开发、利用、管理、保护，实现水资源的合理调配，提高水资源利用率和改善水生态等方面具有十分重要的作用。同时，还为防汛防潮的指挥调度提供了及时、准确的决策依据。
　　建设水文站远程实时监测系统，实现对地上、地下水信息的实时监测，对水源地及管理区实施全面视频监控，将现场采集的数据、图像、声音、视频等基础信息实时传送到监控中心，极大地提高测报工作的精确度，改善传统监测的工作质量，实现真正意义的实时水文信息的采集、监控和统一管理。
　　水文站点在地理布局上一般分布较广且地形复杂、位置偏僻，与监控中心相距较远，利用传统的有线连接方式，不仅成本高昂、施工周期长，且往往因河流山脉等障碍而难以架设线缆，更重要的是，有线传输的抗灾性比较差，在大风、暴雨、决口等恶劣环境下，有线线路极易遭到破坏，水文监测信息将无法及时传递，难以满足水文信息安全防范的高可靠性要求。因此莱安科技根据此环境提出了一整套完整的解决方案，利用Ryan 电信级无线网桥/AP，可以快速组建无线监控、数据传输系统，该系统在原有的以太网监控系统的基础上，用无线局域网进行数据传输，客服了复杂地形对有线网络建设的限制，传输质量稳定，降低了网络架设成本，大大增强了监控系统的灵活性、便利性和可扩充性。同时，在系统中可以复合多种应用，从而避免了重复建设。
水文无线监测系统，抗灾性比较好，确保水文信息采集系统在各种恶劣天气情况下，都能正常运行；安装方便，无需铺设网络电缆，可大量节省投资；具有极强的灵活性和可扩充性，通过在需要监测的地点架设监控摄像设备和无线基站，迅速实现系统的拓展，逐步全面实现水文信息采集自动化、数字化和网络化。

四、天线安装要求
1、安装高度要求及注意

要求在视线距离内没有阻挡。
由于安装在塔上，塔的晃动对微波的接收有很大的影响，会使数据接收不稳定，请在调试时注意。
2、 室外安装

固定微波天线及ODU的采用Φ40镀锌钢管，高度3m及以上，根据现场的实际情况调整，要求固定牢固。在砖塔上，除在巡逻道栏杆固定外，在塔顶用一根钢管与装ODU及天线的Φ40镀锌钢管固定。如果是铁塔，根据天线对准的方位，采用2米左右Φ40镀锌钢管固定在铁塔的栏杆上。
连接电缆
一条以太网电缆连接到POE的输出端口。 另一条以太网络电缆 (RJ – 45；交叉电缆) 连接POE的输入端口。
3、天线和安全注意事项
请遵循如下注意事项进行天线安装:
l 对于大多数升降天线的安装，我们推荐您向专业安装人员咨询安全正确的方法。
l 考虑到安全因素,你不能触摸甚至是你身体的某个部分轻轻碰到一个正在传输的高增益天线。
l 使天线远离金属物体/不利因素。(暖气、空调管、大的天花板构架,建筑上部构造 、和主电源线)
l 当你在两个基站之间建立连接的时候，由于距离远推荐使用定向天线。 一个定向天线的发射面要与另一个定向天线发射面对上。
l 室外天线应该放置在足够的高度以避免以上所提到的由于树和建筑产生的干扰
l 天线塔应该与上方的高压电线保持安全距离。我们推荐的安全距离是两倍的天线塔高。
l 防止水渗进天线的电缆中并确保所有接入的外部电缆接口都已经密封完好。
4、基本天线对准
当你使用定向天线在两个网桥之间通讯的时候,需要手动对准天线以便恰好执行网桥的操作。定向天线的发射角度很小，大约是 15 到 25 度，而且抛物面天线的发射角大约是12.5度。
在网桥被连接之后，使用测试连接的工具帮助测量二个天线是否对准。测试连接的工具能提供数据使你能够精确计量对准。
5、重检安装
当安装好网桥而且对准天线后, 你需要确保所有的电缆连接畅通。
l 确保对准后的天线装置牢固。
l 检查连接在天线和网桥之间的电缆是否牢靠。
l 确定接地线连接是否正确。
l 检查连接POE适配器的电缆连接是否正确。
l 确定从个人计算机或手提电脑到POE适配器的电缆连接正确。
l 确定POE适配器的指示灯是亮的。
l 确定你在安装期间使用的是合适的电缆。
l 确定所有接口都被密封完好。
l 在现场安装之前按你的需要配置好ODU 。
l 检查两边的网桥无线电设置是否相同。
确保你已经分别设置了两边网桥的MAC地址。检查完毕后，你需要进入网络用户界面进行连接性能测试，观察RSSI值是否在正常值范围内。 如果效果不是很好，你可能需要再次调校天线。

