煤矿井下打钻视频监控系统的设计与实现

煤矿井下视频监控系统施工方案2023-041.概述视频监控系统的特点是对监控目的的可视性和直观性，煤矿工业视频监控系统可直观地监视矿区各重要生产环节、设备运营和人员动态等情况。

重点监控如井口、工业广场、煤场、采煤面上下口、井底车场、皮带机、给煤点，装载点、炸药库、磅房、办公场地等；除在调度室实现对监控点的实时监控外，同时还可以通过光纤网络将图像上传至监控中心，实现视频系统联网，相关人员亦可依据授权上网查看实时监控图像。

煤矿事故的发生，导致了严重的人员伤亡、经济及政治损失。

要减少煤矿事故的发生率，除了各级管理部门加强监督和管理之外，还须完善煤矿安全监控系统的装备建设，工业视频监控系统就是煤矿安全监控系统的一个重要组成部分。

通过工业视频监控系统对煤矿进行全面有效的监视控制，及时发现事故苗头和隐患，及时发出预警采用相应措施，做到防患于未然，减少事故的发生率，为煤矿的安全生产保驾护航。

并且工业电视系统能通过接口与其它系统进行有机结合，在某些地点可实现无人值守，进而达成安全高效生产的目的。

生产数字化。

煤矿视频监控系统，将给煤矿的管理工作带来极大的方便，领导、管理人员可以根据工作需要，通过网络查看各个生产区域的现场情况，延伸管理人员的观测范围，使管理人员在办公室就可及时、准确地了解到现场的情况，做出相应的决策，有效地提高了办公、生产效率，提高矿井的生产能力，加大安全管理力度。

2.需求分析在发达国家，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅，一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。

而在我国，采煤机械化限度还相对较低，矿工队伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽烟等严重违章现象。

这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事故，导致重大伤亡。

我们在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现重要存在以下几类问题：⏹地面与井下人员的信息沟通不及时；⏹地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；⏹一旦煤矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。

井下视频监控系统方案一、引言随着工业4.0和智能化生产的快速发展，井下视频监控系统已经成为煤矿、石油等地下资源开采行业的重要安全设备之一。

通过实时监控井下作业现场，可以及时发现安全隐患，预防事故的发生，提高生产效率。

本文将介绍一种先进的井下视频监控系统方案，以期为相关行业提供参考。

二、系统需求分析井下视频监控系统应满足以下需求：1、稳定性：系统应能够在井下恶劣的环境中稳定运行，保证连续、可靠的监控。

2、清晰度：监控画面应清晰，能够清晰地识别人员、设备等细节。

3、实时性：系统应能够实时传输监控画面，以便管理人员及时掌握井下情况。

4、智能性：系统应具备智能分析功能，能够自动识别异常情况并触发报警。

5、易用性：系统应具备良好的人机界面，方便管理人员使用和维护。

三、系统设计方案1、监控摄像头：选择具有高清晰度、低照度、防水防尘、防爆等特性的摄像头，部署在井下关键区域，如工作面、巷道、设备附近等。

2、传输网络：采用光纤或无线方式传输视频信号，保证画面的实时性和稳定性。

3、监控平台：开发一个集视频监控、录像存储、报警管理、设备管理于一体的监控平台。

管理人员可以通过平台实时查看监控画面、调取历史记录、接收报警信息等。

4、智能分析功能：通过引入人工智能技术，系统可以自动识别异常情况，如人员跌倒、设备故障等，并触发报警。

5、存储方案：采用分布式存储架构，将监控画面存储在高性能、可扩展的存储设备上，保证数据的可靠性和安全性。

6、安全性：系统应具备完善的安全措施，如加密传输、权限管理等，确保数据的安全性和系统的稳定性。

7、可维护性：系统应具备良好的可维护性，方便管理人员进行日常维护和故障处理。

8、可扩展性：系统应具备可扩展性，方便未来增加新的监控点和功能。

四、实施步骤与注意事项1、需求调研：充分了解井下作业现场的实际情况和需求，为系统设计提供依据。

2、系统设计：根据需求分析结果，设计系统的架构、功能和硬件配置。

3、设备选型与采购：根据系统设计要求，选择合适的摄像头、传输设备、存储设备等，确保设备的性能和质量符合要求。

综合视频监控系统设计方案XX煤矿XXX公司2013-04第一部分视频监控系统矿井光纤网络视频系统国内外现状煤矿井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。

