基于無線多跳網絡的礦井工作面視頻監控系統

梁宏

(1.中煤科工集團常州研究院有限公司, 江蘇 常州 213015； 2.天地(常州)自動化股份有限公司, 江蘇 常州 213015)

0 引言

為了保證煤礦井下安全生產，在煤礦井下工作面建立一套高效的多媒體實時通信網絡系統具有重要意義[1-2]。在煤礦井下無線網絡方面，近年以工業以太環網為骨干、局部無線接入的混合異構網絡模式成為主流模式。隨著礦井通信技術的發展，基于不同頻段的礦井無線通信技術如ELF/VLF超低頻透地通信、VHF/UHF漏泄通信及小區制礦井蜂窩3G/4G移動通信技術等在井下的應用成為研究熱點[3-5]。新興短距離無線通信技術(ZigBee,WiFi,Bluetooth,UWB等)、移動自組織網絡、無線地下傳感器網絡、無線Mesh網絡、物聯網等的出現，使得礦井無線通信與組網技術迎來了一個快速發展的階段[6-8]。

目前煤礦井下視頻監控系統多采用有線傳輸方式。由于煤礦井下作業環境復雜，有線傳輸方式存在以下缺點：線纜部署難度大；受工作面變動影響，需要隨時變換線纜位置，工作量大，系統穩定性差；當礦難發生時，線纜極易受到損壞[9]。無線傳輸方式可大大降低網絡部署復雜度，提高靈活性，降低成本。傳統的無線局域網(Wireless Local Area Network，WLAN)通信距離較短，無法適應煤礦井下工作面狹長的環境[10-11]。無線多跳網絡技術可在不增加線纜和設備的基礎上有效擴展通信范圍。因此，本文設計了基于無線多跳網絡的礦井工作面視頻監控系統，該系統具有易部署、便于維護和自愈能力強等特點。

1 視頻監控系統結構

基于無線多跳網絡的礦井工作面視頻監控系統由視頻采集節點、無線多跳網絡(含網關節點、傳輸節點及網絡交換機)、客戶端等組成，如圖1所示。……