用华夏盛iNET300网络电台实现无线局域网图像传输系统

       用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制，相对于架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等，具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。
深圳华夏盛公司SCADA系列数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，电台提供标准RS232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接，传输速率达19200bps，误码低于10E-6（接收电平-110dBm时），发射功率0.5-25瓦可调节，任何型号电台可设置为主站或远程站使用，无中转通信距离达50公里以上，能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容，可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全双工方式，收发同频或异频中转组网，并具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。
         随着科技的发展，移动语音、数据通信系统已经普及，越来越多的用户将关注的焦点转移到移动视频上面来了。在一些特殊行业如：军队、公安、武警消防等行业，移动信息系统需求越来越强烈，该系统不但需要解决现场图像、语音的移动传输，同时还需要实时数据双向传输，数据库资料查询等。
       基于移动应用的链路只能通过无线来实现，然而目前广为熟知的扩频微波虽然带宽较高，但受限于高频点，必须可视才可以通信，这种要求在固定点无线传输的应用方案中尚可采用，对于移动车辆来讲，高频段的无线产品基本无法使用，车辆在运动过程中，可能会经过不同的障碍物，影响无线传输。而且当车辆到中心点距离达到一定程度后，由于地球曲率及地面的起伏的影响，已经无法保证两点间的可视条件，高频段的无线设备已经无法正常工作。同样在城市内特别是一些大中型的城市，由于高楼林立，无法提供车载对中心的无线可视的环境，实现移动视频更是非常的困难，而一般的窄带产品，虽然具有频点低，绕射能力强，传输距离远的特点，但较低的速率很难能够满足图像传输的要求。
       iNET电台该设备采用先进的跳频扩频技术,设备抗干扰能力非常强。采用特殊加密措施，安全性能强。电台工作于340MHz频段，频点低，具有较强的绕射能力和穿透能力，传输距离远，同时由于该电台采用数字信号处理技术与FEC前向纠错技术，可使其具有较高的信号接收灵敏度并能保证信号的可靠传输，使其更适应城市无线环境比较恶劣的情况下应用。电台空中传输速率可达512/256kbps，能过满足一般图像的要求，同时设备提供一个以太网口、两个串口，配合视频服务器及其他设备，可以同时提供图像、话音、数据的解决方案。
       针对iNET电台传输速率不是很高的情况，而且需要同时传输语音、数据，我们选择了H.264视频服务器，该服务器采用目前世界上视频传输领域中更先进的技术，具有非常高的图像压缩能力，而且该技术针对无线传输容易丢包、误码等特点提供相应的修正工具。
       由于iNET电台具有以上的特点，我们可以在中心的高塔上放置一8.5dBi的全向天线，移动车辆上放一5.6dBi的车载天线，在视距情况下可以保证50KM的传输距离，如果有一定阻挡情况下，保证将方圆几公里到十几公里内的现场图像实时的传送回指挥中心。实现了移动视频系统的机动性和图像传输的实时性，提高了指挥中心对现场的指挥效率。同时，现场人员也可以通过这套无线专网系统实时的访问内部网，查询相关数据文件，实现现场办公，大幅度提高工作效率。
系统结构： 1、理论计算
相距较远的两个点之间能不能通？通了以后误码率是多少？抗干扰稳定性有多强？在理论上取决于如下两个因素。
A、视距传输
电波信号的传输根据工作波长（频段）的长短不同具有地面波传输（长波）、电离层反射传输（短波）、空中传输（超短波、微波）三种方式，我国无线电管理部门将专用无线数据传输业务主要分配到220～240MHz频段（另外还有800MHz、2.4GHz等频段），这个频段的电波传播是通过空中进行的。由于地球曲率的影响，两个点（天线高度分别为H米和h米）之间更大可视距离D公里为 假设主站天线架设在办公楼顶（高约100m），远程站天线架设在平房顶上（高约4m），则 考虑到230兆频段电波具有一定的绕射能力，该种假设架设天线，理论上更远可以通到50公里左右。
同样假设主站和远程站天线高都是1米（如手持），则理论上更大传输距离为6公里左右。
因此天线架设的相对高度是决定通讯距离的第一因素。
B、接收场强
电波从电台发出，经过馈线和天线，通过空中向远方传播，信号受到衰减，到远端接收机时，场强电平为
Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo
Pr：正常接收电平（dBm）
Pt：发信功率（dBm）
Gt、Gr：收发天线增益（dBm）
Lt、Lr：收发馈线损耗（dBm）
Lo：自由空间损耗（dBm），Lo=32.45+20logf (MHz) +20logD (Km)
       电波信号到达接收机的场强不同，解调输出信号的信噪比亦会不同，从而影响系统的判决造成误码。如果场强太小，即使距离再近接收机亦收不到。所以接收场强是决定通讯距离的第二因素。
       接收场强Pr与接收机的门限电平（即在BER小于10^-6时，接收机要求的场强电平值，不同的电台，该指标不同，一般为-110dBm）差距即为衰落储备。Pr与接收门限电平差距越大，衰落储备越多，抗干扰能力越强，误码越少，一般要求衰落储备在20dB以上。
2、实际测试
       由于现场的实际环境不可能是绝对平坦的，如有山丘、建筑物、树木，不同程度和方式影响电波的传播。因此，在工程实施前，必须进行现场电波传播和接收场强测试（准确到多少dBm），以便根据现场环境和工作要求，确定主站和各远程站电台的功率、天线类型、架设高度等参数，使上下行信号达到足够的抗干扰能力，才能实现有效可靠的无线数据传输。

