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　　一、設(shè)計(jì)思想與原則
　　
　　根據(jù)安全防范技術(shù)現(xiàn)行規(guī)范、用戶需求以及對現(xiàn)場平面圖的分析，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)作為一個相互關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體，可以實(shí)現(xiàn)對整個管理區(qū)的油井安全進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。
　　
　　監(jiān)控系統(tǒng)從確保管理區(qū)油井的生產(chǎn)安全性、管理的科學(xué)性和對災(zāi)害及人為破壞的抵抗和防御能力出發(fā)，應(yīng)遵循以下原則：
　　
　　*性：監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備選型應(yīng)采用國內(nèi)外主流技術(shù)并與其發(fā)展潮流相吻合，保證系統(tǒng)的技術(shù)壽命及后期投資的可延續(xù)性。
　　
　　實(shí)用性：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)力求實(shí)用可靠，作到操作盡量簡單直觀，維護(hù)方便。
　　
　　通用性：為便于管理區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)需求，管理區(qū)的保安監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足在更換部分設(shè)備時的通用性及可替換性。
　　
　　集中管理：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)在中心控制室實(shí)施對所有前端設(shè)備的控制操作及功能設(shè)置，保證系統(tǒng)、方便、可靠地運(yùn)行。
　　
　　可擴(kuò)展性：系統(tǒng)預(yù)留部分?jǐn)U展空間，并提供級聯(lián)接口，保證大小型擴(kuò)展都可以節(jié)省投資實(shí)現(xiàn)功能
　　
　　二、用戶需求分析
　　
　　本油田共有4個油站，共計(jì)78個前端采油點(diǎn)，每個采油點(diǎn)安裝一個監(jiān)控?cái)z像頭，要求監(jiān)控畫質(zhì)達(dá)到1080P的高清標(biāo)準(zhǔn)。全部監(jiān)控圖像傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控中心。
　　
　　近幾年管理區(qū)出現(xiàn)偷油盜油和采油設(shè)施被破壞的情況非常頻繁，即影響了生產(chǎn)，又污染了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。給集團(tuán)帶來很大直接和間接損失。目前用戶已經(jīng)對部分油井安裝了監(jiān)控系統(tǒng)。為了更好的保證油井的安全生產(chǎn)，需要規(guī)范和擴(kuò)大監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和整合現(xiàn)有的資源。基于此，我們提出了一整套關(guān)于視頻采集、無線傳輸和集中控制的監(jiān)控系統(tǒng)。
　　
　　三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　
　　1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)總示意圖
　　
　　本方案設(shè)計(jì)共計(jì)安裝78個井場監(jiān)控點(diǎn)，每個監(jiān)控點(diǎn)安裝1080P的高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，接入無線網(wǎng)橋后通過無線傳輸?shù)姆绞皆谟驼具M(jìn)行匯總，油站共計(jì)有4個，其中每個油站可匯總大約20路圖像，然后油站把匯聚的圖像用點(diǎn)地點(diǎn)高帶寬網(wǎng)橋通過主干無線鏈路傳輸監(jiān)控中心機(jī)房。全部78路圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中主機(jī)房以后，通過交換機(jī)分別接入NVR進(jìn)行存儲管理，接入數(shù)字矩陣或上墻服務(wù)器進(jìn)行圖像的輸出顯示，接入PC主機(jī)進(jìn)行管理，接入互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。
