施工现场无线监控解决方案

天际通(Skywave)

施工现场无线监控解决方案

硕德（北京）科技有限公司

2012年2月22日

目录

一、公司简介 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ４

二、无线局域网概述 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ７

2.1无线局域网发展介绍-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ７

2.2无线局域网在覆盖与传输中的应用和优势-------------------------------------------------------------------------------------------- ７

2.3无线局域网的应用效果 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ８

三、无线视频监控概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１０

四、需求分析 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１１

五、解决方案 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１１

5.1设计原则----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１１

5.2方案设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１４

六、SKYWAVE无线解决方案特点和优势 -----------------------------------------------------------------------------------------------１９

七、产品选型和特点介绍 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------２１

八、技术支持和服务保障 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------２６

一、公司简介

硕德无线是一家专业从事无线网络、无线监控及移动应用产品研发、生产、销售于一体的高新技术企业。拥有无线网络、无线监控及移动应用产品核心技术，以及经验丰富的市场运营团队。公司专注于向客户提供创新的满足其需求的产品、服务和解决方案，为客户创造长期的价值和潜在的增长。

公司定位为“无线网络专家、无线监控专家、移动应用专家”，坚持“自主创新、增强核心竞争力”的产业战略，凝聚了一批具备深厚无线技术与安防背景的高素质人才，建立了以行业学术带头人为主的金字塔型研发团队，其中包括博士、硕士、学士以及大专各层次的人才，专注于无线网络及无线安防技术的自主研发和创新。

公司产品从研发到生产完全按照ISO9001的规范严格执行，符合国家及国际相关的行业标准。依靠技术领先的优势，产品的各项性能和技术指标均达到国际水平，成熟的生产工艺和质控体系保证了产品的品质，使得公司的产品具有很强的市场优势，被广泛应用于国民经济的各行业中，并出口南美、非洲、中东、独联体等海外市场，取得了良好的经济和社会效益。在提供成熟产品的同时，公司还为客户提供完整行业解决方案及现场工程服务。

硕德无线技术团队拥有15年的无线网络、无线监控和移动应用开发和应用历史，凭借强大的技术背景以及对市场的深刻理解，公司一直紧紧抓住无线网络、无线监控和移动应用技术飞速发展的脉搏，借助全国性的统一销售服务平台（北京、沈阳、上海、深圳），力求为广大客户及合作伙伴提供最好最全面的服务和解决方案。

在今天的商业环境下，分工合作、互利共赢、共同发展已是大势所趋，一方面我们将与客户和供应商建立更稳固的合作关系，提升响应速度和服务优势。另一方面，我们要特别扩大与行业合作伙伴的多层次合作，共同构建面向未来的、多赢的、共同生存的安全发展模式，实现

分工合作、优势互补，更好地为客户创造价值。

领先源自不断创新，成功贵在风雨同舟。硕德无线愿成为为员工、客户、社会不断实现理想与创造价值的平台！

愿景

成为客户满意、社会尊重、员工优选的企业，为客户持续不断的创造最大价值。

使命

聚焦客户的挑战和需求，提供有竞争力的解决方案和服务，坚持不懈地帮助客户提高生产效率，改善产品品质。

价值观

客户至上客户需求是我们发展的原动力，致力于客户的满意与成功

持续创新主动应对变化, 永远追求卓越

诚信正直以诚信的原则，建立信任和互利的合作关系

专业服务专业创造价值

部分典型用户

二、无线局域网概述

2.1 无线局域网发展介绍

无线局域网（WLAN）技术的成长始于20世纪80年代中期，它是由美国联邦通信委员会（FCC）为工业、科研和医学（ISM）频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策使各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证，就可以应用无线产品，从而促进了WLAN技术的发展和应用。

与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是，无线局域网使用电磁频谱来传递信息。同无线广播和电视类似，无线局域网使用无线电波（Airwave）发送信息。传输可以通过使用无线微波或红外线实现，但要求所使用的有效频率且发送功率电平标准在政府机构允许的范围之内。

