大庆油田无线视频监控系统解决方案
一、概述：
资源的重要性已经被广泛认同，油气能源更是被称为现代社会的血液，破坏分子对其也是“重点关注”。在国内目前的现实情况中，在油田开采、运输、管理的过程中，偷盗原油、破坏开采、传输设施等种种不法行为在各油田多有发生，已经给原油生产带来了极大的损害。虽然管理部门在目前的油田系统防护手段上投入了大量的人力和物力，但只是依靠现有的设备和不法分子做疲劳强度极高的人防巡逻的手段，始终见效不大。油田生产如何做到技防、物防、人防三者有效结合，经过长时间的探索和验证，事实证明必须依靠先进的安防技术手段，才能做到高效率的抓捕、扼杀、震慑油田偷盗、破坏者，才能够真正保证石油物资安全，这也是油田建设“数字油田”的整体框架内容之一。为此，通过对各油田现场环境的仔细勘察，并分析各种违法破坏行为的特点，伟福特科技专注于视频监控的专业无线传输品牌采用当前最成熟的微波通讯产品——无线微波，推出了领先的油田系统无线视频监控解决方案，以满足和解决油田系统对安全生产的监控管理。
二、技术需求：
在采油厂作业区目前最突出的应用需求就是视频监控。利用一套视频监控系统来实现对抽油机、输油泵房、集输中心的监控管理。在此无线视频监控系统中，有无线接入终端、无线回传基站、监控中心平台等等。无线接入终端实现对视频监控编码器的接入，通过高带宽、高可靠性的无线回传基站将多路视频信号回传至监控中心。在监控中心点实现对整个采油厂作业区的无线视频监控。
难点分析：
高带宽、高可靠性的无线网络回传。利用无线微波的点5.8G免申请无干扰频段可有效避免出现同频干扰问题。
技术方案：
采用无线接入终端和无线回传基站，构建高带宽、高可靠性的远距离无线网络，在此无线网络覆盖范围内实现无线视频监控、录像、存储、回放等。
三、系统设计要求
1、传输部分系统建设基本要求：
a) 无线网络传输距离远，点对多点组网方式不低于10公里；
b) 选用室外专用设备，按IP67标准设计；
c) 无线网络传输速率高，满足宽带数据、语音业务以及视频应用的传输；
d) 室外单元设计，方便安装调试与维护；
e) 采用的无线网络设备的抗干扰能力强，保密性好，安全、稳定、可靠；
f) 基站部分带宽扩充简单、升级方便；
g) 系统具有WLAN功能，具有频谱分析、通信质量显示以及QOS功能；
h) 系统扩展功能强，具备承载新的业务的能力。
2、工程安装要求
a) 两点之间必须是视通的（天线必须架设到足够高的铁塔、高楼或山顶上，具体高度须根据地形地貌及障碍物高度等因素而定）。
b) 可靠的220V AC电源。
c) 可靠的天线挂架（能牢固地挂架栅格/或抛物面锅状天线）。
d) 可靠的接地（天线和室内设备）。
四、方案介绍：
油田/油田天然气田大多位于沼泽、沙漠和盆地、浅海等区域，因远离城市地广人稀，交通通信等设施较为落后。基于WLAN技术建立无线局域网络，实现无线数据通讯，具有安装开通快捷、维护迁移方便、造价低等诸多优点。
油井采集数据无线传输随着技术的不断进步，油田所使用的钻探设备越来越先进，能够实时采集并记录钻探时的各种数据，而这些数据信息需要即时传送到监控信息处理中心，让监控信息中心能够随时了解钻探中的各种情况，并做出及时处理。基于这种实时数据稳定传输的需求，设计了以监控信息处理中心为中心，向各钻井作业单位辐散，形成一个点对多点的无线网络传输系统。
通过这样一个远距离实时无线传输系统，可以实现各采油作业区的采油生产数据（如采油量、含水量、温度、气压、停机等）与油田监控信息中心的实时传输，从而可以及时的了解每口油井的生产状况，极大地提高了采油生产数据汇总的效率和实时性，为油田的科学管理和安全生产提供第一手的科学依据，提高了工作效率，改善了工作方式。同时，伟福特的高性能无线传输设备，还充分保障了数据传输的快速、稳定和安全。油井实时视频监控对于油田、天然气田而言，安全生产显得极为重要。但由于油田、天然气田所处环境和生产作业地点的特殊性和复杂性，要运用传统的铺放线缆来对生产作业现场进行实时的视频监控，不但成本高、而且施工难度大、并且容易遭到不法分子对线缆的破坏。采用无线监控的方式，不但可以达到与传统有线监控同样的效果，还大大加快了整个监控系统建设、安装的速度，极大地节约了监控系统建设的成本。
凭借自身在无线监控领域中多年的经验，针对石油行业的特点，设计了适合的无线监控方案，并且已经在国内多个油田成功应用。通过这样的无线视频监控系统，可以对油田具体作业区域以及其它重点区域进行实时的视频传输监控，随时掌握生产现场的情况，保障了安全生产的正常进行。
伟福特的无线监控设备，目前技术最远可以将100公里外的视频图像信号稳定清晰地传送至监控信息中心。同时还拥有多种型号、规格的产品，能够适应复杂多变的环境，在恶劣的自然条件下也能够稳定工作，保证了整个监控系统高效、长期、安全地运行。
五、系统组成 ，产品照片
前端（监控点）：摄像机（防爆摄像机）,视频服务器（可接摄像机,烟感系统,红外报警系统,甲烷探测系统，音频等）。如果需要无线传输，还要选择无线微波.
