�(fēng)力發(fā)電場(chǎng)MESH�(wú)線自組網(wǎng)�(shù)�(jù)傳輸方案
一、項(xiàng)目需�
近些年清潔能源被列為�(guó)家重�(diǎn)�(fā)展的能源方式,其中風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)上馬速度較快,在全國(guó)各地重要�(fēng)資源地方�(kāi)始部署,由于�(fēng)�(chǎng)均處于郊�,為了防止破�,為了更好監(jiān)管風(fēng)�(chǎng)�(shè)備,�(fēng)�(chǎng)管理部門(mén)�(kāi)始考慮上馬�(fēng)�(chǎng)�(fēng)力發(fā)電設(shè)施監(jiān)控系�(tǒng)以及�(wǎng)�(luò)布設(shè)�
二、項(xiàng)目難�(diǎn)及解決思路
�(fēng)�(chǎng)一般位于郊外偏�(yuǎn)且空曠地區(qū),風(fēng)�(jī)可能布于各�(gè)山頭,非常分�,各�(gè)�(fēng)�(jī)距離主控室距離均較遠(yuǎn)。風(fēng)�(chǎng)�(jiān)控的主要難點(diǎn)在于�(wǎng)�(luò)�(wú)法覆蓋到,風(fēng)�(jī)和逆變室均有移�(dòng)辦公及移�(dòng)檢修的聯(lián)�(wǎng)需�,風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)�(duì)�(wú)線的需求尤為突�。怎樣建設(shè)一張網(wǎng)�(luò)�(lái)滿足檢修等信息傳遞是我們要考慮的問(wèn)�??蛻粢蟮哪繕?biāo)是風(fēng)電場(chǎng)站建成一套完善的�(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò),從而滿足移�(dòng)辦公,移�(dòng)檢修需��
由于�(xiàn)�(chǎng)用有線部署較為困難,因此一般采用的方法是在�(fēng)�(jī)附近�(shè)立桿或裝載于�(fēng)�(jī)頂上,安裝視頻監(jiān)控探�,電源可以就近從�(fēng)�(jī)附近取電。通過(guò)�(yuǎn)距離�(wú)線傳輸組�(wǎng)�(jìn)行網(wǎng)�(luò)覆蓋并最后匯聚到�(yuǎn)程主控中��
�、項(xiàng)目目�(biāo)�
�(fēng)電以其建�(shè)周期�、輸配電�(jiǎn)單、能源利用效率高、環(huán)境相容性好及運(yùn)行靈活等�(yōu)�(diǎn),近年來(lái)受到越來(lái)越多的開(kāi)�(fā)和利�。目前風(fēng)電企�(yè)的風(fēng)電場(chǎng)日益增多,企�(yè)管理能力的提升對(duì)�(fēng)電場(chǎng)的信息化和智能化提出了更高的要求。項(xiàng)目通過(guò)采用�(yè)界先�(jìn)的Mesh組網(wǎng)技�(shù),以突破�(fēng)電場(chǎng)及風(fēng)�(jī)塔內(nèi)�(wú)�(wǎng)�(luò)覆蓋的困�,將各環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的文字、語(yǔ)�、視頻等信息�(shí)�(shí)傳輸至管理控制中�,實(shí)�(xiàn)全程、全景、全維度可視�
新能源場(chǎng)站無(wú)線網(wǎng)�(luò)覆蓋建設(shè)目標(biāo)如下�
1、通過(guò)建設(shè)單�(gè)/多�(gè)�(wú)線通信節(jié)�(diǎn),構(gòu)建全�(chǎng)�(wú)線通信�(wǎng)�(luò),保證無(wú)線信�(hào)在風(fēng)電場(chǎng)升壓�、風(fēng)�(jī)�(jī)艙內(nèi)、風(fēng)�(jī)�(diǎn)�50米范圍內(nèi)、場(chǎng)�(nèi)道路、線路巡檢路線的覆蓋。通信節(jié)�(diǎn)架設(shè)�(yīng)避免破壞�(fēng)�(jī)、桿塔等�(shè)備的原有�(jié)�(gòu)�
