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港口AGV无线覆盖方案

港口AGV无线覆盖方案


港口AGV无线覆盖方案

一.本案需求

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对港口AGV轨道进行无线覆盖,共18台AGV小车

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实时性

发送数据包延时低于20ms

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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

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稳定性

通讯数据不能中断

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并发性

每通道最多10Kbyte,至少同时发送6路数据

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系统安全性

确保网络的安全性,以防黑客侵入

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系统抗干扰能力

在中雨条件下,仍能正常工作

. 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

1APAGV无线通讯性能

A. 用于实现AGVAP通讯的天线选择:AGV上安装的天线使用5.1GHz12dBi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AGVAP距离最远时,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APAGV通讯的信号接收强度。

2MESH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5.8GHz23dBi的定向天线;

搭建轨道东西侧MESH骨干链路的天线选用5.7GHz23dBi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之间距离最远时,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(5.1GHz12dBi):

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AGVAP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(5.7GHz23dBi),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(5.8GHz23dBi),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(5.1GHz12dBi):

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AGVAP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:

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

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(5.7GHz23dBi)向轨道内侧倾斜20度,东西侧的一根定向天线(5.8GHz23dBi)向轨道内侧倾斜20

目的:选用5.7GHz5.8GHz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

3AGV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-63511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(5.1GHz12dBi),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

1A处(上图中距离轨道西侧105m处)安装AP

设备选型:1EKI-6340-2

其中使用第一个射频进行无线覆盖,第二个射频用于建立与中控室的MESH骨干链路

天线选型:212 dBi全向天线,123dBi定向天线

2B处(灯塔处)安装AP

设备选型:1EKI-6340-3

作为MESH Gateway,其中使用第一个射频进行无线覆盖,第二个与第三个射频用于建立与南北、东西走向轨道的EKI-6340-2MESH骨干链路

天线选型:212 dBi全向天线,223dBi定向天线

3C处(上图中距离轨道北侧第三个可安装AP处)安装AP

设备选型:1EKI-6340-2

其中使用一个射频进行无线覆盖,第二个射频用于建立与中控室的MESH骨干链路

天线选型:212 dBi全向天线,123dBi定向天线

4AGV小车端

设备选型:18EKI-6351

每个小车上安装1EKI-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412dBi全向天线,共7212dBi全向天线

选型汇总:2EKI-6340-21-6340-318EKI-6351

423dBi定向天线,7812 dBi全向天线

6.方案优点

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快速漫游

无线终端在iMESH AP之间切换的时间为20ms

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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。

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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

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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。

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支持数据的并发性

在本案中,每通道数据不超过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。

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无线覆盖的安全性高

研华iMESHAP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iMESHWPA+WPA2的安全措施, 可防黑客的入侵。

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无线覆盖抗干扰能力强

由上述计算AP/AGV间有30dB富余,APMESH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。

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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%~100%(无凝结)。

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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。

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无需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。

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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。

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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!



[ 本帖最后由 XDL 于 2013-7-23 15:51 编辑 ]
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