后端（监控中心）：计算机服务器。如果无线，需无线微波架设。如需电视墙监控，需解码器。
六、系统原理：
无线数字监控系统概述：
无线视频语音系统，是微波扩频通信技术和MPEG4/H.264编解码压缩技术结合的产物.，将视频（video），语音（voice）编码后通过无线IP网络传输，实现远程无线监控。（如前端摄像头是网络数字的则无线编解码器）
前端由无线微波无线发射器,摄像机,云台,天线,馈线等设备组成。后端监控中心由接收端无线微波,监控计算机组成。
前端系统由以下几个部分组成：1、一体化摄像机。2、室外云台。3、室外云台解码器。4、网络视频服务器。5、无线微波。6、避雷器。7、室外天线。8、连接线等附件（也可连红外对射,报警器,烟感器等）
后端系统由以下几个部分组成：1,接收端天线。2,避雷器。3,无线微波。4,计算机。
七、方案优势与特点
方案特点：
有效的解决了，油田涉及范围广、距离远，有线敷设难度大，并对景区环境不破坏、投资高等问题。通过使用大功率无线微波设备，能够适应各种环境远距离传输替代光纤和专线，降低网络建设成本，减小投入。
无线网络组建简单，快速，工程周期较短。易维护，支持远程管理，减少后期维护费用。具有很高的灵活性、扩展性。后期系统扩容只需要增加设备即可，
并且高移植性保证了设备的高利用率。可靠性高，保证实时视频监控、数据传输。设备采用高工业等级标准设计，适应长时间室外各种恶劣环境下工作，具有很强的应用。
无线监控系统优势：
1、数字微波，系统链路稳定，点对点有效传输距离为5-100公里。支持点对多点及中继桥接功能，在有阻挡区域增加一套设备就能解决阻挡问题。
2、MPEG4/H.264编解码，更适合于无线网络传输。
3、采用数字微波扩频技术，抗干扰能力强，频率利用率较高，一个地区可以实现几百路图像传输而相互不干扰。
4、采用公用的2.4G或5.8G频段，无需营运许可证。
5、稳定性好，不死机，使用嵌入式操作系统。
6、 不受病毒侵袭，系统采用VXWORKS操作系统,安全可靠，WINDOWS系统的病毒无法入侵。
7、功能齐全，集成度高，具有动态IP功能，短信报警功能，红外/烟感报警功能。
8、施工快捷方便,价格合理。
9、系统具有未来的可扩展性。
八、天线安装要求
1、安装高度要求及注意
要求在视线距离内没有阻挡。
由于安装在塔上，塔的晃动对微波的接收有很大的影响，会使数据接收不稳定，请在调试时注意。
2、室外安装
固定微波天线及ODU的采用Φ40镀锌钢管，高度3m及以上，根据现场的实际情况调整，要求固定牢固。在砖塔上，除在巡逻道栏杆固定外，在塔顶用一根钢管与装ODU及天线的Φ40镀锌钢管固定。如果是铁塔，根据天线对准的方位，采用2米左右Φ40镀锌钢管固定在铁塔的栏杆上。
连接电缆：
一条以太网电缆连接到POE的输出端口。 另一条以太网络电缆 (RJ – 45；交叉电缆) 连接POE的输入端口。
3、天线和安全注意事项
请遵循如下注意事项进行天线安装:
l 对于大多数升降天线的安装，我们推荐您向专业安装人员咨询安全正确的方法。
l 考虑到安全因素,你不能触摸甚至是你身体的某个部分轻轻碰到一个正在传输的高增益天线。
l 使天线远离金属物体/不利因素。(暖气、空调管、大的天花板构架,建筑上部构造 、和主电源线)
l 当你在两个基站之间建立连接的时候，由于距离远推荐使用定向天线。 一个定向天线的发射面要与另一个定向天线发射面对上。
l 室外天线应该放置在足够的高度以避免以上所提到的由于树和建筑产生的干扰