2、提供風(fēng)�(jī)�(jī)艙內(nèi)的信�(hào)覆蓋,保證無(wú)線網(wǎng)路覆蓋范圍內(nèi)的通信高質(zhì)量、低�(shí)��
3、以�(gòu)建的�(wú)線通信�(wǎng)�(luò)完成�(fēng)�(chǎng)移動(dòng)�(yè)�(wù)承載,通過(guò)配備手持終端或穿戴設(shè)備,�(shí)�(xiàn)工作�(xiàn)�(chǎng)�(shí)�(shí)�(huà)面或視頻信息回傳等功��
4、帶寬條件應(yīng)滿足�(xiàn)�(chǎng)多路視頻圖像回傳,集群調(diào)度等�(yè)�(wù)需��
5、網(wǎng)�(luò)通信系統(tǒng)整體�(yīng)具備高度可靠�,單�(diǎn)故障不影響全站通信,且故障能夠快速發(fā)�(xiàn)和排��
6、移�(dòng)�(yīng)用無(wú)線網(wǎng)�(luò)�(yīng)滿足信息安全要求,并與升壓站�(jiān)控網(wǎng)�(luò)物理隔離�
7、滿足惡劣環(huán)境下的工作要求:�(zhǎng)期經(jīng)受不利的氣候條件的考驗(yàn),如大雪、冰雹、大�(fēng)和雷雨等惡劣�(huán)境下的戶外要�;IP防護(hù)等級(jí)不低于IP54�
8� 滿足在較�(qiáng)電磁干擾的情況下工作�
�、建�(shè)方案
4.1�(wú)線寬帶Mesh�(wǎng)�(luò)平臺(tái)概述
企業(yè)�(jí)�(zhuān)用無(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò)(PWMN:Private Wireless Mesh Network for Enterprise)是一種具有自組織功能的分布式寬帶�(wú)線通信�(wǎng)�(luò)。網(wǎng)�(luò)部署在政府與公共安全、公用事�(yè)等行�(yè)或單位內(nèi)�,為其構(gòu)建可�、有�、安全的傳輸通道,提供語(yǔ)�、視頻和�(shù)�(jù)等綜合業(yè)�(wù),滿足其組織管理、安全生�(chǎn)、調(diào)度指揮等需要�
PWMN基于高效的自組網(wǎng)傳輸�(xié)議、優(yōu)化的二層路由�(xié)議和可靠的無(wú)線資源分配協(xié)議等�(guān)鍵技�(shù)�(shè)�(jì)�(shí)�(xiàn),具有傳輸帶寬高(兩節(jié)�(diǎn)有效傳輸速率可達(dá)54Mbps)、傳輸距離遠(yuǎn)(兩節(jié)�(diǎn)間單跳傳輸距離可�(dá)3-10km,多跳后距離成倍增加),網(wǎng)�(luò)自組�、自愈能力強(qiáng)等特�(diǎn)。網(wǎng)�(luò)采用全I(xiàn)P體制,可與現(xiàn)有互�(lián)�(wǎng)、集�(tuán)�(zhuān)�(wǎng)、WIFI終端(手�(jī)、PAD等)�(shí)�(xiàn)�(wú)縫互�(lián)。此外,�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)輕便小巧、可靠性高,便于架�(shè),維�(hù)方便,特別適合于地理位置偏移、環(huán)境復(fù)雜和�(yùn)�(yíng)商網(wǎng)�(luò)覆蓋薄弱等場(chǎng)合使��
�(wǎng)�(luò)平臺(tái)具有如下特點(diǎn)�
�1)網(wǎng)�(luò)部署靈活方便,抗毀性強(qiáng)
