煤矿井下无线视频监控系统的设计.pdf

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1、第24卷第4期湖南科技大学学报(自然科学版)Vo1．24No．420o9年l2月JournalofHunanUniversi~ofScience&TeChnoIogy(NaturalScienceEdition)Dec．2009煤矿井下无线视频监控系统的设计与实现刘艳兵1．2，杨维’．一，王曙光，李林涛(1．北京交通大学全光网与现代通信网教育部重点实验室，北京100044；2．河南理工大学河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室，河南焦作454~3；3．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京lO0o83)摘要：构建煤矿井下无线视频监控系统可有效弥

2、补有线监控系统的不足，提高煤矿井下视频监控的能力，对保证煤矿井下安全生产和抢险救灾具有重要作用．基于数字矿山综合无线局域网系统，设计了煤矿井下无线视频监控系统，完成了系统关键技术的开发与调试，并通过了煤矿井下实际测试．图7，参8．关键词：煤矿井下；无线局域网；无线视频监控；无线网络摄像机中图分类号：TD672文献标识码：A文章编号：1672—9102(2009)04—0016—05煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶信平台．数字矿山综合无线局域网主要由无线接入劣，容易发生事故．利用远程视频监控系统，地面监控点AP、网络路由器／交换机、地面服务器和数据电缆

3、／人员不仅能直观地监视和记录井下工作现场的生产光纤构成，网络拓扑结构如图1所示．情况，而且能及时发现事故苗头，防患于未然，也能为无线接人点AP是井下无线局域网络中有线、无事故分析提供第一手图像资料．因此，视频监控是现线网络之间的桥梁，由一个无线输出口和一个有线的代矿井安全生产监控系统的重要组成部分【l】．现在煤网络接口(802_3接口)构成．AP本身又兼具网管功能，矿使用的视频监控系统以有线监控系统为主，在视频可针对无线设备进行必要的管理．网络路由器，交换监测能力和使用灵活性等方面都有较大的不足．目前机在网络中除了作为路由／分路功能之外，主要用于已有多种煤矿井

4、下无线视频监控方案被提出，但现数据包的快速转发，它为数据帧从一个端口到另一个有的方案大都停留在设计阶段．为此，基于数字矿山任意端口转发提供了低时延、低开销的通路．地面服综合无线局域网劂络架构【研发了煤矿井下无线视频务器用于对网络中的所有设备进行管理，接收网络中监控系统，系统具有图像质量好、实时性高、扩容方AP发送的数据包，管理网络中的无线接入设备．调度便、多级远程访问等诸多优点．人员可以通过局域网或Intemet登录服务器，通过用户端或浏览器了解煤矿井下的生产、安全状况，并可1井下无线视频监控系统的设计对井下设备进行控制．煤矿井下视频监控系统的前端设备为无线网

5、络1．1井下无线视频监控系统摄像机．无线网络摄像机实质上是一个带WLAN无线无线局域网具有快捷方便的无线接人、灵活多变收发模块的网络摄像机，通过输入接口可以和镜头、的拓扑结构、易于维护管理、建设成本低廉等优点，是云台等连接．网络摄像机的主要任务是完成视频采构建数字矿山综合无线局域网络系统有效的无线通集、压缩、打包及无线传输，同时提供透明通道，支持收稿日期：2oo9—10—08基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(50534~0)；国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2oo7AAo6zlo6)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学)开放课题

6、资助项目(2007一o6)；河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室开放课题资助项目(HKL—G~801)作者简介：刘艳兵(1984一)，男，四川宜宾人，硕士，主要从事无线网络技术研究．l6无线网络摄像机云台控制及视频信号的在线检测等．路由器的支持．地面服务器包括视频录像数据存储服务器与视1．3无线网络摄像机与开发运行环境频监控服务器．视频录像数据存储服务器可采用磁盘阵列实现对录像文件的大容量存储；视频监控服务器为了实现基于煤矿井下无线局域网的无线视频实现对网络摄像机的访问、视频预览、网络摄像机配监控，作者采用了基于ARM+DSP嵌入式的无线网络置、转发网络视频等功

7、能．摄像机，其辅助设备包括云台、解码器等．无线网络摄像机采用H．264／AVC标准压缩算法，支持PAL和NTSC2种视频制式，支持D1高清晰的视频格式，还向下支持CIF、HalfD1格式[81．同时，视频码率16kbps一4Mbps连续可调，以及帧率1—25(PAL)或1—30(NTSC)rE连续可调；支持TCP协议单播方式、UDP协议单播方式和UDP协议组播方式的视频数据传输；支持802．11b／g无线局域网技术，采用网络自适应传输技术，可以根据网络带宽自动调整视频帧率；具有视频遮挡、移动侦测等功能以及PTZ云台控制功能；还支持多用户同时访问和多级用户密码权

8、限管理．煤矿井下视频监控系统的视频监控