煤矿井上、井下光纤网络视频系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段。

工业电视系统的信号传输有两种方式：电缆传输和光纤传输。

由于井下条件限制，图像数据信息利用电缆传输时，在传输距离、信息容量、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。

特别在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图像模糊不清。

国外在20世纪50－60年代已经采用了光缆传输的网络视频系统，但由于该时期的摄像机设备在照明(光线要求)达不到预期要求的条件下造成图像质量不理想。

自20世纪80年代以来，特别是国外大规模集成电路工艺日趋成熟，已经推出了低照度(0.0003lux)长寿命固定CCD摄像器件，为各种场合普遍使用网络视频监视系统提供了有力的条件，如：煤矿井上/下网络视频监视系统、银行及财务安全保卫系统、铁路车站、沿海港口码头及煤质运销系统等。

煤矿井下光纤通信是以矿用阻燃光缆为信道进行信息传输的新兴技术，具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗拉强度高、无中继远距离传输等优点，特别适合于在环境恶劣的煤矿井下使用。

80年代中期，西方发达国家煤矿井下开始采用光纤技术传输电视图像。

实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性能价格比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。

设计方案:一、系统设计依据、技术规范和技术标准1.《煤矿安全规程》2．《煤矿设计规范》3.《智能调度室装备规范》4.《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB 3836.4-835. 《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB 3836.1-836．《矿用一般型电气设备》GB 12173-907．《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-908．《网络视频系统工程设计规范》GBJ 115-879．《煤炭工业矿井设计》GB50215-9410．《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-8711．《工业企业通讯设计规范》GBJ42-812．《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ23-8213．《系统接地的形式及安全技术要求》14050-9314．《通讯工程电源系统防雷电技术规定》YD5078-9815．《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》IEEE电气及电子工程学会16．《场所风险等级和安全防护级别的规定》GA28-92，1992-01-0117．《安全防范工程的设计、安装与开通程序》ONC/TB201二、工业电视监控系统组成煤矿工业电视系统生产部分主要由井下部分、调度室部分等2部分组成。

煤矿行业视频监控系统技术设计方案xx年xx月xx日•方案设计概述•视频监控系统技术平台设计•视频监控系统功能设计•视频监控系统网络拓扑结构设计目•视频监控系统安全防护设计•煤矿行业视频监控系统应用案例分享录01方案设计概述煤炭资源开采、运输、储存等环节的复杂性，需要实时监控和预警。

