CN202565406U - 基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其技术特点是：包括无线矿灯摄像头盔、无线接入装置和监控中心，多个无线矿灯摄像头盔之间通过蓝牙方式相互之间传送音视频数据，多个无线矿灯摄像头盔与多个无线接入装置通过WiFi无线组网连接在一起并进行音视频数据传输，多个无线接入装置通过以太网与监控中心相连接并进行音视频数据传输。本实用新型设计合理，采用基于VOIP技术同时支持蓝牙和Wi-Fi通信方式，允许多个无线矿灯摄像头盔同时接入网络，使得监控中心与无线矿灯摄像头盔之间实现多视角实时监控、无线矿灯摄像头盔之间视角共享功能，能够快速指导现场工作人员排除故障、发现安全隐患、减少事故。
Description
技术领域
本实用新型属于井下监控领域，尤其是一种基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统。
背景技术
在矿井施工现场，通常需要安装监控摄像机以实时地采集现场信息并将现场信息发送到监控中心，以保证安全可靠地生产。现有井下监控摄像方式大部分是采用固定摄像头直接连接在以太网上，小部分是采用WiFi（WirelessFidelity）无线摄像机的方式，将画面发送给井上监控中心。其存在的问题是：采用固定摄像头的方式存在接线线路复杂、视角狭窄而且不能移动的缺点，这样不利于故障排查，也无法保证监控中心与监控现场现场工作人员视角的一致性；采用WiFi无线摄像机的方式存在体积大携带不便、无法保证监控中心与监控现场现场工作人员视角的一致性、失去WiFi信号后监控中心与摄像机之间数据中断、无法多视角切换等缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、数据传输稳定可靠以及多视角切换功能的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，包括无线矿灯摄像头盔、无线接入装置和监控中心，多个无线矿灯摄像头盔之间通过蓝牙方式相互之间传送音视频数据，多个无线矿灯摄像头盔与多个无线接入装置通过WiFi无线组网连接在一起并进行音视频数据传输，多个无线接入装置通过以太网与监控中心相连接并进行音视频数据传输。
而且，所述的无线矿灯摄像头盔包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元、DC-DC变换器、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线，该本安电源为5V直流电源并为视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元及无线信号处理电路供电，该DC-DC变换器与本安电源相连接输出3.3V、1.8V直流电源分别给微处理器电路和WiFi/Bluetooch无线收发单元供电，该微处理器电路分别与视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元和WiFi/Bluetooch无线收发单元相连接，该WiFi/Bluetooch无线收发单元通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送。
而且，所述的微处理器电路包括STM ARM-CortexM3处理器、晶振模块和模式设置模块，该晶振模块与WL1271相连接提供休眠时钟信号，该模式设置模块与STM ARM-CortexM3处理器相连接实现WiFi模式、BlueTooch模式、自适应模式的选择。
而且，所述的无线接入装置包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、DC-DC变换器、以太网控制芯片组、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线，该本安电源为12V直流电源，DC-DC变换器与本安电源相连接输出3.3V和1.8V直流电源，3.3V直流电源分别给微处理器电路、太网控制芯片组供电，1.8V直流电源为WiFi/Bluetooch无线收发单元供电，微处理器电路分别与WiFi/Bluetooch无线收发单元及以太网控制芯片组相连接，该WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WiFi及Bluetooch通信方式并通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送功能，该以太网控制芯片组通过网线接口连接到以太网上并与监控中心相连接。
而且，所述的微处理器电路包括STM ARM-CortexM3处理器、晶振模块和电源开关控制模块，该晶振模块与WL1271相连接提供休眠时钟信号，该电源开关控制模块用于无线接入装置的上电和掉电控制。
而且，所述的WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WL1271模块。
