煤礦井下無線人員定位視頻監控系統分析與設計

周芙蓉

摘 要：在我國煤礦行業不斷發展的過程中，國家對于煤礦井下安全作業的重視程度不斷升高，為了確保井下作業人員的生命安全，提升煤礦作業的開采效率，使用無線視頻監控系統，已經成為煤礦企業的主要工作任務之一。本文首先分析煤礦井下無線人員定位視頻監控系統的方案設計，其次探討視頻監控系統的具體方案，以期對相關研究具有一定的參考價值。

關鍵詞：煤礦井下無線人員;定位視頻;監控系統

引言：在煤礦井下安裝視頻監控系統，能夠有效降低出現煤礦安全事故的概率，工作人員在地面上即能夠直接通過監控視頻清晰的查看煤礦井下的實際作業狀況，并及時開展監督管理和詳細記錄，還能夠結合具體情況及時處理煤礦井下存在的危險源，在事后進行事故處理和總結分析的過程中，能夠提供一些視頻影像資料作為研究依據。

1 煤礦井下作業的現狀

根據當前發展形勢可知，大部分煤礦運用的視頻監控設施都是有線型的裝置，這類監控系統通常具有監測能力比較低、程序應用比較繁瑣的問題。現如今很多煤礦企業已經創建了井下無線視頻監控系統，能夠有效解決上述問題。

2 煤礦井下無線視頻監控系統的方案設計

2.1 井下無線視頻監控系統的構成條件

和傳統形式的有線監控視頻相比較，無線局域網絡具有的優勢主要包括：系統接入方式更加簡單、使用成本比較低、進行網絡運維管理的方法比較簡單等。在創建煤礦井下使用的無線視頻監控系統時，主要需要運用無線局域網絡，還應該運用無線接入點、無線路由器、地面接收器以及光纖等設施。無線接入點實際上是連接無線網絡和有線網絡的主要節點，具有一定的網絡監督管理作用，其一般存在兩個接口，一個是有線的網絡接口端，另一個接口是無線型網絡輸出接口端。

無線路由器實質上是無線介質的一個具體展現形式，具有一定的分路功能，還能夠高速轉發數據文件。地面服務器中的接收器以及光纖，主要是運用管理局域網絡中信息接收點、接入點傳輸發送的數據，即可以實現對局域網絡設備的監管作用。

2.2 視頻壓縮使用的標準和傳輸協議

正常情況下，煤礦井下無線視頻監控系統運用的標準比較多，多數會運用H.264/AVC的視頻壓縮標準，對監控獲取的視頻實施壓縮處理，主要原因是相比于其他標準而言，該標準具備較高的視頻壓縮比例，能夠進一步減少視頻存在的比特率。當前監控視頻中使用的傳輸協議主要包括TCP協議以及UDP協議，這兩份協議適合應用的場合存在差異性，在視頻傳輸效率要求比較高的時候，工作人員可以選用TCP協議，在實時傳輸監控時，工作人員可以運用UDP協議[1]。

除此以外，需要特別注意的是，在預設網絡監控攝像器材的具體參數和訪問其用戶使用信息的過程中，為了確保相關參數具有的合理性、提升用戶信息的真實性和可信性，必須應用TCP協議。

2.3 無線網絡攝像器材與開發環境

在煤礦井下使用無線視頻監控系統的過程中，運用嵌入式的無線網絡監控攝像工具，該器材需要運用一些輔助性設施，比如說云臺以及解碼器等。這種無線性的網絡攝像機能夠運用H.264/AVC的監控視頻壓縮標準，可以支持以多種清晰度、不同轉碼率和不同幀率播放視頻，是一種綜合性較強、實用性比較強的無線網絡監控攝像機。煤礦井下使用的無線視頻監控系統軟件，大都是運用C#語言實施計算機編程以及開發設計的，攝像機則是采用C++語言實施編程設計，二者進行對接的過程中，主要是依靠動態化的鏈接庫開展的。

