精品资料（2021-2022年收藏的）矿井视频监控系统设计

1、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授

2、权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：年 月 日导师签名：年 月 日毕业设计(论文)任务书学生姓名 专业班级 自动化0804 指导教师 工作单位 武汉理工大学 设计(论文)题目: 矿井视频监控系统设计 设计（论文）主要内容：分析矿井视频监控系统的组成和工作原理。根据矿井视频监控系统的工作特性和实际应用要求。在对矿井下设备安全性，实时性的基础上，对比传统的矿井监控系统。并对系统的视频采集终端设备的硬、软件的设计、视频信号传输方式设计、上位机监控软件的设计。此系统利用能对矿井全程视频图像进行实时日期和时钟预览和录像，保证采矿过程的完整性和真实性。要求完成的主要任务:矿井视频监控系

3、统研究是一个非常复杂的系统设计，本课题所研究的仅是其中的一部分，要求提供系统硬件设计和软件设计方法，并给出实验数据进行说明。矿井视频监控需求分析及市场行情，对比传统矿井视频监控系统。系统设计依据、设计原则及功能特点。3. 分析矿井视频监控系统组成、结构和工作原理。4. 分析并简单设计系统视频采集终端，提供设计方案。5. 分析并了解系统图像的处理。6. 分析并简单设计云台的控制。7. 撰写相应的设计说明书：正文不少于1万5千字，图文清晰，文理要通顺。中文文献收集不少于15篇，外文不少于5篇，外文翻译论文不少于5000汉字。指导教师签名 系主任签名 院长签名(章)_ 武汉理工大学本科生毕业设计（论

4、文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）在美国，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅，一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。而在我国，采煤机械化程度仅为，矿工队伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽烟等严重违章现象。这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事故，造成重大伤亡。我们在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现：（1） 地面与井下人员的信息沟通不及时；（2） 地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；（3） 一旦煤矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。目前，煤矿井下作业因

5、为远离地面，地形复杂，环境恶劣与地面人员间沟通不便，如果利用远程视频监控系统，地面监控人员则可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。同时要求上级有关监管部门可以通过网络远程查看进行状况，提出整改方法。现在一些煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高，具有很大的局限性。首先，模拟视频信号容易产生衰耗、畸变、延时，并且易受井下各种设备干扰，使图像质量下降，用于煤矿复杂的工作现场时，效果不好。其次，视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于几百米时，不便于系统

6、的维护和升级。最后，传统的模拟视频监控系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩展性差，查询取证时十分烦琐，难以维护，不能实现多监控中心和多级监控管理，不适合当前有关领导部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用得到广泛普及，在煤矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统是大趋势。网络数字监控系统的发展是监控报警业界的主流趋势，它将数字化视频图像记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合在一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时间录像机，具有灵活方便等特点。数字信号具有频谱效率高、抗干扰能力强、失真少等模拟信号无法比拟的特点，同时由于其信号处理数据量

7、大、占用频率资源多等问题，故需要对数字信号进行有效地压缩，使之在通信方面的开销与模拟信号附加相同时，才能体现其优点。目前国内外对数字监控不断地加大对其缺点的改进，使得其在许多领域都能够应用，而在市场的推动下，数字监控也成为了一个热门的话题。同时，在国内各大城市和地区之间竞相铺设光纤网络，以满足计算机网络发展的带宽要求，大规模光线网络的不断铺设不但使城市、城市间、区域间的信息通讯得到极大的改善，也使其他领域的资源配置和数据交流得到更加合理的改善和更新。2、基本内容和技术方案 本设计的基本内容是：1、矿井视频监控系统的组成和工作原理。2、矿井视频监控系统的设计方案选取。3、分析并设计系统视频采集终

8、端，提供设计方案。4、分析并设计云台的控制。5、分析并了解系统图像的压缩处理。 设计需要重点解决的问题是：视频采集终端的设计、和图像压缩处理。技术方案：（1）系统组成和工作原理：视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。组成框图：USB摄像头基于Linux的ARM9开发板监控端（用户PC等）usb以太网（2）设计方案选取：对嵌入式Internet的远程监控系统进行了研究，构建了

