输电线路MESH自组网无人机巡检应用

         随着我国现代化水平以及人们生活水平的不断提高，人们在生活中对于输电特别是高压输电的质量要求越来越高。同时针对我国在输电线路的维护检修方面的现状。我们必须提高输电线路维护的意识，各单位根据设备的重要性，可控性和可维修性，需结合更高效全面的检修方式，故障检修定期检修主动检修一起，形成综合的检修方式，做到未雨绸缪，才能使输电线路管理更加科学化、现代化和合理化，把国民经济和人民生命与财产损失降到最低程度，加快我国现代化进程的步伐。
        目前在日常电力线路巡检巡修工作中现有无线传输手段难以满足各级日益增长的信息传输需求，具体表为“二多二少”：一是窄带传输手段多，宽带传输手段少。现有的无线专网系统多以语音、报文等单一传输内容，如短波、集群等为主，且各终端相互间兼容互通性差，对文字、图片、图像等多媒体信息的无线传输手段相对较少。二是固定骨干传输手段多，机动末端传输手段少。固定骨干传输手段以光纤、卫星等为主，且形成了多路由、多环路，单路由中断时，不影响骨干传输。机动末端传输手段主要还依靠短波、超短波等或公网实现，带宽窄、管控难、要求高，无法满足新形势下末端大数据无线传输需求。
       基于中心节点的传统通信架构由于缺乏灵活性及自主中继能力，难以满足复杂场景（如城市综合体内部、地下室、隧道等）的通信要求，近年来，基于无中心的自组网技术逐步成熟，深入应用。自组网技术依据其“自组织，自恢复”、“多跳自动接力”、“无中心”等优势，极大的提高了应急通信系统的可靠性、环境适应性与实用性。而无中心自组网技术（也叫做Mesh组网），是一种以所有节点“平等、独立”为原则的组网技术。节点之间不存在依赖关系，相互之间通过协商来进行组网和数据传输。相比目前基于中心节点的网络，无中心自组网技术的主要优势在于：

1)网络健壮性强：能够自组织、自恢复，网络稳定性与可靠性高；
2)易于部署和安装：不依赖任何关键节点，可以随机部署网络拓扑，能够做到一键开机即可使用；
3)结构灵活：网络链路自动维护，自动路由计算等；可随时接纳新入网节点，也可随时删除离网节点，无需配置，网络灵活性高；
4)同频技术：节点频率相同，有效节省频谱资源；
5)负载均衡技术：根据网络实时负载情况，自动计算并选择合适的端到端路径，避开拥塞区域；
6)非视距传输：通过多跳可以保障在非视距场景下的无缝覆盖。

需求分析

1)在班组作业人员执行无人机输电线路巡检任务场景下，为解决小组作业人员在无公网覆盖或公网信号弱等情况下的通信问题，提升工作人员在各种复杂环境下的实战能力，该装备需具备以下功能：
2)自组网功能。确保在无公网覆盖的地区以任选一点为圆心，3公里为半径的范围以内有网络可用；
3)点对点功能。作业队员之间可利用自组网进行语音、视频交流可查看周边队友所接触的音视频信息；
4)多对点功能。团队指挥员通过PAD或其他平台可实时查看各组作战队员所接触的视音频信息及其他采集数据。
5)点对远点功能。可将一线视音频通过单兵装备传输至现场指挥员手中装备，再由指挥员手中装备传输至上级指挥室大屏。现场指挥员有管理权限，可以选择性的将上级领导想看的某一单兵作战视音频信息推送至支队指挥室大屏。
6)通信耳机需满足不同作战环境下通信需求。

MESH自组网方案设计

整体方案采用MESH无中心自组网方式，在指定输电线路范围内在电力塔上布设一定数量的自组网节点设备，根据现场实际环境，设备架设高度建议不低于20米，可满足指定区域内的局域网无线信号覆盖。
在实际应用中无人机可在信号覆盖范围内任意进行移动切换，现场音视频画面可通过自组网链路实时传回指挥中心。现场应急检修车也可作为临时指挥，并且与指挥中心进行互联互通。（无线网络通道协议为标准TCP/IP网络协议，如客户需实现其他特殊功能数据传输，只需遵照以上协议即可）