　　
　　2、前端圖像采集方案設(shè)計(jì)：
　　
　　前端采油井場安裝高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，同時在音頻輸入輸出位置接入喇叭和拾音器。網(wǎng)絡(luò)球機(jī)可直接接入網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)接入口，圖像用無線傳輸至監(jiān)控中心以后可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對前端井場的聲音采集，并可對現(xiàn)場進(jìn)行喊話。
　　
　　3、無線傳輸部分方案設(shè)計(jì)：
　　
　　1）、前端監(jiān)控點(diǎn)到油站匯總點(diǎn)的無線方案設(shè)計(jì)
　　
　　現(xiàn)場根據(jù)采油井場到油站匯總點(diǎn)的位置以及有無阻擋的情況，用無線網(wǎng)橋直接或者間接的方法傳輸?shù)絽R總點(diǎn)。例上圖中所示，11、12、13號采油井場距離油站A比較近，可以采用一對三的方式直接傳輸?shù)接驼緟R聚點(diǎn)。
　　
　　例上圖中所示，1、2、3、4、5、6號采油井場距離油站A的距離比較遠(yuǎn)，而且還有一定的阻擋，所以可以根據(jù)情況采中分段匯總，中繼傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)絽R聚點(diǎn)油站A，1號和6號傳輸?shù)?號，在2號匯總后傳輸?shù)?號，3號和4號傳輸?shù)?號，在5號匯總后再傳輸至匯聚點(diǎn)油站A。
　　
　　例上圖中所示，16、17、18號采油井場傳輸至20號，在20號匯總后傳輸?shù)絽R聚點(diǎn)油站A。
　　
　　2）、匯聚點(diǎn)到監(jiān)控中心機(jī)房的無線傳輸設(shè)計(jì)：
　　
　　無線連接設(shè)備示意圖
　　
　　從A、B、C、D四個匯聚點(diǎn)傳輸至監(jiān)控中心機(jī)房，由于考慮到每個匯聚點(diǎn)都已經(jīng)匯聚了大約20路的高清圖像，所占用的帶寬已經(jīng)比較大，所以20路圖像匯總到2個交換機(jī)，每個交換機(jī)使用一臺骨干級的無線網(wǎng)橋進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，每個匯聚點(diǎn)共使用兩臺骨干級無線網(wǎng)橋。即保證了現(xiàn)有大帶寬數(shù)據(jù)的有效傳輸，又為以后增加監(jiān)控點(diǎn)保留了一定的冗余帶寬。
　　
　　4、監(jiān)控中心部分方案設(shè)計(jì):
　　
　　監(jiān)控中心設(shè)備連接示意圖
　　
　　監(jiān)控中心使用8臺骨干級無線設(shè)備進(jìn)行接收，接收前端4個匯總點(diǎn)的信號。進(jìn)入監(jiān)控中心總交換機(jī)，可通過交換機(jī)分別接入NVR進(jìn)行存儲管理，接入數(shù)字矩陣或上墻服務(wù)器進(jìn)行圖像的輸出顯示，接入PC主機(jī)進(jìn)行管理，接入互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。
　　
　　四、使用無線設(shè)備產(chǎn)品介紹
　　
　　前端監(jiān)控點(diǎn)到匯總點(diǎn)使用SF5020CH，從4個匯聚點(diǎn)到監(jiān)控中心機(jī)房使用骨干級無線傳輸設(shè)備SF5000MS。產(chǎn)品特點(diǎn)如下：
　　
　　1、SF5020CH
　　
　　SF-5020CH是一款高性能、高穩(wěn)定性的5GHz無線網(wǎng)橋產(chǎn)品。產(chǎn)品內(nèi)部集成了*的802.11n無線內(nèi)核和2*2MIMO的高增益雙極化定向天線。設(shè)備的操作系統(tǒng)功能豐富，無線通信優(yōu)化能力強(qiáng)大，向下兼容802.11a標(biāo)準(zhǔn)。將兩個遠(yuǎn)距離的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)連接，滿載帶寬視距傳輸距離可以達(dá)到10km，可提供不亞于有線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的無線傳輸品質(zhì)。廣泛應(yīng)用于建筑工地、景區(qū)、礦區(qū)、電梯等特殊環(huán)境。
　　
