一、矿山安全施工现状及需求分析

随着我国国民经济的迅速发展，各行各业对于能源的需求也是日益增大，而对事个社会工业发展提供原材料的矿山行业来说，其担负的社会责任也是越来越重大。矿山由于其特殊的施工环境，在进行生产作业时使用了大量的工程机械，工人在施工作业时的安全防护及安全生产，以前的安全管理手段已经不能适应新形势下的需求，如何在进行生产作业的同时把这些现场监控画面实时的进行管理，如何在出现安全状况时能做到第一时间发现，第一时间做出正确的决策，及时进行安全处置等等，这些已经成了迫在眉睫的问题。因此急需一种行之有效的系统进行在线监控和管理。

为了更好保证矿区作业的安全、稳定、可靠运行，很多企业提出在矿山施工现场安装视频监控系统，以便迅速发现隐患、问题并加以解决。随着技术日益进步，现阶段的本地监控已不能满足需要，需要把所有的前端监控点位的图像实时传输到统一的后端监控管理平台，后端管理中心建立监控中心，实现对各矿山、矿区的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握情况，及时对发生的情况做出反应，适应现代社会的发展需要。

二、方案思考与设计

针对矿山无线监控的特殊需要，我公司提出了一套完整的无线传输方案。在进行方案设计的过程中，充分考虑了以下几点：

1、无线传输方案的可实施与稳定性。在整合方案的设计中，其中的根本性前提就是这个方案的可实施性与稳定性，如果没有这个做为基础，其它都是无用的，针对矿山行业在野外不方便架设有线的特殊环境，我公司推出数字无线网桥做为传输介质，根据每个点位的不同应用与要求，选用不同型号的设备，搭配不同的天线，从而实现整个通讯链路的通讯可实施性。而对于架构的稳定性来说，可实施性是基础，而稳定就是整个传输过程的关键。我公司生产的无线网桥，从生产工艺到传输性能，在以往的工程项目中都得到了很好的验证。

2、整体无线方案设计的可拓展性。一个项目实施方案的成功不仅在于当时设备搭建起来以后是否可以正常运行，还在于以后客户增加了其它的需要以后，有没有考虑到用户的后续需求而增加的可拓展性。这一点就要求在初次方案设计时就要考虑到用户的项目在实施的过程中或都是实施以后所出现的特殊情况，如果给用户在原有的方案中增加设备，而不必要增加太大的成本。因此，在此方案的设计中我们给用户考虑了很大的冗余。以便于用户以后增加其它监测点位。

3、设备后期维护的易用性。在整个方案架设起来以后，在用户的使用过程中难免会出现一些问题，考虑到用户的使用现场人员并不具备较高的专业技术操作能力，所以在进行前期方案设计时，把每个部分尽量设计的简单、易用、稳定，每个部件尽量做到模块化，从而减少操作人员的施工和维护难度。

 基于以上几点考虑，方案的具体设计如下，主要分为两个部分：

固定传输部分和移动传输部分；

整体传输拓扑图如下图所示：

从上图中可以看到，此方案中的第一部分为固定传输部分，具体情况为前端的具体施工作业区安装监控摄像头，摄像头链接无线网桥，从没有4G信号的地方通过直接或者间接的方式传输到有4G信号的地方，然后通过4G无线设备通过运营商的网络再把接收到的视频信号发送到后端综合指挥中心。

第二部分为移动传输部分，前端作业区的人员可以携带便携式手提箱，手提箱内置无线接收设备及4G转发设备，同时内置电池和显示屏，可以方便的对附近的监控摄像头进行查看及控制，手提箱同时提供本地存储功能，并且具备把接收到的视频图像转发到后端综合指挥中心的功能。（大概图示如下）

其中固定点无线传输的距离大概在5-10公里范围内， 移动监控点传输距离大概在1-2公里之间，如果手提箱更换为定向天线，则可传输更远的距离。

中继点无线覆盖及点对点无线传输部分：

针对基站中继点部分我们采用我公司的高带宽多模块无线传输产品，型号为TQ-5000MS系列。其中基站进行无线覆盖的产品具体型号为TQ-5000MS-02H，只所以使用这款设备做为无线覆盖产品，是因为此款产品本身为千兆网口设计，具有较高的数据处理能力，设备本身支持多模块设计，可以安装两个模块，因为在实际热点覆盖的过程中，如果仅仅使用一条全向天线，增益太小，无法达到比较远的传输距离，所以在方案设计及产品选型中，使用此款设备，在一台设备中可以安装两条60度天线，在此基站安装两台设备就可以安装4条60度天线，加在一起的覆盖角度可达240度以上，基本可以满足周边前端无线设备连接的需求。如下图所示：