而且，所述的无线信号处理电路由前置放大器、带通滤波器和2.4GHz天线连接器依次连接构成。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本无线通信系统将无线矿灯摄像头盔、无线接入装置和监控中心有机地结合在一起，当有WiFi信号时，无线矿灯摄像头盔通过WiFi方式与监控中心进行数据通信，当无WiFi信号时,无线矿灯摄像头盔通过蓝牙方式与另外的无线矿灯摄像头盔进行数据通信，本实用新型采用基于VOIP技术同时支持蓝牙和Wi-Fi通信方式，摆脱了传统电线的束缚、并可以允许多个无线矿灯摄像头盔同时接入网络，使得监控中心与无线矿灯摄像头盔之间实现多视角实时监控、无线矿灯摄像头盔之间视角共享功能，能够快速指导现场工作人员排除故障、及早发现安全隐患、减少事故。
2、本无线通信系统通过引入蓝牙通信方式，在无WiFi信号或脱离WiFi信号覆盖区域后，可以在无线矿灯摄像头盔之间实现音视频双向传输，实现现场工作人员之间的监控及指导。
3、本无线通信系统的无线矿灯摄像头盔具有漫游功能，实现了从一个WiFi信号覆盖区移到另一WiFi覆盖区信号的无缝传输，更加有效地增加了其通信可靠性。
4、本无线通信系统可以安装在比较危险的环境，如综采面、皮带面、掘进面，实现了重要危险区域的信号覆盖，增加了系统的环境适应性。
附图说明
图1是本实用新型的系统连接示意图；
图2是无线矿灯摄像头盔的电路方框图；
图3是无线接入装置的电路方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。
一种基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，如图1所示，包括无线矿灯摄像头盔、无线接入装置和监控中心。无线矿灯摄像头盔佩戴在井下施工人员的头上，多个无线矿灯摄像头盔之间通过蓝牙方式相互之间传送音视频数据，多个无线矿灯摄像头盔与多个无线接入装置通过WiFi无线组网连接在一起并进行音视频数据传输，多个无线接入装置通过以太网与监控中心相连接并将收集的音视频数据发送给监控中心，从而在监控中心与无线矿灯摄像头盔之间实现多视角实时监控以及无线矿灯摄像头盔之间视角共享功能，便于监控中心对现场工作人员的监控及指导。
如图2所示，无线矿灯摄像头盔包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元、DC-DC变换器、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线。本安电源为5V直流电源为视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元及无线信号处理电路供电，DC-DC变换器与本安电源相连接能够将5V直流电源变换后输出3.3V、1.8V直流电源分别给微处理器电路和WiFi/Bluetooch无线收发单元供电。微处理器电路包括STMARM-CortexM3处理器、32.768KHZ晶振模块和模式设置模块，STM ARM-CortexM3处理器与视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元和WiFi/Bluetooch无线收发单元相连接，STM ARM-CortexM3处理器分别对视频输入输出信号及音频输入输出信号进行处理并传送给WiFi/Bluetooch无线收发单元，32.768KHZ晶振模块为WL 1271提供晶振模块信号，模式设置模块与STM ARM-CortexM3处理器相连接实现WiFi、BlueTooch、自适应模式的选择：当选用WiFi模式时，数据通过SDIO接口经STM Cortex-M3处理器打包处理后经WiFi/Bluetooch无线收发单元转发；当模式设置选用BlueTooch模式时，数据通过UART、PCM总线方式与STM ARM-CortexM3处理器交换数据，并经其打包或解包后与WiFi/Bluetooch无线收发单元交换数据，实现WiFi/BlueTooch双模式无线通信功能。该WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WL1271模块，具有全速和休眠两个模式，可由主控制器发送全速或休眠指令给STM Cortex-M3处理器，实现整个无线模块的休眠以降低功耗、或全速运行，该WL1271模块通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送功能，其中，无线信号处理电路由前置放大器、带通滤波器和2.4GHz天线连接器依次连接构成进行信号放大、滤波和无线发射处理。
如图3所示，无线接入装置包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、DC-DC变换器、太网控制芯片组、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线。本安电源为12V、800mA，DC-DC变换器与本安电源相连接能够将12V直流电源变换后输出3.3V和1.8V直流电源，3.3V直流电源分别给微处理器电路、以太网控制芯片组供电，1.8V直流电源为WiFi/Bluetooch无线收发单元供电。微处理器电路包括STM ARM-CortexM3处理器、电源开关控制模块连接构成，STMARM-CortexM3处理器与WiFi/Bluetooch无线收发单元及以太网控制芯片组相连接，32.768KHZ晶振模块为WL1271提供休眠时钟信号，电源开关控制可以选择整个无线接入装置的上电和掉电控制。STM ARM-CortexM3处理器通过SPI总线与WiFi/Bluetooch无线收发单元相连接，作为无线接入装置的WiFi/Bluetooch无线收发单元始终处于WiFi工作模式下，该WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WL1271模块，该WL1271模块通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送功能，其中，无线信号处理电路由前置放大器、带通滤波器和2.4GHz天线连接器依次连接构成进行信号放大、滤波和无线发射处理。STMARM-CortexM3处理器通过UART与以太网控制芯片组相连接，通过以太网与监控中心进行无线侧的数据包与以太网数据包的转发功能。
