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智慧线系统概述

本系统针对城镇综合管廊的管理、 维护和安全特性，打造的管廊内“物联网融合通信平台” ，实现移动通信、精确定位、入侵报警与无 线宽带四大(基础)功能，并在此基础上已经扩展人员管理、区域管理、安防系统联动、 智能在线巡检、环境监测等丰富的业务应用。

智慧线系统架构

综合管廊安防通讯一体化智慧线系统 ，可实现通信、安防、定位、巡检、应急等功能

综合管廊安防通信一体化智慧系统是针对城镇综合管廊的管理、 维护和安全特性，打造的管廊内“物联网融合通信平台” ，实现移动通信、精确定位、入侵报警与无线宽带等功能。

本系统包含电子巡更系统、人员定位系统、人员入侵系统，无线语音通信系统，无线视频通信系统，无线 AC 系统等，是一个综合性较强的系统。可提供无线网络覆盖、入侵报警、人员定位、无线语音通信、无线视频通信、在线式电子巡查等服务，综合信息控制器通过光纤环网将数据传输至地面综合管廊监控中心。

管廊地下手机信号无法覆盖，如何做到更安全、更高效的施工与运维？本系统适合综合管廊施工、运维期间的人员安防通讯体系建设，看下图：

综合管廊安防通讯一体化智慧线系统解决方案

• 电子巡更系统

对巡检人员的巡检区域、路线、停留时间等进行规划，记录，提醒，报警

• 人员定位系统

实时查看其置及行动轨迹，定位精度可达 1 米

• 人员入侵系统

及时报告入侵事件，并上报入侵点上至平台，入侵位置精度不大于10米，可同时检测多点入侵及并行上报入侵事件。

• 无线语音通信系统

可实现，点对点通信，广播通信，多对多通信等功能，通过数字语音网关与 PSTN 连接，实现内外网的互联互通

• 无线视频通信系统

全双工视频通信，通过终端 APP 将现场情况实时上传，实时视频通讯

• 无线 AC 系统

通过无线 AC 控制器可对综合控制器中的无线 AP 功能进行集中管理

• 智慧线一体化系统软件

包含智慧管廊数据中间件、语音通信平台、运行管理系统软件、网络控制器软件。系统集可靠通信、物联网接入、宽带无线接入系统于一体，为终端提供定位、语音、视频、通信、数据等丰富的应用业务。

本控制系统由智慧线、综合控制器、扩展基站、标识卡、智能手机、窄带无线通信模块、无线 AC 控制器、数字语音网关、管廊安防通信一体化系统软件等组成 ，是一个多功能系统，包含电子巡更系统、人员定位系统、人员入侵系统，无线语音通信系统，无线视频通信系统，无线 AC 系统等，系统可提供无线网络覆盖、入侵报警、人员定位、无线语音通信、无线视频通信、在线式电子巡查等服务，综合信息控制器通过光纤环网将数据传输至地面综合管廊监控中心。

本系统针对城镇综合管廊的管理、 维护和安全特性，打造的管廊内“物联网融合通信平台”，实现移动通信、精确定位、入侵报警与无线宽带等功能。

智慧线系统特点

简洁节约

多系统一次建设完成，规划、部署、建设简单，节省公共资源。

精度高、可靠性强

设备经过严格的防爆、高低温、电磁辐射、浸水、阻燃、抗冲击、拉伸、耐盐雾等测试，保证恶劣环境下的可靠工作。具备实时定位能力精度可达到 1米。

维护方便

系统智能自监控，故障自动告警现场快速修复无需专业工具或技能。

多融合、高质量

多系统融合，通信、定位、安防、宽带一体化解决方案。针对管廊环境设计的线缆型设备，实现 全管廊空间的高质量的通信

加密安全技术

采用认证、传输、存储、水印等多重加密技术和手段，防止侦听攻击和泄密，保证网络安全。

低总投入

避免基础网络的重复建设，节约综合成本。

产品介绍

智慧线

智慧线将射频单元、天线系统、人员定位系统及信号线、电源线等全部集成到线缆内，无外置天线，终端可通过无线接入到智慧线中，实现数据通讯业务，同时智慧线中的节点互相通讯，形成全方位微波阵列，实现防入侵及入侵跟踪功能。

