肉类蔬菜流通追溯体系建设项目方案.docx
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肉类蔬菜流通追溯体系建设项目方案
长沙市肉类蔬菜流通追溯体系建设项目
肉菜批发与零售市场无线网络平台建设
技术方案
V1.0
广州飞瑞敖电子科技有限公司
2013年1月
更新历史记录
日期
修订版本
描述
作者
2013-01-18
V1.0
初稿，细节内容需要根据项目推进情况补充、修正
目录
一概述4
二无线组网网络架构5
2.1WIFI组网网络拓扑描述5
2.2无线覆盖范围与计算方法7
2.4无线覆盖用户接入容量设计8
三项目主要产品介绍8
3.1工业光载无线交换机8
四产品配置清单10
4.1一级批发市场产品配置清单10
4.2二级批发市场产品配置清单11
五WIFI组网优势及与3G/GPRS组网的对比12
5.1使用飞瑞敖工业无线产品的优势12
5.23G/GPRS组网的对比12
六公司介绍与应用案例14
6.1飞瑞敖公司简介14
6.2行业应用案例15
一概述
在肉菜追溯系统中，各级肉菜批发和零售市场在肉菜流通和交易过程会产生大量交易追溯信息，要高效，准确，快捷，实时地把交易信息收集和汇聚并上传到市级追溯管理中心数据库，需要部署交易信息感知终端和传输网络平台。
由于各级肉菜市场都属于公众市场，摊位众多，分布零散，市场人员来往混杂，货物进出频繁，在这种环境下，采用传统的有线网络的方式显然无法适应。
另外，随着物联网的快速发展和肉菜流通追溯项目的推广，在肉菜市场也开始部署越来越多的各种信息感知和读取终端，如RFID电子标签，带WIFI功能的溯源电子秤，手持RFID读写终端，便携式PAD等等，这些终端大多都支持WIFI功能，这样，利用WIFI技术组建信息传输网络无疑为一种最佳的选择。
广州飞瑞敖电子科技有限公司针对快速发展的物联网行业应用市场，研发和推出了采用WIFI技术结合光纤通信技术的工业级无线光载交换机。
产品通过结合标准的IEEE802.11协议以及光纤通信，采用有线光纤+无线射频共同覆盖的方式，采集市场内各类无线终端的信息，通过光纤传输汇集到市场内的有线局域网中，再通过专线的方式连接市级追溯交易管理中心，从而实现信息的稳定，可靠，实时，安全，低成本的传送。
二无线组网网络架构
根据肉菜交易市场的特点，结合项目的实际需求，飞瑞敖建议的网络架构如下图所示。
2.1WIFI组网网络拓扑描述
整个网络平台分为信息感知，射频接收，光纤传输，信息转换，有线局域网等五个部分。
信息感知：
采用带WIFI功能接口的溯源电子秤作为主要的销售终端和信息采集工具，在每一次的肉菜交易过程中，根据摊位档主的服务卡来标识交易责任人，实现食品信息录入、传递、记录，并向消费者打印质量溯源凭证（追溯码）。
这些信息采集后会实时通过WIFI接口上传。
同时，市场中还会存在一些手持移动式的RFID读写器，作为移动信息终端，一方面可以读取带RFID标签的食品的相关信息，一方面也以通过自带的WIFI接口将信息发射出来。
射频接收：
分布在市场中的多个远端射频单元，具备标准的WIFI功能，可对WIFI无线信号进行收发，完成市场的无线覆盖；同时，它还具有光电转换功能，将电信号转换为光信号，通过模拟光纤进行传输，使得机房中的无线交换机通过光纤+WIFI与市场中的无线终端（电子秤，手持式RFID读写器等）进行通信。
光纤传输：
采用模拟光纤结合光电转换器进行信号传输。
远端射频单元将收到的无线信号转换为光信号，采用模拟光纤，使得信号在光纤中安全，稳定地传输到位于机房中的无线光载交换机的光收发模块，以便做下一步的信号转换和处理。
信息转换：
光载无线交换机将接收到的光信号转换为电信号，通过WIFI协议与以太网的协议转换，将电信号转变成标准的以太网格式，进入本地局域网。
反过来也一样，本地局域网的信息通过无线光载交换机的信号转换模块，变成基于WIFI协议的无线信号，再转换成光信号通过光纤传输给远端射频单元进行无线覆盖。
有线局域网：
包括本地的以太网交换机，控制与管理终端服务器，防火墙等。
作为上行下达的平台，将市场内所有交易数据通过专线上传到市级中心，同时可以通过本地终端访问中心数据库。