9、一个基于ARM处理器和Linux操作系统的嵌入式BS模式的远程视频监控系统。系统以嵌入式Linux和嵌入式微控制器$3C2440为核心平台，通过嵌入式平台建立的Web服务器将USB摄像头采集来的视频信号经过网络传输，在用户端PC可以接收到视频图像，并根据需要来控制云台的旋转，以完成对煤矿井下的网络视频监控。（3）视频采集终端设计：煤矿井下环境恶劣：第一、煤矿内坑道没有光线，且不能使用红外射灯，需要使用低照度摄像机；第二、坑道内只有660V、127V两种电压，需要考虑电源转换；第三、井下空气中瓦斯和粉尘含量较高，容易发生爆炸，所以必须使用经过煤安认证的隔爆防护罩。针对井下的复杂环境，综合考虑各种

10、因素，视频采集我们选择WAT-902H摄像机，配备Computar H0614FICS-3高档镜头（6mm 手动光圈及调焦CS接口），它可以在仅有一点星光的环境中,就可以达到白天的效果，免于安装红外灯，它的最低照度仅为0.0003Lux，但可以达到570线高清晰画面效果。防护罩我们选择KBA112矿用隔爆型摄像仪，该设备为全不锈钢构造，密封性能好，并且防腐、防尘、防水，可装定焦镜头，已经通过煤安隔爆等级认证D级标准，适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。防护罩内可以安装一台单路视频光端机用于视频传输，同时内置127V转12V的电源适配器可以满足井下的电力使用标准，符合集中供电的要求。煤矿井道中

11、采用光缆进行视频传输，因为使用光信号传输杜绝了以往传统视频线缆传输产生的电信号，减少隐患，而且光纤传输距离很长，可达30km，便于煤矿企业合理布线设置监控中心。在Linux下的视频采集是通过 Video4Linux实的，Video4Linux是广泛采用的总线标准，为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数。Linux视频采集的操作流程如下：开始视频采集打开设备文件获取摄像头是否采集完毕获取摄像头缓冲区中图像的参数关闭设备结束（4）云台控制设计：云台控制协议众多，本系统采用的是市场上最为通用的派尔高公司的PELCOD协议。云台协议部分的程序设计：首先对云台协议文件的解析。这一部分主要是完成将

12、上层Web服务端通过网络接收的云台协议文件进行转换。由于云台协议文件是文本文件，按照一定格式书写，因此文件解析主要是将文本中有效部分的ASCII码转换为十六进制的云台控制码。然后，将转换后的云台控制码通过串口发送给云台解码器解码来控制云台的上、下、左、右的动作。（5）视频图像的MPEG压缩：作为开放性的媒体标准，MPEG4具有广泛的兼容性、可升级性、使用户的使用风险降到最低。这一点是很多私有媒体技术所不能比的。压缩技术是网络化数字视频监控系统的核心，选择何种压缩方法最为关键。这里既要考虑到图像的画质，又要顾及图像的存储量和传输速度。MPEG4因使用图层(Layer)方式而能够智能化选择影像的不

13、同之处，从而使图像存储容量大幅度下降，加速图像的传输速率，从而也增加了网络传输的即时性。视频数据压缩模块将采集到的视频数据使用MPEG4压缩标准进行压缩编码，生成 MPEG4视 频数据流，再由视频数据传输模块通过网络发送给请求监控的客户端。本系统设计中采用开源的高效xvidocre多媒体编解码软件来作为 MPEG4视频 压缩的核心算法。3、进度安排1选题 第1周2收集资料并撰写开题报告 第2、3周3完成外文翻译 第4周4概述视频监控发展、市场需求分析对比传统矿井视频监控系统。 第5-7周5完成系统功能构成、内容结构和工作原理。 第16周6完成采集模块的设计 第10周7分析图像的压缩技术，提出方

14、案 第11周8完成云台控制，监控中心控制室，远程控制室的设计。 第12周9完成产品选型 第15周10答辩 第16周4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日武汉理工大学毕业设计（论文）目 录 摘要IAbstractII绪论11 概述32 需求分析及市场行情53 系统设计概况及分析73.1 系统设计简介73.2 设计依据、原则及功能特点93.2.1 设计依据93.2.2 设计原则93.2.3 系统功能特点104.系统总体设计114.1 系统功能构成及内容结构114.1.1 功能构成114.1.2 内容结构124.1.3 系统示意图134.2 监控系统的体系结构及工作原理144.2.1 系统体系