五、系统安全保护
前端基站部分
良好的接地设备安全防护的基础，根据对现场的初步勘察，每个基站的接地都不规范，甚至有站接地阻值超标，给设备的安全保护造成不利影响。另外，每个塔的避雷针已生锈，有些站避雷针高度不够，甚至避雷针已经不在，基于以上因素，建议用户对所有塔的避雷针重新处理，我们对直击雷防护提出要求如下。
A、直击雷防护
铁塔、砖塔担负着极其重要的作用，摄像机，云台、微波天线，风力发电机等重要设备均位于塔之上，因此做好雷电防护工作。
1、 塔上设备处于雷击防护区内，保护角度<30度。避雷针的引下线采用40*4热镀锌扁钢作为防雷引下线。
2、 线缆穿钢管或镀锌金属屏蔽软管进行保护，钢管或金属软管两端可靠接地，同时线缆的屏蔽层在两端与汇流排连接。
3、 联合接地的要求：接地阻值小于等于1欧。
直击雷防护接地与雷电感应防护接地、工作接地、保护接地与联合地网的引接点距离应不小于10米
雷电感应防护接地与工作接地、保护接地与联合地网的引接点距离应不小于5米。
当地网的接地电阻值达不到要求时，应扩大地网的面积（宽度和深度）、换土法和采用降阻剂。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式,可辐射式延伸接地体，延伸接地体的长度宜限制在10-30米以内。
B、基站感应防雷部署
（1）基站通讯信息防雷部署
在防水控制箱到数字云台的视频线、电源线两端部署署二合一防雷器；在防水控制箱到数字云台控制线两端部署RS422防雷器；
在微波天线进入设备房端部署POE防雷器。
（2）基站电源防雷部署
在采用市电供电的指挥中心中继塔部署三级防雷。
a：电源一级防雷粗保护：在基站总电源入线处安装60KA电涌保护器。
b：电源二级防雷细保护：在基站接入防雷插座之前并联接入40KA电涌保护器，吸收低能雷电流和浪涌过电压，以保护设备的安全。
由于一级防雷器和二级防雷器之间的电缆长度不能达到10米，则需在一级和二级之间一个串联退耦器，以满足保护要求。
c：电源三级防雷防过压精细保护：在进入设备箱之前安装避雷插座1个，吸收低能雷电流和浪涌过电压，作为防雷三级保护。

