孟軍

(呼和浩特鐵路局科研所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

基于無線視頻技術(shù)的包頭東貨場監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

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復雜地理環(huán)境下視頻傳輸?shù)男枨?又克服對有線網(wǎng)絡(luò)、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來的不便,本論文闡述了問題的提出、用戶的需求,重點采用無線視頻傳輸技術(shù)解決包頭東貨場視頻傳輸問題,并搭建模擬環(huán)境,驗證了無線傳輸技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的可行性。

無線視頻傳輸 監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

隨著企業(yè)的安全防范意識及生產(chǎn)安全的日益重視,視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越廣泛的應(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)的管理能力得到進一步提高。

包頭東貨場占地面積廣,而且環(huán)境復雜,為了防止非法的入侵和各種破壞、盜竊活動,規(guī)范職工標準化作業(yè),有效預防安全事故,迫切需要建立一套先進、完善、可靠的視頻監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)調(diào)研,需在包頭東貨場廠區(qū)安裝視頻監(jiān)控,設(shè)計一套數(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)運行的需要。

2 系統(tǒng)總體需求分析

包東貨場廠區(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,成本很高,或者對傳輸帶寬需求較高,或者無法部署有線方案,為了克服上述困難,本設(shè)計方案可采用無線視頻傳輸技術(shù),利用WLAN AP承載無線數(shù)據(jù)回傳,可大大降低工程實現(xiàn)度高。無線視頻傳輸?shù)膬?yōu)點:

(1)綜合成本低,性能更穩(wěn)定;

(2)組網(wǎng)靈活,可擴展性好,即插即用;

(3)維護費用低;

(4)實時傳輸視頻圖像,信息連續(xù)、清晰。

圖1 無線組網(wǎng)及布放圖

圖2 實驗結(jié)果

3 解決方案

3.1 WLAN無線視頻監(jiān)控回傳解決方案

3.1.1 點對點P2P網(wǎng)橋方式

方案簡述:

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

Root AP與Leaf AP成對應(yīng)用,之間通過高功率定向天線實現(xiàn)遠距離傳輸。不同對的AP之間采用不同的信道傳輸減少干擾。

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

3.1.2 點對多點P2MP網(wǎng)橋方式

方案簡述:

監(jiān)控點與監(jiān)控匯聚點之間采用WDS橋接實現(xiàn)無線連接,橋接采用5GHz鏈路減少干擾。

監(jiān)控匯聚點一個Root AP與多個Leaf AP進行通信,且采用同一個無線信道,多個Leaf AP 落在同一個Root AP定向天線的覆蓋范圍內(nèi)。

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

3.1.3 兩跳中繼傳輸方式

方案簡述:

通過Repeater AP實現(xiàn)Leaf AP與Root AP之間的傳輸。

中繼點有兩個Repeater AP分別與Leaf AP和Root AP通信,兩個Repeater通過工業(yè)交換機實現(xiàn)通信。成對的AP之間采用不同的5GHz信道。

成對的AP之間通過高功率定向天線實現(xiàn)通信。

3.2 包頭東貨場方案設(shè)計

針對本次包頭東西貨場物理位置、攝像頭布放的實際情況,需要結(jié)合“點對多點P2MP網(wǎng)橋”和“兩跳中繼傳輸”兩種方式實現(xiàn)無線組網(wǎng)。結(jié)合對現(xiàn)場的調(diào)研的情況,設(shè)計包頭東貨場無線組網(wǎng)和布放情況,如圖1所示。

設(shè)計說明:

(1)AP1通過POE交換機接入2路視頻,AP3通過POE交換機接入4路視頻,AP4通過POE交換機接入2路視頻,Root AP2以P2MP (M=3)點對多點方式接入AP1/3/4,實現(xiàn)總計8路視頻的無線接入。

(2)AP2通過POE交換機接入6路視頻,Root AP1以P2P點對點方式接入AP2,實現(xiàn)總計6路視頻的無線接入。

(3)AP7通過POE交換機接入3路視頻,P5/8/9分別直接接入1路視頻,AP6以P2MP(M=3)點對多點方式接入AP7/8/9,實現(xiàn)5路視頻的無線中繼方式匯聚至AP5,AP5以點對點形式接入Root AP3,實現(xiàn)總計6路視頻的無線接入。

(4)AC控制器通過FE接口分別接入三臺Root AP,實現(xiàn)視頻回傳,并對所有AP進行管理、鑒權(quán)、認證、配置、維護等功能。

4 試驗結(jié)果及結(jié)論

為驗證設(shè)備傳輸?shù)膸?、視頻信息的穩(wěn)定性及設(shè)計方案的可行性,在某場地搭建實驗平臺,前端使用3路720P高清視頻相機,采用點對點P2P網(wǎng)橋方式,在測試點相距1600米測試畫面如下圖2所示,經(jīng)仔細觀察,畫面清晰度較高,通知遠端人員拿起攝像機左右旋轉(zhuǎn),或者在攝像機前來回走動,觀察視頻圖像,畫面清晰流暢,沒有任何拖尾和卡頓現(xiàn)象。3路720P高清視頻同時通過WLAN傳輸?shù)膶崟r性和可靠性均能得到保證,經(jīng)測試攝像機到NVR間的延時不超過2ms,經(jīng)半小時測試,未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象出現(xiàn)?？梢则炞C,整個裝置對前端圖像視頻的采集清流暢,可以連續(xù)性回傳數(shù)據(jù),不受時間限制,達到預期要求。

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