一 、用戶需求分析
用戶的現場為安徽某國家自然保護區(qū)，為加強保護區(qū)內的管理，用戶需要在保護區(qū)內搭建一套無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。根據用戶的實際情況，在保護區(qū)內建9個鐵塔制高點，鐵塔作為網絡傳輸的主干節(jié)點和樞紐節(jié)點，在可視節(jié)點之間采用高速微波網橋組成主干傳輸鏈路，實現高帶寬、遠距離通訊。在每個塔上面架設3個大功率、定向WIFI熱點及Lora網關，實現WIFI信號以鐵塔為圓心360度范圍的遠距離覆蓋，為珍惜動植物視頻監(jiān)控提供傳輸鏈路并為森林環(huán)境監(jiān)測場、濕地監(jiān)測場、水文監(jiān)測場提供Lora物聯網絡。在9座鐵塔WIFI覆蓋范圍內，監(jiān)控端使用定向天線提高信號傳輸的距離和質量，實現距離鐵塔1~3km范圍的視頻信號傳輸，實現動植物監(jiān)測點的機動布設，同時在WIFI覆蓋范圍內，可以為巡護終端提供上網功能。
二、無線傳輸方案設計
用戶的保護區(qū)現場共有9個監(jiān)控點，分別為：空坑頭村-1；爐岙村-2；鳳陽山-3；黃茅尖-4；五岱嶺-5；橫溪村-6；燒香巖-7；橫源-8；相公帽-9，這9個監(jiān)控點，保護區(qū)監(jiān)控中心位于鳳陽山-3位置的附近。如下圖所示：
根據用戶的現場情況在地圖上進行海拔高度分析，由于有些點位的海拔高度比較低，所以在進行無線設備傳輸時，中間會有阻擋產生，無法進行有效的傳輸，此時就需要在監(jiān)控點之間尋找合適的中繼點。根據地圖數據分析，橫源-8點和相公帽-9這兩個點由于海拔位置較低，傳輸到最近的燒香巖-7點，如果直接進行傳輸的話，中間的山體都有阻擋，所以需要在中間確定中繼點。經過地圖上選點，初步選擇了中繼點2和 中繼點3兩個位置做為中繼點。中繼點2的GPS坐標為：###；中繼點3的坐標為：###。
另外一個中繼點選在鳳陽山-3附近，因為保護區(qū)監(jiān)控中心位于一個山谷內，海拔位置較低，從監(jiān)控點無法直接傳輸到監(jiān)控中心，所以在地圖上確定了一個中繼點1，坐標為：###，###，從這個中繼點的位置可以同時看到保護區(qū)監(jiān)控中心，鳳陽山-3，黃茅尖-4，空坑頭村-1。總體傳輸路徑如下圖所示：
下面對每一段的傳輸海拔情況進行圖示：
相公帽-9到中繼點3的距離大概為2.8公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
中繼點2到中繼點3的距離大概為3.7公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
中繼點2到橫源-8的距離大概為4公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
中繼點2到燒香巖-7的距離大概為1.9公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
橫溪村-6到燒香巖-7的距離大概為4公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
鳳陽山-3到燒香巖-7的距離大概為7.6公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
鳳陽山-3到中繼點1的距離大概為0.9公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
空坑頭村-1到中繼點1的距離大概為7公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
中繼點1到保護區(qū)監(jiān)控中心的距離大概為1.6公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
中繼點1到黃茅尖-4的距離大概為3.3公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
黃茅尖-4到爐岙村-2的距離大概為3.6公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
黃茅尖-4到五岱嶺-5的距離大概為2.5公里，屬于無阻擋傳輸，海拔縱切面圖示如下：
根據以上地形無線傳輸路徑及海拔高度的分析，9個監(jiān)控點到監(jiān)控中心的無線鏈路通訊是可行的。無線傳輸應用拓撲圖如下所示：
三、無線設備的選型
