平安城市无线视频监控解决方案

平安城市无线视频监控解决方案内容摘要：

技术方案建议书 第 11 页 第 3章、 技术解决方案 、 技术分析 目前 视频监控解决方案也有一些不足，这是由固定 监控和有线网络监控 解决 方案所决定的， 主要 存在以下三个问题： 1. 固定 监控 依然存在 盲点 2. 如果采用有线光纤方式解决，固定监控 实现全覆盖的监控，每添加一个点都要再施工布线，而且如果租用电信的专线每年要缴纳很大一部分的费用 3. 对于突发事件 ，临时监控是个大问题，每次都要出动大批的警力，采用 移动 视频监控，可以有效地发现问题和隐患并及时排除 根据以上分析， 平安城市 城区 的视频监控方案应该满足如下条件：  摄像头可以根据实际情 况 临时增加、 改变安放位置  在安装一个新的摄像头时，可以不铺设线缆 ，不受光纤点位置的限制  可以临时布监控点  支持移动监控 在 警用 车 辆或者应急车辆 内对现场进行实时监控并 回传 传输视频 综上所述， 固定监控＋无线监控＋移动监控都是现实生活需要的监控模式，只有把这些方式都结合起来才能更好地满足 城市 的需求。 视频监控方案包括：  有线网络 /无线网络  数字摄像头 /无线数字摄像头  硬盘录像机  监控软件 技术方案建议书 第 12 页 Strix Access/One 无线 网络具有自我组织、自动配置、性能自动调节、链路自动修复等特性，支持负载均衡 和冗余备份功能，为区域范围内的无线监控和移动无线监控提供了稳定可靠的承载平台。 基于 Mesh 技术的 Access/One 无线网络支持完全无线的方式进行网络建设，可以迅速地进行无线网络搭设，具有高机动性、快速部署展开的特点；同传统的有线和无线网络技术相比极大地降低了初期的安装和部署成本；仅需要在网络边缘加入新的 Strix 无线节点设备，就能达到网络扩容的要求，因此，有效地降低了网络建成后的运营维护成本以及网络的扩容和升级成本 、 无线系统特性 、 系统介绍 本方案采用 Strix Mesh 无线组网解决方案，实现城域无线网 络覆盖，对固定监控、移动监控和应急临时监控提供宽带无线接入。 室外无线基站对 区域 进行无缝的无线覆盖，保证 无线摄像机 在运行过程中 一直处于无线连网状态， 视频信号传输不中断。 公安和应急工作人员可使用宽带无线网络 ，对摄像监控信息进行远程查询，提高城市平安水平和网络使用效率。 技术方案建议书 第 13 页 系统 特性  区域中的固定基站采用 OWS2400系列产品 ，每基站提供直径为 1~2km的无线覆盖 （视具体监控摄像机的密集度而提供的覆盖范围有所不同）  固定基站的系统骨干连接 采用 频段的无线的方式 和有线方式相结合 ，配合 高增益 的 定向 天线，节省光纤架设和租用成本  固定基站与远端站配合，可采用有线方式直接连接摄像头，然后通过无线多跳组网进行回传 ，如下图所示： 技术方案建议书 第 14 页  远端站 和车载站点均 采用 HSx 产品 ，该产品是硬件指标与 Mesh 基站相当，非常适合作为远端设备和移动设备与 OWS2400 基站配合组网  考虑到对车辆移动视频监控“动中通”组网的支持，两个固定无线基站的间距不超过 2公里，部分狭窄路段或者多树木路段，两个固定无线基站间距不超过 1 公里  两个相邻的固定基站具有 15%左右的重叠区域，车辆移动到重叠区域，自动的、快速的完成切换，保证了流畅的视频（切 换时间小于 100ms）  对移动车辆进行无缝的无线覆盖，系统支持的移动速度高达 150km/h，完全可以满足系统需要  在视频传输的同时，该无线系统还同时支持其他的应用  数据传输  语音功能  以上应用可以和视频监控同时传输 、 工作方式 无线基础架构 系统 由 Strix Access/One 网络节点 ，使用 multichannel、 multiradio的方式组建 Mesh 无线网状网络。  Mesh 拓扑结构保证任何两个之间链路视距可达 ，基站 就 近相连  每无线网络节点内置多个功能不同的模块，分别处理用户接入和 Mesh 骨干业务，每跳带宽损耗低  每无线网络节点可采用多个不同的信道同时工作，全网充分利用了 和 5GHz 技术方案建议书 第 15 页 频段，提供效能并且避免大规模覆盖的干扰  支持高速移动 和快速切换 Mesh 基站配置 无线宽带系统中主要使用 三 种 Mesh 基站 :  监控中心 – OWS240030  中继节点 – OWS240020  边缘节点 – HSx 根节点 OWS240030 根节点 均须放置 1 台 OWS240030，该 Mesh 基站内置了 3 块 模块和 3 块 模块，可以为系统提供更高的整体性能。 按照实际环境的经验值，在 1 公 里内可提供 15Mbps 汇聚吞吐量。 