工作电压：DC18-32V

工作电流：<= 700mA

功耗： <= 90w/km

供电接续距离：最长 500m

无线频率：2.394～2.505Ghz

射频发射功率：-28dBm～18dBm，可调

防护等级： IP65

扩展基站

扩展基站是智慧线的补充设备，主要应用在设备间、通风口、下料口等特殊区域，提供物联网通信平台接入功能，提供双向语音通信，提供 1 米精度的精确定位功能，提供防入侵信息的收集功能。

电压范围：DC 18-32V

最大功耗：0.2W

接口：1 路信号

1 路网络

1 路电源

最大发射功率：22dBm

无线频率：2.394～2.505GHz

防护等级：IP65

支持入侵探测、定位、无线语音等功能。

标识卡

标识卡是单一功能的智慧线专用定位终端设备，采用低功耗、微型化设计，用于目标物体的位置监控，同时具有一键 SOS 的功能。

参数如下：

防爆标志：Ex ib IIB T6 Gb

工作频率：2.394GHz～2.505GHz

最大发射功率：14dBm

接收灵敏度：-97dBm

定位精度：≤1m

电池：充电锂电池

最大使用时长：6 个月。

防爆手机

配套背夹式窄带无线通信模块使用，防水防尘防爆,支持定位、通信、巡检等功能。

操作系统 Android 11；

CPU 型号: Helio G88

CPU 核数:八核

双卡双待

屏幕尺寸: 6.5 英寸

分辨率:2400*1080 像素

屏幕触摸屏:多点触控，最多支持 10 点触控

屏幕色彩:1670 万色

后置摄像头:50M+8M+2M

前置摄像头:8M

NFC:不支持 RAM 4+2GB；

ROM 128GB；

4G 全网通

防爆类型 Ex ib IIC T4 Gb

5G 定向天线

5G 定向天线是综合控制器的补充设备，主要是应用在管廊内的防火区域，提供管廊内的无线网络覆盖功能，提供 300M 的信息通道，为今后的无线数据传输提供网络支持。

频率范围：5150～5850MHz；

极化方式：垂直+水平；

增益：18dBi；

输入阻抗：50Ω；

最大功率：20W。

综合控制器

综合控制器提供物联网通信平台接入功能，提供 2Mbps 的稳定、全覆盖的低功耗物联网数据传输通道，提供双向语音通信，提供 1 米精度的精确定位功能，提供防入侵微波阵列信息的收集功能；

电压范围 85～265VAC 47～63Hz

整机最大功耗：10W

满载最大功耗：400W

防护等级：IP65

支持 2 路智慧线接口；

支持 2 路扩展基站接口；

智慧线服务器

部署管廊安防通信一体化软件，主要部署运行管理软件、网络控制软件、语音服务软件等。

交流电源：220V±10%，50Hz±5%

功率：10W/主机或副机

环境温度：-10℃~45℃

相对湿度：8%~90%

架构：ARM 架构，32 位 CPU；

维护接口：RS232（串口）、LAN（RJ45 网口）；

最大端口数：512 个；

PRI 数字中继板数：1 块；

智慧线无线 AC 控制器

智慧线配套控制器，LIC 授权许可，支持 512 台 AP 管理服务；用于统一管理智慧线 AP。 产品特性：

四合一智能路由：多线接入、营销认证、AP 管理、广告投放。

全场景部署：网关、网桥、旁路认证营销。

内核态认证协议（WiFiDOG），稳定高并发。

认证加速、带宽节流、提高用户体验。

丰富的认证：微信连 WIFI、微信强制关注、短信、虚拟短信、APP 等

远程管理、配制下发、一键升级等云端管理功能，有效降低运维成本。

VLAN、超级 VLAN

智慧线一体化系统软件

包含智慧管廊数据中间件、语音通信平台、运行管理系统软件、网络控制器软件。系统集可靠通信、物联网接入、宽带无线接入系统于一体，为终端提供定位、语音、视频、通信、数据等丰富的应用业务。