无线局域网技术的发展为远程视频监控和远程数据传输开辟了新的有效途径，通过安装在施工现场的视频监控设备，可以直接观看被监视场所的情况，并将被监视场所工作状况的有关数据传送到监控中心。

2.2 无线局域网在覆盖与传输中的应用和优势

WLAN是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

WLAN技术使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。与有线网络相比，WLAN具有以下优点：

◆安装便捷：无线局域网的安装工作简单，它无需施工许可证，不需要布线或开挖沟

槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。

◆覆盖范围广：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而无

线局域网的通信范围，不受环境条件的限制，网络的传输范围大大拓宽，最大传输范围可达到几十公里。

◆经济节约：由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展

的需要，所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。WLAN不受布线接点位置的限制，具有传统局域网无法比拟的灵活性，可以避免或减少以上情况的发生。

◆易于扩展：WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜

任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游”（Roaming）等有线网络无法提供的特性。

◆传输速率高：WLAN的数据传输速率现在已经能够达到300Mbps，传输距离可远至

几十公里以上。

此外，无线局域网的抗干扰性强，网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。

由于WLAN具有多方面的优点，其发展十分迅速。在最近几年里，WLAN已经在政府、军队、公安、铁路、医院、城市道路监控、商业、煤矿、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。

2.3 无线局域网的应用效果

无线局域网可极大提高经济效益，具有市场可行性。据无线局域网协会的调查表明，无

线局域网可提高生产率48%，提高企业效率6%，改善收益与利润6%，降低成本40%。使用无线局域网不仅可以减少对布线的需求和与布线相关的一些开支，还可以为用户提供灵活性更高、移动性更强的信息获取方法。随着开放办公的流行和手持设备的普及，人们对移动性访问和存储信息的需求愈来愈多，因而无线局域网将会在办公、生产和家庭等领域不断获得更广泛应用。

无线局域网的应用领域

接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真。

难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。

频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。

使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。

用于远距离信息的传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门进行交通管理等。

专门工程或高峰时间所需的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。

流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。

目前，无线局域网已经在教育、金融、健康、旅馆以及零售业、制造业等各方面有了广泛的应用。

适用于无线局域网产品的价格已快速下降，相应产品也非常成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结的形式提供移动Internet的多媒体业务。无疑无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥重要作用。

三、无线视频监控概述

视频监控系统是无线网络技术应用最多的领域之一。监控系统主要用于对重要区域或远程地点的监视和控制，视频监控技术在煤炭行业、电力系统、电信机房、工厂、城市交通、水利系统、智能大厦、小区治安等领域正得到越来越广泛的应用。视频监控系统将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况，及时发现问题并进行处理，例如，电力系统的变电站和电信行业的无人值守机房等设施都需要安装视频监控系统。在通常情况下，由于监控点分布在较广阔的范围内，并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，或者因为物理因素难以架设线缆，如遇到河流山脉等障碍时，无线视频监控系统很好地解决了上述问题。用户采用无线视频监控系统，无需铺设电缆，可迅速方便地在各种需要的地方布署摄像监控设备，建立新的视频监控系统或对现有的视频监控系统进行扩展，具有很强的灵活性和可扩充性。

无线监控系统由中心基站和多个监控点构成。中心基站与各监控点间，一般以点对多点的连接方式，构成无线网络系统，实现图像、数据信息的无线传输。

监控中心无线网络基站由电信级无线网桥与天馈系统组成。监控图像的实时显示、存档、查询等功能需求全部由计算机系统或者数字监控硬盘录像机完成。系统还可以根据需要支持LAN、PSTN、ISDN、ADSL、DDN等多项网络功能，通过授权可以使系统资源实现远程共享。即通过LAN或INTERNET的远程传输，使得远程监控得以实现。远端操作人员可控制前端监控摄像机，也可以根据需要，摄制不同方位、不同尺度的画面。

各监控点由图像采集处理系统和信号传输系统两大部分组成，其中图像采集处理系统包括了摄像机、云台及其控制器、网络视频服务器；信号传输系统由无线网桥、天馈系统等构成。系统采用先进的数字处理技术，将监控摄像机拍摄的图像信息处理为基于TCP/IP的数据包，通过无线网络传输到远端监控中心。

