一、       项目背景

随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡。8·12天津滨海新区火灾爆炸事故就是一个惨痛的教训。

消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。

此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对灾情作出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。

二、       需求分析

用户为消防部门研发多功能智能消防机器人，前期使用COFDM移动视频做为图传载体，基本能够满足消防部门的需求。但是随着消防机器人的应用越来越广泛，消防部门想要扩大机器人的应用场景，在一些情况比较复杂的环境（比如大型建筑的地下室、地下停车场等），原来的无线图传设备已经不能满足传输的要求，急需要一种新的无线传输设备和应用方案来满足消防部门的实际需求。

三、       无线传输方案设计

针对于用户的新需求，我公司对用户的实际情况进行分析。前期用户使用的移动视频无线传输设备主要是采用前端发射到后端接收的一对一的无线链路模式，采用低频的工作频率，在有阻挡的环境下也可以实现无线图像的传输，但是针对于特殊复杂的环境，由于在中间传输过程中信号衰减，后端几乎已经接收不到信号，因此需要一种新的无线传输设备和方案。对此，我们决定采用MESH自组网设备进行无线传输。MESH无线自组网传输技术是一种国际上最新型的无线传输技术，Mesh网络即“无线蜂窝网格网络”，它是一个动态的可以不断扩展的网络架构，任意的两个设备均可以保持无线互联。Mesh网络要比单跳网络更加稳定，这是因为在数据通信中，网络性能的发挥并不是仅依靠某个节点。在传统的单跳无线网络中，如果固定的AP发生故障，那么该网络中所有的无线设备都不能进行通信。而在Mesh网络中，如果某个节点的AP发生故障，它可以重新再选择一个AP进行通信，数据仍然可以高速地到达目的地。从物理角度而言，无线通信意味着通信距离越短，通信的效果会越好。因为随着通信距离的增长，无线信号不但会衰弱而且会相互干扰，从而降低数据通信的效率。而在Mesh网络中，是以一条条较短的无线网络连接代替以往长距离的连接，从而保证数据可以以高速率在节点之间快速传递。Mesh技术可以使WLAN的安装部署，网络扩容更加方便快捷。

使用MESH技术在此消防机器人项目中，具体应用拓扑示意图如下所示：

在上图上可以看出，MESH无线传输的主要特点就是自组网，在之前的点对点无线达不到要求的情况下，可以使用MESH无线设备进行传输，如图上所示，安装MESH无线设备的机器人同时可以承担作业功能和中继的功能。在地下多层停车场进行消防机器人应用时，先由第一台机器人进行地下停车场，当机器人行进到无线传输信号不佳时，可以停在当前位置，做为中继机器人使用，如上图中的1号机器人，停在地下停车场的一层和二层中间，保持无线信号和停车场出口的控制箱正常通讯。然后再使用2号机器人和3号机器人在地下停车场1层和2层进行查勘和消防作业。2号机器人和3号机器人不直接和出口的控制箱连接，而是通过1号机器人做为中继站的作用和控制箱连接。

在实际操作使用过程中，每台机器人的功能一样，都可以承担中继和作业的功能。根据现场情况随机使用。所有机器人上面的无线设备通电即可组网，无需其它复杂的设置。

在后端的控制箱操作界面，可以查看前端机器人之前的实时通讯信号，据此来判断机器人的进行距离。协助操作人员更直观的操作机器人，避免造成机器人信号中断，出现无法操控的情况。

四、       无线传输设备介绍

在此方案中使用我公司的SF-5800M无线产品，该产品是一组功能非常强大的产品组合，它可以采用多种通信组合方式，应用于不同的使用场景。可以在固定点安装，也可以在移动的车辆、船舶、人员、机器人等进行快速无线部署的场所。产品集成了基站通信、客户端通信、点对点通信以及有别于市面上大部分的MESH自组网设备的强大的MESH自组网功能和自动漫游功能。

先进的MESH设计理念，不需要中心网关，任意一台均可实现自组网络功能，在群组内任意一台设备掉线，在有效的天线覆盖范围内均会有对应的设备继续通信，保证网络不掉线。在实际应用当中，我们可以采用环状网络设计而不用担心环网堵塞的问题。同时，产品除了无线端具备MESH功能以外，自身的两个有线网口同样具备MESH功能，在实际应用环境中可根据需要进行选择使用。非常的灵活方便。多模的MESH兼具备援功能，在复杂的环境中可以保证更好的连线品质。

SF-5800M系列产品具备漫游功能，移动的状态下可以在不同的基站下根据信号强度进行自我判断切换，移动速度大于260km。比较适合道路、矿区、旅游区等具备车辆移动监控需求的场所使用。

该系列产品可以根据需要定制大功率的设备，功率可提升到3W传输功率，在大功率的应用中，并不衰减传输的吞吐量。在实际应用现场，如果需要更高带宽传输，我们的设备还可以采用无线链路聚合技术，让实际应用带宽增加一倍以上，即WTL通信机制（Wireless Trunking Link），根据设备自身的特点，支持点对多点、点对点、漫游、MESH自组网，可广泛应用于森林防火、原始森林、江河湖泊、矿区、无人机、机器人、管道、大型工业区、道路、电厂、电力、消防、公安、车辆、舰船执法等各种固定点和移动点的监控。

SF-5800M产品图片：

SF-5800M产品参数：