�(wǎng)�(luò)不需要任何基�(chǔ)�(shè)�,沒(méi)有中心節(jié)�(diǎn),使得系�(tǒng)的部署非常靈活方便;�(wǎng)�(luò)具有自組�、自�、多跳特�,各節(jié)�(diǎn)可以自動(dòng)組成�(wǎng)�(luò),當(dāng)某一節(jié)�(diǎn)損毀�(shí),其他節(jié)�(diǎn)�(huì)迅速重新聚合成一張新的完整的�(wǎng)�(luò),抗毀性強(qiáng)�
�2)網(wǎng)�(luò)覆蓋范圍�,非視距傳輸
�(yōu)化的傳輸�(xié)議保證在通視條件�,兩節(jié)�(diǎn)可實(shí)�(xiàn)3-10km的單跳傳輸距�;多跳后,系�(tǒng)覆蓋范圍可�(jìn)一步成倍擴(kuò)�;系�(tǒng)�5跳范圍內(nèi)均可提供有效的QoS保障。不相鄰的節(jié)�(diǎn)可通過(guò)多跳接力的形式完成通信,很容易�(shí)�(xiàn)非視距傳輸(NLOS�
�3)網(wǎng)�(luò)帶寬高、時(shí)延小,支持音視頻等多媒體�(yè)�(wù)
�(wǎng)�(luò)具有高帶�、低�(shí)延的特性,兩節(jié)�(diǎn)之間最高帶寬可以達(dá)�54Mbps,距�10km條件下,兩節(jié)�(diǎn)帶寬仍然可保�5Mbps以上。另�,由于采用多正交信道�(shè)�(jì),Mesh節(jié)�(diǎn)可實(shí)�(xiàn)全雙工工作,多跳后帶寬下降較��3跳后帶寬仍能保持�4Mbps以上。此�,系�(tǒng)采用了高效的最佳網(wǎng)�(luò)二層路由�(xié)�,節(jié)�(diǎn)間數(shù)�(jù)傳輸�(shí)延更小,單跳傳輸�(shí)延小�3ms�
�4)分布式�(wǎng)�(luò)管理、無(wú)單點(diǎn)故障
基于SNMP�(xié)議設(shè)�(jì)�(shí)�(xiàn)了分布式�(wǎng)�(luò)管理軟件,在每�(gè)Mesh節(jié)�(diǎn)上均可實(shí)�(xiàn)�(duì)整�(gè)Mesh�(wǎng)�(luò)的管�,不存在單點(diǎn)故障等問(wèn)題。通過(guò)�(wǎng)管軟�,既可查看網(wǎng)�(luò)的拓?fù)湫畔?�?jié)�(diǎn)間連接�(guān)�、傳輸速率等信�,也可對(duì)節(jié)�(diǎn)的使用頻率、IP地址、發(fā)射功率等�(jìn)行配��
�5)具備較好的�(dòng)中通能�
系統(tǒng)具備較好的抗多普勒頻移能力,可實(shí)�(xiàn)�(yùn)�(dòng)中的不間斷通信,支持的相對(duì)�(yùn)�(dòng)速率不小�80km/h�
4.2平臺(tái)組成
從使用角度劃�,平�(tái)主要由固定節(jié)�(diǎn)、車(chē)載節(jié)�(diǎn)和用戶節(jié)�(diǎn)組成。所有節(jié)�(diǎn)均基于嵌入式平臺(tái)自主�(shè)�(jì),采用統(tǒng)一的核心硬件架�(gòu),通過(guò)更改軟件參數(shù)�(shí)�(xiàn)節(jié)�(diǎn)功能的改�,可完成信息接入、骨干傳輸以及網(wǎng)�(guān)等功��
信息接入功能,節(jié)�(diǎn)可與手機(jī)、PAD等終端通過(guò)局域網(wǎng)有線或WIFI�(wú)線等形式互聯(lián),實(shí)�(xiàn)終端信息的網(wǎng)�(luò)接入�
骨干傳輸功能,節(jié)�(diǎn)間可自主形成�(wǎng)狀�(wǎng)�(luò),并�(shí)�(xiàn)大容量數(shù)�(jù)在風(fēng)�(jī)�、風(fēng)�(jī)與移�(dòng)�(chē)輛間的遠(yuǎn)距離、寬帶傳��
