CN101568019A - 双网冗余轨道交通车地视频传输系统 - Google Patents

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张欣
郑国莘
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Abstract

本发明涉及一种双网冗余轨道交通车地视频传输系统。本发明基于WLAN方案，采用双网络冗余，客服无线链路中断问题，使得应用WLAN方案在地铁隧道内实现视频车地传输保持始终联通，视频传输稳定流畅。

Description

双网冗余轨道交通车地视频传输系统
所属技术领域
本发明涉及电子通信行业无线视频监控领域，是一种用于轨道交通的基于WLAN(无线局域网)的车地视频传输系统。
背景技术
目前，轨道列车作为高流动性的、人员高度集中的公共场所，存在诸多不安全因素，不容忽视。然而我国的地铁列车车厢一直是监控的盲区，现有的技术只是将车厢内的情况进行录像而后保存在海量存储设备上，待事发后进行取证。因而在轨道交通中建立起实时的车地无线通信传输系统具有重大意义。传统的基于WLAN的视频传输系统直接用于轨道交通时，车上设备与轨旁设备处于同一个网络，车地无线通信时存在以下问题：无线客户端在不同的AP(无线接入点)间进性切换时会造成暂时的无线链路中断，影响视频传输的流畅性，链路间断时视频出现马赛克。国外对此已经有较为成熟的监控方案，但国内方案较少，且结构复杂，不宜实施。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上问题，提供一种新的基于WLAN的双网冗余轨道交通车地视频传输系统，结构明朗，易于安装实现。
传统的基于WLAN的视频传输系统用于轨道交通时，车上设备与轨旁设备处于同一个网络，车地无线通信时存在以下问题：无线客户端在不同的AP间进性切换时会造成暂时的无线链路中断，影响视频传输的流畅性，链路间断时视频出现马赛克。
本发明的构思是：车载设备只由一个封装转发一体化的硬件设备组成(该设备有双网卡或三网卡)，(三网卡方案可省去车载交换机)。轨旁服务器由一个设备组成(该设备有双网卡或三网卡，三网卡也可省去轨旁交换机)。在车头车尾各安装无线客户端。应用SOCKET(网络套接字)编程实现基于UDP(用户数据报协议)的视频流双路传输。为了避开系统自身的最短路由选择协议，避免出现数据仅从车头或仅从车尾发出两次的问题，需要使车头车尾的网络工作在不同网段，因此在轨旁也需要分布两个网络，柜旁服务器的两个网卡分别接入这两个网络。最终由轨旁服务器进行两个网络的数据汇总与合并。在轨旁需要无线AC(无线交换机)支持对AP处于不同网络的划分，或使用两个不同的交换机进行物理网络隔离。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种双网冗余轨道交通视频传输系统，包括车载网络和轨旁网络，其特征在于所述车载网络和轨旁网络均分布着两个网络而工作在不同的网段：
1)车载网络：在车头设有一个A网无线客户端设备，在车尾设有一个B网无限客户端设备，它们分别连接一个车头天线和一个车尾天线，并连接一个车载嵌入式视频双网发送设备，在各车厢中分别设置车载网络摄像头，所有所述车载网络摄像头均经同一个车上交换机连接至所述车载视频双网发送设备
2)轨旁网络：在轨旁每隔一段有效距离，交替设置一个A网AP和一个B网AP，每个A网AP和B网AP分别连接一个轨旁天线，所有A网AP和B网AP分别对应连接监控中心的一个轨旁A网交换机和轨旁B网交换机，所述轨旁A网交换机和轨旁B网交换机连接至同一个轨旁嵌入式视频双网接收设备，然后经一个网络视频解码器连接至一个轨旁显示终端。
上述每个A网AP和B网AP各通过一个功分器与轨旁天线连接，轨旁天线为两个板状天线，两个板状天线背靠背面向隧道内辐射WLAN无线电波。
上述车载嵌入式视频双网发送设备结构与所述轨旁嵌入式视频双网接收设备硬件结构相同：采用一个MPC8313E为核心处理器，1号网口通过Marvell PHY与MPC8313E的RGMII接口相连，工作在A网；2号、3号网口通过Vitesse 2层交换芯片与MPC8313E的另一个RGMII接口相连，工作在B网。
上述每隔一段有效距离是每隔200m+20m距离。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明基于WLAN方案，采用双网冗余技术，克服了无线链路中断问题，使得应用WLAN方案在地铁隧道内实现视频车地传输可以始终保持联通，视频传输稳定流畅。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的车载网络结构图。
图2是本发明的轨旁网络结构图。
图3是轨旁使用定向板状天线示意图。
图4是本发明的嵌入式视频双网收发设备结构框图。
图5是本发明的车载嵌入式视频双网发送设备上的工作流程图。
图6是本发明的轨旁嵌入式视频双网接收设备上的工作流程图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例结合附图详述如下：
本双网冗余轨道交通车地视频传输系统是：车上和轨旁分布着两个网络，它们工作在不同的网段。以A网和B网区分，A网的IP地址为192.168.0.x，子网掩码为255.255.255.0；B网的IP地址为192.168.1.x，子网掩码为255.255.255.0.
参见图1，车头无线终端工作在A网络，车尾无线终端工作在B网络。车厢内每隔一段距离放置一个IP网络摄像头，所有的IP网络摄像头具有视频编码功能，工作在B网络。所有的车上摄像头接入车上交换机。
图1中所示的车载嵌入式视频发送设备具有图4的硬件结构，有三个网口。车载嵌入式视频发送设备的1号网口配置为工作在A网络，和车头A网无线客户端设备通过交叉网线相连。图4中的2号网口配置为工作在B网络，和车尾B网无线客户端设备通过交叉网线相连。图4中的3号网口配置为工作在B网络，和车上交换机通过直连网线相连。
参见图2，轨旁每隔200米+20米架设一个AP，的所有AP工作在两个不同的网络。如图2所示，A网AP和B网AP间隔成一字排列。图2中所示的轨旁嵌入式视频接收设备具有图4的硬件结构，有三个网口。
A网AP通过轨旁A网交换机和轨旁嵌入式视频双网接收设备的网口1相连；B网AP通过轨旁B网交换机和轨旁嵌入式视频双网接收设备的网口2相连；网络视频解码器工作在B网，通过交叉网线和轨旁嵌入式视频双网接收设备的网口3相连。
轨旁的每个AP通过功分器和两个板状天线相连，两个板状天线背靠背向隧道内辐射WLAN无线电波，如图3所示。
图1中的车载嵌入式视频发送设备和图2中的轨旁嵌入式视频接收设备采用完全相同的硬件结构，即图4所示的硬件原理结构。该结构采用MPC8313E为核心处理器，使用图4所示的所有外设。1号网口通过Marvell PHY和MPC8313E的RGMII接口相连，工作在A网。2号、3号网口通过Vitesse 2层交换芯片与MPC8313E的另一个RGMII接口相连，工作在B网。
依照图5和图6的工作流程思想对车载嵌入式视频发送设备和轨旁嵌入式视频接收设备进行编程，将程序固化在FLASH芯片上。

