热电井井口井下无线通信技术解决方案

2023-03-01

1.1.   设计依据

《无线局域网 802.11 协议栈》;

《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-92)

《通信光缆的一般要求》(GB/T7427—87)

《商业建筑通信接地要求》EIA/TIA607;

《非屏蔽双绞线布线系统传输性能测试标准》EIA/TIA TSB—67

1.2. 设计原则

以技术先进,架构合理、产品主流、便携安装、低成本、低维护量作为出发点。

1.   技术的先进性:整个系统选型,软硬件设备的配置均应符合高新技术的潮流,采用全世界最新的WIFI6无线标准技术,实现低延时,0丢包的漫游连接体验。

2.   架构合理:结合实际应用场景,选择合适的设备类型,针对具体应用进行架构设计。

3.   稳定性:设备的硬件从设计上满足各种严苛环境的稳定运行,软件则采用双分区备份技术保证设备系统稳定运行。

4.   安全性:系统采用 WEPWPAWPA2WPA3等国际标准无线加密方式,同时标签支持数字加密技术,具有较高高安全性。

5.   低成本、低维护量:所采用的产品应该是简单,易操作,易维护。系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好一个系统的条件,我们的方案集中了已有的丰富的网络设计、施工经验,以及在数字化图像、语音和数据综合传输领域强大的产品优势,实现所需的设计需求。

6.   兼容性:各系统均为相对开放的系统,不同产品间具有标准接口,并提供多种通讯标准协议,可以便于第三方设备的接入。

7.   模块化:组建各分系统,直到总系统,均严格履行模块化结构方式,以满足系统功能扩充、运行设备的替换、维护,确保系统的高效可靠运行。

8.   扩充性:采用面向对象和模块化的开发技术,可随时根据需要扩充具有其它功能的软硬件模块,具有良好的扩充性。

9.   升级维护:系统考虑到将来系统在容量和功能增加修改等的实际需要,定位系统软件升级可升级,并且操作简单,操作应能由系统管理员即可完成,不需要繁复的操作和专门的技术。

2.    建设目标与任务

2.1.   建设目标

1.   热电井内部实现井口井下无线通信

(井下作业工人手机)---(wifi)---井下网络终端---(专有无线链路)---井口网络终端---(以太网)---(4G路由器)---(运营商公网)---指挥中心。


2.2.   建设任务

Ø   根据各个热电井的设计图纸,设计布点图;

Ø   安装部署无线博海智联设备

Ø   软件硬件调试上线运行;

3.   系统总体设计

3.1.   系统介绍

BH-MS-6000E是为井下通信数据中继业务定制开发的网络化终端产品。该产品采用特殊信号处理与多模集成体制,具有抗干扰能力强、组网应用灵活、集成度高、功耗低、产品尺寸小等特点,适用于井内恶劣环境宽带通信应用。

BH-MS-6000E系统包括HC-FB-2458G井下防爆无线终端、BH-MS-AX5400井口无线接入点以及配套天线、电池等配件。


产品主要特性:

(1)支持狭窄井道长距宽带网络数据传输;

(2)集成 4GWi-Fi功能,支持专网与公网间数据双向自动中继转发;

(3)4G全网通(移动、联通、电信任选

(4)开机即用,自动组网,无需人工操作;

(5)符合国家无线电频率管理规范;

(6)具备良好的抗干扰、抗多径和多信道工作能力;

(7)双向透明数据传输,支持多类型业务数据并发传输;

(8)毫秒级低传输延时;

(9)工业级可靠性,支持井下恶劣环境稳定工作;

(10)无需外部供电,集成ExibIIC T4等级防爆聚合物可充电锂电池;

(11)轻巧体积重量,低功耗,安装使用便捷;