15、结构144.2.2 系统工作原理144.2.3 Web服务器与 CGI程序154.2.4 通用网关接口 cGl154.3 系统中重要模块的设计164.3.1 视频图像采集模块164.3.2 视频图像的MPEG压缩184.3.3 云台的控制204.3.4 监控中心控制室214.3.5 远程指挥中心225 产品选型235.1前端设备235.1.1 超低照度黑白摄像机235.1.2 Computar H0614FICS-3245.1.3 KBA112矿用隔爆型摄像仪255.1.4 视频光端机275.2 后端设备295.2.1 监控中心数字控制主机295.2.2远程指挥监看系统325.2.3 远程指挥

16、管理主机（数字视频中心矩阵系统）325.2.4 视频矩阵切换系统365.2.5 TC-208视频分配器37结束语39致谢40参考文献41武汉理工大学毕业设计（论文）摘 要随着现代电子技术的发展，视频监控系统也逐步由模拟走向数字化。视频监控系统是安防领域中的重要组成部分，是所有安全系统中最关键的子系统。系统通过遥控摄像机，直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，视频监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。视频监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、清晰、真实地反映被监视控制对象的画面。视频监控系统已成为在现代化

17、管理中监控的最为有效的观察工具。视频监控系统是一种全数字化、全网络化的系统，可以同现有的多媒体系统、控制系统和信息系统集成，方便地实现数据和信息的共享在控制中心，只要有一个工作人员操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。 视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。对嵌入式Internet的远程监控系统进行了研究，构建了一个基于ARM处理器和Linux操作系统的嵌

18、入式BS模式的远程视频监控系统。系统以嵌入式Linux和嵌入式微控制器$3C2440为核心平台，通过嵌入式平台建立的Web服务器将USB摄像头采集来的视频信号经过网络传输，在用户端PC可以接收到视频图像，并根据需要来控制云台的旋转，以完成对煤矿井下的网络视频监控。关键词： Arm；Linux；嵌入式Web服务器；视频监控；CGIAbstractAlong with the technical development of modern electronics, the video frequency supervision system also gradually from imitate

19、the alignment numeral to turn.The video frequency supervision system is Anne to defend the importance in the realm to constitute the part, is in all safe systems most the sub-system of the key.The system passes the remote control camera, the direct observation is keep watch on the amenity circumstan

20、ce, at the same time can is keep watch on the amenity circumstance carries on recording the elephant synchronously.Moreover, the video frequency supervision system can also with guard against theft to report to the police the system etc. other safe techniques guard against the system to move the mov

21、ement, using a safety to guard against the ability to get the whole exaltation. The video frequency supervision system ability at the situation that person can't observe directly, well timed, portrait, really reflect to be keep watch on appearance of control the object.The video frequency superv

22、ision system has become the most valid observation tool supervise and control in modern management.The video frequency supervision system is a kind of total amount word turn, the whole network turn of system, can the together existing multi-media system, the control system and the information system

23、s gather, carrying out the share of the data and information in the control centre expediently, the operation of only a staff member, can observe manies to is control district, and long-distance leave the supervision function of the district.Video frequency supervision system from solid the hour con

24、trols the system, surveillance system and management the information system constitute. The solid hour controls the data for system to complete solid to collect the processing, saving, the function of the feedback,keep watch on the system completes the all-weather surveillance that orders to the eac

25、h supervision, the ability is operating control point more up cut over many road pictures,Manage the information system completes each kind of to need the information to collect, receive, transmit, process, handle, is the whole control core of system. This article has researched the embedded Interne

26、t long-distance monitoring system and constructed one embedded BS pattern long-distance video monitoring system which based on the ARM pPocesor and Linux operating systemThe coPe platform of the system is embedded Linux systems and embedded micro-controler cope $3C2440， through the platform establis

27、hing an embedded Web server to tPansmist the video signaI from the USB camera，we cab receive the video on the PC at the client-side and contPoIthe revolution of the holder when necessary，SO as t0 complete the video monitoring of the familyKey words：Arm；Linux；Embedded Web Server； Video Surveilance ；C

28、GI39武汉理工大学毕业设计（论文）绪 论近年来，随着现代科学技术的不断发展特别是网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控技术也有长足的发展，视频监控进入了全数字化的网络时代，日益受到人们的重视和关注。视频监控系统的发展基本上是从早期的模拟闭路电视监控系统向数模结合的视频监控系统和现在的数字视频监控系统演变的过程，而现在的数字视频监控系统根据技术的发展又分为三个阶段：数字监控的多媒体阶段、数字监控的DVR阶段和数字监控的网络阶段。随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展、数字视频监控系统迅速崛起，现今市场上有两种数字视频监控系统类型，