　　該產(chǎn)品使用IPoll(智能動態(tài)輪詢協(xié)議)，抗*力強(qiáng)，即使在干擾嚴(yán)重的地區(qū)，仍能保障有64位用戶穩(wěn)定的接入基站設(shè)備。設(shè)備配備雙固件鏡像，用戶在進(jìn)行遠(yuǎn)程軟件升級過程中，即使電源中斷，升級失敗，仍可以正常重新啟動設(shè)備。由聚碳酸脂塑料制成的堅(jiān)固外殼含有紫外線抑制劑，保證了外殼長期暴露在戶外陽光下照射也不會損壞開裂。
　　
　　SF-5020CH的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測試滿足IP-65防護(hù)等級，振動，溫濕度，鹽霧和浪涌沖擊均符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以的可靠性保證處于同行業(yè)中的水平。設(shè)備為安裝配備了一個接地凸耳和POE電源接地保護(hù)，防止雷擊。
　　
　　該設(shè)備支持WNMS管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是免費(fèi)的企業(yè)級無線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。采用單一的軟件解決方案，為網(wǎng)絡(luò)管理員簡化了大量的設(shè)備管理和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管任務(wù)。綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)千個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一個系統(tǒng)可以監(jiān)控維護(hù)多個網(wǎng)絡(luò)。豐富的設(shè)置特性幫助你有效診斷網(wǎng)絡(luò)故障，可視化網(wǎng)絡(luò)管理，自動按計(jì)劃執(zhí)行固件升級，更新設(shè)備狀態(tài)，故障告警，收集統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等?；赪eb系統(tǒng)環(huán)境，支持多用戶賬戶管理。多個管理員可以在同一臺服務(wù)器上管理不同的網(wǎng)絡(luò)，而不需要訪問各自網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。
　　
　　SF-5020CH的操作系統(tǒng)是一個多功能、易用性強(qiáng)的操作系統(tǒng)，保證了全系列的硬件設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)部署時都能輕松的完成配置。
　　
　　主要特色
　　
　　IPoll(智能動態(tài)輪詢協(xié)議)
　　
　　支持雙固件鏡像
　　
　　基于HTML5技術(shù)的全新GUI設(shè)計(jì)
　　
　　170Mbps的傳輸能力
　　
　　80,000PPS
　　
　　支持IPv6
　　
　　兼容WNMS
　　

無線
WLAN標(biāo)準(zhǔn)	IEEE   802.11 a/n, iPoll
傳輸模式	MIMO   2x2
無線頻段	5.150 -   5.850 GHz (FCC 5.745 - 5.825 GHz)
發(fā)射功率	zui高29 dBm (因地區(qū)而異)
接受靈敏度	-97~ -75   dBm（因調(diào)制方式而異）
信道帶寬	5,10,   20, 40 MHz
調(diào)制方式	802.11 a/n: OFDM (64-QAM,   16-QAM, QPSK, BPSK)
數(shù)據(jù)速率	802.11   n: 300, 270, 240, 180, 120, 90, 60, 30 Mbps 802.11 a: 54, 48, 36, 24,   18, 12, 9, 6 Mbps
糾錯方式	FEC, 選擇性ARQ
雙工模式	時分雙工
天線
類型	集成雙極化定向平板天線（可外置）
增益	20 dBi；（可根據(jù)需要選用其它天線）
有線
接口	10/100   Base-T, RJ45
軟件
無線模式	接入點(diǎn) (自動 WDS), 接入點(diǎn) (iPoll), 工作站(WDS, iPoll), 工作站(ARP   NAT)
無線技術(shù)	智能動態(tài)輪詢, 自動信道選擇, 自動調(diào)制方式選擇, 自動發(fā)射功率控制(ATPC)
無線安全	WPA/WPA2   個人加密,   WPA/WPA2 企業(yè)加密, WACL,   用戶隔離
無線QoS	iPoll 實(shí)現(xiàn)4隊(duì)列優(yōu)先
網(wǎng)絡(luò)模式	橋接, iPv4路由, IPv6路由
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)	無NAT路由, NAT路由, VLAN
