管廊智能巡检机器人无线通信解决方案

2022-11-03


项目背景


皮带管廊短则几百米、长则数几公里,单纯依靠巡检人员无法实时掌握皮带管廊运行工况, 因此需要人工巡检和机器巡检同时对地下管廊进行动态巡检与在线监测。由于皮带管廊内部环境结构特殊,距离长且封闭狭窄,存在信号传输阻隔、信号盲区、掉线等问题。为了保证机器人巡检和人工巡检时语音、视频、管廊内传感器等数据实时有效的传回数据平台,使皮带管廓内设备的运行状态和管廊的环境状态一目了然,实现“自动化监控、智能化管理”。因此需要建设一套稳定性强、简单易管理、安全性高的无线网络系统。


管廊场景无线通信技术要求


1设备工业级设计安全可靠,保证在管廊环境长时间稳定运行。

2、设备必需具备良好的耐高低温、防尘、防潮、防腐蚀。

3、具备丰富的QOS机制,保障管廊多应用业务正常传输。

4、满足管廊频视频监控应用,设备提供足够带宽和转发性。

5、提供可靠的冗余网络或光旁路保护网络,发生故障时快速恢复。

6、廊内无线信号均匀覆盖,避免出现通讯盲区。

7、实现快速无缝漫游,保障数据实时、稳定传输。

8、建设可扩展的无线网络,满足管廊后期扩容需求。


巡检机器人无线传输解决方案



根据现场情况将皮带分为段1-6,段1长度:1858米,段2长度:6084米,段3长度:3466米,段4长度:1368米,段5长度403米,段6长度741米。其中段2、3、4、5、6为并列双条皮带,段1单条皮带。段与段之间有楼层高度差,经过楼层落料筒实现皮带物料转运。机器人搭载车载AP,与环境AP实时通讯,全程网络覆盖,数据实时上传至中控室。

巡检路线如下:

1:单条皮带,沿着皮带单侧架设一条轨道,巡检机器人沿着轨道完成皮带的巡检。

2、3、4、5、6:并列双条皮带,沿着皮带中间,架设1条直线轨道,巡检机器人往复行走,完成2条皮带的巡检。

架设轨道长度,段1轨道长度1860米,段2轨道长度6100米,段3轨道长度3500米,段4长度1400米,段5轨道长度403米,段6轨道长度741米。轨道总长度:1860+6100+3500+1400+403+741=14000

根据以上信息建设巡检机器人的无线传输系统,对其采集点的视频图像,进行远程实时监控,以保障建设机器人巡逻区域内设备出现异常情况的及时回传。对于巡检机器人的视频图像数据传输,尤其是考了到在不同基站下的无缝漫游切换,每台巡检机器人搭配博海智联车载传输终端,环境AP博海智联推荐使用双频双链路无线基站,具体点位分布方案设计如下:

在段1轨道长度1860米设置7台基站AP

在段2轨道长度6100米设置20台基站AP

在段3轨道长度3500米设置12台基站AP

在段4轨道长度1400米设置5台基站AP

在段5轨道长度403米设置2台基站AP

在段6轨道长度741米设置3台基站AP



AP拓扑示意图




无线产品介绍


产品特点

l 标准兼容:符合IEEE 802.11a/n/ac标准,采用MIMO、OFDM等先进技术;

l 稳定可靠:平均无故障时间大于100000小时,杜绝死机掉线等现象;

l 传输速率:2*2MIMO最高速率达867Mbps ,实际双向净速率高达500Mbps以上;

l 传输距离:高发射功率结合高接收灵敏度

l 千兆接口:提供1个千兆自适应以太网口,支持PoE供电;

l 频宽选择:支持5/10/20/40/80MHz 多频宽选择,40MHz频宽可提供高达300Mbps 的传输速率,80MHz频宽可提供高达867MBps 的传输速率;

l 组网模式:支持点对点,点对多点下的中心端等组网模式;

l 带宽管理:支持WMM(Qos),支持空口和有线接口的优先级映射,保证语音、视频业务优先级;

