河道无线视频监控技术方案.docx

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河道无线视频监控技术方案

XX港口无线视频监控

技术方案

一、项目概述

项目名称XX港口无线视频监控项目

（一）、项目背景及用户需求

1、项目背景：

XX，600余年的渔港古城，位于长三角经济中心区的南翼，浙江中部沿海，宁波市象山县南部的XX港畔，依山面港，陆地总面积119.5平方公里，其中沿海岛礁176个。

随着经济的发展，港口内陆河流与近海流域的船只不断增加，作业越来越繁忙。

海域附近的各种船只由于作业繁忙，事故也不断增加，如何更好的管理河流与近海内附近船只的安全运行成了海洋渔业部门的一个急需解决的问题。

由于船是在河流及近海附近作业，如何将船的时时视频信息传回监控中心，

远程对作业船只进行监控。

掌握船只工作的第一首信息，保证河流及近海附近航道的安全有序的运作，b配合整个社会的和谐发展。

本系统采用先进的无线视频传输技术，同时支持C/S结构的客户端监控和B/S结构的IE浏览器监控，还支持手机随时随地移动监控。

2、用户需求：

计划在各河道安装无线视频监控系统和河道水位遥测设备，在监控中心安装远程监控系统，因为监控点都在较偏远的山区、野外，没有宽带传输条件，如果租用光纤则费用太高，所以，主干传输网络选用TopWe公司的WLAN无线视频监控技术，配合目前疾速发展的3G数据传输技术、CDMA无线监控技术，完全可以满足常规的视频监控需求。

     纵观目前无线传输技术，利用WLAN传输方案是最为经济实用运行稳定的，此系统利用目前最有优势的基于2.4G频段的Wifi无线数据传输技术。

该系统以高效率图像的压缩算法为手段，以Wifi无线传输作为数据传输方式，通过现场终端和监控中心的信息交互，实现对远程作业现场的有效实时图像监控。

线方案进行视频传输。

视频采用D1格式传输、每路视频图像码流为1-1.5Mbps。

（二）、总体规划和设计原则

1、设计依据

根据中华人民共和国国家安全行业标准GB50348-2004《安全防范工程技术规范》、GB/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》、GA/T75-1994《安全防范工程程序与要求》及相关标准的内容，并考虑本系统今后发展扩充的要求，指定本系统的设计原则：

ØXXXX河道船载无线视频监控项目用户需求说明

ØGB/T2887-2000电子计算机场地通用规范

ØGB/50198-1994民用闭路监视电视系统工程技术规范

ØGA/T75-1994安全防范工程程序与要求

ØGA308-2001安全防范系统验收规则

ØGA/T367-2001视频安防监控系统技术要求

ØDB/T334-2001安全防范系统

2、设计原则

本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

1）可靠性

系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，所有整个无线网络的拓扑设计、设备配置、协议支持都必须充分体现出对高可靠性的支持。

无线网状网络不仅本身就具有高可靠性，而且还有高适应性。

在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

无线网状网具有自愈的能力，并不需要网络管理员手动完成新路由设置。

2）安全性

网络系统应具备多种可选安全机制，以适应不同应用情况下的需求；

3）开放性

无线视频监控系统以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。

4）可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。

同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

5）经济合理性

该系统具备只需一次性建设投入及后期相对低廉的维护费用的特点，而无需租用运营商光缆，长期成本更加经济合理。

同时网络设备及监控设备还可以根据实际需求在一定范围内进行迁移，保护投资；

站点数量设计采用覆盖和容量综合设计的方法，达到覆盖、容量、质量和投资成本的平衡，确保网络以最少的投资，满足用户的需求。

6）提高监管力度与综合管理水平

本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。

本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视情况。

闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平

二、项目建设技术方案

（一）、系统设计规划

1、系统带宽计算：

根据需求描述，项目一期有15个内陆监控点（每个船只监控点使用4只监控摄像机），视频预计视频使用D1（高清视频格式）格式传输，视频码流为2Mbps，只有视频码流达到2Mbps的时候，才能保证在监控中心解码输出高质量的视频画面，但码流高，如果网络丢包就会出现马赛克图像或者图像卡壳。