WAN協(xié)議	靜態(tài)IP, DHCP客戶端, PPPoE 客戶端
服務(wù)	DHCP ,   SNMP , NTP 客戶端, 路由跟蹤, ping看門狗
管理	HTTP(S)   GUI, SSH, SNMP read, WNMS, net
工具	站點(diǎn)勘測，連接測試，天線校準(zhǔn)
物理特性
尺寸	205 mm   (長)× 205 mm (寬)× 45 mm (高)
重量	700 g
安裝	壁掛/ 鋼管支架
電源
設(shè)備供電	12 -   24V DC無源PoE(產(chǎn)品自帶24V無源PoE適配器)
電源	100 – 240V AC
功耗	4.5 W
環(huán)境
溫度	-40°C ~ +65°C
濕度	0 ~ 90   % (非凝露）
管理
系統(tǒng)監(jiān)測	SNMP   v1/2c/3 服務(wù), 系統(tǒng)日志, 通過和SNMP陷阱發(fā)送告警
法規(guī)
認(rèn)證	符合FCC/IC/CE標(biāo)準(zhǔn)

　　
　　2、SF5000MS
　　
　　SF5000MS系列產(chǎn)品是企業(yè)與營運(yùn)商級802.11n室外無線基地臺，提供無線系統(tǒng)商應(yīng)用于PtP點(diǎn)對點(diǎn)/PtMP點(diǎn)對多點(diǎn)/Hotzone無線覆蓋熱區(qū)等系統(tǒng)架設(shè)運(yùn)作。產(chǎn)品采用2.4GHz與5GHz雙頻多模塊設(shè)計(jì)，單一無線模塊可達(dá)320Mbps傳輸率，帶寬可達(dá)160Mbps；多無線模塊加計(jì)可達(dá)640Mbps傳輸率，帶寬加計(jì)可達(dá)320Mbps，輕易地解決遠(yuǎn)距離傳輸帶寬應(yīng)用不足問題?？蓱?yīng)用于校園無線室外覆蓋上網(wǎng)、無線監(jiān)控遠(yuǎn)距離傳輸、廠區(qū)對廠區(qū)數(shù)據(jù)傳輸骨干、城市無線上網(wǎng)覆蓋及大區(qū)域無線監(jiān)控影像傳輸匯集…等系統(tǒng)架設(shè)應(yīng)用。
　　
　　SF5000MS系列提供三種產(chǎn)品功能類別:
　　
　　1、多點(diǎn)連續(xù)中繼跳臺，低耗損骨干帶寬功能:
　　
　　每中繼跳臺一次約減少5-8Mbps，第五跳后傳輸帶寬不再減少，可維持在120Mbps帶寬以上，同時具備10跳后10ms以內(nèi)的低延時特性。
　　
　　SF5000MS-03H具備3個無線模塊，因此可建構(gòu)3條連續(xù)中繼跳臺骨干，以提供不同方向傳輸與更大帶寬的匯集使用。
　　
　　2、連續(xù)中繼跳臺+Mesh多路徑自愈網(wǎng)絡(luò)功能:
　　
　　應(yīng)運(yùn)營商級須提供無線上網(wǎng)服務(wù)需求或是大范圍無線監(jiān)控傳輸需求，所提出WiFi MIMO多路徑Mesh無線網(wǎng)絡(luò)的解決方案產(chǎn)品。主要是采用Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸功能與自動選擇或修復(fù)傳輸鏈路及自動組網(wǎng)的特性，解決一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的鏈路故障問題。
　　
　　3、連續(xù)中繼跳臺+Mesh多路徑自愈網(wǎng)絡(luò)+支持高速移動傳輸功能
　　
　　專為大范圍無線高速移動傳輸應(yīng)用需求的營運(yùn)商所設(shè)計(jì)，舉凡是市區(qū)道路或高速公路無線高速移動監(jiān)控傳輸、鐵路高速移動數(shù)據(jù)傳輸、地下鐵路高速移動數(shù)據(jù)傳輸，甚至是高速鐵路的高速移動數(shù)據(jù)傳輸。
　　
　　透過Mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)特性，搭配多點(diǎn)跳臺骨干的大帶寬特性，以及特別設(shè)計(jì)的Mesh Client功能特性，讓高速移動的數(shù)據(jù)能于Mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上快速自動選擇路徑傳輸。
　　
　　SF5000MS具有下列優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　1、可靈活選擇無線骨干架設(shè)方式
　　
　　SF5000MS系列產(chǎn)品，整合多個無線模塊接口，并導(dǎo)入核心的多元數(shù)據(jù)交換技術(shù)。每個無線接口可以單獨(dú)設(shè)定，以滿足不同的無線連接傳輸?shù)哪康摹６鄠€無線模塊接口之間的快速交換數(shù)據(jù)技術(shù)，即便經(jīng)過幾個無線中繼跳臺或多個無線模塊接口傳入的數(shù)據(jù)流,仍能提供穩(wěn)定的大帶寬骨干及順暢低延時的封包傳輸。
