孟军

(呼和浩特铁路局科研所,内蒙古呼和浩特 010051)

基于无线视频技术的包头东货场监控系统设计

孟军

(呼和浩特铁路局科研所,内蒙古呼和浩特 010051)

为了既满足包头东货场复杂地理环境下视频传输的需求,又克服对有线网络、有线传输的布线工程带来的不便,本论文阐述了问题的提出、用户的需求,重点采用无线视频传输技术解决包头东货场视频传输问题,并搭建模拟环境,验证了无线传输技术在监控系统设计的可行性。

无线视频传输 监控系统

1 引言

随着企业的安全防范意识及生产安全的日益重视,视频监控系统越来越广泛的应用到大型物流企业,协同参与日常的管理工作,使得企业的管理能力得到进一步提高。

包头东货场占地面积广,而且环境复杂,为了防止非法的入侵和各种破坏、盗窃活动,规范职工标准化作业,有效预防安全事故,迫切需要建立一套先进、完善、可靠的视频监控系统,经调研,需在包头东货场厂区安装视频监控,设计一套数字化的网络视频监控系统,最大限度地满足企业安全生产运行的需要。

2 系统总体需求分析

包东货场厂区东西约1.8km,南北约0.6km,跨度较大,受地理环境、客户诉求的限制,铺设有线传输资源工程周期较长,成本很高,或者对传输带宽需求较高,或者无法部署有线方案,为了克服上述困难,本设计方案可采用无线视频传输技术,利用WLAN AP承载无线数据回传,可大大降低工程实现度高。无线视频传输的优点:

(1)综合成本低,性能更稳定;

(2)组网灵活,可扩展性好,即插即用;

(3)维护费用低;

(4)实时传输视频图像,信息连续、清晰。

图1 无线组网及布放图

图2 实验结果

3 解决方案

3.1 WLAN无线视频监控回传解决方案

3.1.1 点对点P2P网桥方式

方案简述:

监控点Root AP与监控汇聚点Leaf AP之间采用WDS桥接实现无线连接。桥接采用5GHz链路减少干扰。

Root AP与Leaf AP成对应用,之间通过高功率定向天线实现远距离传输。不同对的AP之间采用不同的信道传输减少干扰。

Root AP上行通过交换机接入网络,Leaf AP下行接入摄像头(可以使无线或有线的)。

3.1.2 点对多点P2MP网桥方式

方案简述:

监控点与监控汇聚点之间采用WDS桥接实现无线连接,桥接采用5GHz链路减少干扰。

监控汇聚点一个Root AP与多个Leaf AP进行通信,且采用同一个无线信道,多个Leaf AP 落在同一个Root AP定向天线的覆盖范围内。

Root AP上行通过交换机接入网络,Leaf AP下行接入摄像头(可以使无线或有线的)。

3.1.3 两跳中继传输方式

方案简述:

通过Repeater AP实现Leaf AP与Root AP之间的传输。

中继点有两个Repeater AP分别与Leaf AP和Root AP通信,两个Repeater通过工业交换机实现通信。成对的AP之间采用不同的5GHz信道。

成对的AP之间通过高功率定向天线实现通信。

3.2 包头东货场方案设计

针对本次包头东西货场物理位置、摄像头布放的实际情况,需要结合“点对多点P2MP网桥”和“两跳中继传输”两种方式实现无线组网。结合对现场的调研的情况,设计包头东货场无线组网和布放情况,如图1所示。

设计说明:

(1)AP1通过POE交换机接入2路视频,AP3通过POE交换机接入4路视频,AP4通过POE交换机接入2路视频,Root AP2以P2MP (M=3)点对多点方式接入AP1/3/4,实现总计8路视频的无线接入。

(2)AP2通过POE交换机接入6路视频,Root AP1以P2P点对点方式接入AP2,实现总计6路视频的无线接入。

(3)AP7通过POE交换机接入3路视频,P5/8/9分别直接接入1路视频,AP6以P2MP(M=3)点对多点方式接入AP7/8/9,实现5路视频的无线中继方式汇聚至AP5,AP5以点对点形式接入Root AP3,实现总计6路视频的无线接入。

(4)AC控制器通过FE接口分别接入三台Root AP,实现视频回传,并对所有AP进行管理、鉴权、认证、配置、维护等功能。

4 试验结果及结论

为验证设备传输的带宽、视频信息的稳定性及设计方案的可行性,在某场地搭建实验平台,前端使用3路720P高清视频相机,采用点对点P2P网桥方式,在测试点相距1600米测试画面如下图2所示,经仔细观察,画面清晰度较高,通知远端人员拿起摄像机左右旋转,或者在摄像机前来回走动,观察视频图像,画面清晰流畅,没有任何拖尾和卡顿现象。3路720P高清视频同时通过WLAN传输的实时性和可靠性均能得到保证,经测试摄像机到NVR间的延时不超过2ms,经半小时测试,未发现不稳定现象出现。可以验证,整个装置对前端图像视频的采集清流畅,可以连续性回传数据,不受时间限制,达到预期要求。

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