无线视频遥控电动铲运机研发

　　摘要：在无线遥控电动铲运机开发增加无线视频系统，实时对前方状况进行摄像，信号无线传输至监控器，实现远距离实时监控工作状况，提高铲运机铲矿效率，降低设备维护成本，创造经济效益。

　　关键词：无线视频系统;实时监控;铲矿效率

　　前言

　　我矿研发的无线遥控电动铲运机已经在分矿单位运行，效果良好，改善矿山开采条件，提高了安全技术保障。在使用过程经常发生多次铲矿，铲斗矿石装不满现象，同时发生车体碰撞现象，严重影响铲运机装载运输效率，并产生高昂的维修费用，设备运行不安全。

　　1原因分析

　　1.1人为因素：无线遥控装置操作不熟练。

　　1.2环境因素：工作工况没有照明或者照明比较暗，无法识别。

　　1.3设备缺陷：人在远距离控制，对实时工况不能实时监视，很难掌握现场实际情况。

　　2确定原因：

　　设备存在缺陷为主要原因，对设备进行技术改造后，加强人员技能培训，可以解决上述问题。

　　3方案确定:

　　铲矿车驾驶位视线角度的实时视频通过无线信号传输至操作员控制的控制终端，以实现实时监控铲矿车前部工况。全部设备采用防水、防尘、防暴设计及安装，完全适应井下工作环境。

　　4设计技术要求

　　(1)在铲矿车驾驶室和尾部安装高清网络摄像仪，实时输出1080P高清视频图像，设备防水、防尘、防暴设计;

　　(2)视频信号通过视频数字无线传输传输至操作人员的控制终端;

　　(3)操作人员通过便携式无线控制终端，利用专用控制软件对前端视频进行实时观看，掌握铲矿车前部工况。设备内置3.7V/8000mAh锂电，正常工作7-8个小时左右，防护等级IP68;军工MIL-STD-810G 1米跌落测试标准;

　　(4)控制软件支持Android、iOS、Windows Phone系统，可通过3G、4G、WIFI接收数据解码显示，并可进行控制、配置、抓图、远程录像回放等操作。

　　(5)井下矿车设备集成安装，多设备定制集成，电源及数据线路改造，功能稳定，不影响原系统正常工作。

　　(6)无线控制终端和无线防暴摄像仪能实现多点对应。

　　6技术参数

　　6.1无线摄像机

　　采用CS-C2C-31WFR、100w像素，萤石互联网路摄像机。无线传输标准是IEEE802.11b, 802.11g, 802.11n Draft。传输速率是11b: 11Mbps,11g :54Mbps,11n :135Mbps。镜头是2.8mm@ F2.5, 水平视场角:90度，对角111度。工作环境为-10℃~50℃,湿度小于95%(无凝结)。红外线照射距离5米(因环境而异)。

　　6.2网桥AP

　　6.2.1 AP简介

　　AP就是传统有线网络中的HUB，也是组建小型无线局域网时最常用的设备。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。

　　大多数的无线AP都支持多用户接入、数据加密、多速率发送等功能，一些产品更提供了完善的无线网络管理功能。对于家庭、办公室这样的小范围无线局域网而言，一般只需一台无线AP即可实现所有计算机的无线接入。

　　AP的室内覆盖范围一般是30m～100m，不同的AP产品可以互联，以增加WLAN覆盖面积。也正因为每个AP的覆盖范围都有一定的限制，正如手机可以在基站之间漫游一样，无线局域网客户端也可以在AP之间漫游。

　　6.2.2 无线AP功能

　　(1)无线AP的一个重要的功能就是中继。所谓中继就是在两个无线点间把无线信号放大一次，使得远端的客户端可以接受到更强的无线信号。例如在a点放置一个AP，而在c点有一个客户端，之间有120米的距离，从a点到c点信号已经削弱很多，于是我在中途60米处的b点放一个AP做为中继，这样c点的客户端的信号就可以有效的增强，保证了传输速度和稳定性。