煤矿行业的生产过程特点传统监控系统存在视频质量差、监控范围小、智能化程度低等问题，无法满足现代煤矿安全生产的需求。

现有监控系统的不足背景介绍需求分析采用高清、智能摄像机，提升视频清晰度和质量。

视频质量提升多角度监控实时预警数据存储和分析利用多角度摄像头实现对矿区全方位的监控。

通过智能分析算法实现对矿区异常情况的实时预警和报警。

建立视频监控数据存储和分析系统，方便历史查询和事故分析。

提高监控质量采用先进的高清摄像机和优化视频编码技术，提高视频清晰度和质量。

智能化监控通过引入人工智能和大数据分析技术，实现智能分析、预警和报警功能。

数据存储与共享建立高效的数据存储和分析系统，实现视频数据的共享与应用。

扩大监控范围利用广角摄像头和多角度监控技术，实现对矿区全方位的监控。

系统设计目标02视频监控系统技术平台设计架构模式本设计采用分层架构模式，包括数据采集层、数据处理层、数据存储层、数据展示层和系统应用层。

扩展性设计应具有较高的可扩展性，方便后期增加新的监控点和功能模块。

视频监控系统架构设计选用高性能、高分辨率的工业级摄像头，支持夜视功能，适应井下不同环境。

平台硬件设计视频采集设备选用具有高带宽、低延迟的传输设备，如光纤传输设备或无线Mesh网络设备。

网络传输设备选用大容量、高性能的存储设备，如分布式存储服务器或NVR存储。

数据存储设备数据存储软件采用分布式文件系统或云存储技术，实现视频数据的分布式存储和管理。

数据处理软件开发专门的视频数据处理软件，实现视频图像的压缩、传输、存储和检索等功能。

数据展示软件开发数据可视化展示软件，将监控数据进行图形化展示，方便用户直观地了解井下情况。

煤矿井下视频监控系统施工方案杭州中迈科技有限公司2010-04煤矿井下视频监控系统施工方案一、概述近年来，煤矿发生事故的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后搜救工作效率，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。

在经济高速发展、能源供应紧张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系，需要深入研究，发展不能以牺牲环境和生命为代价。

为此，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。

面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。

我们认为提升安全生产信息化管理水平，加强以灾害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制，是我国安全生产工作的必由之路。

在此环境下天大天财率先推出适用于煤矿的数字视频监控系统，本系统从视频监控、信号传输、中心控制、远程监管等各方面提出全方位的解决办法，可以实现井下监控中心、地、市煤矿安全监控指挥中心与省局监控指挥中心联网，使煤矿安全管理工作向科学化、规范化、数字化管理轨道迈进，提高煤矿安全管理水平。

利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。

另外，煤矿监管部门可以从省部管理中心远程监看井下状况，提出整改方法，减少事故隐患，因此天大天财远程视频监控系统将是保障矿井安全生产的重要组成部分。

二、需求分析在美国，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅，一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。

而在我国，采煤机械化程度仅为４５％，矿工队伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽烟等严重违章现象。

这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事故，造成重大伤亡。

井场录井远程监控系统的设计与实现孙瑜;王兵;杨力;曹谢东;廖浩德【摘要】By analyzing the development trend of modern comprehensive logging information system, combined with practical exploration and development of oil and gas, aiming at the lack of existing remote well-logging monitoring system and application of modern sensors, automation, computer and communications technologies, a new integrated architecture of comprehensive logging information collection platform was put forward. First, well site wireless local area data center based on multi-sensor fusion RTU, wireless security transmission channel based on IPSTAR satellite and real-time interaction platform between well field and remote data center are discussed in detail. Second, main key technologies are analyzed in detail and finally a new means is provided for construction of comprehensive logging information integration and application of Internet of things to digital well field.%针对现有录井远程监控体系的不足,运用现代传感器、自动化、计算机及通信技术,提出了新一代综合录井信息采集远程监控平台；采用多传感器融合技术实现井场现场监控,基于IPSTAR 卫星实现安全移动传输通道,利用基于Web services的SOA架构构建远程中心发布平台,使用短信、电子邮件和手持移动设备实现立体监控；通过实验仿真和现场应用到苏丹、伊拉克以及国内川西气田录井信息采集中,表明系统可靠、稳定并收到良好效果,为数字井场的发展提供了新的方法和手段.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】3页(P2136-2138)【关键词】IPSTAR;远程监控;综合录井;SOA【作者】孙瑜;王兵;杨力;曹谢东;廖浩德【作者单位】西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学电气信息学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TP2730 前言由于油气勘探的特殊性：探区分散、地理位置偏僻、交通不便、现场人员较少［2］，勘探难度进一步加大，如何快速及时的利用井场钻录井信息实现安全高效的钻井和及时进行油气层评价解释和分析是现代综合录井信息化需要亟待解决的重要问题［1－2］。

