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森林防火无线通信系统解决方案
发布者:本站 发布时间:2019-5-16 11:49:58 阅读:582次

森林防火无线通信系统解决方案

1森林防火行业概述

森林火灾是比较严重的自然灾害之一,随着中国造林事业的进一步发展,森林覆盖面积的进一步扩大,森林火灾的次数和频率也在不断增高,每次森林火灾都会给国家和人民造成不可估量的经济损失和环境破坏。随着无线通讯技术的迅猛发展以及政府对森林防火意识的提高,越来越多的地域以无线监控的方式对森林资源进行实时监控、预防和及时发现、处理火灾,大大的降低了森林火灾带给国家人民的经济损失和环境破坏,成为提升森林防火水平的重要手段。

2森林防火无线通信系统需求

?系统功能

1)无线应用优势:解决无法布线的困难,设备整体工耗小,耗电量不高,适合在森林防火无线监控系统上使用。相较于运营商信号覆盖传输,一次性投入降低了运行成本,杜绝了信号盲区、传输带宽高不能满足等弊端,真正实现了全天候24小时实时监管,整体提高了对突发性森林火灾的监控水平和处置能力。

2)林场实时无线视频传输:无线传输网络的搭建配合行业专用高清激光、红外热成像等技术的摄像机,结合高温报警,巡航云台及自动定位功能设备,实现对森场全天候24小时实时监管,能够有效的满足对现场进行数据采集、分析、预警等功能需求。

3)防火指挥中心视频指挥调度:对于火灾现场,可通过指挥中心图像大屏,对现场火情实时观测,制定出精准高效的救灾方案,随火情进展进行实时指挥调度。

?技术难点

1)监控现场地处偏远,点位分散,现场维护设备困难,维护人员到达时间长、成本高,要求相关设备稳定可靠,尽可能减少维护的几率,野外取电困难,需配合风能、太阳能进行供电。

2)系统安装在野外,环境恶劣,对于设备的防水、防雷、抗高低温、供电稳定性、防护等级以及安装施工都提出了很高的要求。传输图像质量高,占用带宽大,对设备性能参数要求很高。

3解决方案

?设计原则

1)安全可靠性原则

目前森林防火全部采用信息化处理,因此其安全性则是重中之重。为了搭建安全的网络环境,在无线系统方案设计中,所有无线设备不仅支持802.11标准协议与WPA/WPA2等加密协议,同时,也需验证客户端MAC或者登录口令,禁止其它客户端的非法连接,并实现后台统一管理,以及日志存储,实现对网络做到实时监测、记录安全事件审计,从而大大提高了森防无线网络拓扑的安全性,为安全监管提供了坚实的基础。

2)可扩展

解决方案采用冗余原则,为后期扩展做好保障。这样不仅能充分利用网络资源,而且具有较高的性价比。

3)易实施

森防由于其复杂的环境,因此施工难度较大。而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点

(Access Point)

设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络,降低施工难度和减少工作时间,同时还避免了施工过程中对森林的破坏,保护了森林环境。

4)灵活性原则

无线设备具有多种WLAN组网方式,方便灵活,用户可以根据需要灵活选择,能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像"漫游(Roaming)"等有线网络无法提供的特性。另外,在方案设计过程中,在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制,而一旦WLAN建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用率较低的信息点,并且一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造,而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。

5)易管理

在较为复杂庞大的网络拓扑中,对设备的管理要求更加严格,因此具有一个快捷的管理方式能节省时间保证效率。无线设备均可以通过私有调试工具对设备进行调试,实现统一管理,运行状态的实时监测,网络拓扑的显示以及报警的提示,这样可以及时发现问题设备,方便工作人员的管理,大大提高工作效率,做到省时省力。

6)先进的通信技术

产品采用最新无线协议,例如,MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO

OFDM技术,提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升;并且在主干传输链路中采用了先进的802.11ac技术,采用了2T2R的构架,无线频宽支持20/40/80MHz,最高带宽可达866Mbps。本通信技术的优点是:高带宽;5GHz频段存在干扰少,13个不重叠信道,具有更高的部署灵活性,保证了森防网络的稳定。

?方案构架

无线传输系统采用电信级无线网桥,组网方式可以采用点对点或者点对多点的方式,具体组网方式如下:

1.点对点传输方式:一般用于点位较少且传输距离较远的监控点,或者中继骨干链路,两点之间达到可视或近似视距的无线传输条件,充足的带宽可以保障现场高清视频的实时传输,确保遇到各种恶劣条件时无线传输不会受到影响。例如:

1)较远距离(15km以内),由于距离较远,为了稳定性,均采用点对点组网方式,可以使用电信级一体化网桥进行传输。如本项目中的某些距离较远点位和分散点位。

2)主干点位和远距离点位(15km以上),由于距离较远,主干传输,因此需要稳定性更高,建议采用分体设备外接抛物面定向天线进行传输,这样能保证ip防护等级高,天线增益大,保证链路带宽高,稳定性强。

2.点对多点、中继传输方式:一般一个监控区域点位较多,且距离中心距离远,或者某一些点因为山脉遮挡无法直接回传到中心接收点,但是中间位置的监控点可以满足到前端和中心的传输条件,就可以设置中继监控点。中继监控点先汇集前端多个点的信号,然后采用一对设备回传到监控中心。例如:近距离(3km以内)的情况下采用点对多点的方式组网,一般采用电信级基站AP作为接收点,前端点位采用天线一体化设备,一般可以外接4-6个前端。

系统拓扑图如下:

 

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