針對用戶高帶寬，大數據量的實際需求，推薦我公司的SF-5800AC無線傳輸設備。SF-5800AC骨干級MIMO室外型無線網橋基于最新一代的無線傳輸技術，支持802.11a/b/g/n/ac協(xié)議，在802.11AC協(xié)議下工作時空中速率理論可達867M。實測帶寬峰值可達680Mbps。適用于野外惡劣環(huán)境的無線網路連結服務，提供部署企業(yè)、工業(yè)用戶的高帶寬網絡連接和多媒體IP數據的傳輸需求，不僅適合網絡傳輸也適合大型IP監(jiān)控的需求。點對點傳輸距離3km時，實測傳輸帶寬可達420Mbps。
該設備工作于5G頻段, 信道資源豐富，具備極佳的頻譜效率，抗干擾能力強,擁有先進的優(yōu)先級控制，完美支持音視頻及網絡數據的傳輸。該設備支持中英文界面，操作簡單，去掉了繁瑣的操作方式，使調試更加快捷方便，有利于快速部署，非常適合工程技術人員的快速上手。供電采用DC24V或DC48V電壓輸入設計，而且設備實際功耗＜10W，在野外無市電的情況下可靈活搭配蓄電池、太陽能、風能等多種供電方式進行工作。非常適用遠距離高帶寬無線監(jiān)控。
產品外觀：
產品參數：
設備參數 | |||||||||||
處理器 | Qualcomm Atheros QCA 9563 (775MHz) | ||||||||||
無線芯片 | Qualcomm Atheros QCA 9882 | ||||||||||
運行內存 | 128MB DDR2 | ||||||||||
存儲內存 | 16MB | ||||||||||
調制方式 | OFDM: BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM | ||||||||||
頻率范圍 | 5.180 ~ 5.825 GHz | ||||||||||
頻寬 | 5, 10, 20, 40, 80MHz | ||||||||||
最高發(fā)射功率 | 30 dBm | ||||||||||
天線 | 兩個外接N型接口 | ||||||||||
其它特性 | 浪涌抑制器，看門狗定時器 | ||||||||||
有線 | |||||||||||
有線網絡 | 一個千兆以太網口 | ||||||||||
發(fā)射功率及接收靈敏度 | |||||||||||
TX規(guī)格 | |||||||||||
Data Rate | TX Power (per chain) | TX Power (2 chains) | Tolerance | Data Rate | TX Power (per chain) | TX Power (2 chains) | Tolerance | ||||
802.11a | 6Mbps | 27dBm | 30dBm | ±2dB | 11n HT20 | MCS 0 | 27dBm | 30dBm | ±2dB | ||
54Mbps | 24dBm | 27dBm | ±2dB | MCS 7 | 23dBm | 26dBm | ±2dB | ||||
11n HT40 | MCS 0 | 27dBm | 30dBm | ±2dB | 11ac HT20 | MCS 0 | 27dBm | 30dBm | ±2dB | ||
MCS 7 | 23dBm | 26dBm | ±2dB | MCS 9 | 22dBm | 27dBm | ±2dB | ||||
11ac HT40 | MCS 0 | 27dBm | 30dBm | ±2dB | 11ac HT80 | MCS 0 | 27dBm | 30dBm | ±2dB | ||
MCS 9 | 22dBm | 25dBm | ±2dB | MCS 9 | 22dBm | 25dBm | ±2dB | ||||
RX規(guī)格 | |||||||||||
DataRate | Sensitivity | Tolerance | DataRate | Sensitivity | Tolerance | ||||||
802.11a | 6Mbps | -96dBm | ±2dB | 11n HT20 | MCS 0 | -95dBm | ±2dB | ||||
54Mbps | -84dBm | ±2dB | MCS 7 | -77dBm | ±2dB | ||||||
11n HT40 | MCS 0 | -92dBm | ±2dB | 11ac HT20 | MCS 0 | -94dBm | ±2dB | ||||
MCS 7 | -77dBm | ±2dB | MCS 9 | -70dBm | ±2dB | ||||||
11ac HT40 | MCS 0 | -91dBm | ±2dB | 11ac HT80 | MCS 0 | -90dBm | ±2dB | ||||
MCS 9 | -65dBm | ±2dB | MCS 9 | -61dBm | ±2dB | ||||||
電源功耗 | |||||||||||
供電 | PoE 24V (LV version) IEEE 802.3af/at or PoE 36~56V (HV version) | ||||||||||