　　(2)无线AP另一个重要的功能是桥接。桥接就是链接两个端点，实现两个无线AP间的数据传输，想要把两个有线局域网连接起来，一般就选择通过AP来桥接，例如我在a点有一个15台电脑组成的有线局域网，b点有一个25台电脑组成的有线局域网，但是ab两点的距离很远，超过了100米，通过有线连接已不可能，那么怎么把两个局域网连接在一起呢?这就需要在a点和b点各设置一个AP，开启AP桥接功能，这样ab两点的局域网就可以互相传输数据了。需要提醒的是，没有WDS功能的AP，桥接后两点是没有无线信号覆盖的。

　　(3)“主从模式”功能。在这个模式下工作的AP会被主AP或者无线路由看做是一台无线客户端，比如无线网卡或者是无线模块。这样可以方便网管统一管理子网络，实现一点对多点的连接，AP的客户端是多点，无线路由或主AP是一点。这个功能常被应用在无线局域网和有线局域网的连接中，比如a点是一个20台电脑组成的有线局域网，b点是一个15台电脑组成的无线局域网，b点已经是有一台无线路由了，如果a想接入b，在a点加一个AP，并开启主从模式，并把AP接入a点的交换机，这样所有a点的电脑就可以连接b点的了。

　　6.3视频监视器

　　(1)四核1.8GHzCPU处理，Windows10/Andriod双系统;

　　(2)七英寸多点触摸IPS屏1280*800像素;亮度450cd/m2,前置200万, 后置500万像素摄像头;

　　(3)运行内存4G Ram DDR+ 64G EMMC (128G 选配);

　　(4)无线网络: WIFI 802.11b/g/n/ac wireless (2.4G/5G双频段wifi)和蓝牙4.0;

　　(5)内置3.7V/8000mAh锂电，正常工作7-8个小时左右，防护等级: IP68;

　　(6)防摔标准:军工MIL-STD-810G 1米跌落测试标准;

　　(7)支持GPS导航、NFC(RFID)、RJ45、RS232串口、手写笔。

　　6.4其它

　　(1)电源：铲运机上提供电源36V，巷道电源127V。

　　(2)多功能设备防护箱：合金树脂，承受200kg撞击压力不变形、不碎裂，密封式，防水，防尘防潮，内置多格防护垫胶及波浪防护棉，设备及附件各有独立孔位，可完全贴合置入箱中，不松动。

　　(3)线缆及设备：采用安全型设备，防水。线缆具有防火功能。

　　7效益分析

　　7.1无线视频遥控电动铲运机提高工作效率30%。预计多增加采矿矿600吨/年台，预计年创效益：600吨/年台*240元/吨=14.2万元/年

　　7.2与其他方案相比较，本系统较简单可靠，满足要求，降低制造成本。根据初步成本核算，每台可节约制造成本15000.00元左右。

　　7.3减少设备碰壁现象，降低设备维护保养费用，初步估计，每台每年可节约维护保养费3000元。

　　7.4本系统可以在全矿的无线遥控电动铲运机上推广使用，其经济价值非常明显。

　　图像方向评职知识：评职称发表计算机图像处理方向的论文

　　其实计算机图像处理论文发表和其他论文发表是一样的，要求大家首先完成自己的高质量论文，或者咨询我们老师的意见，完成论文后就是选择合适的期刊，如果单位有要求，那么需要按照单位指定的目录发表论文，如果单位没有要求，那么大家可以考虑计算机学报，计算机仿真，计算机科学，计算机工程，计算机应用研究等期刊，这些都是可以接收图像处理类的论文。

　　8推广应用情况及建议

　　经过三年的使用，图像清晰、信号满足要求，实用性很强，大大提高了铲运机工作效率，减少设备维护费用，带来非常客观的经济效益，建议立即在全矿推广使用。

　　参考文献：

　　[1]陈嘉超、祝建平、郑星、张媛、王浩，《视频技术(高清演播室实用技术指南)》，中国广播电视出版社，2016年8月

　　[2]杨波,周亚宁，《大话通信》，人民邮电出版社，2009年5月

　　作者：周学飞 庄乾隆