基于无线自组网络的风电场安全作业生产管理系统设计

此外 ，无 线 ｍｅ ｓ ｈ也很好 的解 决 了传统 ｗ ｉ ｉ由于 同 ｆ
一
２ 风 电场 区无线 ｍｅ ｓ ｈ网络 的组 网方式
２ ． １ 无 线 ｍｅ ｓ ｈ自组 网方 式
在 中控 室 部署 中心站 ，实 现 与场 区外 部 网络 的连 接 。在 风场 内多 个 中心 点风 机 上 ，均匀 设 置 １ ～ ２个无 中心 基站 （ 根据 风 电 场风 机 的分 布 数量 来 决定 无 中心 基 站 的部 署 数 量 ） 。车 载 无 线通 信
基 于无线 自组 网络 的风 电场 安全作 业 生产 管理 系统设 计
龚 伟
（ 中能 电力科技 开发 有 限公 司，北 京 １ ０ ０ ０ ３ ４ ）
０ 引 言
风电场多处 山区 、矿 山 、草 原 、戈壁等边远地
网成本 ，真正实现 风电场 区内无线 网络 全覆盖 ，进 而做到场 区内作业 人员全过程全状态监 控 ，杜绝安 全生产事故 。
区 ，且 覆盖地域宽广 ，移动运 营商 的无 线信号无法 覆盖或信号强度不够 ， 工作人员在场 区内 、 塔筒 内 、
１ ． １ 无线 ｍｅ ｓ ｈ与 其他 组网技 术的对 比
（ １ ）更 可靠 的安 全性 ，无线 ｍ ｅ ｓ ｈ组 网的 网络 拓 扑 结构 不 同 于 以往点 对 点 的星形 结 构 ，如现 在
ｗ ｉ ｉ经 常 出现 业务集 中 ，骨干 网拥堵 ，有掉线 及连 ｆ 线 困难的现象 。 （ ２） 从 最 Hale Waihona Puke Baidu传输 速 率上 比较 ，无 线 ｍｅ ｓ ｈ最大
机舱 内作业时 ，移动或 网络信 息无法得到保 障 ，远
距离 的即时沟通和协作 出现 困难 ， 风 电场安全 管理 、
１ ３ 常检修 、维护作 业等方面存在较大管理难 点。因
一
热点接人 数过多易拥塞 的情况 ，如果 接入请求过
多可 以选择 其他路径 ，由于呈 网状分 布使的丢包率
得 以控制 ，单 一路 由转发不成功 ，改由其他路 由处
理 ， 见表 ２ 。
表２
Ｗ ＭＮ与 ｗｉ ｉ ｆ 对 比
可 扩展 性 健 壮性 强 可 靠性 强 建设 费用 低 廉
比拟 的 。
～
５ ４ Ｍｂ ／ ｓ
一
３ Ｇ
４ Ｇ
１ ４ ． ４ Ｍ ｂ ／ ｓ
１ ０ ０ Ｍ ｂ ／ ｓ
较 高
较高
低
低
高
高
１ ． ２ 无线 ｍｅ ｓ ｈ组 网与传统 ｗ ｉ ｉ比较 ｆ
无线 ｍ ｅ ｓ ｈ组 网是在传统 ｗ ｉ ｉ基础上发展 而来 ， ｆ
系统 由中心站 、无 中心 接续站 、车载通 信 站 、 手 持多媒 体终端等组成 。
（ １ ）中心 站 由全 向 天 线 阵 列 、ｍ ｅ ｓ ｈ网 主机 、
ｍ ｅ ｓ ｈ 技 术作 为 一种 成熟 的组 网技 术 ，可 以很
速率为 １ ０ ０ Ｍ ｂ ／ ｓ ，从 这方 面来 考 虑 ，无 线 ｍ ｅ ｓ ｈ 组
网可 以作为没有无线信 号覆 盖的地 区的非 常优 秀的
一
种组 网解 决方案 ，见表 １ 。
（ ３）从成 本上 考 虑 ，架设 ３ 、４ Ｇ基站 成 本 非
好的和 ３ Ｇ通 信 技 术 、８ ０ ２ ． １ ｌ 、８ ０ ２ ． ２ ０等 无 线 接 人 方式 相融 合 ，是新 型的 网络架构 模式 … ，利 用 ｗ ｍ 和ｍ ｅ ｓ ｈ 相结合进行 组网 （ 即ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｓ ｈ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ． ＷＭＮ） 。可 以大大 提高网络覆 盖范 围，同时降低组
自动 选 择 路 由，实 现 与 风 场监 控 室 的即 时 通信 ，
如图 １ 所示。
无线 ｍ ｅ ｓ ｈ
强
传统 ｗ ｉ ｉ ｆ
弱
弱
一般
高昂
１ ． ３ 无线 ｍｅ ｓ ｈ组 网的能耗 问题
无 线 ｍｅ ｓ ｈ组 网的最 大特 点是 只要架 设 ｍｅ ｓ ｈ
图 １ 无 线 ｍｅ ｓ ｈ网络 组 网
常高 昂，而组建无线 ｍ ｅ ｓ ｈ网络 的成本 非常 的低廉 ， 覆盖 ２ ０ ～ ３ ０ ｋ ｍ 的无 线 网络架设 成本 甚 至可 以控 制
在十万元级别 。
§
风力发 电
Ｒ
表 １
各 组 网技 术 性 能对 比
安 全性
高
天线 ，保 证天 线 之 间 的信道 不被 遮 挡 ，就能 保 证
基 站 ，穿 行 于风 电场 内的任 意被 检修 风机 。风机 上 作 业 的 维修 巡 检 人 员手 持 移 动终 端 （ ｐ ａ ｄ或手 机 ） ，与 车 载提 供 的 ｗ ｉ ｆ ｉ 热 点 进 行 通 信 ，车载 系 统 通 过 自身通 信 设 备 与 厂 区 的各 基 站 动 态 链 接 ，
成本
低
组 网方式 最大 传输 速率
无 线
ｍｅ ｓ ｈ
扩 展性
高
正 常 通 信 。ｍｅ ｓ ｈ天 线 功 率 在 １ ２ ｄ Ｂ（ 大概 ２ Ｗ） ， 带宽 ２ ０ Ｍｂ ｐ ｓ ，单 跳 传 输 距 离 大 概 能 达 到 ｌ Ｏ ｋ ｍ 左 右 ，所 以无 线 ｍｅ ｓ ｈ能 在很 低 的功 耗 情 况 下覆 盖 相 当 远 的传 输 距 离 。 这 是 别 的组 网 方 式 无 法
此 ，需要一种灵 活 、成熟 、高效的组 网技术 实现全 风场无线覆 盖 ，从而实现风 电场安全生 产管理信息
化 的 目标
传输速 率可达 ５ ４ Ｍ ｂ ／ ｓ ，现有 ３ Ｇ无线接人 方式最大
传输 速 率 为 １ ４ ． ４ Ｍ ｂ ／ ｓ ，４ Ｇ无线 接 入方 式最 大 传输
１ 无线 ｍｅ ｓ ｈ网络 的 优 势
基 于 以上 述 列 出来 的无 线 ｍ ｅ ｓ ｈ技 术 的 优点 ， 可 以得 出结论 ： 无 线 ｍｅ ｓ ｈ组 网是 现下 风 电场 全场 无线覆盖 的最优解决方 案。
一
它 继 承 了传 统 ｗ ｉ ｉ便 于 接人 的优 点 ，同时 改 善 了 ｆ
ｗ ｉ ｉ ｆ 基 站数少 、 覆盖范 围小 、 伸缩性扩展性差 的缺 点。