2、接入点设计：

接入点架设应遵循：

a、应建立在航道沿线能够无遮挡直视河道的地点；b、能够建立制高点的监控地点。

3、无线设备选型：

由于监控图像属于固定传输，建议使用外接天线型远端无线收发器或者无线DVS外接定向天线，以避免在传输过程中无线图像的失真等等问题，加强点对多点的无线传输。

4.接入点无线设备选型：

由于河道的地理位置以及制高点不相同，前端设备的天线则使用定向型天线，使无线收发器设备能无死角的与覆盖网络建立无线传输链路，达到无线视频数据传输的最好效果。

5.船载摄像机选型：

由于设备长期处于户外，潮湿、阴冷的环境中，建议使用，防水，防雾的一体化无线网络摄像机/无线网络视频服务器设备。

由于项目监控点有可能需要音频输出需求，无线网络摄像机/无线网络视频服务器设备均支持音频输入输出功能。

（二）、无线视频监控结构图

图1系统架构图

系统架设了VPN服务器，为监管部门开放视频监控端口和账号，使监管部门监控联动中心能通过公前端视频情况了解到最新的视频取阅以及视频控制、系统录像的检索、回放、下载等操作。

系统在监控中心部署了存储服务器，存储服务器配置了10T的存储空间，可实现无线监控点视频图像历史视频备份≥15天的需求。

系统所使用的网络摄像机及网络视频服务器设备采用H.264视频编码标准，图像达到D1（720*576）的分辨率，图像质量得到保证，船载网络视频服务器均带有基于G.722音频编码标准的音视频输入输出端子。

（三）、无线网络设计说明

图2应用场景图

1、在河道两岸及附近岛屿沿岸安装15到30（根据具体公里数量进行设计）台54Mbps无线收发器外接120/60度扇区天线（天线选型视具体环境决定）实现对北岸至南岸两条航道北岸部分的无线覆盖；河道两岸根据现场情况进行无线设备安装，54Mbps无线收发器外接120/60度扇区天线（天线选型视具体环境决定）实现对南岸至北岸两条航道北岸部分的无线覆盖；

2、在渡船、河道执法船渡船船载54M无线收发器设备，与两岸的覆盖设备建立无线链路，传输无线视频监控图像数据。

工作原理：

a、一体化网络摄像机采集的模拟视频信号直接采用H.264进行数字化处理；b、数字视频数据通过双绞线接入无线远端网桥;C、无线远端网桥外接全向天线将视频流媒体数据传到相应的无线接入点。

3、河道沿线无线接入设备落地接入有线网络，将船载监控设备采集到的数字视频回传到江心码头监控指挥中心；

工作原理：

a、无线接入设备通过与船载无线远端网桥建立通信，接收回传的数字视频；b、无线接入设备接入有线网络，江心码头监控指挥中心通过有线网络与河道沿线无线接入设备建立通信；c、无线接入设备通过有线网络与江心码头监控指挥中心服务器建立通信后，将数字视频图像传回监控中心。