六、设备设备清单及价格：
编号
设 备 名 称
单位
数量
单价
(元)
合计
(元)
备注
1
摄像机
台
n

2
VS-5854数字微波
台
n

3
视频编码器
台

4
交换机
台

5
网络硬盘录像机
台

6
POE电源
个
n

7
线缆、辅材等

合计

七、施工要求
监控点工程
本节主要叙述监控点的安装方式，墙面安装方式、室外立杆安装方式、沿墙安装方式以及涉及到的室内布线部分。
防雷与接地
该现场所处的地理位置在较空旷的平原上，监控系统前端摄像机属带电设备且常年运行，网络信号属弱电系统，为保障网络设备安全，在防雷与接地方面应重点考虑，在前端摄像机、编码器等室外设备上安装信号防雷器，避免雷击造成设备损坏，及造成厂区安全隐患。
墙面安装
本节要说明的是，厂区绝大多数监控点都是安装在室内墙壁、室外墙角等处。在此部分涉及到的设备有摄像机、摄像机支架、编码器设备箱、云台解码器、电源箱等设备。箱体设备采用膨胀螺栓的固定方式。
室外立杆安装
室外立杆的监控点，涉及到的设备有摄像机、电源、避雷针等。每个监控杆安装之前都在监控点的位置制作长400mm*宽400mm*深1000mm混凝土基础，并在基础上做监控杆的预埋件长1100mm*宽250mm*厚5mm，待混凝土强度达到固定指标后，将监控杆固定在预埋件上。
布线工程
本节要说明的是，本次安装工程涉及到的电缆部分：视频线、电源线、控制线、信号线等敷设及保护方式。
电源线
依据规范规定，电源线与弱电线缆之间平行距离不得小于300mm，因此在本工程施工中，电源线与弱电线缆分开走线避免信号干扰。
电源在沿墙、围栏、立杆部分采用FPC管保护地下直埋敷设；在墙面敷设部分采用PVC和钢管保护辅设。
视频线
视频线在沿墙、围栏、墙面、立杆等敷设方式均采用钢管保护辅设，在监控点少的部位与信号线、控制线共用。
控制线
控制线属于RS485协议电缆，其敷设过程全部采用钢管。与强电系统距离大于300mm。
信号线
报警信号线传输的内容属于开关量，不走任何信号传输协议，因此可以与强电共用一条管路，不存在干扰问题。在墙面、沿墙、直埋、架空等敷设方式采用FPC管、PVC管、钢管都选用。
恢复工程
恢复工程指的是在监控系统建设过程中，对于已经建设好的道路、绿地、人行道等部位因为要敷设管线造成的破坏，在施工完毕后必须恢复原状，对于施工过程中的建筑垃圾等要及时清理，保持施工现场整洁。
防水工程
本节涉及到室外监控设备摄像机、电源、室外报警器、编码器等，本系统能够稳定运行除设备稳定可靠外，设备的运行环境必须严格要求，因此对于所有放在室外的设备，箱体
防水处理
防水处理部位：前端摄像机视频线、电源线、信号线的入线孔；室外箱体四周缝隙、出入线孔、膨胀螺栓孔洞、钥匙孔；入户光缆孔洞、入户电缆孔洞等其他孔洞

八、技术服务体系
通过完善的技术支持专家培养体系以及严格的任职资格管理制度，深圳莱安科技培养了一大批设备维护专家和技术管理人才。目前，已经建立起规模庞大的服务体系，在中国设有4个技术支撑及工程维护中心，积极为客户提供技术支持。
同时，每个工程维护中心都设立有备品备件库，可以随时应用户的要求或设备维护的实际需要，提供备品备件更换以及销售服务，保障了及时、完备的技术支持服务。
l 备件供应期和供应网络
在全球所有工程维护中心都设有备品备件仓库，在公司总部设有中央备品备件库，及时响应用户的备品备件服务请求。可提供包括硬件维修、硬件更换、备件销售、软硬件升级等全面的备品备件支持服务。
l 维修服务
（1）保修期限
设备质量保修期限为设备初验通过之日起12个月；
（2）服务范围
n 故障电路及其它损坏设备的修理；
n 备品备件的购买；
n 重大故障或特殊故障的紧急远程或现场抢修；
n 其它必须的技术服务（例如软件、硬件版本的升级）；
（3）产品质量保证
n 卖方保证在网上运行的设备应符合买方的技术规范书；
n 卖方保证在网上运行设备软件的一致性；
n 保修期内产品质量保证
在保修期内，买方应派受过培训的合格人员，按照维护手册对设备维护操作。
由于卖方提供设备自身的缺陷，卖方负责更换有缺陷的设备和软件。
若由于火灾、水灾、磁电串入、强雷击、强电等不可抗拒原因造成产品设备损坏，卖方负责维修，买方承担维修成本。
n 保修期已满后产品质量保证
在保修期满后，卖方保证继续为设备提供修理和维护，买方承担费用。
l 热线服务：0755-36539330
提供6×8小时的技术支持，给予详细技术咨询服务。
l 在线支持
提供完善的网上服务功能，用户可以享有全部网上浏览，咨询及故障诊断等服务,并提供E-Mail咨询服务。提供网络疑难问题解答，条件许可的情况下，提供远程登录诊断。
l 技术交流
定期的技术交流，卖方许诺会将无线网络技术发展和无线网络增强功能定期发布给用户，提供新的网络需要的解决方案。另外，进行定期的回访，时间为三个月一次或根据需要具体安排。
l 系统重新安装服务
可承担由于系统更改、场地变动等原因而造成的网络设备的多次安装、调试、及配置修改工作。根据具体情况和用户协商适当收费。
l 软件支持服务
提供全面的软件技术服务和支持，包括：高版本软件升级，软件更新的数据说明文本，提供相关技术数据。
l 硬件支持服务
根据客户的需求进行硬设备的升级（需支付相应升级的硬件费用）。