�(wǎng)�(guān)功能,節(jié)�(diǎn)可通過(guò)有線接口�(shí)�(xiàn)與華能現(xiàn)有網(wǎng)�(luò)的互�(lián)�
基于上述節(jié)�(diǎn),專(zhuān)用無(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò)平臺(tái)可實(shí)�(xiàn)�(shù)�(jù)、語(yǔ)音、視頻等多類(lèi)型綜合業(yè)�(wù)�(shù)�(jù)的實(shí)�(shí)、寬�、安全傳輸�
4.3通信方案
�(fēng)電場(chǎng)移動(dòng)通信平臺(tái)分為集中控制與處�、數(shù)�(jù)傳輸和數(shù)�(jù)采集等模塊。其�,集中控制與處理主要完成所有上傳數(shù)�(jù)信息的集中管�、調(diào)�、處理與顯示功能,由多臺(tái)工作�、服�(wù)器和大屏顯示�(shè)備組成;�(shù)�(jù)傳輸主要完成綜合�(yè)�(wù)�(shù)�(jù)的回傳和�(diào)度指令的下達(dá)等功�,包括風(fēng)電場(chǎng)已有�(wǎng)�(luò)和專(zhuān)用無(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò)兩部�,專(zhuān)用無(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò)與已有網(wǎng)�(luò)物理隔離,當(dāng)需要異�(gòu)�(wǎng)�(luò)信息交互�(shí),通過(guò)防火墻和電子圍欄等設(shè)備實(shí)�(xiàn)�(duì)敏感信息的保�(hù),專(zhuān)用無(wú)線Mesh�(wǎng)�(luò)是完全分布式的自組織�(wǎng)�(luò),其節(jié)�(diǎn)主要部署在升壓站、風(fēng)�(jī)和巡修車(chē)�;數(shù)�(jù)采集主要完成�(xiàn)�(chǎng)�(yǔ)�、視頻、圖片的采集和上�(bào),利用移�(dòng)終端和可穿戴式設(shè)備完��
4.4具體部署方案
�1)升壓站�(wú)線路由接�
在升壓站部署一�(tái)或多�(tái)�(wú)線路由器,路由與�(fēng)�(jī)固定節(jié)�(diǎn)光纖收發(fā)器連接�
該路由器既可與部署于�(fēng)�(jī)和車(chē)載的�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)互聯(lián)。另外,可以為本區(qū)域提供熱�(diǎn)覆蓋功能,計(jì)算機(jī)、手�(jī)、PAD等業(yè)�(wù)終端可以通過(guò)WiFi或有線接�,實(shí)�(xiàn)話音、短�、圖�、實(shí)�(shí)視頻及其他數(shù)�(jù)的傳��
�2)風(fēng)�(jī)固定節(jié)�(diǎn)
根據(jù)所選取的風(fēng)�(jī)頂部部署一�(tái)固定節(jié)�(diǎn),采用支架的方式固定安裝在風(fēng)�(jī)頂部,配備一�(tái)偉福特VFD-5318W-Mesh�(wú)線數(shù)字自組網(wǎng)微波主機(jī)一�(tái)�5.8G高靈�18dbi定向90°天線一幅作主干道傳��2.4G高靈�18dbi桿狀玻璃鋼全向天線一幅作WIFI覆蓋??间浀斤L(fēng)�(jī)頂部承重能力有限、空間較為狹小且�(fēng)�(jī)�(huì)隨著�(fēng)向變換方�,安裝難度較�。因此設(shè)�(jì)節(jié)�(diǎn)輕便小巧,結(jié)�(gòu)件貼合風(fēng)�(jī)頂部平面,安裝過(guò)程簡(jiǎn)單快�。設(shè)備基于POE供電,當(dāng)出現(xiàn)供電異常�(shí),可直接切換至UPS備用電源�
