基于矿山物联网的移动视频监控系统关键技术研究

发布时间：2017-06-03 06:17

  本文关键词：基于矿山物联网的移动视频监控系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采矿是一个高危行业,据国家安全监督管理总局网站报道,2015年1月到9月,仅煤矿事故全国共发生256起、死亡420人。因而合理的构造矿井下安全检测系统,充分发展矿井安全设备尤为重要。目前,矿山物联网的研究已经取得了一定的成果,它从从系统工程的角度对矿山生产进行统一的自动化调度管理,本课题基于矿山物联网的概念,将井下人员与智能头盔整合为特殊的移动式智能节点,嵌入人员定位系统、环境监测传感器,使其具有通信、环境监测、定位、视频监控的功能。人获取信息的主要途径是通过图像,因此视频监控是井下对象监控的重要组成部分。而目前主流的视频监控形式是在固定位置安装探头采集图像,布置有线网络传输数据。这种监控方式难以适应井下复杂多变的环境,尤其是不能对硐室机电设备的运行状态、采掘工作面的突水突岩隐患等进行有效监控。相比之下,移动视频监控能很好地满足井下使用的要求。本课题的意义在于,提供一个可离线工作的视频监控系统,用以解决生产盲区巡检、安全监控和位置等状态检测跟踪的难题。课题的创新点在于1)提出了一种可在线/离线工作的无线视频监控模式,融合定位信息,为管理者提供直观、形象的监控效果,在网络信号覆盖有限的区域实现“拟实时”的视频监控。该监控系统分为移动端和管理端两部分,移动端采用海思Hi3516A平台,管理端采用C++开发,界面基于Qt,解码内核基于FFMPEG框架。经过测试,已经实现了录像离线保存、在线传输、位置信息和录像信息匹配的功能,能解决信号覆盖范围小的问题。2)提出了将H.265/HEVC用于井下移动视频监控的方案,H.265/HEVC,在保证视频质量不变的情况下,能将码流降低50%。由于嵌入式设备计算能力和井下无线通信带宽的双重限制,H.265/HEVC复杂的算法在实际应用中存在困难,本文对算法进行去复杂化处理,在保证视频质量的前提下,提高编码速度。本文对编码选项进行测试,选取了一系列有代表性的编码选项进行实验,最后推荐了一个快速编码的参数组合,在视频质量相差不多的情况下,编码时间仅为原来的37%。有效地提高了编码的速度。
【关键词】：矿山物联网 多功能智能头盔 移动视频监控 H.265/HEVC 快速编码
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD67;TN948.6
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 研究现状12-18
• 1.2.1 矿山物联网研究现状12-13
• 1.2.2 视频监控研究现状13-14
• 1.2.3 编解码研究现状14-17
• 1.2.4 无线网络上的流媒体技术现状17-18
• 1.3 研究内容和主要工作18-19
• 1.3.1 矿井下移动视频监控移动端开发18
• 1.3.2 矿井下移动视频监控管理端开发18
• 1.3.3 H.265/HEVC编码算法的参数优化研究18-19
• 1.4 章节安排19-21
• 第二章 基于智能头盔平台的移动视频监控平台设计21-31
• 2.1 智能头盔平台介绍21-25
• 2.2 移动视频监控系统的软件需求分析25-27
• 2.2.1 编码软件需求分析25-26
• 2.2.2 移动视频监控管理软件功能需求分析26-27
• 2.3 整体实现方案27-29
• 2.3.1 移动视频监控硬件平台介绍27-28
• 2.3.2 移动视频监控系统的管理软件实现方案28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 移动视频监控平台软件设计和实现31-67
• 3.1 移动视频监控系统移动端31-45
• 3.1.1 移动端软件的总体设计31-32
• 3.1.2 系统控制模块32-33
• 3.1.3 视频输入模块33-38
• 3.1.4 视频处理模块38-40
• 3.1.5 视频编码模块40-44
• 3.1.6 无线传输模块44-45
• 3.2 移动视频监控系统管理端45-62
• 3.2.1 管理端软件的总体设计45-47
• 3.2.2 设备发现及预览模块47-51
• 3.2.3 地图模块51-54
• 3.2.4 录像下载模块54-57
• 3.2.5 录像回放模块57-62
• 3.3 移动视频监控系统的功能验证62-66
• 3.3.1 测试环境62-63
• 3.3.2 设备列表功能验证63
• 3.3.3 多路视频预览功能验证63
• 3.3.4 地图功能验证63-64
• 3.3.5 录像下载功能验证64-65
• 3.3.6 录像回放功能验证65-66
• 3.4 本章小结66-67
• 第四章 H.265/HEVC快速编码参数研究67-77
• 4.1 引言67
• 4.2 HEVC概述及参数选择67-71
• 4.2.1 HEVC概述67-69
• 4.2.2 HEVC参数选择69-71
• 4.3 实验研究71-75
• 4.3.1 实验平台及配置71
• 4.3.2 实验方法71-72
• 4.3.3 参数优化的实验结果和分析72-75
• 4.4 本章小结75-77
• 第五章 总结与展望77-79
• 5.1 总结77-78
• 5.2 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间取得的成果及参与的项目83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 鲁云;韩宾;程锦发;李岳;;基于Hi3516A的H265码流实时传输系统设计[J];微型机与应用;2015年20期

2 李大生;;国内外煤矿安全生产状况对比研究[J];中国矿业;2015年08期

3 丁恩杰;赵志凯;;煤矿物联网研究现状及发展趋势[J];工矿自动化;2015年05期

4 李伟;王让定;王家骥;徐达文;李倩;;一种低复杂度的HEVC帧内快速编码算法[J];光电子·激光;2015年03期

5 肖潇;;中兴力维H.265 窄带能跳宽带舞——专访深圳中兴力维技术有限公司执行董事长祝金程[J];中国安防;2014年24期

6 梁立伟;;200万高清H.265网络枪形摄像机[J];中国安防;2014年23期

7 康毅;;海思IVE技术开启智能视频监控新纪元[J];中国公共安全;2014年22期

8 刘贤梅;任重;;H.265视频编码器在TMS320C6678上的优化实现[J];计算机技术与发展;2015年03期

9 吴德政;;数字化矿山现状及发展展望[J];煤炭科学技术;2014年09期

10 王柳;;HEVC/H.265视频解决方案出炉[J];软件和信息服务;2014年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 钱建生;孙彦景;;煤矿安全生产物联网关键技术及研究[A];中国煤炭学会成立五十周年高层学术论坛论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 沈晓琳;HEVC低复杂度编码优化算法研究[D];浙江大学;2013年

2 王泉夫;基于WSN的工作面监控及瓦斯浓度预测关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 张帅福;HEVC编码器相关模块的研究与设计[D];中国科学技术大学;2015年

2 叶新;实时超高清HEVC视频编码器关键模块设计[D];浙江大学;2015年

3 孙鹤鸣;高清视频编码的帧内预测编码器的架构设计[D];上海交通大学;2014年

4 李璜;视频编码最新标准HEVC中帧间预测算法优化研究[D];中山大学;2013年

5 龙小健;数字矿山综合无线通信管理系统中嵌入式SIP终端的设计与实现[D];北京交通大学;2009年

6 张鲁红;基于WLAN的铁路视频监控系统研究与应用[D];兰州大学;2008年

  本文关键词：基于矿山物联网的移动视频监控系统关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：417458