29、一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统，另一种是以嵌入式视频Web服务器为核心的视频监控系统。数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机的普及化，为基于PC机的多媒体监控创造了条件。这种新型视频监控系统的迅速崛起，部分地取代了以视频矩阵图像分割器、录像机为核心，辅以其它传送器的模拟视频监控模式，但随着基于PC机的视频监控录像系统的发展，在实际工程使用过程中，也暴露出一些不足，主要是系统工作的不稳定性。基于PC的视频监控录像系统的组成结构为：兼容/工控PC机+视频采集卡+普通/较可靠的操作平台+应用软件。嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求

30、的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的"器件"。嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点嵌入式视频Web服务器方式，视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时多任务操作系统。摄像机送来的视频

31、信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到内置的Web服务器，网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机、云台、镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网，达到即插即看，省掉多种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户也无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看。视频监控发展的最大两个特点就是数字化各网络化。矿井视频监控系统设计1 概述近年来，煤矿发生事故的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后搜救工作效率，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。在经济高速发展、能源供应紧

32、张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系，需要深入研究，发展不能以牺牲环境和生命为代价。为此，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。我们认为提升安全生产信息化管理水平，加强以灾害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制，是我国安全生产工作的必由之路。本设计采用适用于煤矿的数字视频监控系统，本系统从视频监控、信号传输、中心控制、远程监管等各方面提出全方位的解决办法，可以实现井下监控中心、地、

33、市煤矿安全监控指挥中心与省局监控指挥中心联网，使煤矿安全管理工作向科学化、规范化、数字化管理轨道迈进，提高煤矿安全管理水平。利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。煤矿监控系统需要满足以下功能要求：视频监控设备满足煤矿防爆、隔爆等级要求可以实现各级部门联网监控，指挥终端、中心控制室以及上级领导终端可通过语音对讲对煤矿开采企业进行远程指挥。系统具有特定的视频效果：以矿井为单元，将一路或多路视频信号进行图像预览和录像。系统具有实时日期和时钟视频

34、叠加功能：对矿井全程视频图像进行实时日期和时钟预览和录像，保证采矿过程的完整性和真实性。其日期和时钟在画面中的显示方式和显示位置可根据现场实景进行位置调整。系统具有单画面、多画面和全屏等多种显示方式，预览显示画面在多画面显示方式下，其显示位置可进行人为调整。系统具有录像效果调节功能、网络传输质量，保证其图像在局域网和广域网上都能进行网络传输。系统具有音、视频实时网络浏览功能，每路图像可允许多个网络客户端同时进行网络浏览。系统具有录像资料转制VCD光盘存储功能，便于资料的保存和资料审阅的便捷。系统具有对剩余硬盘空间显示和容量不足警示功能，提供线性和循环录像两种模式。系统具有客户端对录像资料的检索

35、、管理和回放。系统具有通过网络实现上级领导与矿井监控中心工作人员进行网络会话的功能，从而保障指挥的有效性和实时性。系统具有易安装性和易维护性。系统具有操作简单，界面简洁，功能直观明确。图1：视频监测图样2 需求分析及市场行情需求分析： 在美国，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅，一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。而在我国，采煤机械化程度仅为，矿工队伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽烟等严重违章现象。这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事故，造成重大伤亡。我们在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现：（1） 地面与井下人

36、员的信息沟通不及时；（2） 地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；（3） 一旦煤矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。目前，煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣与地面人员间沟通不便，如果利用远程视频监控系统，地面监控人员则可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。同时要求上级有关监管部门可以通过网络远程查看进行状况，提出整改方法。现在一些煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高，具有很大的局限性。首先，模

37、拟视频信号容易产生衰耗、畸变、延时，并且易受井下各种设备干扰，使图像质量下降，用于煤矿复杂的工作现场时，效果不好。其次，视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于几百米时，不便于系统的维护和升级。最后，传统的模拟视频监控系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩展性差，查询取证时十分烦琐，难以维护，不能实现多监控中心和多级监控管理，不适合当前有关领导部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用得到广泛普及，在煤矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统也是大趋势。市场行情：目前在我国煤矿安全监控领域，许多煤矿没有井下安全监控系统，建有井下监控系统的企业其

