专利名称：基于wlan矿井有轨机车运输监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井有轨机车监控技术领域，具体是一种基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，是一种将采集的模拟视频信号进行编码压缩后通过无线传输发送到操作室的有轨机车监控系统。
背景技术：
在煤矿生产中，井下安全生产的各种信息需要及时地收集和分析，生产调度指令也需要及时传达到井下每一个工作地点，特别是井下突发事件的及时预报及抢险救灾，关系到国家财产安全和广大矿工的生命安全。由于矿井自然环境的特殊性，长期以来井下监测监控只有借助于有线才能实现，但这一方式存在很多缺陷，如布线复杂、网络结构相对固 定、维护成本高等，而且在有轨机车区域有线监控的布置极为不方便。在煤矿井下有机车运行的区域，司机由于需要在操作室控制机车，无法看到运行过程中机车前后巷道内的状况，另一方面，由于机车的运动性强，某些巷道的起伏较大，环境复杂，对于视频监测的要求更闻。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供了一种基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，满足机车司机在操作室控制机车运行时需对轨道状况了解的要求，机车司机可以在操作室观测机车前后的巷道情况，及时对机车运行情况做出调整。本实用新型是以如下技术方案实现的一种基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，该系统由车载移动信息采集无线终端U1、多个无线中继节点U2和视频解码与显示设备U3组成；前端车载无线视频采集模块Ul对有轨机车前后视频图像进行采集、处理后无线传输到邻近的无线中继节点U2，无线中继节点U2将接收到的无线视频信号通过链状多跳方式传输到视频解码及显示模块U3，视频信号经过视频解码及显示模块U3的解码及D/A转换后，将视频信号显示在显示屏上；所述的车载移动信息采集无线终端Ul安装在煤矿井下有轨机车上，所述的多个无线中继节点U2沿轨道的巷道壁布置，所述的视频解码与显示设备U3安装在操作室内。本实用新型的有益效果是基于WLAN的可实现无线长距离覆盖的视频传输系统，具有覆盖范围大、满足机车司机在操作室控制机车运行时需对轨道状况了解的要求；布置简单、移动性好、便于维修的特点；为减少安全事故、降低人员伤亡、提高危险环境下设备的使用效率、有效性提供必要的保障；对其他如工作面等环境复杂区域的监控系统具有借鉴意义。
以下结合附图
对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型原理框图；[0008]图2是本实用新型系统结构图；图3是视频采集系统结构图；图4是CXD防爆摄像头、TVP5146与DM6446连接结构图；图5是以太网接口电路连接图。
具体实施方式
如图I所示，基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统由车载移动信息采集无线终端U1、多个无线中继节点U2和视频解码与显示设备U3组成；前端车载无线视频采集模块Ul对有轨机车前后视频图像进行采集、处理后无线传输到邻近的无线中继节点U2，无线中继节点U2将接收到的无线视频信号通过链状多跳方式传输到视频解码及显示模块U3，视频 信号经过视频解码及显示模块U3的解码及D/A转换后，将视频信号显示在显示屏上。为了弥补现有有线监控技术不足的缺点，车载移动信息采集无线终端Ul安装在煤矿井下有轨机车上。多个无线中继节点U2沿轨道的巷道壁布置，视频解码与显示设备U3安装在操作室内，将车载视频传输到机车操作室，为机车司机的安全操作提供了基本保证。通过沿机车轨道的巷道壁布置多个无线中继节点，保证车载移动信息采集无线终端Ul采集的视频信号可以实时地通过无线传输到井下操作室，机车司机可以在操作室观测机车前后的巷道情况，及时对机车运行情况做出调整。如图2所示，车载移动信息采集无线终端Ul包括四组CXD防爆摄像头，用于采集有轨机车前后模拟视频图像；四组视频处理模块，将四组CCD防爆摄像头采集到有轨机车前后的模拟视频图像通过视频解码芯片的A/D转换得到数字视频信号；无线交换机，将通过四组视频处理模块转换后的数字视频信号无线传输至无线中继节点U2。无线中继节点U2采用wi-fi无线交换机。视频解码与显示设备U3包括四组视频解码芯片，将无线中继节点U2输送的数字视频信号信号进行解码和D/A转换后转换后得到模拟视频信号；显示器，显示经过四组视频解码模块处理后得到的模拟视频信号。所述的无线交换机采用隔爆无线交换机KJJ23。如图3所示，整个车载无线视频采集流程如下四组CXD防爆摄像头采用KBA6矿用本安型光纤摄像仪，外界景物的光线通过钢化玻璃窗进入标准镜头，聚焦后在CCD防爆摄像头的CXD芯片上，由于CXD防爆摄像头输出的全电视信号，经过射极跟随器直接输出本安视频信号或者用于驱动发光管的调制驱动电路，输出模拟信号，模拟信号经过电平转换芯片进行滤波后进入视频解码芯片进行A/D转换，转换成IObit YChCr4:2:2格式视频图像信号，然后送入主芯片视频处理子系统VPFE，VPFE将数字视频信号进行压缩编码后通过主芯片的EMAC接口与网口物理层芯片连接，从而接入以太网，将视频信号经过RJ45接口进入wi-fi无线交换机。如图4所示，视频处理模块采用视频解码芯片TVP5146，处理器主芯片采用DM6446 ;视频解码芯片TVP5146的初始化配置工作是DM6446通过I2C系统总线来设置视频解码芯片TVP5146的相关寄控制存器来实现的(由于I2CA引脚通过2. 