四、需求分析

随着社会生产的迅速发展，很多社会隐患也随之而来，如何使人民的安全得到保障是我们应该重视的问题，如何构建社会主义和谐社会值得有关部门关注。为了解决这些问题，平安社区作为“3111 工程”的重要部分被提上日程。平安社区建设的规模一般比较大，覆盖面很广。城市中主要公园、街道、路口、企业、商场、学校、重要场所等地点都要监控并能够集中管理，且需要全天候监控，所以监控系统将面临着大容量存储的挑战。

众所周知，在建筑工地实施视频监控，最大的困难是由于现场环境的影响，往往无法利用传统的监控传输方式将视频信号传输回监控中心。而利用无线传输技术无疑是解决监控视频信号在施工工地传输难题的最佳方案，另外，还可以实现工地中移动视频监控的需求。

本方案涉及到施工现场工程视频监控数据传输，共计15个监控点，每个点1个摄像头，计划采用标清摄像机，每路需要的带宽在2M左右，由于监控中心距离大部分监控点距离较远，采用有线方式施工难度较大、周期长、成本高，基本不可行，所以本方案采用无线网络传输系统来实现，可以降低施工难度和工程成本，并且便于以后的扩充以及维护。

五、解决方案

5.1设计原则

5.1.1 可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，使网络系统具有很高的可用性。无线传输系统的可靠性是具有实用性的前提。

抗干扰强：Skywave无线网络产品采用OFDM技术，本身具有很强的抗干扰特性；

故障率低：Skywave无线网络产品在正常工作环境下，24小时不间断运行的平均无故障时间是10万小时；

接收灵敏度高：Skywave无线网络产品54Mbps速率的接收灵敏度高达-76dBm，且采用POE供电模式，电缆衰减大大减小，信号余量足，且设备支持自动降速，雪、雾、风沙等自然现象对信号的衰减可忽略。

5.1.2 先进性与实用性相结合的原则

既要保证系统设计的先进性，以保护用户的投资在一定时期内保持先进；又要保证系统设计近可能地实用。我们选用的设备都是经过实践检验的成熟产品，同时还要可虑系统的总体成本以及实际的气候、地理条件。

采用OFDM通信技术：使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰落能力大大增强，并提高了无线信道的传输速率。

硬件与协议透明：在有线网一端，Skywave产品符合IEEE802.3标准。可以顺利的和其他网络连接。不许要其他任何设备和软件。实现设备连接的开放、透明、可操作性。对网络操作系统，Skywave产品透明传输所有网络协议。对于所有传输到Skywave产品的数据、协议都能毫不保留的转发出去。

5.1.3 开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准、工业标准、国家标准及行业标准，使网络具有开放性和兼容性。

采用开放、透明的无线网技术：Skywave产品的设计参数是符合无线网IEEE802.11a/b/g/n标准的，同时也符合在全球范围内免许可证的有关规定，因此能够保护投资和保证与未来符合标准的其他厂商的无线局域网络产品进行互操作。

5.1.4 灵活扩展原则

为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用，现有的投资在将来不被浪费，这就需要系统有充分的、灵活的适应能力和可扩展的能力。以便于系统将来的扩容与升级。

采用Skywave系列产品组网后如果需要增加新点，不需要对正在使用的设备做任何改动，只需要做新增加的设备的安装即可。对设备的维护也非常简单，通过网管软件，在网络中心就可以看到每一个无线设备的工作情况，并可远程修改参数，改善无线信道传输性能。

5.1.5 便于维护原则

这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后，应该便于各种日常维护工作，能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。

5.1.6 可管理性原则

网络系统具有良好的可管理性，使得网络管理人员能及时方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息，能简便的对网络进行配置和调整，确保网络工作状态良好。

采用无线网络管理软件：Skywave产品的网络管理可通过配备在产品中的SNMP代理来管理，并可通过网络进行远程软件升级工作，简化了网络管理员的工作。

5.1.7 安全性原则

网络系统设计必须遵循安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。网络安全一直是网络及系统管理的薄弱环节之一，而用户对网络安全的要求又相当高，因此安全性原则非常重要。

