WIFI无线视频传输技术在煤矿中的应用

WIFI无线视频传输技术在煤矿中的应用①

王淑玲

【摘 要】该文介绍了当前煤矿普遍采用以太网的数据传输方式来组建井下视频监控系统，其中各个传输环节均通过电缆或者光缆传输数字视频信号。作者在现有的以太网组网方式基础上提出视频采集设备与以太环网设备之间采用WIFI无线传输方式，同时设计了一套井下WIFI无线视频监控系统，并分析了视频监控系统采用WIFI无线传输方式的优势及发展前景。 【期刊名称】科技创新导报 【年(卷),期】2013(000)016 【总页数】2

【关键词】视频监控 以太网 WIFI 无线传输

随着我国经济的迅速发展，煤炭能源的消耗强度日渐加大，煤矿生产的安全事故也呈增长趋势。因此，对煤矿重要的作业区域和设备配置进行实时视频监控就显得更为重要和紧迫。通过视频监控系统，工作人员可以准确、方便、直观的获取井下信息，迅速有效地应对各种突发事件，减少人员伤亡和财产损失。 作为安防系统中一项重要的子系统，视频监控系统已从最初的模拟监控发展到现在的网络化监控。网络化、数字化、智能化已成为当前监控系统的主流产品。网络视频监控系统集音频、视频信号处理、系统信息管理、系统控制与网络通信于一体，为安全防范技术领域带来了一场革命，代表了视频监控系统的发展潮流，提高了煤矿科学精细化管理水平。

1 煤矿视频监控系统现状

一套完整的视频监控系统包括前端图像采集部分、数据传输部分以及视频显示

和存储部分。对于视频数据传输，当前煤矿广泛应用的主要是基于TCP/IP的网络传输方式。该系统最大的特点是采用了网络技术构成监视网[1], 方便了数据的传输与共享。这样的监控网可以构成某一范围内的监控, 也可以进入Internet 实现更大范围内的监视（如图1所示）。

通过结构图可以清楚的了解到，在现阶段煤矿视频监控系统中，视频图像采集设备即摄像仪可以通过两种方式接入井下以太网。一种是通过光纤与网络交换机相连，另一种方式是通过矿用网线与网络交换机或终端设备相连。

2 WIFI无线网络技术简介

WiFi是由一个名为“无线以太网相容联盟”（Wireless Ethernet CompatibilityAlliance,WECA）的组织所发布的业界术语，它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展，以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等标准的出现，现在IEEE802.11这个标准已被统称作WiFi。它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11 Mbps，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种802.11 DSSS设备兼容。由于WiFi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。

WiFi无线网络是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。在开放性区域，通讯距离可达305 m；在封闭性区域，通讯距离为76 m到122 m[2]，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。当今，无线网络技术越来越受到消费者的青睐，它将为消费者带来空前的便利，同时，也促使使用无线网络的企业体验到提高生产力带来的回报。伴随着802.11n标准获批，无线网

络WIFI技术也提升了一个新的高度，WIFI在各个领域的应用也越来越广泛。

3 无线网络视频监控系统方案设计

该文设计了一套基于现有井下以太网的WIFI无线网络视频监控系统。本套系统主要设备包括：本安型WIFI无线网络摄像头、矿用隔爆兼本安型网络终端、矿用隔爆兼本安型网络服务器、核心交换机、视频解码器、液晶大屏幕及监控主机等。井上局域网及井下主干网络在煤矿中已经广泛使用，在此不作详细介绍。主要介绍摄像仪接入以太网的方式。网络结构如图2所示。

摄像头采集的视频图像信号和音频信号经图像数字压缩处理后再经数字信号编码处理器处理后给出信号经振荡电路产生载波信号，经分频、鉴相、放大后送天线发射出去。再由网络终端或服务器接收处理后经光缆传到地面。

当井下网络服务器周围布置监控点的时候，摄像仪与服务器内的AP直接通信；当监控点距离网络服务器很远时（井下大于50 m），超出了AP的无线覆盖范围，就需要通过电话线连接一台终端设备与无线摄像仪通信。 3.1 WIFI无线网络摄像仪

该方案选择本安型无线网络摄像仪。摄像仪采用CCD传感器和高性能多媒体处理器Hi3512设计开发，采用嵌入式Linux操作系统，支持H.264 Main Profile视频编码协议，支持双码流，支持G.726/G.711音频编码协议，支持SD卡存储图像抓拍，支持标准RTSP协议，支持WIFI无线通信，是一款集D1高清视频采集、压缩、传输、存储、管理功能于一体的高性能本安型摄像仪。 本安型摄像仪适用于煤矿及其它类似场合的竖井、斜井或其它相似场所。主要由本安主板防护机壳，本安摄像头红外照明LED防护壳体、射频接收发射调制解调与CPU、逻辑控制部分和音视频处理PCB主板、耳机话筒、感应触摸开