（四）、河道无线监控点结构说明

图2

河道无线远程监控点的结构如上图所示，包括无线传输系统、网络摄像机两部分。

执法船只采用的防水，防震一体化网络摄像机采集到模拟视频信号，通过自身视频编码系统得到H.264格式的数字视频。

无线传输系统包括无线远端网桥和外接全向天线，之间通过射频馈线进行连接。

无线远端网桥与无线网络摄像机之间直接采用无线网络系统连接，数字视频通过无线远端网桥回传到河道沿线的无线接入点。

（五）、频率干扰处理的考虑

根据目前国内外固定无线宽带接入系统的建设经验，固定宽带无线接入系统干扰源主要来自系统内部的干扰和相邻系统间的干扰。

对于系统内部以及相邻系统之间的同道、邻道干扰抑制能力主要取决于系统的载干比（C/I）。

对于系统内部，可能的干扰有相邻扇区间的邻道干扰和相隔扇区间的同频干扰。

克服系统内部干扰的主要手段是采用合理的频率规划方案及发射天线的极化方式。

对邻道干扰，扇区之间最严重的干扰频率是两个相邻的载频点。

在网络规划时期，通过采用合理的频率规划方案，调整天线的极化方式以减少邻道干扰的影响。

对相隔扇区的同频干扰，在系统组网中目前主要采用背对背的频率2次复用，通过有效控制天线的前后比及天线的极化方式，来消除同频干扰。

同时在满足系统传输指标的前提下，尽可能地降低基站发射功率使得不同基站间越区干扰电平降到最低。

同时选择高性能天线，调整天线方向，合理设计扇区布局。

尽可能地利用建筑物的阻挡以降低不同蜂窝之间的干扰。

对于来自系统外部干扰，在站址选择时，要对地形、天线方位以及其它链路来的干扰等进行考虑，需要避开雷达、散射通信系统以及卫星通信等系统的外界干扰源。

因此对于干扰问题的解决，传播设计在无线网络规划中是至关重要的。

而在给定路径和当地气候条件下，天线高度是传播控制的唯一手段，具体方法的选用需根据实际情况而定。

当覆盖区域不重叠时，以邻道C/I作为干扰计算的依据；对于覆盖区域重叠情况，应保证基站之间保持足够的垂直和水平距离，并与干扰者协调，要求其降低功率，减轻干扰。

对于我们目前建设的网络来说，由于地处偏远，频谱较为干净，系统间干扰很少。

主要干扰将来自系统内干扰。

因此我们在前期规划时，根据现场实际情况，充分利用地形地貌，做好频率规划，合理的选择站址和天线的运用，将能很好的提高系统的性能。

三、产品介绍

（一）、TOPweAQ3000系列产品介绍

系统概述：

TOPweTWB-5000-DBH产品系列可提供高效的、高速的点对多点的网络连接，系统利用无线数据交换技术可以支持高速的IP服务如快速访问Internet和VPN网络等。

TOPweTWB-5000-DBH用户可以享受到永远在线的网络连接，以高达54Mbps的速率实现对Internet及其它IP服务的快速访问。

系统设计为类似蜂窝状，可构建不同规模和结构的系统。

一个系统可由许多蜂窝组成，每个蜂窝又包括几个接入单元可为密集居住区提供更好的覆盖。

TOPweTWB-5000-DBH是TOPwe产品家族的最新系列，它基于OFDM调制技术，工作在绿色环保免费开放的2.4G频段，极其适合行业用户的无线网络部署。

在成熟的具有丰富特性的TOPweTWB-5000-DBH系列的基础上，TOPweTWB-5000-DBH是宽带无线接入运营商提供语音和IP服务的理想接入网络和骨干网。

TOPweTWB-5000-DBH系统允许对用户设定最大信息速率（MIR）和保证信息速率（CIR），还可分别设置上行/下行链路的数据速率，支持各种QOS包、带宽分配和流量管理；系统完全支持VLAN（IEEE802.1Q），允许安全操作和VPN服务使得外出办公人员或远程办公机构可以方便地访问到他们的企业网络中。

此外，系统还支持符合IEEE802.1p的二层流量优先级和符合RFC791的基于三层流量优先的Tos。

TOPweTWB-5000-DBH的室内室外分体式结构设计可获得最佳的覆盖范围和性能，使用正交频分复用技术，具有更强的抗干扰能力，提高系统在非视距环境通信能力，可轻松安装并提供更好的覆盖范围。

系统采用低成本的电缆连接，简易的安装,快速的管理，以及与现有以太网络无缝的连接，可以确保最高的性能价格比。

快速和简易的网络安装和SNMP远程管理,TOPweTWB-5000-DBH可根据网络环境的需求变化，立刻方便的展开部署和进行扩展。

TOPweTWB-5000-DBH采用先进的安全系统设计，可防止遭受黑客攻击、数据窃听和恶意的侵入。

TOPweTWB-5000-DBH有高级安全特性，支持VLAN、ESSID、基于WEP的加密传输、限制管理权限，有丰富的过滤方式，利用过滤和流控制增强私密性和节省带宽。

产品优势：

Ø提供包括数据服务、安全性、QoS和VPN在内的最佳服务

高速、永远在线的Internet接入:

