一.本案需求 n 对港口AGV轨道进行无线覆盖,共18台AGV小车 n 实时性 发送数据包延时低于20ms n 快速漫游 AGV小车的移动速度为20km/h(5.6 m/s),因此,需确保AGV在不同AP间快速漫游 n 稳定性 通讯数据不能中断 n 并发性 每通道较多10Kbyte,至少同时发送6路数据 n 系统安全性 确保网络的安全性,以防黑客侵入 n 系统抗干扰能力 在中雨条件下,仍能正常工作 二. 方案设计 1.方案设计图 2.方案设计要点说明 要点:充分利用无线信号的多重传输路径 本案中,AP覆盖信号、AP骨干链路传输无线信号、AGV车发射的无线信号均可能被遮挡,但是金属材质的集装箱与地面均会反射无线信号,因此,充分使用无线信号的多重路径将提高无线覆盖品质。 由于AGV车之间的天线可视距,因此,将移动中的AGV车安装的EKI-6351 作为MESH跳台,利用小车的前后车建立无线传输链路,将会产生更多的用于数据封包传输的MESH路径,充分接收经过地面反射、集装箱货柜反射的多重路径无线信号,无线信更稳定,确保了在天线被遮挡、无法视距、港口气候变化情况下的高品质无线覆盖。 3.无线性能说明 (1)AP与AGV无线通讯性能 A. 用于实现AGV与AP通讯的天线选择:AGV上安装的天线使用5.1GHz,12dBi全向天线;AP使用5.1GHz ,12dBi全向天线 B. 无线性能说明: 经由RSSI的计算,可以得知12dBi的全向天线在AGV与AP距离较远时,可以有30dB的富余,所以,即使小车车头或车尾的天线被遮挡、MESH骨干无线链路被遮挡、或者港口发生湿度、下雨等气候变化,12 dBi的全向天线所发射的信号经过多重反射、衰减后,信号强度依然足够强,满足AP与AGV通讯的信号接收强度。 (2)MESH骨干链路通讯性能 A. 用于搭建轨道南北侧MESH骨干链路的天线选用5.8GHz,23dBi的定向天线; 搭建轨道东西侧MESH骨干链路的天线选用5.7GHz,23dBi的定向天线 B. 无线性能说明: 经由RSSI的计算可以得知23 dBi的天线在骨干AP之间距离较远时,可以有43dB的富余,所以,即使MESH骨干无线链路被遮挡、小车车头或车尾的天线被遮挡、或者港口发生湿度、下雨等气候变化,23 dBi的天线所发射的信号经过多重反射、衰减后,信号强度依然足够强,满足MESH骨干链路上AP之间通讯的信号接收强度。 4.天线规划 (1)轨道南北侧、东西侧AP的天线: A. 用于实现AP无线覆盖的射频所连接的全向天线(5.1GHz,12dBi): 安装:全向天线向上倾斜20度,打向地面方向 目的:金属集装箱、地面反射无线信号,增加了AGV与AP通讯的无线信号传输路径,使用全向天线可充分覆盖、接收来自反射的无线信号 B.用于实现与中控室AP骨干链路的射频所连接的定向天线: 安装:上图中,南北侧轨道上安装的EKI-6340-2的定向天线(5.7GHz,23dBi),对打到中控室的AP;东西侧轨道上安装的EKI-6340-2的定向天线(5.8GHz,23dBi),对打到中控室的AP 目的:用于搭建MESH骨干链路,实现南北侧轨道、东西侧轨道的AP与中控室AP的通讯 (2)灯塔处AP的天线 A. 用于实现AP无线覆盖的射频所连接的全向天线(5.1GHz,12dBi): 安装:全向天线向上倾斜20度,打向地面方向 目的:金属集装箱、地面反射无线信号,增加了AGV与AP通讯的无线信号传输路径,使用全向天线可充分覆盖、接收来自反射的无线信号 B.用于实现AP骨干链路的射频所连接的定向天线: 安装: 若AGV小车装载的货物不会遮挡MESH骨干通讯链路,则中控室的定向天线直接对打南北侧、东西侧轨道处的MESH AP; 若AGV小车装载的货物会遮挡MESH骨干通讯链路,则中控室的天线安装方式如下:在方案设计图中,以灯塔所在南北向路径为准,南北侧的一根定向天线(5.7GHz,23dBi)向轨道内侧倾斜20度,东西侧的一根定向天线(5.8GHz,23dBi)向轨道内侧倾斜20度 目的:选用5.7GHz、5.8GHz不同频段的天线可抵抗互相干扰; 集装箱侧面、地面反射的无线信号,使用偏移20度的定向天线搭建骨干通讯链路,将增加骨干链路接收无线信号的路径 (3)AGV车安装的全向天线 安装:AGV车长15米,EKI-6351放在车的中间位置,采用功分器,将EKI-6351的1个端口的天线端口分解两个全向天线端口,共接四根全向天线(5.1GHz,12dBi),使用长度为7~8米左右的馈线,将四根分别安装至车头及车后尾各两根,离地面高2米左右 目的:充分接收来自地面反射、集装箱反射的各方向无线信号,增加AGV车与AP通讯的无线信号传输路径 5.