基于无线多跳网络的矿井工作面视频监控系统

发布时间：2020-12-25 03:01

　　针对井下有线传输方式线缆部署难度大、线缆极易受到损坏及传统无线局域网通信距离较短、无法适应煤矿井下工作面狭长环境等问题,设计了基于无线多跳网络的矿井工作面视频监控系统。该系统由视频采集节点、无线多跳网络（含网关节点、传输节点及网络交换机）、客户端等组成。视频采集节点完成视频信息采集、编码和封装,并通过推流软件MJPG-streamer将采集到的视频以数据流形式发送出去;无线多跳网络通过最优链路状态路由（OLSR）协议进行自组网,实现采集节点与网关节点的连接;客户端接收来自各路监控的视频流,实现多路视频实时显示、远程监控、保存及回放功能。实测结果表明,经过3跳传输后,系统吞吐量为10.1Mbit/s,丢包率为2.2%,平均时延抖动和系统端到端传输时延等指标优于基于传统无线局域网的视频传输系统。实际应用结果表明,当工作面中各节点之间距离在70m以内时,系统运行效果较好;基于无线多跳网络的视频监控系统与基于有线传输的视频监控系统采集到的画面质量基本一致。 

【文章来源】：工矿自动化. 2020年10期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

矿井工作面视频监控系统结构

节点在硬件设计上基本一致，包括电源模块、射频模块、以太网模块、存储模块、时钟模块和USB模块，如图2所示。根据实际使用需要，采集节点和传输节点可取消USB接口设计，网关节点设计有较大的存储空间，客户端通过网关节点添加采集节点，对采集节点进行管理。主控模块：主要包括主控芯片QCA9558、晶振电路、复位电路、电源转换电路、滤波电路和调试电路。

现场视频数据采集通过摄像头实现，摄像头将采集的模拟信号转换成数字信号。视频服务器采用MJPG-streamer软件，这是一款开源的基于模块化设计的视频服务器软件。该软件可采用摄像头硬件压缩格式，减少对CPU的占用，特别适用于资源受限的嵌入式设备。MJPG-streamer软件使用其输出模块（output＿http.so）处理采集的现场视频信息，生成TCP形式的数据包，借助httpd服务器向视频监控客户端软件发送视频数据。MJPG-streamer体系结构如图3所示。MJPG-streamer软件主要工作流程：通过输入模块（input＿uvc.so）从Video4Linux驱动（Video driver）中获得视频帧。Video4Linux是嵌入式Linux操作系统中为视频采集设备提供的获取视频信息的API接口。通过使用该API接口，借助摄像头及相应的驱动程序，完成工作面现场视频信息的采集工作。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望[J]. 王国法,范京道,徐亚军,任怀伟.  工矿自动化. 2018(02)
[3]煤矿井下水泵电机辐射电磁骚扰测试研究[J]. 陈辉,田子建,陆奎,梁喆.  微波学报. 2016(06)
[4]煤矿信息化自动化新技术与发展[J]. 孙继平.  煤炭科学技术. 2016(01)

博士论文
[1]隧道场景无线自由波信道测量、特性分析和建模研究[D]. 孙溶辰.北京交通大学 2018
[2]CPS环境下异构实体通信关键技术研究[D]. 沈博.西北工业大学 2017

硕士论文
[1]MANET网络中OLSR路由协议研究与改进[D]. 杨彬.电子科技大学 2013



本文编号：2936826