系统可为用户提供最高54Mbps速率的基于IP的快速接入服务。

用户接口为符合IEEE802.3标准的10/100BaseT以太网接口,带有DHCP和ARP广播过滤的桥接功能帮助实现包传输的优化。

基于包交换技术的系统提高了数据处理能力。

利用包交换技术进行数据传输比传统的基于电路交换的系统有许多优势：

给用户提供到网络的在线连接，可以快速访问各种服务；系统资源只在有信息需要传输时才占用而不象完全占用整个电路资源；还支持灵活的动态带宽分配。

增强的基于802.1P和基于优先级的ToS：

CIR/MIR设置支持对每个用户单元独立、上下行链路进行设置，可由服务商远程设置，支持多种不同类型的服务和价格策略。

与高速率相结合，永远在线的连接、支持CIR/MIR和VLAN的能力为用户提供不同级别的服务。

高级安全特性包括WEP128+AES加密认证和传输、协议过滤、及802.1QVLAN功能。

系统完全支持VLAN（IEEE802.1Q），和VPN可替代专线服务，允许远程办公人员方便地连接到他们的企业网。

Ø卓越的可靠性和坚固性

运营商级特性：

基站含有一个坚固的机架结构，支持冗余、热备份能力和UPS工具OFDM技术具有更强的抗干扰能力，提高系统在非视距环境通信能力，可轻松安装并提供更好的覆盖范围。

Ø最低的拥有成本

有竞争力的低成本和最小维护成本：

提供快速收回投资成本。

TOPweTWB-5000-DBH有几种类型的基站配置，提供先进、灵活的网络架构。

基站的低成本开发即使在初期用户数量很少时也可实现经济的运营。

数字、非电路交换的网络结构允许使用标准、低成本设备如hubs、交换机、路由器、网关/关守和SNMP管理工作站等。

此外还有如远程升级下载、信噪比显示、速率统计、版本信息等维护功能。

简单易用的基于SNMP的远程管理系统允许对单个设备和多个设备同时升级。

模块化和基站可扩展性允许根据需求快速提高系统容量

Ø最后一公里接入和骨干网解决方案

TOPweTWB-5000-DBH系列是理想的网络接入系统提供高性能、最佳的、丰富的接入特性。

TOPweTWB-5000-DBH2.4GHz和5GHz共存性使现有投资获得最大效益。

无线局域网和接入系统的骨干网解决方案：

具有运营商级特性如：

坚固的基站端机架且带有冗余、热备份功能。

快速、基于需求的开发利用已成熟可靠的TOPweTWB-5000-DBH系统实现相同架构，相似的安装、设置和管理特性

Ø广泛的互操作性和完备的解决方案

TOPweTWB-5000-DBH家族已经过语音网关、路由器、计费及性能监控系统等众多的产品测试如：

可确保适合客户需要的最佳性能。

（二）、TOPweTWB-5000-DBH系统组成：

TWB-5000-DBH

无线接入设备

用RJ-45连接头可直接与10/100Base-T骨干以太网连接，分标基站单元与独立基站单元两种。

TWB-5000-DBH

无线远端站

用RJ-45连接头可直接与10/100Base-T骨干以太网连接，可将远端网络通过基站单元连接到中心点，支持多达1024个工作站。

（三）、技术指标

型号

TWB-5000-DBH

TWB-5000-DBS

TWB-5000-BU

产品描述

室外型、超高防护等级IP67

点到多点，中继基站端

点到多点基站端

尺寸

335mm（长）×215mm（宽）×90mm（高）

接口

1×10/100以太网

发射功率

500mW

100mW

500mW

电源

802.3afPoE48V/0.5A

天线接口

2×标准N型天线接口

1×标准N型天线接口

工作温度

-40ºC～85ºC

工作湿度

0%~100%（非冷凝）

存贮温度

-55ºC～105ºC

存贮湿度

0%~100%（非冷凝）

整机功耗

19w

16w

安全规范

GB4943-2000，UL60950-1，EN60950-1，IEC60950-1

EMC

EN300328，EN301489，EN55024，CISPR22，EN61000

RF

FCCBulletinOET-65C，EN300328，EN301893

MTBF

>45000H

双模产品软件规格：

射频模式

IEEE802.11a/b/g

IEEE802.11a/b/g

IEEE802.11a/b/g

发射功率

27dBm

20dBm

27dBm

可调功率

1dBm