38、多数监控设备也比较落后，监控系统单一简单，性能不稳定。目前煤矿监控平台多是将有线电缆和传感器结合，以数据监控为主。这样的监控系统性能极为不稳定，只要有一处线路发生中断，整个监控系统便处于瘫痪状态，井下和井上便失去联系。一旦发生煤矿事故，线路发生中断，井下不能将情况及时反馈给井上指挥人员，井上救援人员也无法与井下被困人员进行沟通和指挥救援工作，这样的监控系统不能起到任何救援作用。同时，现有监控系统监控条目比较单一，要么只对井下气体瓦斯浓度进行监控，要么只对顶板压力监控等等，没有一个比较系统全面的监控平台。此外，井下工作人员之间缺乏性能稳定的语音对讲系统，使得工作人员之间不能很好的协调工作，不能及

39、时准备放炮时的安全防范措施。在井下视频监控方面，多数煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高，而且只能固定监控，监控终端太过庞大累赘，灵活性不强，监控死角较多，数据传输不流畅，监控画面不够清晰，不能很好的反映井下实际情况。而且不能实现多级监控中心和多级监控管理，不适合当前有关部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。3 系统设计概况及分析3.1 系统设计简介这套系统包括矿总调度室监控中心一个，在中心内放置视频控制设备和显示设备。前端监控点地面部份主要是对绞车房、变电所、门卫、井上皮带、井下皮带等位置的监控，我们采用的是带云台的彩色摄像机，通过在监控中心硬盘录像机主机上对云台各种角度

40、进行遥控控制，确保对观测点进行全方位的监控。这套系统具有以下功能和优点：功能：1.在监控中心可以实现对任意一路摄像机的显示与控制 2.可以多画面或单画面的方式显示摄像机图像 3.对任何一个摄像机画面进行24小时记录，并能够本地或远程回放 4.具备灵活控制性和多画面系统强大的记录功能 5.系统可以采用硬盘录像系统进行图像记录 优点：1.由于远距离视频信号采用光纤传输，能够消除各种电器设备对视频信号的干扰，保证视频信号不失真。2.线路损耗小，保证系统控制信号传递的准确性。3.采用室外全方位云台，使监控的视角广阔，监控范围广。4.系统设备采用现代先进的监控设备，保证了系统的先进性。5.硬盘录像机采用

41、NSuper16，16路视频输入保证系统以后的扩充性能。自带8路矩阵输出，能更好地控制电视墙信号煤矿安全多媒体监控系统是根据中国煤矿安全现状和市场需求研制的。该系统由监控终端、传输网络、监控中心三大部分组成。系统基于当前先进的视频采集、数据压缩还原、传感技术、网络传输等技术设计而成。集光纤传输,Wi-Fi无线通信，固定与移动音、视频监控，人员定位于一体，填补了国内市场空白。该系统在正常工作中，由监控终端负责对煤矿井下的多项监控条目进行监控，监控终端可以对空气瓦斯含量进行监控、拍摄井下工人工作环境以及工作情况，通过监控终端同工作小组的工人之间以及小组和监控人员之间可以进行语音通信，相互协调工作。

42、监控终端并具有定位功能，监控中心可以通过终端判断每个工人的井下位置。由监控终端收集的所有数据、语音数据、视频数据经过先进的数据压缩编码后，通过高带宽的Wi-Fi进行无线传输，并利用无源光网络传输给井上的监控中心。监控中心对井下传输上来的数据进行记录保存，同时通过监控人员分析生产情况能及时发现事故苗子，防患于未然，同时也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料和相关数据。 如果煤矿发生异常情况，如井下空气中瓦斯等气体浓度过高，系统的预警功能便自动对井下工人和井上监控中心进行报警，提醒相关人员，进行采取措施。如果发生事故，无线监控终端仍能自动搜索最近的无线接入点，将事故现场的视频数据和语音数据传送

43、到地面上，同时发出SOS定位信号，地面上的指挥救援的工作人员一方面通过终端的语音通信功能指挥事故发生地带附近的工作人员安排撤离线路，同时通过接受的视频信息和SOS定位信号对井下事故发生地带的工人进行定位并展开施救。事故发生后，通过监控中心的数据管理中心记录的视频和数据信息，分析事故发生的原因，吸取教训并进行工作和安全生产防范上的改进。图2：设备连接示意图3.2 设计依据、原则及功能特点3.2.1 设计依据1、金属非金属矿山安全规程-2006版2、煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006），除防爆要求3、煤矿安全监控系统及监测仪器使用规范AQ1029-2007，除防爆要求4、矿用一般

