一、設(shè)計思想與原則

        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)的有機整體，可以實現(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：

        先進(jìn)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。

       實用性：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)力求實用可靠，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)高效、方便、可靠地運行。

       可擴展性：系統(tǒng)預(yù)留部分?jǐn)U展空間，并提供級聯(lián)接口，保證大小型擴展都可以節(jié)省投資實現(xiàn)功能

二、用戶需求分析

        本油田共有4個油站，共計78個前端采油點，每個采油點安裝一個監(jiān)控攝像頭，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

1、系統(tǒng)設(shè)計總示意圖

        本方案設(shè)計共計安裝78個井場監(jiān)控點，每個監(jiān)控點安裝1080P的高清網(wǎng)絡(luò)球機，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地點高帶寬網(wǎng)橋通過主干無線鏈路傳輸監(jiān)控中心機房。全部78路圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中主機房以后，通過交換機分別接入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主機進(jìn)行管理，接入互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。

2、前端圖像采集方案設(shè)計：

        前端采油井場安裝高清網(wǎng)絡(luò)球機，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：

1）、前端監(jiān)控點到油站匯總點的無線方案設(shè)計

        現(xiàn)場根據(jù)采油井場到油站匯總點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。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。

        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聚點油站A。

2）、匯聚點到監(jiān)控中心機房的無線傳輸設(shè)計：

無線連接設(shè)備示意圖

        從A、B、C、D四個匯聚點傳輸至監(jiān)控中心機房，由于考慮到每個匯聚點都已經(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，每個交換機使用一臺骨干級的無線網(wǎng)橋進(jìn)行點對點傳輸，每個匯聚點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)控點保留了一定的冗余帶寬。

4、監(jiān)控中心部分方案設(shè)計:

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個匯總點的信號。進(jìn)入監(jiān)控中心總交換機，可通過交換機分別接入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主機進(jìn)行管理，接入互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。

四、使用無線設(shè)備產(chǎn)品介紹

        前端監(jiān)控點到匯總點使用SF5020CH，從4個匯聚點到監(jiān)控中心機房使用骨干級無線傳輸設(shè)備SF5000MS。產(chǎn)品特點如下：

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)部集成了先進(jìn)的802.11n無線內(nèi)核和2*2  MIMO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)化能力強大，向下兼容802.11a標(biāo)準(zhǔn)。將兩個遠(yuǎn)距離的節(jié)點進(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)，抗干擾能力強，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、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)，以卓越的可靠性保證處于同行業(yè)中的領(lǐng)先水平。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。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HTML 5技術(shù)的全新GUI設(shè)計

170 Mbps的傳輸能力

80,000 PPS

支持IPv6

兼容WNMS

2、     SF-5000MS

       SF-5000MS系列產(chǎn)品是企業(yè)與營運商級802.11n室外無線基地臺，提供無線系統(tǒng)商應(yīng)用于PtP點對點/ PtMP 點對多點 / Hotzone 無線覆蓋熱區(qū)等系統(tǒng)架設(shè)運作。產(chǎn)品采用2.4GHz與5GHz雙頻多模塊設(shè)計，單一無線模塊可達(dá)320Mbps傳輸率，帶寬可達(dá)160Mbps；多無線模塊加計可達(dá)640Mbps傳輸率，帶寬加計可達(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。

SF-5000MS 系列提供三種產(chǎn)品功能類別:

1、多點連續(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。
        SF-5000MS03H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)用需求的營運商所設(shè)計，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，搭配多點跳臺骨干的大帶寬特性，以及特別設(shè)計的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。

SF-5000MS 具有下列優(yōu)點：

1、可靈活選擇無線骨干架設(shè)方式

       SF-5000MS 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設(shè)定，以滿足不同的無線連接傳輸?shù)哪康?。多個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、高效能的無線骨干設(shè)計

       導(dǎo)入新一代的802.11n MIMO技術(shù)，SF5000MS在40MHz 擴頻設(shè)定下，每個無線模塊界面都可提供高達(dá)300Mbps 的傳輸率160Mbps的實際帶寬，采取縮短封包等待保護(hù)間隔機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。SF-5000MS系列完美 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 運作機制:

       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.自動尋找最佳傳輸路徑機制

       C.自動斷線尋找恢復(fù)聯(lián)機路徑機制

       D.自動網(wǎng)絡(luò)流量平衡機制

       E.自動更新 Mesh 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點訊息

       F.自動掃描選擇頻道自動聯(lián)機

       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-mobile 高速移動網(wǎng)絡(luò)傳輸功能(選配軟件功能)

       透過多點跳臺中繼與Mesh網(wǎng)絡(luò)功能，搭配Hi-mobile高速移動運作設(shè)定，可以建構(gòu)Mesh Hi-mobile 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)：