本文目录一览：

• 1、常见无线通信协议详细介绍

• 2、无线电基站与基站之间怎么通讯

常见无线通信协议详细介绍

本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准，帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。

首先说一下IEEE 802.15.4，IEEE 802.15.4是一种技术标准，目前常用的无线通讯协议大多数是在802.15.4标准规定的底层协议基础上，开发的上层协议而演变出来的，它规定了低速率无线个域网 （LR-WPAN）的 物理层 和 媒体访问控制 ，并由 IEEE 802.15 工作组维护，该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础，另外像诸如 ISA100.11a ， WirelessHART ，WIA-PA ，  6LoWPAN 和 SNAP 规范，每个标准规范都是通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准，Lora是基于IEEE802.15.4g标准进行了上层标准的扩展定义，而IEEE802.15.4g是在IEEE802.15.4基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE802.11b标准创建的一种无线局域网技术，通常使用2.4G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802.15.1是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准，应用于无线个人区域网（WPAN）。可以说原版IEEE802.15.1来源于蓝牙规范并与蓝牙1.1完全兼容使用。

接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术，有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议，应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。

WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准，满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分，除了保持现有HART设备、命令和工具的能力，它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591（Ed.1.0），是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准，采用直接序列扩频（DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术，WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域，弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例，从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品，从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等，逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。

WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系，2008年10月，该规范获得了国际电工委员会（IEC）全体成员国96%的投票，成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802.15.4标准，通讯速率250kbps，频段2.4GHz，工业室内通讯距离200m，室外环境可达800m，数据可靠性大于99%，自适应跳频技术，避免干扰，冗余路由技术，自组织修复网络。同时支持HART命令，兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议，基于IEEE 802.15.4g标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段，包括433、868、915 MHz。

WiFi俗称无线宽带，又叫802.11b标准，工作在2.4GHz或者5GHz频段，最高传输速率能达到11Mbps，网络覆盖范围最高可达300m，适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致，所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中，也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中，这样，就可以利用已有的宽带有线接入资源，迅速地部署WLAN网络，形成无缝覆盖。

蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（ISM）频段。从目前的应用看，蓝牙体积小、功率低，其应用早已不局限于计算机外设，可以集成到任何数字设备中，尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点，一是全球范围适用，无需申请许可证，二是同时可传输语音和数据，三是可以建立临时性对等连接，四是具有很好的抗干扰能力。

窄带物联网（NB-IOT）是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求，制订的一个新的蜂窝物联网的标准（CIOT），这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准，主要是用在终端与基站之间的约定，包括物理层和数据链路层的一些设计规定。NB-IoT构建于 蜂窝网络 ，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用，基于IEEE802.15.4标准自主开发的一种无线通信协议，具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力，可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因，能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端，较往代产品效率提高近四倍。

1、更高速灵敏的反馈

基于高精度的网络同步性能，所有设备可以工作在最优的功耗状态下，保持全网秒级的响应速度，可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。

2、更丰富的应用方式

同步网络下的节点，真正实现协同工作，赋予数据在无线应用中时间的属性，无论星型，树状等网络模式，均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。

3、更低的维护成本

协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ，针对不同工况及应用需要，兼容有线状态分析系统的采集需求；时间同步及低功耗设计，在确保网络运行精准的同时，降低了设备的无效工作时间，使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗，可改善设备的维护周期，降低维护难度和平均维护成本，为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。

无线电基站与基站之间怎么通讯

有以下三种方法：

1、可以用微波设备或者无线网桥设备；

2、一套微波设备的效果和将两个基站用光纤连接同等效果；一套无线网桥设备的效果和将两个基站用网线连接同等效果；

3、双向传输数据大小：16个2M的微波最大带宽是32M，理论上可以同时双向传输16M；

无线电是指在所有自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一， 在各种射频规范书， 常见的有3KHz~300GHz（ITU－国际电信联盟规定），9KHz~300GHz，10KHz~300GHz。

基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。