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1，3，王曙光1，李林涛1（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454003；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，北京100083）收稿日期：2009-10-08基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（50534060）；国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2007AA06Z106）；煤炭资源与安全开采国家重点实验室（中国矿业大学）开放课题资助项目（2007-06）；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-GF200801）作者简介：刘艳兵（1984-），男，四川宜宾人，硕士，主要从事无线网络技术研究.摘要：构建煤矿井下无线视频监控系统可有效弥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湖南科技大学学报（自然科学版）Journal of Hunan University of Science &Technology （Natural Science Edition ）第24卷第4期2009年12月Vol.24No.4Dec.2009煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣，容易发生事故.利用远程视频监控系统，地面监控人员不仅能直观地监视和记录井下工作现场的生产情况，而且能及时发现事故苗头，防患于未然，也能为事故分析提供第一手图像资料.因此，视频监控是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分[1].现在煤矿使用的视频监控系统以有线监控系统为主，在视频监测能力和使用灵活性等方面都有较大的不足.目前已有多种煤矿井下无线视频监控方案被提出[2-4]，但现有的方案大都停留在设计阶段.为此，基于数字矿山综合无线局域网网络架构[5]开发了煤矿井下无线视频监控系统，系统具有图像质量好、实时性高、扩容方便、多级远程访问等诸多优点.1井下无线视频监控系统的设计1.1井下无线视频监控系统无线局域网具有快捷方便的无线接入、灵活多变的拓扑结构、易于维护管理、建设成本低廉等优点，是构建数字矿山综合无线局域网络系统有效的无线通信平台[6-7].数字矿山综合无线局域网主要由无线接入点AP 、网络路由器/交换机、地面服务器和数据电缆/光纤构成，网络拓扑结构如图1所示.无线接入点AP 是井下无线局域网络中有线、无线网络之间的桥梁，由一个无线输出口和一个有线的网络接口（802.3接口）构成.AP 本身又兼具网管功能，可针对无线设备进行必要的管理.网络路由器/交换机在网络中除了作为路由/分路功能之外，主要用于数据包的快速转发，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口转发提供了低时延、低开销的通路.地面服务器用于对网络中的所有设备进行管理，接收网络中AP 发送的数据包，管理网络中的无线接入设备.调度人员可以通过局域网或Internet 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络摄像机.无线网络摄像机实质上是一个带WLAN 无线收发模块的网络摄像机，通过输入接口可以和镜头、云台等连接.网络摄像机的主要任务是完成视频采集、压缩、打包及无线传输，同时提供透明通道，支持无线网络摄像机云台控制及视频信号的在线检测等.地面服务器包括视频录像数据存储服务器与视频监控服务器.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；视频监控服务器实现对网络摄像机的访问、视频预览、网络摄像机配置、转发网络视频等功能.1.2视频压缩标准和传输协议作者所开发的煤矿井下视频监控系统采用了H.264/AVC 视频压缩标准，这主要是由于H.264/AVC 标准具有更高的压缩性能，如在相同的重建图像质量下，H.264/AVC 比H.263和MPEG-4节约50%左右的码率[8].同时，H.264/AVC 标准还可以根据网络情况自适应地调节传输率，支持在误码、丢包多发环境中的传输.这些都使得H.264/AVC 视频压缩标准能很好地适应煤矿井下无线传输丢包率可能较高，不同工作地段对视频监控的需求可能变化较大的特点.视频传输协议采用了TCP 和UDP 传输协议.TCP 协议主要应用于视频传输质量要求比较高的场合；UDP 协议主要应用于视频传输实时性要求比较高的场合.对网络摄像机进行参数设置和访问网络摄像机交互用户信息时必须采用TCP 协议，以保证参数设置的有效性和用户信息的可靠性.数据传输方式采用了单播、组播和广播传输方式.