l 天线塔应该与上方的高压电线保持安全距离。我们推荐的安全距离是两倍的天线塔高。
l 防止水渗进天线的电缆中并确保所有接入的外部电缆接口都已经密封完好。
4、基本天线对准
当你使用定向天线在两个微波之间通讯的时候,需要手动对准天线以便恰好执行微波的操作。定向天线的发射角度很小，大约是 15 到 25 度，而且抛物面天线的发射角大约是12.5度。 在微波被连接之后，使用测试连接的工具帮助测量二个天线是否对准。测试连接的工具能提供数据使你能够精确计量对准。
5、重检安装
当安装好微波而且对准天线后, 你需要确保所有的电缆连接畅通。
l 确保对准后的天线装置牢固。
l 检查连接在天线和微波之间的电缆是否牢靠。
l 确定接地线连接是否正确。
l 检查连接POE适配器的电缆连接是否正确。
l 确定从个人计算机或手提电脑到POE适配器的电缆连接正确。
l 确定POE适配器的指示灯是亮的。
l 确定你在安装期间使用的是合适的电缆。
l 确定所有接口都被密封完好。
l 在现场安装之前按你的需要配置好ODU 。
l 检查两边的微波无线电设置是否相同。
确保你已经分别设置了两边微波的MAC地址。检查完毕后，你需要进入网络用户界面进行连接性能测试，观察RSSI值是否在正常值范围内。 如果效果不是很好，你可能需要再次调校天线。
九、系统安全保护
前端基站部分
良好的接地设备安全防护的基础，根据对现场的初步勘察，每个基站的接地都不规范，甚至有站接地阻值超标，给设备的安全保护造成不利影响。另外，每个塔的避雷针已生锈，有些站避雷针高度不够，甚至避雷针已经不在，基于以上因素，建议用户对所有塔的避雷针重新处理，我们对直击雷防护提出要求如下。
A、直击雷防护
铁塔、砖塔担负着极其重要的作用，摄像机，云台、微波天线，风力发电机等重要设备均位于塔之上，因此做好雷电防护工作。
1、 塔上设备处于雷击防护区内，保护角度<30度。避雷针的引下线采用40*4热镀锌扁钢作为防雷引下线。
2、 线缆穿钢管或镀锌金属屏蔽软管进行保护，钢管或金属软管两端可靠接地，同时线缆的屏蔽层在两端与汇流排连接。
3、 联合接地的要求：接地阻值小于等于1欧。
直击雷防护接地与雷电感应防护接地、工作接地、保护接地与联合地网的引接点距离应不小于10米
雷电感应防护接地与工作接地、保护接地与联合地网的引接点距离应不小于5米。
当地网的接地电阻值达不到要求时，应扩大地网的面积（宽度和深度）、换土法和采用降阻剂。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体周边为封闭式,可辐射式延伸接地体，延伸接地体的长度宜限制在10-30米以内。
B、基站感应防雷部署
（1）基站通讯信息防雷部署
在防水控制箱到数字云台的视频线、电源线两端部署署二合一防雷器；在防水控制箱到数字云台控制线两端部署RS422防雷器；
在微波天线进入设备房端部署POE防雷器。
（2）基站电源防雷部署
在采用市电供电的指挥中心中继塔部署三级防雷。
a：电源一级防雷粗保护：在基站总电源入线处安装60KA电涌保护器。
b：电源二级防雷细保护：在基站接入防雷插座之前并联接入40KA电涌保护器，吸收低能雷电流和浪涌过电压，以保护设备的安全。
由于一级防雷器和二级防雷器之间的电缆长度不能达到10米，则需在一级和二级之间一个串联退耦器，以满足保护要求。
c：电源三级防雷防过压精细保护：在进入设备箱之前安装避雷插座1个，吸收低能雷电流和浪涌过电压，作为防雷三级保护。
传输拓扑图：
部份实用案例：