2.2无线覆盖范围与计算方法
各级肉菜批发和零售的市场大小，摊位容量都不一样。
以一个一级批发市场为例，面积大小为15000平方米左右（150米X100米）。
以此数据为依据，要保证市场的每一个角落都有无线信号覆盖，可以按以下模型计算：
一个远端射频单元（以下简称AP）的覆盖半径，根据802.11b/g标准的AP覆盖的半径与传输速率的关系，在802.11b能支持的最大速率11Mb/s时，覆盖半径大约为37米（规划值），而在802.11g的最大速率54Mb/s时，覆盖半径只有11米（规划值）。
为满足市场中为数众多的无线终端的通信需求，此项目中统一按照覆盖半径为11米计算。
（此时为最大速率54Mb/s）
根据Z因子方法，单个AP的覆盖面积为下图中正方形的面积：
按照R=11米，Z大约为16米，单个AP可覆盖的正方形面积为256平方米。
按照15000平方米的市场面积，全面覆盖需要58.6个AP。
考虑到现场的一些复杂环境如隔间，干扰等等，AP的数量按照60个来部署。
如果一个二级批发市场的大小在1000平方米左右，那么需要的AP数量为4个。
2.4无线覆盖用户接入容量设计
由于802.11无线网络使用共享的机制，所以同一个AP下所关联的无线用户数量越多，每个用户所得到的带宽就会随之下降，因此，每个AP所能服务的用户容量也就有限。
以802.11g的无线接入设备举例，按照一个802.11g的AP设备理想状态下的有效带宽（实际吞吐量）为20Mbps计算，每个AP接入设备能接入40个左右的用户（每个用户按照512Kb/s计算）。
整个一级批发市场按照60个AP可以支持2400个无线终端用户，可以满足需求。
整个无线网络所能服务的用户容量与部署的AP数量有很大关系。
在建网初期，是通过较高成本的网络建设“一步到位”，建设成完全满足容量的网络，还是通过“循序渐进”的方式在初期只架设少量的设备以节约成本，日后扩充的方式，是网络设计者必须考虑的一个问题。
根据批发市场的运营特性，后期扩建会影响到整个市场的运作，飞瑞敖建议采用“一步到位”的覆盖方式，并留有一定的余量较为合适。
三项目主要产品介绍
3.1工业光载无线交换机
飞瑞敖自行研制的WCS2410B光载无线交换机与不断发展的WiFi网络技术保持同步，采用模拟光纤通信技术及射频交换技术实现了WiFi无线信号源的远端传输，分布，交换与控制。
以WCS2410B光载无线交换机为依托组建的物联网无线信息网络平台安全可靠，简便耐用，性价比高，易于与已有的网络产品进行集成，它功能强大，能够满足未来高性能物联网的要求。
作为一种以无线的方式连接网络终端设备的产品，WCS2410B系列主要以企业级WiFi接入点作为无线互联节点，以模拟光纤链路作为网络传输设备，以射频开关作为网络交换设备，提高了物联网平台的安全性，可靠性，灵活性和可扩展性，将交互式宽带无线物联网应用到智能大厦，工业自动化，追溯与物流管理，环境监测和灾难预防等各个领域，极大地拓宽了无线物联网的服务内容。
WCS2410B光载无线交换机主体由光载无线交换机、光载无线信号箱、光载无线天线盒及其控制和管理软件等四大部分组成：
①光载无线交换机：
信号的交换与重构，光/电转换
②光载无线信号箱：
WiFi信号的产生与处理
③光载无线天线盒：
信号电/光转换，无线射频覆盖
④系统软件：
WiFi信号的管理和控制
主要技术性能指标：
1、固定局域网接口：
10/100Mbps自适应；支持QoS
2、内置WiFi无线接入点支持8个：
支持802.11b、802.11g、802.11b/g标准；无线网络速度54Mbps；支持VLAN；支持WEP、WPA-PSK、WPA2-PSK加密
3、内置射频光调制/解调器：
频率范围1800MHz~2500MHz；发射光波长1550nm；激光器输出光功率4dBm±2dBm；光输入功率-18dBm~6dBm；光纤链路增益0±2dB
4、射频信号的光纤分布范围200~4000米
5、具有射频交换功能
6、无线接入点的集中配置和管理
7、远端天线的功率控制
8、WiFi接入点的频道自动分配
9、接入设备在远端天线间漫游时，实现无缝切换
四产品配置清单
