基于2.4G高頻無線視頻監控的實踐
- 點擊次數：1284 發布時間：2013-4-7
：黃惠
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：188514034
摘 要:介紹了杭鋼鐵路裝卸線無線視頻采集傳輸方案,利用EXviewHAD CCD圖像傳感器采樣空間圖像,DS視頻服務控制器根據傳感
器同步時序控制圖像采集,并實現基于H.263的實時編碼壓縮,壓縮后的視屏流經由2.4G高頻微波傳輸到調度室監控中心,zui后通過上位機處理軟件還原圖像。
關鍵詞:攝像;微波;監控;傳輸;高頻;無線視頻監控
為提高鐵路裝卸作業調運效率,壓縮局車停時,需要對杭鋼鐵路裝卸線進行視頻監控。由于鐵路裝卸線點多面廣,作業區域多為
廢鋼、礦石等物料堆放場地,敷設線纜費用高、難度大。線纜易被鏟車等作業工具破壞,后期維護成本大、檢修困難。隨著無線網絡
技術的發展, 2.4G高頻微波通信為裝卸線現場遠程監控的實現提供了新的技術手段。不僅可較大幅度的降低投資,而且組態靈活,
非常適合交通運輸行業點多面廣的特點。
視頻監控系統主要由生成圖像的攝像前端、圖像壓縮設備、傳輸線路、遠程監控終端等許多安防監控設備組成。
1）攝像部分。由安防監控設備攝像機、電動鏡頭、云臺、防護罩等組成。攝像部分的作用是把現場圖像變成電信號,然后送入監控系統的傳送分
配部分進行傳送。本次監控攝像部分的核心是EXviewHAD CCD圖像傳感器,它是光電信號轉換的主體設備,是整個監控系統的眼睛。
2）圖像壓縮設備。它主要是對攝像機采集的模擬圖像進行數字化處理,我們采用H.264視頻壓縮技術,實現每秒25幀的獨立硬件壓
縮,然后壓縮碼流通過網絡進行傳輸,實現實時視頻預覽。
3）傳輸線路。傳輸部分的作用是將攝像機輸出的視頻、網絡視頻服務器處理完成的信號,饋送到監控室。傳輸方式有兩大類,一類是
電纜傳輸方式,如同軸電纜、平衡對電纜、光纜、網絡線等;另一類是用超高頻、微波、毫米波等進行傳輸的無線方式。
4）遠程監控終端。終端設備包括監視器、計算機、監控終端軟件等。監視器可以是一臺大屏幕顯示器。監控終端軟件主要有實時
監看功能、錄像檢索回放功能、設備管理功能、用戶管理、權限管理等功能。
2.1 監控安裝點分布
由圖1可見監控點分布于原料場區、焦化廠區,分布散,環境復雜,布線成本高、難度大。
2.2 設計基本要求
1）方案設計應在鐵路裝卸點配置室外日夜型紅外攝像機,調度室操作人員可以手動對需要監控的攝像機進行控制。
2）裝卸線主要裝卸點設立監控區域,合理考慮低照度能力;合理配置云臺、變焦攝像點布局。
3）考慮監控點在布線施工和日后維護等方面都極為不便,使用無線微波傳輸。要求傳輸設備支持突破視距限制,可以對噪聲和干擾有
著很好的抑制,對高層建筑物及管道具有良好的繞射和穿透能力。
在方案設計中,我們使用安防監控設備2.4GHz免許可頻段的BHU-2420做為主基站,以點對多點技術方案來實現無線網絡覆蓋。BHU-2420具有
多項*專利技術,其超高接收靈敏度（-105.5dBm）比目前市場上其他較好的設備-94dBm超過11.5dBm。由BHU-2420設備組成
的微波網絡,具備6個射頻單元,可以提供25Mbps的網絡帶寬,見圖2遠端設備與中心站之間可提供zui遠20公里的無線連接,可實現真
正意義上的高帶寬遠距離無線通信。
1）確定BHU-2420基站的具體安裝位置。需要視現場環境而定,我們通過信號測試選取*安裝點為鐵路工廠站信號樓房頂,通過加
工5米支架垂直抱桿安裝。在安裝時,使用自動頻率選擇
（ACS）工具來找到zui干凈的頻點,這項功能可以大大改善網絡信號的覆蓋效果。安裝好后,使用密封膠帶做多重密封。2）貨六道監控點受行車作業影響,圖像傳輸不穩定。由于行車作業時來回移動引起信號衰減,信號衰減越大,圖像越不穩定。因此我
們必須在發送端對信號載體能力進行加強,通過加裝信號中繼器將數據信號重新發送或者轉發,來擴大網絡傳輸的距離。在安裝中繼
器后,該問題得以解決。
3）基站防雷問題。將基站設備外殼、避雷裝置、安裝抱桿通過線徑1mm2的18AWG以上單芯電線接地。另外安裝避雷針,對基站進
行有效防雷。
采用*的安防監控設備2.4G無線傳輸及H.264編解碼技術,圖像清晰、自然,夜間成像效果好。標準分辨率351X288像素,zui高達702X576像素
。圖像無閃爍,連續性好,標準圖像幀率zui高25幀/秒（PAL制式）、30幀/秒（NTSC制式）,達到了預期的目標。可廣泛用于鐵路道口、
車站及沿線環境的實時監控。比傳統監控方式更方便,而且成本低。據測算,平均每個點可節約投資2萬元以上。該無線監控系統的
設計與施工實現了一個良好的人機環境,運行后,鐵路調度能實時了解裝卸線現場的整體裝卸情況,及時發現危險隱患,提高作業效率
、保障生產安全,減少局延費開支。
4 結語無線視頻監控技術的發展方興未艾,因而在設計過程中要預留擴展接口、選擇高性價比產品,盡量使系統技術*、功能完善的基礎上節
約成本。本次系統設計是2.4G高頻無線技術在杭鋼鐵路的實踐,建立的無線網絡可以做為鐵路調度信息應急通道使用,以彌補
目前光纖主干網絡沒有備份的不足。