功耗 | <10 W | ||||||||||
環(huán)境 | |||||||||||
溫度 | 工作溫度:-20oC to 70oC; 儲存溫度: -40oC to 90oC | ||||||||||
濕度 | 工作濕度: 5% to 95% (非冷凝) 存儲濕度: 最大90% (非冷凝) | ||||||||||
物理 | |||||||||||
尺寸 | 210*210*70（mm）； | ||||||||||
重量 | 1.85Kg | ||||||||||
四、太陽能供電設備選型
1、SF-150W-18G
SF-150W-18G | |
MONO (單多晶) | Mono |
Maximum power (Wp) （最大功率） | 150wp |
Maximum power voltage (V) （最大工作電壓） | 17.6 |
Maximum power current (A) （最大工作電流） | 8.55 |
Open circuit voltage (V) （開路電壓） | 21.8 |
Short circuit current (A) （開路電流） | 8.59 |
Number of cells (Pcs) （電池數量） | 36（4*9） |
Size of module (mm) （太陽能板的尺寸） | 1480*680*35mm( 156x156mm cell) |
Maximum system voltage (V) （最大系統(tǒng)電壓） | 1000 |
Temperature coefficients of Isc (%) （短路電流的溫度系數） | 0.065+/-0.015%/℃ |
Temperature coefficients of Voc (%)（開路電壓的溫度系數） | -（2.23+/-0.1）mv/ ℃ |
Temperature coefficients of Pm (%)（最大功率的溫度系數） | -（0.5+-0.05）/ ℃ |
Temperature coefficients of Im (%)（最大電流的溫度系數） | +0.1/ ℃ |
Temperature coefficients of Vm (%)（最大電壓的溫度系數） | -0.38/ ℃ |
Temperature Range （工作溫度范圍） | -40℃～+85℃ |
Tolerance Wattage (e.g. +/-3%) （功率的公差） | +/-3% |
Surface Maximum Load Capacity（太陽能板表面可以承受的最大壓力） | 30m/s(200kg/sq.m) |
Allowable Hail Load （冰雹壓力測試） | steel ball fall down from 1m height |
Weight per piece (kg) （每塊太陽能板的重量） | 12.5 |
Junction Box Type （連接盒類型） | PPO, black |
Length of Cables (mm) （連接線長度） | 無mm |
Cell Efficiency (%) （電池效率） | >17% |
Output tolerance (%) （輸出功率公差） | +/-3% |
Frame (Material, Corners, etc.) （邊框材料） | Anodized Aluminum Alloy |
Standard Test Conditions（標準測試條件） | AM1.5 100mW/C㎡ 25’C |
Warranty （產品質量保證） | 3 years product warranty and 25 years 80% of power |
FF (%) （填充因子） | 75% |
Packing（包裝） | 中性 |
2、SF-NP12-200AH
電壓 | 12V | |||
額定容量 | 200Ah | |||
尺寸 | 總高度 | 240mm | ||
高度 | 216 mm | |||
長 | 522mm | |||
寬 | 240mm | |||
重量 | 60.0KG | |||
容量(25℃) | 10小時率(15A) 5小時率(24A) 1小時率(90A) | 200Ah 160Ah 120Ah | ||
1.5小時放到10.5V | 80A | |||
內阻 | 25℃充滿電的電池 | 3.8毫歐姆 | ||
不同溫度下的容量 | 40℃ 25℃ 0℃ -15℃ | 102% 100% 85% 65% | ||
25℃自放電率 | 存放3個月 存放6個月 存放12個月 | 91% 82% 64% | ||
端子 | T11 | |||
電荷（恒定電壓） | 周期 | 充電電流不到80A 電壓14.40-14.80V（14-16小時） | ||
浮動 | 電壓13.50-13.80V | |||