传输距离（外置天线）

最远50Km

最远10Km

最远50Km

安全策略

加密

WEP/WPA/WPA2/WAPI

用户隔离

支持

报文过滤

支持

SSID隐藏

支持

MAC过滤

支持

（四）、无线摄像机

TNC-S1164-H（无线网络摄像机）

产品特性：

Ø■支持远达300米远视距无线视频监控

Ø■支持IEEE802.11b/g无线传输标准

Ø■支持WEP、WPA、WPA2无线加密，SSL高安全连接认证

Ø■支持无线视频关键帧保护

Ø■无线视频传输时延≤100ms

Ø■支持MPEG4/H.264标准编码格式

Ø■支持PPPoE、DDNS协议

Ø■SONYSUPERHADCCD540TVL

Ø■照度最低可达0.0014Lux

Ø■支持D1,CIF,QCIF多种分辨率，双码流

Ø■支持硬件移动侦测

Ø■支持隐私屏蔽功能

Ø■支持SDK二次开发

机械构造：

Ø安装简易、快捷

Ø工作温度：

连续工作温度：

-40ºC--+60ºC

Ø符合IP56标准、CE、FCC标准

Ø尺寸：

见图

无线摄像机技术参数

型号

TNC-S1164-H

TNC-S1264-H

CCD参数

白平衡

自动

光圈

DC

传感器类型

540线1/3”SONYSuperHADCCD

最低照度

0.0014Lux/F1.2

CCD总像素

752×582

硬件及系统

无线输出功率

100mW

200mW

压缩方式

H.264/MPEG4

系统

嵌入式Linux

图像画质

D1/CIF/QCIF可选

移动侦测

有

压缩输出码率

32Kbps～4Mbps

音频

压缩方式

G.711

内置麦克

支持

网络

网络接口

1×802.11b/g，1×RJ45（10/100M自适应）

网络协议

HTTP,TCP/IP,UDP,DNS（FTP,SMTP,NTP,SNMP可添加）

工作环境

温度

-10℃~+55℃

湿度

85%RH以下

电源

DC12V/1.5A

无线安全

WEP、WPA、WPA2

扫描系统

隔行扫描

画质帧率

25bps/PAL

IE浏览

支持

DDNS

支持

PTZ控制

支持

报警联动

1出

功率

6W

7W

整机尺寸（mm）

144×78×58（长×宽×高）

重量

650g

（五）、无线收发器

产品特性

TWT-2000-H（无线视频收发器）

Ø■支持1～5公里远视距无线视频传输

Ø■支持WEP、WPA、WPA2、WAPI无线加密

Ø■无线视频关键帧保护

Ø■支持RS485、RS232、CAN工业总线接口

Ø■支持更人性化无线信号强度直观提示

Ø■室外型设计

Ø■最低3.5W低功耗，兼容7.5～24V直流/交流宽幅电压，可直接使用摄像机电源

Ø■精巧型防盗防拆卸，方便部署与监测拆装

产品特性：

型号

TWT-2000-S

TWT-2000-H

无线发射功率

200mW

500mW

产品描述

单模高性能室外壁挂

尺寸

170mm（长）×57mm（宽）×58mm（高）

接口

1×802.11b/g，1×10/100以太网，1×RS485，1×CAN

电源

本地供电7.5～24VAC/DC兼容

天线接口

1×标准RP-SMA型天线接口

工作温度

-10ºC～+55ºC

工作湿度

10%~90%（非冷凝）

存贮温度

-40ºC～85ºC

存贮湿度

10%~90%（非冷凝）

整机功耗

≤3.5w

≤8.5w

安全规范

GB4943-2000，UL60950-1，EN60950-1，IEC60950-1

EMC

EN300328，EN301489，EN55024，CISPR22，EN61000

RF

FCCBulletinOET-65C，EN300328，EN301893

MTBF

>45000H

工作模式

IEEE802.11b/g

发射功率

23dbm

27dbm

可调功率

1dBm

传输距离

1km～5Km

多SSID

支持

安全策略

加密

WEP/WPA/WPA2/WAPI

每SSID支持不同的加密、认证方式

用户隔离

支持二层转发抑制

支持多SSID之间的隔离

报文过滤

支持

SSID隐藏

支持

认证

基于MAC地址的认证、802.1X、PSK

MAC过滤

支持