无线网技术的安全性有以下4级定义：第一级，扩频、跳频无线传输技术本身使盗听者难以捉到有用的数据。第二级，采取网络隔离及网络认证措施。第三级，设置严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵。第四级，设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。由于无线传输时，微波信号会布满路径中，采用专用WPA2加密算法可以有效地保护无线数据，WPA具有每发一个包重新生成一个新的密钥、消息完整性检查(MIC)、具有序列功能的初始向量”和“密钥生成和定期更新功能”等4

种算法，极大地提高了加密安全强度。并且TKIP与当前Wi-Fi产品向后兼容，而且可以通过软件进行升级。从无线网络安全技术的发展来看，目前的WPA2已经相当完善了，可以有效保护无线网络的安全。

5.2 方案设计

本方案主要采用网络视频服务器将摄像机的视频信号转换为基于以太网络标准数据包方式。加上我公司的无线网桥进行全数字无线传输。无线网桥本身具有数据、语音、图像、控制等信号的无线传输功能。

监控中心可得到全部显示图像，核心的网络视频监控系统采用标准的TCP/IP协议，能架构在局域网、广域网和无线网络之上，可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。系统授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控，真正做到一网多用。

由于系统采用了先进的数字处理技术，可以在回放以前资料的同时不影响正常录相，保证了资料的完整性，也可以利用抓拍功能使图像更加清晰，可以将重要资料进行备份和打印，这将有利于重要资料的保存和管理。

系统工作流程

前端网络视频编码器将摄像机输出的模拟视频信号，云台和镜头的控制信号打包编码成网络传输的TCP/IP数据包，监控点原有录像机通过视频编码器的软件就可以对本区域所有图像进行监控和录像、回放，对云镜进行控制。

无线网桥将各监控点的所有图像信号集中到主控室，主控室和各监控点一样，在服务器上安上视频编码器软件就可以对所有摄像点进行监看，录像，回放，对云镜进行控制。为了更直观方便观看图像，还可以通过解码器将前端信号轮流进行解码成模拟信号在12个监示器和大屏幕上进行显示，以及通过矩键盘对摄像机进行控制，示意图如下：

无线监控原理图

前端连接图

室外安装示意图

实物图片

具体方案描述如上图

通过我们对此项目的需求和现场的监控点分布示意图进行分析，需要无线进行传输的共有15个点15路图像，而传输图像分辨率可选为D1画质，为了达到图像的清晰和流畅度，正常一路图像需要2Mbps的带宽，因此整个系统可以运行30Mbps的总带宽接入，对无线网络链路高带宽和高稳定性提出了硬性要求。

由于总体带宽要求很高，我们在方案设计中采用无线带宽可达108M的5.8GHz设备，正常来说一个108M 5.8GHz设备的链路在108M模式下净带宽约30Mbps左右，但是考虑到距离的因素，以及多个模块在一起因干扰造成的带宽损耗及点多点的管理带宽浪费，在距离较近的监控点会采用1对3的模式，如此设计后每个点带宽可以保证在2Mbps左右，可以满足一路图像2Mbps传输需求，确保在极度恶劣的天气条件下图像传输的稳定性。同时远距离传输对二端的高度有物理上的要求，所以在施工前需要考虑现场的高度等因素。考虑到施工现场可能存在遮挡的情况，我们设计了二种方案，一种按有中继设计，一种按无中继设计。

方案一：无中继联接

方案说明

依据现场情况以及上述原则，我们在监控中心楼顶可以放置5台5.8GHz电信级分体无线网桥设备，外接大角度高增益扇区天线，按照方向接近的原则，对应远端三个就监控点的无线网桥设备，远端监控点采用5.8GHz一体化电信级无线网桥设备，分别对应监控中心无线网桥设备。方案一：有中继联接

考虑到现场可能存在的遮挡情况，我们利用现场的塔吊作为中继点，中继点到远端的连接方式与前面的无中继方案完全一致，只是在中继点到和监控中心直接增加一对设备，考虑到这条链路需要同时传输15个监控点的图像，为了保证图像传输质量，设备采用300Mbps 5.8GHz 电信级一体化无线网桥。