Claims (4)

1.一种双网冗余轨道交通视频传输系统，包括车载网络和轨旁网络，其特征在于所述车载网络和轨旁网络均分布着两个网络而工作在不同的网段：
a.车载网络：在车头设有一个A网无线客户端设备(1)，在车尾设有一个B网无限客户端设备(6)，它们分别连接一个车头天线(2)和一个车尾天线(5)，并连接一个车载嵌入式视频双网发送设备(7)，在各车厢中分别设置车载网络摄像头(4)，所有所述车载网络摄像头(4)均经同一个车上交换机(3)连接至所述车载视频双网发送设备(7)
b.轨旁网络：在轨旁每隔一段有效距离，交替设置一个A网AP(16)和一个B网AP(15)，每个A网AP和B网AP分别连接一个轨旁天线(14)，所有A网AP(16)和B网AP(15)分别对应连接监控中心的一个轨旁A网交换机(8)和轨旁B网交换机(13)，所述轨旁A网交换机(8)和轨旁B网交换机(13)连接至同一个轨旁嵌入式视频双网接收设备(9)，然后经一个网络视频解码器(12)连接至一个轨旁显示终端(11)。
2.根据权利要求1所述的双网冗余轨道交通车地视频传输系统，其特征在于所述每个A网AP(16)和B网AP(15)各通过一个功分器与轨旁天线(14)连接，轨旁天线(14)为两个板状天线，两个板状天线背靠背面向隧道内辐射WLAN无线电波。
3.根据权利要求1所述的双网冗余轨道交通车地视频传输系统，所述车载嵌入式视频双网发送设备(7)结构与所述轨旁嵌入式视频双网接收设备(9)结构相同：采用一个MPC8313E为核心处理器(17)，1号网口(18)通过Marvell PHY与MPC8313E的RGMII接口相连，工作在A网；2号、3号网口(19)通过Vitesse 2层交换芯片与MPC8313E的另一个RGMII接口相连，工作在B网。
4.根据权利要求1所述的双网冗余轨道交通车地视频传输系统，其特征在于每隔一段有效距离是每隔200m±20m距离。
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PB01 Publication
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