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提供针对不同行业的专业解决方案,产品广泛应用于平安城市、建筑工地、森林防火、油田矿区、水利监控(江河湖海)、轨道交通、应急布控、海上组网等各种固定及移动点之间通信系统,在无人机、无人车、无人船、机器人的系统均有广泛的应用。

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无人系统

输电线路MESH自组网无人机巡检通信系统方案

作者:张申    来源:深圳市腾远智拓电子有限公司   时间:2021 -07-09

高压输电

(图源网络,侵删)

一、背景概述

随着我国现代化与居民生活水平提升,社会对高压输电质量的要求持续提高。当前输电线路维护检修需融合故障检修、定期检修与主动检修模式,实现科学化、现代化管理,最大限度降低经济损失与安全风险。

 

现有电力线路巡检的无线传输手段存在二多二少痛点:窄带传输手段多而宽带传输手段少,现有无线专网以语音、报文传输为主,兼容互通性差,难以支撑文字、图片、图像等多媒体信息传输;固定骨干传输手段多而机动末端传输手段少,光纤、卫星等固定骨干网络稳定性强,但末端依赖短波、超短波或公网,带宽窄、管控难,无法满足大数据传输需求。

 

传统中心节点通信架构灵活性不足、缺乏自主中继能力,难以适配城市综合体、地下室、隧道等复杂场景。无中心自组网(Mesh组网)技术凭借自组织、自恢复”“多跳自动接力”“无中心等优势,大幅提升了应急通信的可靠性、环境适应性与实用性,已逐步成熟并深入应用。

 

Mesh组网以节点平等、独立为核心原则,节点间通过协商实现组网与数据传输,相比传统中心节点网络具备六大优势:网络健壮性强,自组织、自恢复能力突出;部署安装便捷,无需依赖关键节点,一键开机即可使用;结构灵活,支持节点动态增减与自动路由计算;采用同频技术,有效节省频谱资源;具备负载均衡功能,可规避网络拥塞;通过多跳实现非视距场景无缝覆盖。

 

 

 

二、需求分析

针对无人机输电线路巡检等场景,在无公网或公网信号薄弱环境下,装备需满足以下核心需求:

 

1. 自组网功能:以任意点为圆心,3公里半径范围内实现网络覆盖,保障通信通畅。

2. 点对点通信:作业队员间可通过自组网进行语音、视频交流,共享音视频信息。

3. 多对点通信:团队指挥员通过PAD等平台,实时查看各组队员的视音频及采集数据。

4. 点对远点传输:一线视音频经单兵装备传至现场指挥员设备,再同步至上级指挥室大屏;现场指挥员拥有管理权限,可选择性推送指定视音频至指挥室。

5. 专业通信耳机:适配不同作战环境,支持喉骨传导、隐蔽式、头骨传导等多种对讲耳机类型。

 

 

 

三、建设原则

1. 创新理念,紧贴前沿:立足电力发展新形势,借鉴信息化技术应用经验,聚焦应急通信指挥薄弱环节,采用成熟前沿技术,以高带宽、高速率、优体验为目标,最大化提升信息服务效能。

2. 平战结合,无缝切换:融合专网与公网技术优势,既具备数据、话音、短信、视频等综合通信功能,又满足可管可控、安全保密、灵活机动、稳定可靠、运维简便、高性价比的特殊需求。

3. 科学规划,突出重点:强化顶层设计,按重点优先原则分步实施,重点保障应急性、临时性、机动性任务,覆盖无公网区域、重点防控区域及小散远弱点位,确保系统实用管用。

4. 着眼发展,安全可控:紧跟移动通信技术发展方向,预留扩展升级空间,满足当前及未来多媒体业务需求;保障信息传输安全,支持入网鉴权、账号鉴权、存储防拷贝等功能。

 

 

 

四、MESH自组网方案设计

(一)整体架构

方案采用MESH无中心自组网模式,在指定输电线路的电力塔上布设自组网节点设备,设备架设高度建议不低于20米,实现指定区域局域网无线信号全覆盖。

 

无人机在信号覆盖范围内可自由移动切换,现场音视频通过自组网链路实时回传指挥中心;应急检修车可作为临时指挥点,与指挥中心互联互通。无线网络通道遵循标准TCP/IP协议,支持各类特殊功能数据传输。

 

(二)核心产品:微型机载MESH组网设备

该设备专为无人机、无人车、无人艇、机器人等轻量化组网需求设计,小巧便携、外观精致,可与手持单人系统、车载系统及周边基站组网设备快速构建立体互联互通网络。采用环状网络设计,避免环网堵塞,无需中心网关,任意设备均可实现自组网功能,单个节点掉线不影响整体网络通信。

 MESH自组网方案设计

核心功能

 

• 快速入网:开机即可快速接入网络,无需复杂配置。

• 路由快速更新:网络拓扑变化时,自动快速更新路由,保障通信稳定。

• 智能路由选择:根据网络负载实时计算最优路径,避开拥塞区域。

• 多小组快速合并:支持多个作业小组的网络快速融合,实现协同通信。


整体方案采用MESH无中心自组网方式,在指定输电线路范围内在电力塔上布设一定数量的自组网节点设备,根据现场实际环境,设备架设高度建议不低于20米,可满足指定区域内的局域网无线信号覆盖。

在实际应用中无人机可在信号覆盖范围内任意进行移动切换,现场音视频画面可通过自组网链路实时传回指挥中心。现场应急检修车也可作为临时指挥,并且与指挥中心进行互联互通。(无线网络通道协议为标准TCP/IP网络协议,如客户需实现其他特殊功能数据传输,只需遵照以上协议即可)。


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