煤矿井下无线人员定位视频监控系统分析与设计

周芙蓉

摘 要：在我国煤矿行业不断发展的过程中，国家对于煤矿井下安全作业的重视程度不断升高，为了确保井下作业人员的生命安全，提升煤矿作业的开采效率，使用无线视频监控系统，已经成为煤矿企业的主要工作任务之一。本文首先分析煤矿井下无线人员定位视频监控系统的方案设计，其次探讨视频监控系统的具体方案，以期对相关研究具有一定的参考价值。

关键词：煤矿井下无线人员;定位视频;监控系统

引言：在煤矿井下安装视频监控系统，能够有效降低出现煤矿安全事故的概率，工作人员在地面上即能够直接通过监控视频清晰的查看煤矿井下的实际作业状况，并及时开展监督管理和详细记录，还能够结合具体情况及时处理煤矿井下存在的危险源，在事后进行事故处理和总结分析的过程中，能够提供一些视频影像资料作为研究依据。

1 煤矿井下作业的现状

根据当前发展形势可知，大部分煤矿运用的视频监控设施都是有线型的装置，这类监控系统通常具有监测能力比较低、程序应用比较繁琐的问题。现如今很多煤矿企业已经创建了井下无线视频监控系统，能够有效解决上述问题。

2 煤矿井下无线视频监控系统的方案设计

2.1 井下无线视频监控系统的构成条件

和传统形式的有线监控视频相比较，无线局域网络具有的优势主要包括：系统接入方式更加简单、使用成本比较低、进行网络运维管理的方法比较简单等。在创建煤矿井下使用的无线视频监控系统时，主要需要运用无线局域网络，还应该运用无线接入点、无线路由器、地面接收器以及光纤等设施。无线接入点实际上是连接无线网络和有线网络的主要节点，具有一定的网络监督管理作用，其一般存在两个接口，一个是有线的网络接口端，另一个接口是无线型网络输出接口端。

无线路由器实质上是无线介质的一个具体展现形式，具有一定的分路功能，还能够高速转发数据文件。地面服务器中的接收器以及光纤，主要是运用管理局域网络中信息接收点、接入点传输发送的数据，即可以实现对局域网络设备的监管作用。

2.2 视频压缩使用的标准和传输协议

正常情况下，煤矿井下无线视频监控系统运用的标准比较多，多数会运用H.264/AVC的视频压缩标准，对监控获取的视频实施压缩处理，主要原因是相比于其他标准而言，该标准具备较高的视频压缩比例，能够进一步减少视频存在的比特率。当前监控视频中使用的传输协议主要包括TCP协议以及UDP协议，这两份协议适合应用的场合存在差异性，在视频传输效率要求比较高的时候，工作人员可以选用TCP协议，在实时传输监控时，工作人员可以运用UDP协议[1]。

除此以外，需要特别注意的是，在预设网络监控摄像器材的具体参数和访问其用户使用信息的过程中，为了确保相关参数具有的合理性、提升用户信息的真实性和可信性，必须应用TCP协议。

2.3 无线网络摄像器材与开发环境

在煤矿井下使用无线视频监控系统的过程中，运用嵌入式的无线网络监控摄像工具，该器材需要运用一些辅助性设施，比如说云台以及解码器等。这种无线性的网络摄像机能够运用H.264/AVC的监控视频压缩标准，可以支持以多种清晰度、不同转码率和不同帧率播放视频，是一种综合性较强、实用性比较强的无线网络监控摄像机。煤矿井下使用的无线视频监控系统软件，大都是运用C#语言实施计算机编程以及开发设计的，摄像机则是采用C++语言实施编程设计，二者进行对接的过程中，主要是依靠动态化的链接库开展的。