4.1一级批发市场产品配置清单
设备清单及技术参数
序号
系统
名称
系统设备名称
数量
单位
主要技术参数
1
物联网工程信息平台套件
主机箱
8
台
支持射频交换和信道重构
支持远距离传输，即一组本地WiFi无线信号源通过模拟
光纤分到远端天线，模拟光纤传输距200-3000米
信号箱
8
台
支持802.11b/g
本地化管理，即本地可对所有wifi信号集中和统一管理实现可管、可控、可测
维护性高，AP数量可更改，可扩展
远端射频单元
60
台
带宽54M@802.11g，室内覆盖半径50米，室外覆盖半径100米
支持信号分路，即可将射频信号分为多路，支持远端信号发射与接收
交换机
8
台
背板带宽：
1.6Gbps；端口描述：
8个10/100M自适应RJ45端口
包转发率：
10Mbps：
14800pps100Mbps:
148800pps
传输模式：
全双工/半双工自适应
网络标准：
IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3x
工作电压：
9VDC
光载无线网络管理软件
1
套
信息平台射频参数管理和控制，频道设置，安全密码设置，网段管理，无线网络管理，信号强度和防干扰管理，接入设置管理，射频交换管理可实现光载无线传输链路按需选择
4.2二级批发市场产品配置清单
设备清单及技术参数
序号
系统
名称
系统设备名称
数量
单位
主要技术参数
1
物联网工程信息平台套件
主机箱
1
台
支持射频交换和信道重构
支持远距离传输，即一组本地WiFi无线信号源通过模拟
光纤分到远端天线，模拟光纤传输距200-3000米
信号箱
1
台
支持802.11b/g
本地化管理，即本地可对所有wifi信号集中和统一管理实现可管、可控、可测
维护性高，AP数量可更改，可扩展
远端射频单元
4
台
带宽54M@802.11g，室内覆盖半径50米，室外覆盖半径100米
支持信号分路，即可将射频信号分为多路，支持远端信号发射与接收
交换机
1
台
背板带宽：
1.6Gbps；端口描述：
8个10/100M自适应RJ45端口
包转发率：
10Mbps：
14800pps100Mbps:
148800pps
传输模式：
全双工/半双工自适应
网络标准：
IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3x
工作电压：
9VDC
光载无线网络管理软件
1
套
信息平台射频参数管理和控制，频道设置，安全密码设置，网段管理，无线网络管理，信号强度和防干扰管理，接入设置管理，射频交换管理可实现光载无线传输链路按需选择
五WIFI组网优势及与3G/GPRS组网的对比
5.1使用飞瑞敖工业无线产品的优势
光载无线网络以光载无线交换机为核心，其无线信号的产生、处理集中于内部，并使用光纤实现长距离、大范围分布，最后通过结构简单的远端节点完成网络覆盖,易于管理维护。
光载无线交换机采用的是第三代无线局域网技术，把基带信号处理、网络协议处理、射频信号处理都集中在机器上，而不是放在远端的节点上，并且光纤传输具有抗电磁干扰和防窃听的优点，这样大大降低了传统无线组网在远端节点进行协议信号处理所带来的被监听入侵泄密的风险，安全可靠。
产品优势：
1光载无线信号箱完成主要信号处理,其集中管理简单易行,功能强大
2系统主要部件集中于光载无线交换机,安全性和可靠性得到极大增强
3远端天线极为简单,其安装,维修和保养非常方便
4不同网络协议可共存于同一系统,加强网络间的互通性,降低建成本
5网络的升级与扩容简单方便,可任意附加各类增值业务
5.23G/GPRS组网的对比
3G/GPRS网络是运营商提供的公众网络，它的特点是广域覆盖，支持通信目标的高速移动，但是通信速率却并不高。
受限于广域覆盖，各种复杂的环境和城市工况，使得3G的实际通信速率和理论值存在较大差异。
目前以中国联通的WCDMA3G网络为例，很多时候实际下载速率大约在2–5Mb/s左右，上行速率更低。
肉菜交易市场的情况是，大部分电子秤/移动式RFID读写器并不支持3G/GPRS通信，而且这些电子秤只是散布在市场中，不具备高速移动的特性，仅需针对市场进行局部的覆盖即可。