六、Skywave无线解决方案特点和优势

天际通（Skywave）拥有强大的技术研发团队和经验丰富的高水平生产团队。我们自己研发和生产的无线局域网产品，市场定位准确，性能傲视群雄。

卓越的性能

天际通（Skywave）采用创新的无线宽带技术，提供超远距离无线信号传输和大面积无线覆盖。采用天际通（Skywave）无线网桥能够在相距达50公里的两点间建立起高质量的无线通信，传输性能稳定、可靠。同时，天际通（Skywave）的AP能够对分散于半径1.5公里

范围内的标准WLAN网卡，提供的无线信号覆盖。其覆盖面积超过同类产品达十倍以上。

◆多重功能

天际通（Skywave）的系列产品，其CPU拥有更强大的数据处理能力，可以支持更多更复杂的网络功能，充分满足各种不同网络建设的需要。天际通（Skywave）的电信运营级无线网络产品所拥有的特有功能，远远超过了一般市面常见的用于热点覆盖系统建设所用的AP 的性能。

◆耐恶劣环境的高可靠性、高稳定性

天际通（Skywave）系列产品采用了优质铝合金压铸工艺的外壳，完全密封，完全屏蔽，具有全天候使用，防水，防尘，防酸，抗振动，抗冲击，抗强电磁环境等出众的高稳定性、高可靠性特点。环境防护等级高达IP67。例如，虽然设备标称的使用最低温度指标为零下40度，而出厂前的测试采用更严谨的指标，所有产品都能在零下70度正常工作。严格的科学的环境测试手段和高超的工艺，保证了天际通（Skywave）产品能够行销全球。

◆系列完整，价格优势明显

天际通（Skywave）系列产品经历了数年的发展，形成了完整的系列。从802.11b/g兼容的产品到802.11a/b/g再到802.11a/b/g/n四种标准兼容的产品；从单一射频的产品，再到双频段双射频的产品；还有单一的AP产品到支持无线路由算法产品、支持AP＋网桥模式的无线网状网产品等。完整的产品系列，使得客户的选择余地更宽，更可以根据实际需要搭配系统，形成最优的性能，最经济的投资。同时天际通（Skywave）还对产品提供升级服务，充分保护了客户的长期利益。

◆服务本地化，供货周期短

天际通（Skywave）已逐步建立了遍布全国，布局合理的行销和服务团队。还在北京建立了技术支持中心，提供全方位的本地化技术支持服务，大大缩短了为客户服务的时间。可以保证客户以最短的时间享受来自原厂的优质服务。

七、产品选型和特点介绍

S W8000-A T E265G H z108M b p s室外电信级无线网桥/A P

Skywave（天际通）SW8000-ATE26电信级无线网桥/AP，工作在5GHz免许可频段，是一款符合

IEEE802.11a标准的室外型电信级无线网络设备。产品基于IEEE802.11a的OFDM（正交频分复用）技术，具有带宽高、距离远等优点，支持无线传输速率高达108Mbps。射频功率输出最高可达400mW。灵敏度高达-96dBm，采用N型射频接口，可以根据现场的情况外接不同型号的天线。

SW8000-ATE26产品支持点对点（PTP）和点对多点（PTMP）无线应用，具有无线漫游（WDS）、虚拟AP 等无线功能；同时还支持Routing、DHCP、MCL、WatchDog、NTP、WEB Server等功能。可将分布于不同地点和不同建筑物之间的局域网设备连接起来，应用范围广泛，抗干扰能力强，带宽高，采用全天候防风、防雨、防雷、防晒、防尘、防震以及散热设计，拥有超强的免维护特性，基于以太网线供电技术，易于在室外安装使用；由于无需铺设专用馈缆，可减少传输损耗、缩短施工周期，降低施工成本，为无线网络应用提供了可靠的、性价比极高的解决方案。

产品特点

◆性能优异：符合IEEE 802.11a标准，采用OFDM等先进技术；

◆组网灵活：支持AP，点对点，点对多点等组网模式；