为了保证煤矿井下视频监控系统在煤矿井下环境下无线传输的可靠性，设计煤矿井下视频监控系统同时实现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.这3种视频数据传输都需要网络摄像机的支持，同时组播方式还需要网络路由器的支持.1.3无线网络摄像机与开发运行环境为了实现基于煤矿井下无线局域网的无线视频监控，作者采用了基于ARM+DSP 嵌入式的无线网络摄像机，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NTSC 2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[8].同时，视频码率16kbps-4M bps 连续可调，以及帧率1-25（PAL ）或1-30（NTSC ）也连续可调；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限管理.煤矿井下视频监控系统的视频监控软件采用C#编程语言开发，无线网络摄像机的SDK 采用C++编程语言开发，中间通过动态链接库（Dynamic Linkable Library ，DLL ）技术实现两种编程语言模块的对接.系统在开发的过程中涉及到的动态链接库有VideoCamera.dll 、VideoPlayer.dll 、NetClient.dll 、NetHostSDK.dll 、PlayerSDK.dll 和hi_h264dec.dll.2井下无线视频监控系统的实现煤矿井下无线视频监控系统采用无线网络摄像机技术实现对井下环境的视频监控.整个无线视频监控系统主要由视频访问模块、参数设置模块、录像抓图模块、云台控制模块、视频播放模块、视频检索模块和视频转发模块组成，系统的逻辑结构如图2所示.2.1视频访问功能的实现为了实现用户对煤矿井下无线网络摄像机的远程访问和视频预览，设计并开发了视频访问模块.视频访问模块通过网络摄像机名称、IP 地址、端口号、通信连接方式、通道号以及登录网络摄像机的用户名和图1网络拓扑结构Fig.1Network topology structure图2系统的逻辑结构Fig.2Logical structure of system导航设备密码，实现对网络摄像机的远程访问.无线网络摄像机以网络摄像机名称、IP地址和端口号来实现摄像机在系统中的唯一性，以用户名和密码来实现网络摄像机的安全性，以通信连接方式和通道号的选择来实现网络连接的多样性.视频访问模块涉及的动态链接库有VideoCamera. dll、NetClient.dll、NetHostSDK.dll和hi_h264dec.dll.其中，NetHostSDK.dll实现系统与网络摄像机的网络连接；hi_h264dec.dll实现系统对H.264/AVC视频数据流的解码；NetClient.dll实现系统对网络摄像机的视频访问和视频预览；VideoCamera.dll实现对前面3个DLL 接口的管理，并根据系统需要可重新设计视频访问、视频预览和远程参数设置等功能接口.在无线视频监控系统启动的时候，通过调用函数ClientInitial（HWND m_hWnd）实现系统视频参数的初始化.在“播放”事件响应函数里，将用户输入的网络摄像机名称、IP地址、端口号、通信连接方式、通道号以及登录网络摄像机的用户名和密码传递给ClientStart（char*m_url，CHANNEL_CLIENTINFO*m_ pChaninfo，WORD wserport=3000）函数，实现与网络摄像机的网络连接和实时视频预览.2.2远程参数设置功能的实现无线网络摄像机内置网络服务器，为了实现对网络服务器中一系列参数的设置，从而最优化地利用好无线网络摄像机，本系统设计并开发了远程参数设置模块.远程参数设置模块可以实现对网络摄像机的网络参数、图像参数、通道参数、云台参数等的设置和获取.无线网络摄像机远程参数设置模块在开发过程中涉及的动态链接库有VideoCamera.dll和NetClient.dll.无线网络摄像机的设备信息和网络参数的获取和设置，分别通过调用函数ClientGetWholePara和ClientSetWholePara来实现，可以获取和设置网络摄像机的名称、有线网络的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS地址、端口号、多播地址和端口号、视频制式、参数语言以及DDNS参数等信息，但是软件版本信息、设备序列号和设备物理地址只可获取不可设置.通过对消息打开函数ClientMessageOpen、消息操作函数ClientM essageOpt以及消息关闭函数ClientMessageClose的调用，可以实现对摄像机无线网络（WLAN）参数的获取和设置，决定是否使用无线网络，指定接入无线网络的服务集识别码SSID，以及指定无线网卡的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS地址、加密方式和密钥.