基于無(wú)線視頻技術(shù)的包頭東貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟軍

(呼和浩特鐵路局科研所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

基于無(wú)線視頻技術(shù)的包頭東貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟軍

(呼和浩特鐵路局科研所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

為了既滿足包頭東貨場(chǎng)復(fù)雜地理環(huán)境下視頻傳輸?shù)男枨?又克服對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來(lái)的不便,本論文闡述了問(wèn)題的提出、用戶的需求,重點(diǎn)采用無(wú)線視頻傳輸技術(shù)解決包頭東貨場(chǎng)視頻傳輸問(wèn)題,并搭建模擬環(huán)境,驗(yàn)證了無(wú)線傳輸技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。

無(wú)線視頻傳輸 監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

隨著企業(yè)的安全防范意識(shí)及生產(chǎn)安全的日益重視,視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到大型物流企業(yè),協(xié)同參與日常的管理工作,使得企業(yè)的管理能力得到進(jìn)一步提高。

包頭東貨場(chǎng)占地面積廣,而且環(huán)境復(fù)雜,為了防止非法的入侵和各種破壞、盜竊活動(dòng),規(guī)范職工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),有效預(yù)防安全事故,迫切需要建立一套先進(jìn)、完善、可靠的視頻監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)調(diào)研,需在包頭東貨場(chǎng)廠區(qū)安裝視頻監(jiān)控,設(shè)計(jì)一套數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),最大限度地滿足企業(yè)安全生產(chǎn)運(yùn)行的需要。

2 系統(tǒng)總體需求分析

包東貨場(chǎng)廠區(qū)東西約1.8km,南北約0.6km,跨度較大,受地理環(huán)境、客戶訴求的限制,鋪設(shè)有線傳輸資源工程周期較長(zhǎng),成本很高,或者對(duì)傳輸帶寬需求較高,或者無(wú)法部署有線方案,為了克服上述困難,本設(shè)計(jì)方案可采用無(wú)線視頻傳輸技術(shù),利用WLAN AP承載無(wú)線數(shù)據(jù)回傳,可大大降低工程實(shí)現(xiàn)度高。無(wú)線視頻傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn):

(1)綜合成本低,性能更穩(wěn)定;

(2)組網(wǎng)靈活,可擴(kuò)展性好,即插即用;

(3)維護(hù)費(fèi)用低;

(4)實(shí)時(shí)傳輸視頻圖像,信息連續(xù)、清晰。

圖1 無(wú)線組網(wǎng)及布放圖

圖2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 解決方案

3.1 WLAN無(wú)線視頻監(jiān)控回傳解決方案

3.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P網(wǎng)橋方式

方案簡(jiǎn)述:

監(jiān)控點(diǎn)Root AP與監(jiān)控匯聚點(diǎn)Leaf AP之間采用WDS橋接實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。橋接采用5GHz鏈路減少干擾。

Root AP與Leaf AP成對(duì)應(yīng)用,之間通過(guò)高功率定向天線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。不同對(duì)的AP之間采用不同的信道傳輸減少干擾。

Root AP上行通過(guò)交換機(jī)接入網(wǎng)絡(luò),Leaf AP下行接入攝像頭(可以使無(wú)線或有線的)。

3.1.2 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)P2MP網(wǎng)橋方式

方案簡(jiǎn)述:

監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控匯聚點(diǎn)之間采用WDS橋接實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接,橋接采用5GHz鏈路減少干擾。

監(jiān)控匯聚點(diǎn)一個(gè)Root AP與多個(gè)Leaf AP進(jìn)行通信,且采用同一個(gè)無(wú)線信道,多個(gè)Leaf AP 落在同一個(gè)Root AP定向天線的覆蓋范圍內(nèi)。

Root AP上行通過(guò)交換機(jī)接入網(wǎng)絡(luò),Leaf AP下行接入攝像頭(可以使無(wú)線或有線的)。

3.1.3 兩跳中繼傳輸方式

方案簡(jiǎn)述:

通過(guò)Repeater AP實(shí)現(xiàn)Leaf AP與Root AP之間的傳輸。

中繼點(diǎn)有兩個(gè)Repeater AP分別與Leaf AP和Root AP通信,兩個(gè)Repeater通過(guò)工業(yè)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。成對(duì)的AP之間采用不同的5GHz信道。

成對(duì)的AP之間通過(guò)高功率定向天線實(shí)現(xiàn)通信。

3.2 包頭東貨場(chǎng)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)本次包頭東西貨場(chǎng)物理位置、攝像頭布放的實(shí)際情況,需要結(jié)合“點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)P2MP網(wǎng)橋”和“兩跳中繼傳輸”兩種方式實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)。結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研的情況,設(shè)計(jì)包頭東貨場(chǎng)無(wú)線組網(wǎng)和布放情況,如圖1所示。

設(shè)計(jì)說(shuō)明:

(1)AP1通過(guò)POE交換機(jī)接入2路視頻,AP3通過(guò)POE交換機(jī)接入4路視頻,AP4通過(guò)POE交換機(jī)接入2路視頻,Root AP2以P2MP (M=3)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式接入AP1/3/4,實(shí)現(xiàn)總計(jì)8路視頻的無(wú)線接入。

(2)AP2通過(guò)POE交換機(jī)接入6路視頻,Root AP1以P2P點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式接入AP2,實(shí)現(xiàn)總計(jì)6路視頻的無(wú)線接入。

(3)AP7通過(guò)POE交換機(jī)接入3路視頻,P5/8/9分別直接接入1路視頻,AP6以P2MP(M=3)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式接入AP7/8/9,實(shí)現(xiàn)5路視頻的無(wú)線中繼方式匯聚至AP5,AP5以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式接入Root AP3,實(shí)現(xiàn)總計(jì)6路視頻的無(wú)線接入。

(4)AC控制器通過(guò)FE接口分別接入三臺(tái)Root AP,實(shí)現(xiàn)視頻回傳,并對(duì)所有AP進(jìn)行管理、鑒權(quán)、認(rèn)證、配置、維護(hù)等功能。

4 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論

為驗(yàn)證設(shè)備傳輸?shù)膸挕⒁曨l信息的穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)方案的可行性,在某場(chǎng)地搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),前端使用3路720P高清視頻相機(jī),采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P網(wǎng)橋方式,在測(cè)試點(diǎn)相距1600米測(cè)試畫面如下圖2所示,經(jīng)仔細(xì)觀察,畫面清晰度較高,通知遠(yuǎn)端人員拿起攝像機(jī)左右旋轉(zhuǎn),或者在攝像機(jī)前來(lái)回走動(dòng),觀察視頻圖像,畫面清晰流暢,沒(méi)有任何拖尾和卡頓現(xiàn)象。3路720P高清視頻同時(shí)通過(guò)WLAN傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性均能得到保證,經(jīng)測(cè)試攝像機(jī)到NVR間的延時(shí)不超過(guò)2ms,經(jīng)半小時(shí)測(cè)試,未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象出現(xiàn)。可以驗(yàn)證,整個(gè)裝置對(duì)前端圖像視頻的采集清流暢,可以連續(xù)性回傳數(shù)據(jù),不受時(shí)間限制,達(dá)到預(yù)期要求。

[1]劉乃安,李曉輝等著.無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)原理、技術(shù)與應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社,2004.4.

[2]卞智玲.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分析[J].福建電腦,2005(9).

[3]牛偉,郭世澤,吳志軍.無(wú)線局域網(wǎng)[M].北京:人民郵電出版社,2003. [4]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) [M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[5]高峽.計(jì)算機(jī)視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展 [J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2010 (21).