产品推荐

        RE2600AC-D-1.4X2是一款基于高通11AC Wave2.0高性能三频MESH无线网桥，集成了两个独立互不干扰的高功率802.11ac Wave2.0 5G模块与一个1.4G模块。支持三频同时工作，5G_L 、5G_H可同时做为MESH双链路， 1.4G独立做MESH链路，搭配无人机ML182是一款宽带2*2 MIMO无线自组网模块，在有限的尺寸（105X63X9mm）重量仅为40g（不含散热片）内集在高达4W双通道高线性功放，支持点对点、点对多点，多点对多点自动中继、多跳，可与其它自组网整机设备互联互通，支持API接口二次开发，可广泛应用于无人机、无人船机器人自组网单兵等应用。

产品特点

       无中心同频组网，所有节点地位对等，即可以作为终端节点、中继节点或中心节点，亦可快速建立无线通信网。多节点快速灵活组网,同频组网可以支持60个节点以上。任意网络拓扑结构，MESH无线自组网系统支持任意网络拓扑结构，如点对多点、链状中继、网状网络及混合网络等高数据带宽快速移动，MESH无线自组网系统的峰值数据带宽为96Mbps（基于20MHz载波带宽）抗干扰性，可通过外接滤波器，有效抑制带外谐波干扰，提高信号的抗干扰性及信噪比。抗多径能力，MESH无线自组网系统抗多径能力强，且支持自动无线中继传输，系统内所有节点支持多跳中继（接力）通信，可适应多种地形和应用场景。
抗毁容灾性，MESH无线自组网系统在单个节点设备故障时不影响整个网络的使用。
安全保密性，系统通过设置工作频点，带宽、通信距离及组网模式等。
全IP组网互联互通，MESH无线自组网系统采用全IP的设计理念，目前支持各种数据的无差异化透传，易于与其他异构通信系统互联互通，实现多媒体业务实时交互支持多种业务，MESH无线自组网系统支持语音、图像、数据和定位信息（GPS/北斗）的实时传输。

机载设备场景应用

电力维修
解决高空作业人员与地面指挥人员的互联互通，由作业人员负载专业无线组网终端设备，将高空线路的实时图像传输到地面指挥平台，同时保障塔上塔下的语音沟通对讲，确保地面指挥人员及时根据视频画面做出作业指挥。实时有效的监督高空作业人员的正规操作，合理作业，大幅度提高线路维修的工作效率，更加有效的保证高空作业人员的人身安全。
公安警用
通过多网融合应急指挥软件，能够实现应急小组建立、用户集群、视频呼叫、应急集群、视频会议、电子地图等应急业务功能。遇到重大警情时，指挥中心能够实时了解前线工作人员所处位置以及周边状况。同时，应急指挥调度可提供灵活的调度手段，各部门、各单位之间可建立一个应急调度小组，指挥员可直接指挥组内人员，组内成员可相互沟通、前端人员同时可以根据需要直接向指挥员汇报，也可以将现场视频实时回传给指挥员，实现应急业务的扁平化指挥。
消防救援
一旦火警发生，每一秒都关乎财产人身安全，尤其是消防人员进入火场后，指挥员需要迅速与消防员建立沟通渠道，既要保证用最快的方法解除火情，又要充分保障消防员的人身安全。通过应急调度台，指挥中心可快速了解警情发生地点、现场实时状况、周边警力部署情况、警力增援状态，并根据部署快速建立其事故处理小组，第一时间到达现场，对处置人员、处置方法、围堵路线等进行最佳安排，快速处理突发事故。在消防救援中起到快速救援决策、生命财产保护的重要作用。
人防应急
通过应急指挥系统，人防应急部门能够在特重大事故灾害（火灾、雷电、台风、洪水等事故）事快速了解现场第一手资料，支援应急救援队伍，并快速制定应急预案及疏散避难对策，有效减少灾害带来的人员伤亡或财产损失，维护社会稳定。