设备选型 (1)A处(上图中距离轨道西侧105m处)安装AP 设备选型:1台EKI-6340-2 其中使用**个射频进行无线覆盖,*二个射频用于建立与中控室的MESH骨干链路 天线选型:2根12 dBi全向天线,1根23dBi定向天线 (2)B处(灯塔处)安装AP 设备选型:1台EKI-6340-3 作为MESH Gateway,其中使用**个射频进行无线覆盖,*二个与*三个射频用于建立与南北、东西走向轨道的EKI-6340-2的MESH骨干链路 天线选型:2根12 dBi全向天线,2根23dBi定向天线 (3)C处(上图中距离轨道北侧*三个可安装AP处)安装AP 设备选型:1台EKI-6340-2 其中使用一个射频进行无线覆盖,*二个射频用于建立与中控室的MESH骨干链路 天线选型:2根12 dBi全向天线,1根23dBi定向天线 (4)AGV小车端 设备选型:18台EKI-6351 每个小车上安装1台EKI-6351用于与EKI-6340进行通讯 天线选型:每个端口使用1个功分器,1台设备使用4根12dBi全向天线,共72根12dBi全向天线 选型汇总:2台EKI-6340-2,1台-6340-3,18台EKI-6351; 4根23dBi定向天线,78根12 dBi全向天线 6.方案优点 n 快速漫游 无线终端在iMESH AP之间切换的时间为20ms。 n 利用无线信号多重传输路径 本案中,AP覆盖信号、AP骨干链路传输无线信号、AGV车发射的无线信号均可能被遮挡,但是金属材质的集装箱与地面均会反射无线信号,因此,充分使用无线信号的多重路径将提高无线覆盖品质,而研华iMesh采用MIMO技术、灵活的天线的安装、利用移动中的AGV车安装的EKI-6351作为MESH跳台,利用小车的前后车建立无线传输链路,将会产生更多的用于数据封包传输的MESH路径,充分接收经过地面反射、集装箱货柜反射的多重路径无线信号,无线信更稳定,确保了在天线被遮挡、无法视距、港口气候变化情况下的高品质无线覆盖。 n 实时性高 依据设计架构,iMESH AP之间传输数据的平均延时将低于20ms。 n 无线覆盖的稳定性高 研华iMESH产品设计中,若意外发生中断,则根据上层通讯协议的重送机制,可确保数据封包传输不中断。 n 支持数据的并发性 在本案中,每通道数据不**过10Kbyte,至少6路数据同时传输,而研华iMESH AP支持WiFi a/b/g/n 2*2,理论数据传输率达300Mbps,实际环境中数据传输率达100Mbps,同时使用MIMO技术,提供2R2T天线,完全可满足本案中至少6路数据,每通道10Kbyte数据同时通讯。 n 无线覆盖的安全性高 研华iMESH的AP有认证及自我认证的功能,且自成一个MESH网络, 其它AP无法直接接入;且研华iMESH具WPA+WPA2的安全措施, 可防黑客的入侵。 n 无线覆盖抗干扰能力强 由上述计算AP/AGV间有30dB富余,AP的MESH骨干间有43dB的富余,对港口气候变化、中雨条件、车辆的阻挡有很高的抗干扰能力。 n 具有良好的温度特性 EKI-6340系列具有良好的温度特性,工作温度:-35~75℃,存储温度:-40~85℃,工作湿度:5%~**(无凝结)。 n 提供冗余电源供应 EKI-6340系列设备提供各两组DC冗余电源输入。 n *复杂的布线和安装过程 安装方式灵活,支持Pole安装、壁挂式、VESA安装,方便操作,体积小。 n 可扩充的动态配置 研华iMESH网络配置方便、灵活、易维护,iMESH的多跳结构和配置灵活也非常有利于网络拓扑结构的调整和升级。 n 整体投资成本低 相对于传统跳台无线覆盖,面对覆盖范围广、系统所需带宽高、信号传输存在障碍等情况下,布设大量AP以实现系统需求的高成本,研华iMESH解决方案整体投资成本低。 四.总结 研华完善的无线iMESH解决方案,采用自恢复&自组网算法、多跳算法、MIMO等技术,在港口AGV无线信号覆盖项目面临无线设备天线被遮挡、非视距、大量金属集装箱反射无线信号、快速漫游、实时性、稳定性、并发性、安全性、抗干扰能力等情况下,研华iMESH解决方案能够高速、实时、可靠、安全的传输监控信号,完全可以满足港口AGV无线信号覆盖系统的通讯需求!