3 煤矿井下使用无线视频监控系统的具体方案

3.1 实现视频远程访问

在煤矿井下安装无线视频监控系统的过程中，工作人员能够实现在地面上借助无线网络监控摄像机开展远程操控处理和访问，因此应该创建一个独立的访问板块[2]。视频访问模块实际上需要运用多个功能模块，方可完成对监控型摄像机的远程访问。该系统具有一定的唯一性，也就是其IP地址和计算机端口能够使摄像机在整个无线视频监控系统展现出唯一的特性，并可以借助界定用户名以及密码的形式，来保证摄像机在应用过程中具有的安全性，工作人员可以运用不同的链接形式以及多元化的通道号码来展现出网络连接具有的丰富性。

3.2 实现参数的远程设置

正常情况下，在无线网络摄像机中安装一个网络服务器的主要目的，是为了通过设计相关参数，达成优化、实现无线网络摄像机的根本目标，在煤矿井下安装无线视频监控系统的过程中，优化设计并不断研发远程设置参数的设备，能够进一步实现用户对于摄像机所有参数的空间访问以及远程设置。无线网络摄像机远程参数模块进行优化开发的过程中，还需要运用一些动态化的数据信息连接库，在获得相关参数的过程中，需要放弃对参数开展远程设置，并运用两个函数，即能够实现无线网络的信息收集与整合，除了不能够随意更改软件的版本以及摄像设备的序列编号等其自身具有的数据以外，其他类型的数据都能够重新设置以及远程获取[3]。

3.3 实现录制过程中的抓录功能

在煤矿井下使用无线网络摄像机实时监控管理煤矿井下状况时，工作人员需要对已经存在异常的问题或者重点关注某段时间的视频，并需要将系统中展现出来的数据信息，准确无误的记录下来。因此在无线视频监控系统中需要具备抓录视频的功能，方能够实现在系统随机抽取特定时间区段的视频或是达到实时抓录数据帧的效果。

3.4 实现视频流畅播放

在煤矿井下运用无线网络摄像机，摄影机不但应该录制煤矿井下的作业环境，还应该自行存储相关数据内容，便于工作人员可以顺利播放出监控视频的具体内容，因此在设计无线视频监控系统的过程中，需要创建一些视频流畅播放模块，有助于还原重现摄像机录制现场的具体状况，工作人员即可以在出现事故以后，结合视频监控拍摄的内容分析原因，避免在日后煤矿开采过程中再次犯下這种错误。在实际播放监控视频的过程中，还需要展现出监控录制时的具体时间，并需要设置一些播放功能、暂停功能、快进功能、快退功能等按钮，可以使整个监控视频的播放过程处于更加人性化的状态。

3.5实现云台管控功能

在煤矿井下使用的无线摄像机，能够借助RS485直接管控云台、摄像机镜头、雨刷等各种辅助型设备，为了进一步提高远程调度对于无线摄像机辅助设备的管控效果，相关工作人员在研发设计无线视频监控系统的过程中，设计了云台管控模块，该模块在开发设计阶段牵涉到的动态化链接库中，主要涵盖了VIDEOCAMERA.DLL以及NETCLIENT.LL，即可以在云台管控模块中运用CLIENTSTART函数管控云台模块。

4 结论

在实际进行煤矿井下开采的井下作业环境中，不但具有地势条件比较复杂、井下气压比较低的特点，而且具备光线比较暗、环境较为恶劣的特征，极易造成各类煤矿危险事故。一些煤矿企业结合现在比较先进的视频监控技术，在井下创建了比较先进的无线监控视频系统，能够将摄像机在井下收集到的信号内容，运用无线网络直接传送到地面上的监控管理设备中，工作人员在使用编码后，能够将视频数据包转化成视频信号，地面上的工作人员即能够进行实时监控管理，并自动存储当天的监控视频，有助于提升煤矿企业的信息化管理水平。

参考文献：

[1]许凡非. 煤矿井下无线传感器网络实时RSSI定位算法研究[D].内蒙古科技大学，2019.

[2]王媛媛. 煤矿井下无线人员定位视频监控系统分析与设计[D].东南大学，2019.