l 天线校整:6级LED信号灯自动显示接收信号强度,方便工程安装调试;

l 一键还原:无需专业设置,任何人员都可以进行维护,拥有超强的免维护特性;

l 抗干扰性:采用BeamForming技术,可以更好抑制干扰,减少对速率的影响;

l 网络管理:基于WEB远程管理或SNMP管理,支持配置文件导入/导出和软件升级;

l PoE供电:支持 PoE供电,方便施工与维护;

l 功率可调:发射功率可调,单信道最高达500mW高功率射频输出;

l 多重特性:支持波束成形(Beamforming),支持空时分组码(STBC),支持低密度奇偶校验(LDPC);

l 加密方式:支持WEP,WPA,WAP2,AES,TKIP和802.1X;

l 自动扫频:支持动态频率选择(DFS),能依周围无线环境状况,自动扫描选择最佳信道;

l 生成树协议:自动选择数据链路,扩展多线路备份功能,可适用于高要求数据传输环境;

l 工业外观:金属铸铝壳体,IP67封装,防尘防水、防风防晒、抗震散热设计,高低温稳定性显著;

l 部署简易:设备可即插即用,搭配便捷的安装部件,可实现设备的快速部署;


为什么博海智联产品在复杂的环境中表现更好?


1、TDMA+轮询:


TDMA+轮询的户外视频/数据传输的无线协议。它拥有抗噪声,高性能,载波级链路等特点。通过智能地给每个终端分配时隙,排除了传统的802.11网络存在隐藏节点时,吞吐量较低的问题.


2、消除分配时隙所产生的冲突问题


保证AP能够轮询到每一个终端,并且给每一个终端分配时间空隙,这样能够在终端向接入点传输的过程中,有效地避免可能存在的互相冲突问题



3、始终保持最佳传输效率


通过检查每个客户端的状态,例如客户端是否活跃,进行什么类型的业务等等。博海智联通过决策算法智能地给每一个终端分配时隙来最大限度地提升效率,避免浪费传输时间

视频/语音服务质量优化

语音和视频会话在时隙分配中以最高优先级进行调度,因此可以实现最低的延迟



4、智能天线技术:

   智能天线相当于空时滤波器,在多个指向不同用户的并行天线波束的控制下,可以显著降低用户信号彼此间的干扰。具体而言,智能天线将在以下方面提高了移动通信系统的性能:

●      扩大系统的覆盖区域;

●      增加系统容量;

●      提高频谱利用效率;

降低基站发射功率,节省系统成本, 减少信号间干扰与电磁环境污染


5、无线快速漫游技术


无缝漫游技术方案通过客户端设备无线链路智能选择。一个主链路用于数据传输,另一个辅助链路用于扫描和建立新链路。相比传统漫游方案,实现了

■      零丢包

■      更低地延时

■      更高地吞吐量。

■      无需改造原网络的接入点AP,极大的降低了网络部署的成本。


6、智能自动信道选择


智能自动频道选择功能使其具有良好的噪声免疫功能:

AP在启动期间会自动扫描周围工作

信道,并选择噪声/干扰最小的信道。

AP可以根据GUI上用户设置的时间,

定期执行信道扫描,然后切换到噪声较小的信道。

用户可以指定接入点在制定工作区

域内的频道中进行自动选择。


7、私有协议技术加持


无线协议的增强版本,可在嘈杂的环境中工作。

私有协议可以降低在相同或附近频率下运行的设备所造成的外部干扰。

私有协议也能够降低来自非标频段的噪声。

具有私有协议的设备通过有效地

预防或减少干扰信号,可以在信号拥塞区域实现更好,更稳定的吞吐量和延迟。


产品实测报告:



博海智联移动漫游产品应用场景与部分案例介绍


智能制造、工业自动化、智慧仓储场景:

                                       (胶南某智能制造工厂)



电力电厂智能巡检机器人场景:

                    (河北张家口某电厂)











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