44、型电气设备GBT 12173-20085、GB/T14048.12000  低压开关设备和控制设备  总则6、电工电子产品环境试验GB/T24237、电工电子产品基础环境试验规程GB/T24238、周期检验计算抽样程序及表GB/T2829-20029、外壳防护等级（IP代码）GB 420810、煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT 21011、电磁兼容 实验和测量技术GB /T1762612、煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 28613、煤矿监控系统主要性能测试方法MT/T 772-199814、煤矿用信息传输装置MT/T 89915、建筑物

45、电子信息系统防雷技术规范GB50343-200416、电子计算机机房设计规范 GB50173-93、17、计算机站场地安全要求   GB2887-8918、计算机站场地技术条件   GB2887-893.2.2 设计原则任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。同时系统选择的产品已根据煤矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人

46、员监测的自动化和信息化管理要求，同时可充分利用矿井已有的平台资源联网运行，有效节约投资。在视频监控系统时，主要遵循体现以下几个特性：（） 先进性    严格按照国家有关规定，结合具体情况，用最佳设计方案，采用先进成熟的技术设备和材料，既满足当前的需求，又兼顾未来高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期内保持先进性和良好的扩展性，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。 （） 规范性    视频监控工程，是一个先进复杂的综合性系统工程，从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程,都应严格按照国家有

47、关的标准和规范，作好系统的标准化设计和管理工作。最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供使用方存档。执行的主要规范内容包括中华人民共和国国家标准、中华人民共和国公共安全行业标准：（）实用性和可扩充性    在设计本监控系统方案的同时，应充分考虑到目前需要和将来长远利益。首先满足其基本功能需要，达到经济实用的要求，又应充分考虑今后的发展需要，具有可扩充性，充分保护现有的投资，而且具有较高的性价比。系统的建设要严格按照国家、地方和行业的有关标准与规范。在没有标准与规范的情况下，要参照国家、地方和行业的相关标准与规范，制订相应的标准与规范。系统的分

48、析、设计、实现和测试要严格按照软件工程标准和规范，并尽可能采用开放技术和国际主流产品，以确保系统符合国际上各种开放标准。（）可靠性 视频监控系统的建设，直接影响着使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中采用最优化的方案。并从线路敷设、设备安装、系统调试服务等方面，充分满足可靠性的要求。（5）应用的广泛性 为了提供使用者(在过程监视中，一般指管理人员及各级领导者)的监视区域(生产区域)以外场所的远程监视的需要，只需在现有的机器上安装应用软件或直接使用标准浏览器（不需任何安装），即可实现此需求。3.2.3 系统功能特点

49、（1）单向视频传输（2）视频存储和管理（3）双向音频传输（4）实时视频和存储视频的访问控制（5）报警联动录像及报警操作记录功能（6）动作侦测报警及录像功能（7）标准图像监控设备（视频切换器、云台等）控制（8）与其他监控系统的接口功能（9）其他图像监控系统的标准功能4.系统总体设计4.1 系统功能构成及内容结构4.1.1 功能构成整个系统由井下视频采集、监控中心控制室和远程视频监看指挥系统三部份组成，远程指挥终端可通过网络访问监控中心的数字主机监看井下视频，还可以使用双向对讲向煤矿企业进行远程指挥。由于煤矿企业一般都有自己的井下检测设备，普安科技的数字监控主机具有友好的程序接口，可以和煤矿企业自

50、有设备完美结合起来。本套视频监控系统由视频监控、录制和视频回放两大功能模块构成。为防止其它非管理人员随意的进入、退出系统，随意的对一些摄像头参数进行修改，设计时在这两个模块中加入了一个权限加密模块。其中视频监控录制模块不但可以用来实现摄像头的图像预览，以及视频的存储等功能，而且视频监控录制模块中还可以对预览图像的大小、摄像头所采集到的视频信息的存储大小，摄像头的亮度、曝光度和颜色等进行设置。而且在视频监控录制模块为了不让其他人员随意的更改这些设置和随意的退出本套系统还应在本模块中加入权限设置密码。而在回放系统中为了不让其他非管理人员随意对历史的视频信息进行浏览，因此，在进入回放系统之前应设置一