通过对ClientGetChannelPara和ClientSetChannelPara 函数的调用，可以实现对网络摄像机视频压缩参数的获取和设置，设置网络传输视频流的分辨率大小、视频流的类型、视频帧中关键帧之间的间隔、视频帧率、是否固定码率以及视频图像的最好质量、最差质量和最大码率等一系列信息.通过调用ClientGetViparam和ClientSetViparam函数可以实现视频图像参数的获取和调节，实现对视频图像的亮度、对比度、饱和度和色度等图像参数的任意调节.2.3录像抓图功能的实现当网络摄像机监测到某些异常场景或调度对某段视频特别关注时，往往需要系统记录下该段视频数据流.因此，本系统设计并开发了视频录像抓图模块，以实现对某段视频流或某个视频数据帧的记录.视频录像抓图模块在开发过程中涉及到的动态链接库有VideoCamera.dll和NetClient.dll.其中，与录像功能有关的函数有ClientRecordStart（LONG hHandle，char* fileName）和ClientRecordStop（LONG hHandle），前者用于启动录像，后者用于停止录像；与抓图功能相关的函数为ClientCapturePicture（LONG hHandle，char* fileName），用于抓取一个视频帧.视频录像流程如图3所示.在无线网络摄像机接入系统后，当调度启用录像功能时，系统调用ClientRecordStart函数开始录像；当调度终止录像功能时，系统调用ClientRecordStop函数停止录像.与录像功能类似，在无线网络摄像机接入系统图3视频录像流程Fig.3Video recording flow后，当调度点击“抓图”按钮，系统立即调用函数ClientCapturePicture抓取视频流中的一帧.2.4云台控制功能的实现无线网络摄像机可以通过RS485串口控制云台、镜头、雨刷等摄像机辅助设备.为了实现调度对无线网络摄像机辅助设备的控制，本系统设计并开发了云台控制模块.云台控制模块在开发过程中涉及到的动态链接库有VideoCamera.dll和NetClient.dll.在网络摄像机远程参数设置模块里可以通过函数ClientSetSerial485Param设置RS485串口总线的波特率、数据位、校验位、停止位、流量控制、解码器地址等参数.此外，还可以由ClientSetPTZCommandFile函数设置云台控制命令文件，如PELOC-D.在云台控制模块中，主要通过调用ClientPTZCtrl（LONG hHandle，int type，int value）函数实现对云台的控制.其中，参数hHandle是调用函数ClientStart的返回值，参数type是云台控制码，参数value是控制参数.2.5视频播放功能的实现为了实现调度对视频录像文件的播放，本系统设计并开发了视频播放模块.视频录像文件可以来源于用户的硬盘浏览，也可以来源于用户视频检索的结果.通过对录像文件的播放可以重现摄像机录像时的场景，便于进行事故责任等的相关分析.视频播放模块在开发过程中涉及的动态链接库主要有VideoPlayer. dll、hi_h264dec.dll和PlayerSDK.dll.其中，hi_h264dec. dll实现对H.264/AVC视频录像文件的解码；PlayerSDK.dll提供一些关于视频播放的控件，VideoPlayer.dll实现对前面两个DLL的管理和实现视频播放器的一系列功能.视频播放窗口如图4所示，系统实现了播放时间显示、正常播放、暂停、快速播放、慢速播放、步长播放、停止、抓图等一系列功能.此外，还实现了视频检索模块和视频转发等功能模块.3煤矿井下系统测试为对所开发的煤矿井下无线视频监控系统进行验证，在内蒙古鄂尔多斯上湾煤矿井下150m水平巷道进行了相关测试.测试位置瓦斯浓度很低，所用设备都能够安全工作.此系统使用了Cisco的无线接入点，发射功率为20dBm，覆盖范围达150m.3.1功能测试结果与分析对煤矿井下无线视频监控系统功能的测试主要包括视频预览、远程参数设置等功能.视频访问功能通过网络摄像机的名称、IP地址、端口号、通信连接方式、通道号以及登录网络摄像机的用户名和密码，实现了对网络摄像机的远程访问，煤矿井下无线视频监控测试结果如图5所示.远程参数设置功能可以实现对网络摄像机的网络参数、图像参数、通道参数、云台参数等的设置和获取，系统远程参数设置中视频参数调节的测试结果如图6所示.以上的功能测试结果表明，视频监控系统的各项功能在煤矿井下巷道中运行正常，可满足对煤矿井下环境的无线视频监控需求，可为煤矿井下的生产和管理提供一种新的安全保障机制.