�(fēng)�(jī)固定節(jié)�(diǎn)主要用于�(shí)�(xiàn)�(fēng)�(jī)與升壓站光纖連接和車(chē)載節(jié)�(diǎn)之間的無(wú)線組�(wǎng),提供單跳或多跳的信息傳輸通道。還可以為本區(qū)域提供熱�(diǎn)覆蓋功能,計(jì)算機(jī)、手�(jī)、PAD等業(yè)�(wù)終端可以通過(guò)WiFi接入,實(shí)�(xiàn)話音、短�、圖�、實(shí)�(shí)視頻及其他數(shù)�(jù)的傳��
�3)車(chē)載移�(dòng)節(jié)�(diǎn)
�(chē)載節(jié)�(diǎn)配備于巡修車(chē),采用吸頂支架的方式固定在車(chē)�,配備一�(tái)偉福特VFD-5318W-Mesh�(wú)線數(shù)字自組網(wǎng)微波主機(jī)一�(tái)�5.8G高靈�18dbi定向90°天線一幅作主干道傳輸,2.4G高靈�18dbi桿狀玻璃鋼全向天線一幅作WIFI信號(hào)覆蓋。設(shè)備基于車(chē)載電源或者專(zhuān)用電池供電�
傳輸拓普?qǐng)D
在行�(jìn)中車(chē)載移�(dòng)節(jié)�(diǎn)與各固定節(jié)�(diǎn)�(wú)線互�(lián),并為移�(dòng)節(jié)�(diǎn)�(chē)上人員的手機(jī)、PAD等業(yè)�(wù)終端提供WiFi�(wú)線接�,提供各種業(yè)�(wù)通信;當(dāng)?shù)竭_(dá)需要檢查和維修�(fēng)�(jī)下時(shí),車(chē)載移�(dòng)節(jié)�(diǎn)可為維修作業(yè)的人員提供無(wú)線連接,使維修作業(yè)人員可以與其他人有�(jìn)行話音和視頻通信,控制中心專(zhuān)家也可以用話音和視頻為作�(yè)人員提供指導(dǎo)。車(chē)載節(jié)�(diǎn)安裝拆卸方便,當(dāng)出現(xiàn)某一區(qū)域信�(hào)故障�(shí),車(chē)載節(jié)�(diǎn)可隨�(chē)快速達(dá)到預(yù)定區(qū)�,填�(bǔ)覆蓋漏洞,實(shí)�(xiàn)全區(qū)域現(xiàn)�(chǎng)信息的實(shí)�(shí)可視和指令信息的�(shí)�(shí)可達(dá)�
�4)用戶節(jié)�(diǎn)
用戶節(jié)�(diǎn)采用小型天線和結(jié)�(gòu)一體化�(shè)�(jì),維修作�(yè)人員隨身攜帶使用,用戶節(jié)�(diǎn)既可以與�(chē)載節(jié)�(diǎn)通信,又可以為業(yè)�(wù)終端提供WiFi�(wú)線接入,從而實(shí)�(xiàn)維修作業(yè)人員在車(chē)�、風(fēng)�(jī)�(diǎn)位和�(fēng)�(jī)�(jī)艙內(nèi)等所有作�(yè)區(qū)的實(shí)�(shí)信息交互。能夠客服風(fēng)�(jī)塔筒的屏蔽作�,保證維修人員在�(fēng)�(jī)塔筒移動(dòng)�(guò)程中的信�(hào)不間斷�
�(wǎng)�(luò)覆蓋示意�
★總體要�
�(fēng)電場(chǎng)�(wú)線通信采用自組�(wǎng)�(dòng)�(tài)鏈路技�(shù),網(wǎng)�(luò)能夠自動(dòng)�(fā)�(xiàn)�(wǎng)�(nèi)�(shè)�、自�(dòng)尋找路由,當(dāng)某通信節(jié)�(diǎn)失效�(shí),網(wǎng)�(luò)能夠自動(dòng)恢復(fù),頑存性強(qiáng);系�(tǒng)適合于平�、山區(qū)和草�、森�、荒漠等�(fēng)電場(chǎng)所處復(fù)雜環(huán)境和偏僻�(wú)通信基礎(chǔ)�(shè)施的�(chǎng)合使用�
