[实用新型]一种基于矿灯的单工通信与识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于矿灯的单工通信与识别系统，该系统涉及图像处理技术和通信等领域。 

背景技术

煤矿井下工作人员管理是矿井安全生产的重要保障，煤矿井下人员身份识别的方法主要分为人体特征识别和设备特征识别两种方法，人体特征识别是基于对人的固有的独特特征进行采集、对比分析、判断，主要包括指纹、眼睛虹膜和人脸识别，具体实施方法是在矿井入口处安装识别设备，下井工作人员在下井前和升井后进行识别登记。只能判定出入矿井口的人员情况，不能对矿井内的人员实时身份和位置进行判定。 

目前设备特征识别主要是通过无线通信方式实现，具体技术包括：射频识别技术(RFID)、WIFI、无线传感器网络、GSM、CDMA等。目前实际使用以RFID为主，RFID利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可实现对人员或物体在不同状态下的自动识别和位置监测。典型的射频识别系统主要包括射频卡和读写器两部分。使用RFID识别方式存在以下问题： 

1.受RFID读写速度限制，不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况，易出现漏读。 

2.无法区分入井人员代刷卡、一人多卡等情况发生。 

基于其它无线通信技术的人员定位识别系统解决了RFID卡漏读的问题，但仍存在以下缺点： 

1.通信终端设备体积较大、成本较高。 

2.系统涉及无线和有线通信系统，在巷道内每隔一段距离就需要安装接入基站，建设周期长。 

3.辅助设备多，系统建设及维护成本高。 

因此，煤矿安全生产管理需要一种简单可靠、易于实现、建设成本低并可在井下不同区域实现人员识别的新系统。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种更适合井下巷道环境的、简单有效的人员识别系统，通过对矿灯亮度的控制，利用多数煤矿已建立的井下有线通信网络和视频采集系统，完成由矿灯到视频接收端的单工通信，实现对矿灯使用人员的识别。该系统组成包括矿灯和视频监控设备；矿灯电路组成包括处理器、锂电池、充电管理、电源、LED驱动和通信接口等；矿灯部件包括含光源的灯头组件、矿灯电缆、电池及电池盒；视频监控设备包括视频 管理设备、有线通信网络和视频采集设备；视频管理设备包括监控终端和存储服务器；有线通信网络包括核心交换机、OLT光线路终端、ODN光分配器和ONU光节点；视频采集设备包括摄像机和视频编码器；矿灯处理器通过控制LED驱动电路单元发送不同亮度值、不同亮度变化的次数或不同亮度变化间隔时间的的光信号；视频监控设备采集包含矿灯光信号的视频；有线通信网络将光信号视频发送至视频管理设备；存储服务器存储光信号视频，监控终端用于光信号视频的帧分析，解析不同码元获得信息，实现矿灯到光信号视频接收端的单工通信，并对矿灯进行识别。 

附图说明

图1矿灯通信识别系统示意图。 

图2视频监控系统的视频传输过程示意图。 

图3通信识别用矿灯硬件示意图。 

图4通信识别用矿灯LED控制硬件示意图。 

图5矿灯通信编码原理示意图。 

图6矿灯通信识别方法步骤示意图。 

具体实施方式

所述系统组成包括：矿灯、视频监控设备和视频识别子系统；由视频监控设备采集包含矿灯的现场实时图像，由监控终端的视频识别子系统实现通信和识别，如图1所示实施例中，井下视频监控设备组成包括：视频管理设备、有线通信网络，视频采集设备。 

视频管理设备包括： 

1.监控终端(2)，生产管理人员通过监控终端(2)查看现场视频，并可从存储服务器调取历史视频回看。 

2.存储服务器，存储服务器负责视频流存储，并可根据监控终端需要提供所存储的视频。 

有线通信网络以光纤为主要传输介质，设备包括： 

1.核心交换机(3)，负责所有接入有线网络的设备的管理和数据交换。 

2.OLT光线路终端(4)，OLT是PON接入系统的中心设备，通过以太网接口连接核心以太网，通过光纤连接无源分光器ODN，通过ODN与用户终端侧的ONU通信。OLT具有二层/三层交换和光纤端口冗余功能。 

3.ODN光分配器(5)，ODN用于光缆接续或PON接入系统的光功率分配，负责连接OLT 和ONU。主要功能是分发下行数据和集中上行数据。 

4.ONU光节点(6)，ONU为光网络接入系统提供用户侧的标准网络接入接口。