在铁塔上安装两台此型号无线设备，每台设备可安装两条天线，两台设备共可装4条天线，以达到向周边进行无线覆盖的目的。

中继点同样使用室外配电箱，做连接无线设备之用。

配电箱设计特点：

1、 采用分层设计结构，布局合理；

2、 全部采用正面模块化安装设计，方便安装与后期产品维护；

3、 内置导热风扇，平衡机柜内部与室外的温度，（风扇可选设定温控器，当温度达到设定值后才开始工作，在设定的阀值内风扇停止工作，节约能源）；

4、 可选的太阳能充电转换器，在光照良好的环境下提高绿色能源的利用率；

5、 可选输入D级防雷器，保证在户外恶劣环境下，机柜内部设备的使用安全；

6、 长延时胶体电池，负载功率在100W左右时能达到10小时以上后备时间；

7、 采用正弦波逆变电源模块，在市电与电池工作模式自由切换，保证负载供电的连续性；

8、 逆变电源模块适应市电电压范围宽 （140-280V），并与输入市电共零，保证系统的配电安全。

点对点通讯的无线设备选用我公司的TQ-5000MS25，此款设备内置25dib定向增益天线，由于设备本身发射功率较大，传输距离可达10-15公里，此款设备做为基站到基站的无线传输设备，本身具有很大的优点，设备内置千兆网络接口，工作性能稳定，理该传输带宽可达480Mbps，实测传输带宽可达160Mbps，该设备具备多级跳台无损耗的特性，可保证在经过多次中继后仍具备较高的带宽数据，在传输过程中的数据损耗非常小（以上两款设备的详细参数可参看附件里的产品说明）。在基站设备安装的地方，供电方式和前端供电方式相同，在正常情况下使用交流220V供电，如果在一些比较特殊情况下，没有市电，同样也可采用上述的太阳能供电方案系统。

点对点无距离传输如下图所示：

热点与热点之前的距离由于比较远，所以使用TQ-5000MS25进行定向传输。以保证前端的监测数据及图像能够稳定的传输到监控中心。

后端监控中心的显示、控制及数据库接入部分：

后端监控中心使用无线设备接收到前端的监控图像后，接收从中继点传回的无线信号，通过4G无线传输设备用公网网转发到综合指挥中心，指挥中心进行大屏显示，指挥等操作。

三、使用产品说明

3.1、摄像机

产品特点：

● 最高分辨率1920*1080

● 1/3"Progressive Scan CMOS

● H.264/MJPEG视频编码，双码流，高视频质量, 高压缩比

● 采用阵列式红外灯，红外投射距离100米

● 视频分析调光技术，红外夜视效果更好

● 中置风路散热技术，具有散热效果好，可靠性高的优点

● 彩色图形化菜单，操作使用更方便

● 通过菜单可单独设置红外灯的工作功率，与光学倍数关联

● 通过菜单可事实侦测前端供电电压的数值

● 通过菜单可侦测安装环境的照度数值

● 支持定时功能，可实现7天，每天7个时间段的定时设置

● 支持SD2.0标准Micro SDHC存储卡（可选配）

● 支持多个区域隐私遮挡设置

● 支持运动侦测、网络故障检测等策略及报警录像、图片抓拍

● 内嵌Web Server，支持IE浏览视频、参数配置、升级、用户权限管理

● 支持手机监看

● 支持ONVIF协议

3.2、TQ5000MS系列

TQ-5000MS-02H

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TQ-5000MS25

产品说明：    

该产品由于强大的数据处理能力和巨大的传输带宽，因而被广泛应用于点对点大数据的无线传输，超远距离无线监控需要，在景区、矿区、岛屿、森林防火、海洋水产养殖等领域都有广泛应用。

主要特色： 

● 操作模式：支持AP模式、WDS模式、 ClientBridge+Repeater AP 模式

● 支持IEEE 802.11 an模式， 传输速率2TX(300Mbps) / 2RX(300Mbps)

● 支持高达29dBm无线输出功率

● 支持宽电压的输入，电压输入范围DC12~24V

● 支持负荷电流保护机制，内建4kV ESD(Electro Static Discharge) 乘载与放电防雷设计，对于雷击频繁区的家用室内或特殊阳台屋檐使用，只要将接地线接好地即可防范瞬间雷击会造成的损害。

● 支持8组Multiple-BSSID功能，并支援IAPP无线网路漫游功能

● 支持无线IGMP v1/v2/v3功能, 可传导线上即时影音封包。

● 支援WDS(Wireless Distribution Service)可支持8 组桥接功能，同时支持多组Tag VLAN。

● 智能无线距离参数自动设定，依输入距离后系统可自动微调最佳对应进阶参数以达到相对距离之最佳无线传递速率效果

● 支持QoS WMM (品质服务) 频宽管理及流量控管，并支援IEEE 802.1p QoS标准群播及优先权功能，适合多媒体应用可根据IP DSCP(DiffServ Code Point)栏位设定资料优先

● 支持有线与无线介面IEEE802.1d Spanning Tree 扩展树功能，当利用多台WDS无线连接同时有线线路连接后达到有线与无线网路互相备援时，有效预防网路Loop 无限回圈不正常问题

● 支持SNMP v2c、SNMP v3、SNMP Trap

无线特色：

● 支持IEEE802.11an，最高可到300Mbps(Tx), 300Mbps(Rx) 传输速率

● 传送功率控制(Transmission power control)可控，可依环境喜好自行调整功率大小

● 支持频道选择：手动设定或自动设定

● 支持无线基地台扫描，可快速扫描周围是否有同类型的无线设备，便于快速部署无线网络

● 每一组SSID最高可支援达32个连线使用者，支持最多7组SSID(虚拟AP)

● 具有WDS(Wireless Distribution Service)可支持8单元桥接功能

● 支持DFS(动态频率选择) 、 IEEE 802.1d -Multi country roaming等规范认证/加密 (无线安全性)

● 具有阻断使用者发现另一特定VLAN群组使用者，与依SSID分派VLAN功能

● 支持资料传输加密EAP-TLS+Dynamic WEP , EAP-TTLS+Dynamic WEP PEAP/MSPEAP+Dynamic WEP并支援使用者认证WPA-PSK/TKIP，WPA-802.1x/TKIP，802.11iWPA2-PSK/CCMP/AES ，WPA2(802.1x /CCMP / AES)

● 隐藏性SSID的支持，可防止未经授权使用者意图存取无线网路

● 支持存取控制Access Control list (ACL) 可以MAC and IP 位址过滤方式进行