       华夏盛iNET300网络电台为PLC与上位机之间提供双向透明高速可靠传输通道，电台配有电源、天线、馈线、避雷器（天线架在室外时）。电台及相应配套设备，根据地形和通讯范围及应用档次要求，有多种型号供选择。
有关技术指标如下：
1、iNET300型网络电台
1.1工作特性
数据速率：512/256Kbps以太网，1200-115200bps串口
频      段：336-344/902-928MHz美国ISM
扩频方式： 跳频扩频（FHSS）
传输距离：40公里
运行模式：接入点/远端双网关--提供以太网口和串口联接，可设置为接入点或远端双网关。
               远端串口网关--提供2个串口。
               远端以太网桥--提供以太网口，允许联接多个终端设备。
1.2物理接口
以太网：Ethernet 10BaseT,RJ-45
串    口：RS-232/V.24,DB-9F,DCE
          RS-232/V.24,DB-9M,DCE/DTE
天线接口：TNC母头
指示灯：Lan，Coml，Com2，Power，Link
1.3通信协议
无   线：CSMA/CA冲撞检测/避免
以太网：IEEE 802.3
             Spanning Tree (Bridging)
             IP(DHCP，ICMP，,UDP，TCP，ARP)
             Mobile IP
串    口：异步串口，支持多点串口协议，包括Modbus， DNP3,DF1,BSAP
1.4电台
载波功率：0.1 to 1 watt/5-15watt(选配)
输出阻抗：50 Ohms
占用带宽：312.5KHz
调制方式：CPFSK
接收灵敏度：–92dBm@512Kbps with 10^-6BER
                 -100dBm@256Kbps with 10^-6BER
网    管：HTTP (embedded web server)
               SNMPv1,MIB II,Enterprise MIB
1.5使用环境
工作温度：-30℃ to +60℃
湿    度：95% at 40℃ 非冷凝
输入电压：10.5-30Vdc (13.8 Vdc)
耗    电：Rx: 2.8W(10.5-24Vdc)
               Rx:3.5W(24.5-30Vdc)
               Tx:8W(10.5-24Vdc)
               Tx:9W(24.5-30Vdc)
冲击振动： 美国军标MIL STD 202F，810E，202D
1.6物理特性
机    壳：铸铝
尺    寸：3.15×17.2×11.2 cm
重    量：908克
外接接口：BluNET，CDPD
安装选择：平面安装支板，导轨，19’机架
2、开关电源（台湾名纬）
2.1、环境条件
2.1.1、工作温度：-20℃～+55℃
2.1.2、贮存温度：-40℃～+80℃
2.1.3、相对湿度：5%～95%
2.1.4、海拔高度：≤3000m
2.1.5、大气压力：70～106KPa
2.1.6、散热方式：自然传导散热
2.2、输入特性
2.2.1、输入额定电压值：220Vac
2.2.2、输入电压范围：165Vac～285Va, c
2.3、输出电气特性
2.3.1、输出额定直流电压：+13.8Vdc
2.3.2、输出电流范围：+13.8Vdc / 0A～6A 
2.3.3、稳压精度： ≤±2%
2.3.4、负载调整率：≤±2%
2.3.5、源调整率： ≤±1%
2.3.6、输出纹波：+13.8Vdc / ≤100ｍV
3、 主站全向天线（广东冠华）
频率范围：330～350MHz
带宽：9MHz
增益：8.5dBi
电压驻波比：≤1.5
标称阻抗：50Ω
极化：垂直
更大功率：150W
接头型号：SL16或N座
垂直面波瓣宽度：14.5°
长度：4.4m
重量：3.5kg
抗风强度：60m/s
注：玻璃钢分上下两段。
4、从站定向天线（广东冠华）
频率范围：330～350MHz
带宽：16MHz
增益：9dBi
电压驻波比：≤1.5
标称阻抗：50Ω
极化：垂直或水平
更大功率：100W
接头型号：SL16或N座
波瓣宽度：E面：48° H面：54°
前后比：≥14dB
长度：1m
重量：2kg
抗风强度：60m/s
5、馈线（珠海汉胜） 6、避雷器（天线架在室外时） 
产品型号： CA-23RS
主要参数： 频率范围：DC～2500MHz
电压驻波比：<1.5
标称阻抗：50Ω
接头型号：N-J
峰值功率：200W
放电开始电压：DC230V
插入损耗：0.1dB
外形尺寸：74×4.25×20（mm）
重量：100g 系统方案所需设备配置及价格如下：
1、上位机主站                                                       
含：
A、网络电台（iNET300型,5W，512Kbps）                           
B、电源（台湾名纬产S-50-12型，13.8V/4A）                         
C、全向天线（广东产TQJ-340C型）                                  
D、低损耗馈线（-7DFB，50欧姆）                                    
E、电缆头                                                              
F、避雷器（日本钻石产CA-23RP型）                                
 
2、分站                                                              
含：
A、网络电台（iNET300型,5W，512Kbps）                           
B、电源（台湾名纬产S-50-12型，13.8V/4A）                         
C、定向天线（广东产TDJ-340Y型）                                  
D、低损耗馈线（-7DFB，50欧姆）                                   
E、电缆头                                                             
F、避雷器（日本钻石产CA-23RP型）