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基于MESH网络的煤矿数字视频监控系统的设计实现的中期报告

一、研究背景与意义

随着煤矿安全生产保障工作的深入开展，煤矿数字视频监控系统也逐渐成为煤矿安全监控的重要手段。然而，传统的煤矿数字视频监控系统在视频传输距离、信号稳定性以及扩展性方面都存在一定问题，无法满足现代化煤矿安全监控的需要。

为此，本研究基于MESH网络技术，设计并实现了一种新型的煤矿数字视频监控系统，通过建立一个自组织、自管理的网络，实现了视频传输和数据管理的高效、稳定和安全。该系统具有以下优点：

1.可以实现视频传输距离远、扩展性强的特点；

2.具有较高的网络稳定性和数据传输效率；

3.系统组网灵活、易于维护和管理。

二、系统设计

1.系统结构

该煤矿数字视频监控系统采用MESH网络结构，由多个节点组成。每个节点既是视频采集和传输的终端设备，又是网络中转节点。其中，每个节点的数据处理和管理均由嵌入式系统实现。

2.节点设计

每个节点由以下五个部分组成：

（1）视频采集模块，负责采集摄像头中的视频数据；

（2）视频编码模块，负责对采集的视频数据进行编码和压缩；

（3）数据传输模块，负责将编码后的视频数据通过MESH网络传输到目的节点；

（4）数据处理和管理模块，负责接收、存储、管理和分发传输的视频数据；

（5）网络管理模块，负责完成节点之间的组网、拓扑构建和路由管理等任务。

3.系统特点

（1）自组织性：采用MESH网络技术，建立自组织的网络，每个节点作为网络中转节点，具有自治管理和自适应性，不需要额外的网络设备，能够降低网络建设和运维成本。

（2）高可靠性：由于每个节点都具有数据处理和管理功能，系统具有很高的容错性和可靠性，即使有节点宕机或出现故障，数据和视频仍能够发往目的节点。

（3）高可扩展性：采用MESH网络技术，网状拓扑结构可以自由增加节点，网络容易扩大，具有强大的可扩展性。

（4）安全性：节点之间的数据传输采用AES-128位加密算法，保证了数据的安全性。

三、进展情况

本研究初步完成了系统的设计方案，实现了基于MESH网络的煤矿数字视频监控系统的基本功能。具体进展情况如下：

1.实现了基于Openwrt操作系统的节点程序设计和嵌入式系统开发，具备视频采集、编码、传输和数据处理等基本功能。

2.实现了节点之间的数据传输、跨节点的视频传输和数据管理功能。

3.开展了系统性能测试和评估，结果表明系统具有较好的稳定性和数据传输效率，并能够满足现代化煤矿安全监控的需要。

四、下一步工作计划

1.进一步完善系统设计和性能优化，提高系统的可靠性和数据处理能力。

2.开展大规模实验测试，验证系统的可扩展性和网络性能。

3.开展系统的数据安全性和网络安全性评估，提高系统的安全性和可信度。

4.进一步研究系统的应用场景和实际应用价值，推广应用并完善服务。