2KQ的电阻与3. 3V的高电平相连，TVP6146作为从设备的地址为Ox )。TVP5146以VI_4_A作为PAL制式的复合模拟视频CVBS的输人端口，经过芯片解码后将视频数据转换成符合ITV-RBT. 656标准的IObit YChCr4:2:2格式视频图像信号，然后将高8bit视频数据送到DM6446的VPFE。以便快捷地构建视频接口，再通过图像缩放模块、H3A等模块的视频前端处理。处理完的数据放入DDR2存储器，以便VPBE再对视频数据进行OSD等模块处理。[0017]如图5所示，DM6446作为视频处理模块的核心芯片，主要负责将转换后的数字视频信号进行压缩编码，并且通过以太网接口模块实现与无线网络的连接，网口物理层芯片选用RTL8201CP芯片，RTL8201CP支持单端口的10/100MB快速以太网传输，提供了与MAC层相接的标准的MII接口，因此RTL8201CP可以实现与DM6446无缝连接，支持25MHz的时钟频率。网口物理层芯RTL8201CP并不是直接与RJ45模块物理连接的，而是通过网络变压器YL18-2050S把两者连接起来的，目的是为了实现数据通道的安全隔离。另外为了减小系统的干扰，是用磁珠隔离模拟地，数字地及系统外壳地。工作过程车载视频采集端采用KBA6矿用本安型光纤摄像仪，外界景物的光线通过钢化玻璃窗进入标准镜头，聚焦后在CXD防爆摄像头的CXD芯片上，由于CXD防爆摄像头输出的全电视信号，经过射极跟随器直接输出本安视频信号或者用于驱动发光管的调制驱动电路，输出光信号到视频处理部分。视频处理部分首先将接收到的视频信号进行A/D转换，得到的数字视频信号再进行压缩编码，通过以太网接口电路连入以太网，之后将处理后的视频信号通过隔爆无线交换机KJJ23进行无线发送，此时有轨机车如果运行在第一个无线中继节点U2的覆盖范围内时，无线中继节点U2将自己接收到的信号通过有线方式传输到机车控制室，如果在其它中继节点的传输范围，中继节点接收到的视频信号还需要通过多跳的方式向前端的无线中继节点U2传输，直到与机车控制室通过有线相连的第一个节点；机车控制室接收到的视频信号首先通过视频解码模块进行视频的解码处理，通过D/A转换成模拟信号后在显示屏上进行显示。
权利要求1.一种基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统,其特征在于该系统由车载移动信息米集无线终端U1、多个无线中继节点U2和视频解码与显示设备U3组成；前端车载无线视频采集模块Ul对有轨机车前后视频图像进行采集、处理后无线传输到邻近的无线中继节点U2，无线中继节点U2将接收到的无线视频信号通过链状多跳方式传输到视频解码及显示模块U3，视频信号经过视频解码及显示模块U3的解码及D/A转换后，将视频信号显示在显示屏上；所述的车载移动信息采集无线终端Ul安装在煤矿井下有轨机车上，所述的多个无线中继节点U2沿轨道的巷道壁布置，所述的视频解码与显示设备U3安装在操作室内。
2.根据权利要求I所述的基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，其特征在于所述的车载移动信息采集无线终端Ul包括四组CCD防爆摄像头，用于采集有轨机车前后模拟视频图像；四组视频处理模块，将四组CXD防爆摄像头采集到有轨机车前后的模拟视频图像通过视频解码芯片的A/D转换得到数字视频信号；无线交换机，将通过四组视频处理模块转换后的数字视频信号无线传输至无线中继节点U2 ;所述的无线中继节点U2采用wi-fi无线交换机；所述的视频解码与显示设备U3包括四组视频解码芯片，将无线中继节点U2输送的数字视频信号信号进行解码和D/A转换后转换后得到模拟视频信号；显示器，显示经过四组视频解码模块处理后得到的模拟视频信号。
3.根据权利要求2所述的基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，其特征在于所述的无线交换机采用隔爆无线交换机KJJ23。
4.根据权利要求2所述的基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，其特征在于所述的视频处理模块采用视频解码芯片TVP5146，处理器主芯片采用DM6446。
5.根据权利要求4所述的基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，其特征在于视频处理模块通过以太网接口模块实现与无线网络的连接，网口物理层芯片选用RTL8201CP芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种基于WLAN矿井有轨机车运输监控系统，涉及矿井有轨机车监控技术领域。该系统由安装在煤矿井下有轨机车上的车载移动信息采集无线终端U1、沿轨道的巷道壁布置多个无线中继节点U2和安装在操作室内的视频解码与显示设备U3组成；前端车载无线视频采集模块U1对有轨机车前后视频图像进行采集、处理后无线传输到邻近的无线中继节点U2，无线中继节点U2将接收到的无线视频信号通输到视频解码及显示模块U3。优点是覆盖范围大、布置简单、移动性好，可在巷道环境复杂的矿井有轨机车区域使用，满足机车司机在操作室控制机车运行时需对轨道状况了解的要求。
文档编号H04N7/26GK202395906SQ20112054016
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者彭庆虎, 李东胜, 赵云, 顾军, 黄兴 申请人:徐州中矿大华洋通信设备有限公司