�(fēng)電場(chǎng)�(wú)線通信系統(tǒng)主要用于建立覆蓋�(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)�(jī)�(diǎn)位及升壓站站�(nèi)的無(wú)線通信�(wǎng)�(luò),通過(guò)在場(chǎng)區(qū)�(nèi)部署固定通信節(jié)�(diǎn),以及為�(yùn)檢人員配備相�(yīng)的便攜式移動(dòng)終端,從而在�(fēng)電場(chǎng)主控室與�(yùn)檢人員之間建立寬帶無(wú)線傳輸鏈路,滿足�(fēng)電場(chǎng)�(shí)�(shí)�(kāi)具工作票、操作票、巡檢管�、語(yǔ)音及視頻通訊等移�(dòng)�(yùn)維業(yè)�(wù)需�。同�(shí),運(yùn)檢車(chē)輛和人員也可利用該系�(tǒng)�(shí)�(shí)向主控室上報(bào)指令操作信息、回傳工作中的標(biāo)清或高清視頻圖像�
主要功能要求�
終端接入功能:可與移�(dòng)終端(如PC、手�(jī)、PAD等)通過(guò)局域網(wǎng)有線或無(wú)線等形式互聯(lián),實(shí)�(xiàn)終端信息的網(wǎng)�(luò)接入�
�(wú)線傳輸性能:主要無(wú)線通信�(shè)備在通視條件下的通信距離�(yīng)大于6km,且在此條件下仍可保持較高的通訊速率,實(shí)�(xiàn)音頻、視頻和�(shù)�(jù)信息的遠(yuǎn)距離傳輸(建議傳輸速率≥5Mbps),并通過(guò)�(wú)線傳輸與主服�(wù)器通信�
�(wú)線自組織�(wǎng)�(luò):各節(jié)�(diǎn)之間可通過(guò)自組織模式構(gòu)建無(wú)中心、分布式�(wú)線寬帶接入網(wǎng)�(luò);
安全性:�(wú)線通信支持多種加密技�(shù),實(shí)�(xiàn)�(shù)�(jù)的安全傳輸。例�256位AES加密、WPA2-PSK加密�(rèn)證協(xié)議、SSID隱藏、白名單�(guò)�、端口轉(zhuǎn)�(fā)控制、系�(tǒng)完整性保�(hù)與破壞告��
供電方式:當(dāng)�(fēng)�(jī)維修�(guò)程中�(fā)生停�,通過(guò)備用電源等方�,實(shí)�(xiàn)�(jī)艙內(nèi)及風(fēng)�(jī)�(diǎn)�50米范圍內(nèi)�(wú)線覆蓋續(xù)航時(shí)間不低于六小�(shí)�
�(huán)境適�(yīng)性:IP防護(hù)等級(jí)滿足�(xiàn)�(chǎng)�(shí)際工作環(huán)境要��
溫度適應(yīng)性:在現(xiàn)�(chǎng)極端氣溫�(huán)境下能正常工�(-40℃~ +55�)�
★無(wú)線基本性能要求�
使用WLAN�(zhuān)用測(cè)試儀表或在插有無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦上�(yùn)行專(zhuān)用測(cè)試軟�,在�(shè)�(jì)目標(biāo)覆蓋區(qū)域(�(fēng)�(jī)塔頂、塔底周�10米以?xún)?nèi))內(nèi)�(cè)試所有AP信道及SSID筆記本通過(guò)�(rèn)證接入網(wǎng)�(luò);筆記本通過(guò)�(wú)線網(wǎng)卡分別ping AC或AC上連端口的IP地址,ping包大小為1500bytes,ping包次�(shù)�100�;時(shí)延不大于50ms� Ping包的丟包率不大于3%。筆記本終端加載可記錄用戶傳輸速率的軟件,要求在下載過(guò)程中�(méi)有明顯中�。用戶接入時(shí),在信號(hào)�(qiáng)度大�-70dBm的區(qū)��802.11a�802.11g模式終端平均速率不低�6Mbps