(12)支持 VPN安全隧道,确保数据传输安全保密。

(13)支持工业级设计的高性能防爆无线性能

3.2.   方案拓扑图

井底进口.png

3.3.   产品特征

工业级防爆性能

HC-FB-2458G是一款工业级防爆无线基站,采用OFDM调制及MIMO技术,支持点对点(PTP)和点对多点(PTMP)的网络结构,实现高性能高带宽多功能平台的工业级无线AP基站。特别适用于煤矿、热电井、化工、制药、石油化工及能源等行业的危险品生产,物流、仓储等环节,以及石油天然气开采平台、石油天然气存储场地、地下管廊、工业工控智能领域、PLC工业通信应用、风电场风机通信、矿用通信覆盖、自动化互联、防爆巡检机器人等防爆应用场景。

智能组网

支持 Mesh 技术,不需要专业的知识,就能将多台设备通过简单的操作智能组网。解决工业场景下单台设备覆盖面积有限的问题。

更优的抗干扰性

私有协议通过优化 WLAN 协议,更好的利用 WLAN 空闲的时间片,降低同频以及邻频对设备的干扰,从而使设备在信号拥堵的环境中有更好和更稳定的吞吐量传输和延迟表现。

高吞吐量

支持 802.11ax 标准及 4x4 空间流,最高传输速率可达 5.4Gbps。覆盖范围 200 米。有线端口支持 2.5Gbps,避免因为千兆有线口造成的系统瓶颈。

高可靠性

自主研发的固件系统,保证设备长时间的稳定工作。加上固件备份机制,杜绝设备在极端状况下无法工作的情况。严格按照-40°C~75°C 工作温度设计,保证设备在此温度范围内时间稳定工作,满足各类恶劣环境


3.4.   产品介绍

1.   BH-MS-AX5400工业级导轨式无线接入点

10.jpg

l   2.5Gbps 端口

l   支持双频设计;

l   最大发射功率27dBm,配备 4*5dBi全向天线

l   支持智能温控,防止负载较高等情况造成CPU温度过高而损坏设备

l   支持 2.4G管理 wifi

l   支持 VLAN(TRUNK

l   支持 802.11r智能漫游;

l   支持负载均衡,基于关联用户数和流量阈值,动态调整每个接入点设备可关联终端数量;

l   支持 NAT转发;

l   支持 ACSDCS多种动态频率模式;

l   Fit AP桥接模式下,支持客户端找回功能;

l   支持 STP,消除链路回环;

l   支持单播/组播场景优化;

l   支持弱信号拒绝;

l   支持频谱分析;

l   内置链路吞吐量测试工具;

l   支持固件双备份,保障设备在升级中异常断电等极端情况下能够正常运行

l   支持设备发现;

l   支持基于 IP/MAC过滤的防火墙策略;

l   支持智能 QoS无线多媒体优化技术,优化语音、视频的传输稳定性

l   支持 IPv4IPv6静态路由

2.    HC-FB-2458G工业级防爆无线基站

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   防护等级:支持防水等级IP68。

   防爆外壳:304不锈钢。

   该产品采用QCA9563 + QCA9882 + QCA8334高通企业级无线芯片方案,使无线传输性能更稳定。

   采用外置Skyworks功率放大(PA)+Infineon低噪声功放电路(LAN)可以有效提升终端设备(手机/Ipad等)弱信号反馈的接收灵敏度。

   采用RF输出功率,可以根据AP覆盖密度线怀调整发射功率,降低密集部署的同频干扰,提高无线连接传输质量。

   支持AP间负载均衡和无缝漫游,网速可靠有保障。基于单个AP的承载能力,通过设定AP接入上限来保证上网体验;当某个AP接入用户接近限定值时,相邻AP会自动实现负载分流。

   内置双射频2.4G&5.8G 核心算法并发技术,使单台AP最多允许接入120个终端,实测终端并发可达100+个。

   射频功率可根据实际使用环境合理调整覆盖范围,减少AP 之间的相到干扰,提高无线稳定性。

   散热片采用卡扣结构设计和表面纳米涂层处理,散热效果更加理想。

   增加了防雷板组件,大大的增强了设备的防护能力。


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