图4视频播放窗口Fig.4Video playerwindow图5煤矿井下无线视频预览Fig.5Video preview in underground coalmine图6视频参数调节Fig.6Video parameter adjustmentDesign and implementation of wireless video surveillance system in underground coal mineLIU Yan-bing 1，2，YANG Wei 1，3，WANG Shu-guang 1，LI Lin-tao 1（1.Key Laboratory of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network ，Ministry of Education ，Beijing Jiaotong University ，Beijing 100044，China ；2.Henan Key Laboratory of Coal Mine M ethane and Fire Prevention ，Henan Polytechnic University ，Jiaozuo 454003，China ；3.State Key Laboratory ofCoal Resources and Safe Mining ，China University of Mining and Technology ，Beijing 100044，China ）Abstract ：Setting up wireless video surveillance systems in underground coal mine will offset the shortcomings of the traditional wiredmonitoring system ，and it enhance the video surveillance ability in underground coal mine.It is an important measure to guarantee the safety further or deal with an emergency in underground coal mine.A kind of wireless video surveillance system was designed based on digital mineintegrated wireless local access network.The key technologies involved were developed and debugged ，and the wireless video surveillance system was tested in underground coal mine.7figs.，8refs.Key words ：underground coal mine ；wireless local access network （WLAN ）；wireless video surveillance ；wireless network camera Biography ：LIU Yan-bing ，male ，born in 1984，M aster ，wireless network technology ．3.2网络性能测试结果分析在上湾煤矿井下巷道中，当在一个802.11b 的AP下只连接一个无线网络摄像机时，即该AP 只传输一路TCP 视频数据流时，在该路视频流的图像分辨率为640×480、帧率为25时，测得该路视频数据的网络速率曲线如图7所示.其中，测试结果的中间部分为监控区域内有剧烈运动的物体，两端部分为监控区域以静止图像为主.从图7可以看出，在10：21：00以前和10：23：09以后，无线网络摄像机监控的区域以静止图像为主，视频传输的网络平均速率为2.12M bps ；在10：21：00与10：23：09之间，摄像机监控的区域内有剧烈运动的物体，导致视频传输速率出现大的抖动，最大速率为3.69M bps ，最小速率为1.52Mbps ，但是网络平均速率仍为2.12Mbps.由此可见，H.264/AVC 的压缩效率非常高，无论是对静止图像还是对剧烈运动的图像，压缩后的视频平均传输速率都一样，但是对剧烈运动的图像压缩后的视频速率有较大的抖动.4结论基于数字矿山综合无线局域网络系统构建了煤矿井下无线视频监控系统.采用H.264/AVC 视频压缩技术压缩视频数据有利于节约网络传输带宽，提高无线系统的整体传输效率.采用灵活的传输协议和传输方式作为视频传输的网络连接方式，有利于提高系统的灵活性和可扩充性.开发了煤矿井下无线视频监控系统的视频访问模块、远程参数设置模块、录像抓图模块、云台控制模块、视频播放模块、视频检索模块和视频转发模块等主要功能模块.煤矿井下巷道中的功能测试和网络性能测试结果表明，所开发的煤矿井下视频监控系统可以满足煤矿井下环境下无线视频监控的需求，为系统的进一步完善和具体实施打下了坚实的技术基础.参考文献：[1]王国臣.矿井安全综合视频监控系统的发展[J].煤炭科技，2006，25（8）：65-66．WANG Guo-chen ．Development of a monitoring system for underground Mine[J]．Coal Technology 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