大部分数据是通过电子秤上传到中心数据库，下行的通信数据很少。
因此，综合来看，用3G网络来覆盖肉菜市场并不是一个合适的选择，而且3G/GPRS网络采取按流量收费，每月/每年的通信费用也是一笔很大的开支。
相比之下，采用WIFI无线技术组网，虽然在前期的网络平台建设会占用一部分投资，但是这个投资是一劳永逸，后续的使用和维护都很方便，相当于组建了市场自己专用的无线覆盖网络。
另外，目前各类无线终端如溯源电子秤，RFID读写器，手持PAD终端等等，都支持WIFI，所以采用WIFI技术进行组网，对肉菜市场来说，是一个最佳的选择。
3G/GPRS组网与WIFI组网对比表
移动通信运营商无线广域网
WiFi光载无线局域网
覆盖范围
覆盖范围大
模拟光纤覆盖200~5000米；远端射频单元无线覆盖50~100米；满足菜市场室内网络覆盖需要
安全性
属于公用网络，受运营商限制，
安全性较低
信号可测、可管、可控，中央集中管理，安全性高
设备投入
采用3G/GPRS卡，设备投入费用较小
每个市场需要一台光载无线交换机，市场内铺设光纤和远端节点，初期成本较高，可支持通用WiFi设备接入
运行费用
长期依赖移动运营商，长期成本高。
以市场内100台电子秤计算，每台电子秤每天产生300个条码，每个条码20KB,则每年总共产生GPRS流量219G,总费用87600元；网络扩展还需增加流量费用
内部局域网，无需支付运行费用，运行成本极低；还可以运营市场内wifi网络，向市场内经营者收取上网月租
网络速度
低
高，802.11g:
54Mbps、802.11b:
11Mbps
网络扩展
扩展需要添加设备、不方便
内部局域网、扩展方便
灵活性
不灵活
灵活、支持通用WiFi设备接入
六公司介绍与应用案例
6.1飞瑞敖公司简介
广州飞瑞敖电子科技有限公司（以下简称：
飞瑞敖）成立于2006年，注册资本2138万元。
公司为客户提供中国领先的光载无线技术产品、完整的物联网解决方案和服务，致力于将光通信技术、无线局域网技术、嵌入式系统和射频识别技术（RFID）融为一体，构建基于WiFi国家标准和光纤无线电统一的物联网信息平台的高新技术企业。
公司总部设在广州，并在北京、河南、河北、辽宁、福建、安徽、贵州、江西、浙江、四川、山东、湖南、湖北、甘肃等地设有办事处。
飞瑞敖拥有国内一流的专家队伍及优秀的研发团队，并聘请光纤通信、无线局域网和计算机技术领域国际知名专家进行技术指导，已突破了光载无线交换机系统和WiFi网络器件研究中的多项关键技术，成功地实现了基于该系统的新一代物联网工程信息平台。
飞瑞敖秉承“以客户为中心、客户需求为导向”，持续为客户创造长期价值，为客户提供整体解决方案和服务，公司在智能电网、工业化信息化、医院无线覆盖、高校物联网实验室、港口码头、物流、环境监测等应用方面具有技术领先优势，并在市场上取得了相关的成功案例。
目前，飞瑞敖与北京邮电大学原校长林金桐学术团队、中国科学院深圳先进技术研究院射频集成电路重点实验室、广东省自动化研究所，形成省院产学研基地；承担并验收了南方电网深圳供电局的“光载无线技术在汽车充电站中的应用研究”项目，并制定“电动汽车充电桩光载无线通信系统设计规范”标准，首次将光载无线技术应用于智能电网和电动汽车充电站（桩）;与中国电信集团广州研究院取得合作，共同拓展行业应用。
核心技术：
光载无线通信技术
主营产品：
光载无线交换机光载无线网络管理软件
应用范围：
物联网实验室、灾难预防、环境监测、工业控制、智能医疗、智能大厦、港口码头、智能电网、智慧农业、物流仓储等
企业资质荣誉：
2012年1月飞瑞敖“光载无线交换机”获得科技成果登记证书；
2011年10月飞瑞敖被认定为广州市民营科技企业；
2011年8月飞瑞敖“光载无线交换机”获得科技成果鉴定证书；
2011年6月飞瑞敖获得高新技术企业证书；
2011年3月飞瑞敖获得科技型中小企业技术创新基金立项证书；
2011年1月飞瑞敖“光载无线交换机”认定为“2010年广东省高新技术产品”。
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