51、权限密码，若密码不正确者不能进入到回放系统中。本套视频监控系统的特点主要有以下的两个方面：（1）监控功能具备2屏同时预览功能；用户权限密码管理，保证系统安全；视频信号的丢失报警；对视频信号进行高密度的压缩处理和记录处理；按钮式管理界面，使用方便；能实现对历史纪录的查找和回放；Windows XP操作系统，系统更加稳定可靠。（2）存储功能: 可以支持两个IDE硬盘，每个IDE硬盘的容量可达120GB；硬盘文件系统同DOS兼容，可以在PC平台上操作；硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录；管理主机可以通过网络播放网络硬盘录像机上记录的文件；4.1.2 内容结构视频信号处理部分应包括以下主要内容：在

52、监控点设置视频信号采集用的摄像头；将摄像头摄取的视频信号通过视频电缆联入从事监控活动工作的控制室；在各个控制室利用视频分频设备及信号放大设备将视频信号分频放大处理后，一组信号用于现场的视频监控使用，另外的信号向其它控制室或调度室的信号提供；现场监控用的信号通过画面分割器或矩阵控制器与工业用电视监视器相连，完成现场的视频信息的监控目的。在调度室利用视频2分频设备将视频信号2分频处理后，一组信号用于调度室的综合视频监控使用，另一组信号提供给数字信号处理部分进行处理。视频监控系统是由监控点和监控中心等组成的，它的具体的工作流程如图3所示。正如下图所示的流程，当监控点的摄像头采集到的视频信息通过电缆线

53、传到监控室，监控室的工作人员可以通过监视屏上的预览图像来了解现场所发生的一切情况，与此同时监控室的控制人员还可以对摄像头所采集到的视频信息进行录制存储，监控室的工作人员还可以控制监控点的每一个摄像头。并对其进行各种操作，如摄像头的转向、摄像头的取景范围等。管理人员还可以对摄像头的参数如亮度、曝光度和颜色等进行一系列的设置。一旦有突发事件发生监控室的工作人员还可以对现场进行实时监控，通过监视器所了解到的情况来指导现场的工作。与此同时还可以通过局域网或互联网对外界发出警告或报警。如果视频监控系统安装视频服务器之后，还可以为管理人员提供远程监视权限。而管理人员则可以不受地域限制，只要使用PC机或笔记

54、本电脑通过调制解调器或宽带接入方式接入PSTN电话网或Internet国际互联网，就可以即时观看各个监控点的图像，以便掌握监控点的详细情况。因此大大提高了管理者的管理水平。当管理人员需要某一天的监控录像时还可以调用监控的历史记录，来进行查找、回放以便于了解当时所发生一系列的情况。4.1.3 系统示意图图3： 系统示意图4.2 监控系统的体系结构及工作原理4.2.1 系统体系结构该系统的整体有三部分组成，前端是用于视频采集的USB摄像头，中间部分是移植了嵌入式Linux操作系统的ARM9开发板，它的作用是对采集来的数字图像信号进行MPgG-4压缩，并内建嵌入式Web服务器和视频流媒体服务器，从而

55、将视频传递给远端用户。第三部分是监控端，由带有浏览器的PC机组成，它用来浏览远端的视频，同时也可以通过网络对系统平台进行控制组成框图如图4所示。USB摄像头基于Linux的ARM9开发板监控端（用户PC等）usb以太网图4： 系统的组成框图嵌入式远程视频采集系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分有USB摄像头和ARM9开发板；软件部分由系统软件(包括 Bootloader、嵌入式 Linux操作系统和驱动程序 )和应用软件 (包括Web服务器、CGI程序、视频采集、压缩编码云台控制等)。4.2.2 系统工作原理在嵌入式的视频监控系统应用结构中，整个系统采用BS(浏览器服务器)体系结构，即由客户端通过W eb向服务器提出请求，服务器对请求作出确认响应并执行相应的任务(如向客户端发送组播地址、图像格式、压缩格式等 )，建立连接后就可以在客户端监控被控点，从而实现远程网络监控。服务器 (Web Server)端即现场监控点的软件结构包括采集模块、压缩编码模块、网络通信模块、控制模块等。对于控制命令来说，浏览器接受用户提供的控制命令，然后形成相应的命令帧格式，发送到网络上，Web服务器对接收到的控制命令进行分析解释，并根据授权，通过控制系统驱动摄像机执行相应的命令，如云台变向、镜头变焦等，从而实现对现场的实时监控，见图5。浏览器Web服务器应用程序模块（如云台