该基站的具体配置如下：  OWS240030，无 线核心设备  OWS240030 有线接口与站点处的交换机相连 —100 兆以太网  OWS240030 无线空中接口汇聚站点周边的固定 Mesh 基站 — 空中接口  内置 3 块 11a 模块和 3 块 11g 模块  多扇区组区  每个射频模块均外接一个 120 度扇区天线  3 个 扇区 —汇聚该区间内的 无线中继节点 OWS240020  设备安装  抱杆 安装，安装高度取决于现场勘测结果  具体安装设备和天线参考 OWS安 装手册  供电选择  设备支持 本地 交流 或直流供电，交流电压范围 110240V，直流供电范围 1224V 无线中继点 OWS240020 无线中继基站使用 OWS240020设备。 该设备内置 2块 2块 模块。 两块 模块分别处理 Mesh 上行、 Mesh 下行的通信，保证了无线网络多跳的 技术方案建议书 第 16 页 高带宽和低时延。 该基站的具体配置如下：  OWS240020  内置 2 块 11a 模块和 2 块 11g 模块  多模块节点作为多跳 Mesh 骨干中继节点  1 个 模块 用于 Mesh 上行无线链路  1 个 和 2 个 模块用于 Mesh 下行无线链路 ，用于其他无线中继点或边缘节点接入  设备安装  设备和天线抱杆安装，抱风机杆安装  具体安装设备和天线参考 OWS安装手册  供电选择  设备支持 本地 或直流供电，交流电压范围 110240V，直流供电范围 1224V  若采用风能或太阳能供电，需要考虑系统设计，使系统在连续多个阴天的情况下依然可以提供充足的电量，保持系统正常工作 设备接口和天线配置如下图所示： 固定 Mesh 基站安装在专用的抱杆之上，配合 定向天线进 行设备无线互联和 无线接入。 如下图所示： 边缘节点 HSx 技术方案建议书 第 17 页 边缘节点采用 HSx 设备与中继节点相连，将现场监控信息回传。 HSx 设备内置 1 个 无线模块和 1 个 无线模块 ，支持 的无线链路的建立 ，设备提供 1 个 10/100 兆以太网接口， 与监测设备相连。 设备 配置如下：  HSx  内置 1 块 11a 模块和 1 块 11g 模块  双模多用途 Mesh 节点  任意一个模块 用于 Mesh 上行无线链路  另一个 模块用于 周边区域 无线终端的覆盖  10/100 兆网口连接 本地监测设备 接入其他视频、语音和数据终端  供电 直流范围： 1048VDC，正常工作耗电量低于 10W 、 Mesh 网络时延估算 操作 时延 回程数据包转发时间（基于 2020 pps) ms 1500 字节数据包传输 (基于带宽为 24Mb/sec 以上的无线网络 ) ms AP 数据包转发时间 (基于 2020 pps) ms 1500 字节数据包传输 (基于带宽 100Mb/sec 以上的有线网络 ) ms 总计 ~ ms 基于以上的数据， 在 采用无线互连的无线网络节点之间 传输 1500 字节的数据包 将带来3ms 左右的延时 ，也就是说在传输 1500 字节的数据包的情况下，每跳最多 带来 3ms 左右的延时。 、 链路信号强度预算 通常说来，由于较多的高大建筑物的影响，在城市范围内部署无线网络都会遇到非视距 技术方案建议书 第 18 页 (Line of Sight)问题，导致无线网络的中心基站与边缘基站之间存 RF 射频衰减因子模型为： ][)log (10])[(])[( 00 dBFAFddndBdLdBdL sf  节点之间的连接最大范围基于明确的视线条件，在天线波束 (Fresnel Zone)路径中没有任何障碍物。 实际应用中，使 10dB 的 Link Margin，保证 %的无线传输可靠性。 基于 RF 衰减公式和经验数据，对实际的射频情况进行精确的计算和规划设计。 在长距离的桥接的情况下，必须考虑地球的曲率引起的地表障碍。 应该架高天线，减小信号与地表接触所引起的信号削弱的可能，同时由于无线信号的传送不是完全直线的（ Fresnel Zone 现象） ,在架设天线的时候还必须考虑到 Fresnel 半径问题。 因此天线的高度必须结合这两种因素来确定，保证无线连接的稳定高效。 、 多普勒效应 对于高速移动和快速切换的应用中，需要考虑多普勒效应的影响。 当波源与接受方存在速度差异时，频率会有不同程度的 ―扭曲 ‖，这就是多普勒效应。 多普勒效应对电磁波（ RF 信号）同样具有影响。 波源静止，观察者相对于媒质运动 如上图 ,当观察者 O 向着波源运动时（ v0＞ 0）时，在单位时间内，原来处在观察者处的波面向右移动 u 的距离，同时观察者自己向左移动了 v0 距离。 这就相当于波通过观察者的总距离为（ u+v0），因此，在单位时间内，观察者接收到的 ―完整波 ‖数目等于（ u+v0）距离内的完整波数目，即观察者收到的频率为 S v1 u v0 O 技术方案建议书 第 19 页 式中 υ为波的频率。 由于波源在媒质中静止，波的频率等于波源频率，因此有   uv010 1 这表明，当观察者以速度 v0 向着静止波源运动时，接收到的频率为波源频率的 (1+v0/ u)倍。 当观察者背离波源运动（ v0＜ 0）时，上式仍然适用，只要将 v0 以负值带入即可，那时观察者接收到的频率要小于波源频率。 当 v0=－ u 时，则 υ0=0，相当于观察者随着原来的波阵面一起运动，也就接受不到振动了。 Strix 无线设备可以有效地处理多普勒频移效应带来 ，无线模块可以有效的控制多普勒频移带来。