本无线通信系统的工作特点是：1、矿灯摄像头盔与AP接入点之间通信遵循2.4WiFi无线协议；2、矿灯摄像头盔之间实现基于蓝牙方式的无线连接；3、矿灯摄像头盔具备漫游功能：当矿灯摄像头盔从一个无线AP信号覆盖范围之内移动到另一个无线AP信号覆盖范围之内时，实现无线链路的自动接入；4、自适应模式下无线摄像头盔之间数据交换可自由切换，共两种方式：（1）当两者均处于WiFi AP信号覆盖范围之内时，由无线接入装置实现数据转发，（2）当两者均不在WiFi AP信号覆盖范围之内，或则一者在AP信号覆盖范围之内另一者不在信号覆盖范围之内时，摄像头盔端会自动搜索蓝牙信号通过蓝牙方式实现数据链接。WiFi模式下，只能通过WiFi链路连接，Bluetooch模式下只能通过蓝牙链路连接。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：包括无线矿灯摄像头盔、无线接入装置和监控中心，多个无线矿灯摄像头盔之间通过蓝牙方式相互之间传送音视频数据，多个无线矿灯摄像头盔与多个无线接入装置通过WiFi无线组网连接在一起并进行音视频数据传输，多个无线接入装置通过以太网与监控中心相连接并进行音视频数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的无线矿灯摄像头盔包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元、DC-DC变换器、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线，该本安电源为5V直流电源并为视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元及无线信号处理电路供电，该DC-DC变换器与本安电源相连接输出3.3V、1.8V直流电源分别给微处理器电路和WiFi/Bluetooch无线收发单元供电，该微处理器电路分别与视频数据输入单元、视频数据输出单元、音频输入接口单元、音频输出接口单元和WiFi/Bluetooch无线收发单元相连接，该WiFi/Bluetooch无线收发单元通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送。
3.根据权利要求2所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的微处理器电路包括STM ARM-CortexM3处理器、晶振模块和模式设置模块，该晶振模块与WL1271相连接提供休眠时钟信号，该模式设置模块与STM ARM-CortexM3处理器相连接实现WiFi模式、BlueTooch模式、自适应模式的选择。
4.根据权利要求1所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的无线接入装置包括本安电源、微处理器电路、WiFi/Bluetooch无线收发单元、DC-DC变换器、以太网控制芯片组、无线信号处理电路和无线2.4GHz天线，该本安电源为12V直流电源，DC-DC变换器与本安电源相连接输出3.3V和1.8V直流电源，3.3V直流电源分别给微处理器电路、太网控制芯片组供电，1.8V直流电源为WiFi/Bluetooch无线收发单元供电，微处理器电路分别与WiFi/Bluetooch无线收发单元及以太网控制芯片组相连接，该WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WiFi及Bluetooch通信方式并通过无线信号处理电路和无线2.4GHz天线实现音视频数据的接收或发送功能，该以太网控制芯片组通过网线接口连接到以太网上并与监控中心相连接。
5.根据权利要求4所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的微处理器电路包括STM ARM-CortexM3处理器、晶振模块和电源开关控制模块，该晶振模块与WL1271相连接提供休眠时钟信号，该电源开关控制模块用于无线接入装置的上电和掉电控制。
6.根据权利要求2或4所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的WiFi/Bluetooch无线收发单元采用WL 1271模块。
7.根据权利要求2或4所述的基于无线矿灯摄像头盔共享音视频的无线通信系统，其特征在于：所述的无线信号处理电路由前置放大器、带通滤波器和2.4GHz天线连接器依次连接构成。
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