　　
　　2、能的無線骨干設(shè)計(jì)
　　
　　導(dǎo)入新一代的802.11nMIMO技術(shù)，SF5000MS在40MHz擴(kuò)頻設(shè)定下，每個無線模塊界面都可提供高達(dá)300Mbps的傳輸率160Mbps的實(shí)際帶寬，采取縮短封包等待保護(hù)間隔機(jī)制與封包整合傳輸設(shè)定，可進(jìn)一步提升封包傳輸?shù)男逝c骨干傳輸?shù)目偤蛶掃_(dá)到無線骨干900Mbps傳輸率與有線帶寬320Mbps實(shí)際帶寬。
　　
　　3、安全和靈活的客戶端連接管理
　　
　　靈活的QoS（服務(wù)質(zhì)素）設(shè)定，提供給管理使用者的無線帶寬連接管理。SF5000MS系列結(jié)合中央RADIUS服務(wù)器和數(shù)據(jù)加密技術(shù)，為每個無線客戶端設(shè)備，提供安全的無線連接服務(wù)。
　　
　　4、具備Mesh網(wǎng)絡(luò)功能(選配軟件功能)
　　
　　在大范圍的網(wǎng)絡(luò)骨干系統(tǒng)架設(shè)需求下，可選配具備Mesh網(wǎng)絡(luò)功能，以提供網(wǎng)絡(luò)傳輸具有下列特殊運(yùn)作機(jī)制:
　　
　　A.具備OSI(Open System Interconnection Reference Model)Layer 2的Data Link Layer數(shù)據(jù)鏈結(jié)層的Mesh網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)傳與自動愈合鏈結(jié)，減低選擇路徑時延及多跳臺中繼的帶寬衰減，以提供10跳后100Mbps以上的帶寬。
　　
　　B.自動尋找傳輸路徑機(jī)制
　　
　　C.自動斷線尋找恢復(fù)聯(lián)機(jī)路徑機(jī)制
　　
　　D.自動網(wǎng)絡(luò)流量平衡機(jī)制
　　
　　E.自動更新Mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)訊息
　　
　　F.自動掃描選擇頻道自動聯(lián)機(jī)
　　
　　G.透過網(wǎng)關(guān)或服務(wù)器自動更新系統(tǒng)設(shè)定
　　
　　H.自動組織形成云端網(wǎng)絡(luò)
　　
　　I.支持快速自動路徑傳輸
　　
　　J.支持訊號與傳輸率等邏輯運(yùn)算高速漫游傳輸
　　
　　K.支持大帶寬Mesh網(wǎng)絡(luò)傳輸
　　
　　L.支持多個網(wǎng)關(guān)出口備援功能
　　
　　具備Mesh多路徑Hi-高速移動網(wǎng)絡(luò)傳輸功能(選配軟件功能)
　　
　　透過多點(diǎn)跳臺中繼與Mesh網(wǎng)絡(luò)功能，搭配Hi-高速移動運(yùn)作設(shè)定，可以建構(gòu)Mesh Hi-高速移動傳輸網(wǎng)絡(luò)，提供200Km/s車速100Mbps的移動無線傳輸帶寬，以提供高速移動傳輸?shù)膽?yīng)用需求。
　　
　　產(chǎn)品參數(shù)：
　　

主要組件
處理器	Atheros   AR7161(680Mhz)
無線芯片	Atheros   AR9220 based mini PCI module, Up to three modules
交換控制器	Atheros   AR8035 / Atheros AR8021
閃存	16MBytes
內(nèi)存	128MBytes
設(shè)定連接接口	UART x   1(PCBA onboard)
內(nèi)部參數(shù)
工作頻段	5150~5825MHz  2400 ~ 2483 MHz
工作標(biāo)準(zhǔn)	IEEE802.11a/b/g/n   CSMA/CA
傳輸率	300Mbps(2T2R)   zui大
發(fā)射功率	5GHz≤24dBm    2.4GHz≤25dBm
天線類型	2×N-type（1張 無線模塊）4×N-type（2張 無線模塊）6×N-type（3張 無線模塊）
工作電壓	網(wǎng)線供電DC48V
設(shè)備功耗	單模塊＜10W  多模塊＜40W
看門狗	硬件看門狗
外部參數(shù)
傳輸距離	以29dBi雙極化碟狀天線為準(zhǔn)， IEEE802.11a 20Km@25Mbps IEEE802.11a/n HT20 50Km@45Mbps  IEEE802.11a/n HT40 20Km@120Mbps
使用環(huán)境及其它
使用溫度范圍	-30℃~70℃
濕度	0% ~   95% Non-condensing
儲存溫度	-40~ 85℃
防水防塵等級	Outdoor    IP67 rated