3 煤礦井下使用無線視頻監控系統的具體方案

3.1 實現視頻遠程訪問

在煤礦井下安裝無線視頻監控系統的過程中，工作人員能夠實現在地面上借助無線網絡監控攝像機開展遠程操控處理和訪問，因此應該創建一個獨立的訪問板塊[2]。視頻訪問模塊實際上需要運用多個功能模塊，方可完成對監控型攝像機的遠程訪問。該系統具有一定的唯一性，也就是其IP地址和計算機端口能夠使攝像機在整個無線視頻監控系統展現出唯一的特性，并可以借助界定用戶名以及密碼的形式，來保證攝像機在應用過程中具有的安全性，工作人員可以運用不同的鏈接形式以及多元化的通道號碼來展現出網絡連接具有的豐富性。

3.2 實現參數的遠程設置

正常情況下，在無線網絡攝像機中安裝一個網絡服務器的主要目的，是為了通過設計相關參數，達成優化、實現無線網絡攝像機的根本目標，在煤礦井下安裝無線視頻監控系統的過程中，優化設計并不斷研發遠程設置參數的設備，能夠進一步實現用戶對于攝像機所有參數的空間訪問以及遠程設置。無線網絡攝像機遠程參數模塊進行優化開發的過程中，還需要運用一些動態化的數據信息連接庫，在獲得相關參數的過程中，需要放棄對參數開展遠程設置，并運用兩個函數，即能夠實現無線網絡的信息收集與整合，除了不能夠隨意更改軟件的版本以及攝像設備的序列編號等其自身具有的數據以外，其他類型的數據都能夠重新設置以及遠程獲取[3]。

3.3 實現錄制過程中的抓錄功能

在煤礦井下使用無線網絡攝像機實時監控管理煤礦井下狀況時，工作人員需要對已經存在異常的問題或者重點關注某段時間的視頻，并需要將系統中展現出來的數據信息，準確無誤的記錄下來。因此在無線視頻監控系統中需要具備抓錄視頻的功能，方能夠實現在系統隨機抽取特定時間區段的視頻或是達到實時抓錄數據幀的效果。

3.4 實現視頻流暢播放

在煤礦井下運用無線網絡攝像機，攝影機不但應該錄制煤礦井下的作業環境，還應該自行存儲相關數據內容，便于工作人員可以順利播放出監控視頻的具體內容，因此在設計無線視頻監控系統的過程中，需要創建一些視頻流暢播放模塊，有助于還原重現攝像機錄制現場的具體狀況，工作人員即可以在出現事故以后，結合視頻監控拍攝的內容分析原因，避免在日后煤礦開采過程中再次犯下這種錯誤。在實際播放監控視頻的過程中，還需要展現出監控錄制時的具體時間，并需要設置一些播放功能、暫停功能、快進功能、快退功能等按鈕，可以使整個監控視頻的播放過程處于更加人性化的狀態。

3.5實現云臺管控功能

在煤礦井下使用的無線攝像機，能夠借助RS485直接管控云臺、攝像機鏡頭、雨刷等各種輔助型設備，為了進一步提高遠程調度對于無線攝像機輔助設備的管控效果，相關工作人員在研發設計無線視頻監控系統的過程中，設計了云臺管控模塊，該模塊在開發設計階段牽涉到的動態化鏈接庫中，主要涵蓋了VIDEOCAMERA.DLL以及NETCLIENT.LL，即可以在云臺管控模塊中運用CLIENTSTART函數管控云臺模塊。

4 結論

在實際進行煤礦井下開采的井下作業環境中，不但具有地勢條件比較復雜、井下氣壓比較低的特點，而且具備光線比較暗、環境較為惡劣的特征，極易造成各類煤礦危險事故。一些煤礦企業結合現在比較先進的視頻監控技術，在井下創建了比較先進的無線監控視頻系統，能夠將攝像機在井下收集到的信號內容，運用無線網絡直接傳送到地面上的監控管理設備中，工作人員在使用編碼后，能夠將視頻數據包轉化成視頻信號，地面上的工作人員即能夠進行實時監控管理，并自動存儲當天的監控視頻，有助于提升煤礦企業的信息化管理水平。

參考文獻：

[1]許凡非. 煤礦井下無線傳感器網絡實時RSSI定位算法研究[D].內蒙古科技大學，2019.

[2]王媛媛. 煤礦井下無線人員定位視頻監控系統分析與設計[D].東南大學，2019.