|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
На тему «Разработка систем видеонаблюдения на различных объектах»Стр 1 из 6Следующая ⇒
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА На тему «Разработка систем видеонаблюдения на различных объектах»
по специальности «Автоматизированные системы управления»
Студента гр. _____________________ _____________________И.О.Фамилия подпись Руководитель (ученая степень, ученое звание) _____________________И.О.Фамилия подпись
Работа прошла защиту с оценкой _______________________________ «_______»_____________________200____г.
Москва 2015
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………....................3 1 НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ………………………………………...4 2 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ………………………...9 3 ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО РФ В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ..….……14 4 КАМЕРЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ. ВИДЫ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ………………………………………………………………...………...20 5 СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ………………………………………………………………………………………..…...31 6 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ……………………………………….46 7 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ……………………………………..56 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………68 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………...69
Введение
Сейчас системы личной безопасности доступны как никогда, и позволить себе установить видеодомофон или одну-две камеры видеонаблюдения в своей квартире или офисе может практически каждый человек со средним достатком. В данный момент на рынке систем безопасности довольно много бюджетных компонентов для создания подобных систем. Например, оборудование для построения малой видеосистемы безопасности в квартире (монитор домофон, вызывная панель с видеокамерой и дополнительная камера) обойдется в 10-15 тысяч рублей в зависимости от бренда вышеуказанного оборудования. В то же время компоненты аналогичной видеосистемы безопасности для офиса обойдутся не намного дороже, и увеличится за счет установки дополнительного оборудования такого как: электромеханический замок, доводчик двери и несколько дополнительных камер видеонаблюдения. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ Системы видеонаблюдения являются важной составной частью построения общей системы безопасности на уровне предприятия. Её основное предназначение – это визуальное наблюдение, запись (видеорегистрация) событий на выделенном для слежения участке технологической зоны. Установка видеонаблюдения позволяет осуществлять непрерывный контроль и фиксирование обстановки в зоне наблюдения, при необходимости просматривать записанные изображения.
Наиболее распространённая конфигурация системы видеонаблюдения предприятия (офиса) имеет такую структуру: •видеокамеры (аналоговые, цифровые, в том числе IP камеры, цветные, чёрно-белые) •видеорегистраторы (серверы) •пульт телевизионного видеонаблюдения с мониторами (LCD, CRT) •вспомогательное оборудование (источники бесперебойного питания, роутеры, кабели, кронштейны, кожухи).
Видеокамеры могут располагаться снаружи помещения и внутри него. Они могут быть поворотными и с фиксированным креплением. Установка видеонаблюдения может быть организована открытым или скрытным способом. Наружные камеры видеонаблюдения, как правило, помещаются в защитные кожухи. Системы видеонаблюдения цифровые работают с видеосигналами в дискретной (цифровой) форме. Такая технология предусматривает преобразование с помощью видеопроцессоров аналоговых видеосигналов в цифровые. Это необходимо для дальнейшей компьютерной его обработки и хранения. IP камера видеонаблюдения имеет в своей конструкции встроенный видеопроцессор. Сигнал, который формирует IP камера, непосредственно передаётся для обработки на сервер. Здесь видеосигнал сжимается (устраняется избыточность) и записывается для хранения (архивируется). Глубина архивирования может составлять от нескольких дней до нескольких месяцев, в зависимости от количества камер видеонаблюдения и качества изображения (степени сжатия информации).
При проектировании системы видеонаблюдения учитываются определенные критерии. Следует знать, какая именно задача стоит перед видеонаблюдением, чтобы подобрать оптимальные приборы, соответствующие поставленным целям.
Условно критерии видеонаблюдения подразделяются на следующие типы: Необходимо опознать знакомого человека. В этом случае выбираются недорогие устройства, обрабатывающие изображения, и видеокамеры с обычным, снадартным разрешением; Необходимо опознать незнакомого человека. Для такой сложной задачи используются специализированные устройства DVR, компьютерные платы видеозахвата, и выбираются видеокамеры с высоким разрешением;
Из всего вышесказанного видим, что для создания оптимальной системы видеонаблюдения и для подбора наиболее подходящих технических средств, нужно предварительно определить, каким критериям она должна удовлетворять, какие места она должна контролировать, а также (что очень важно) какой объем видеоинформации должен быть сохранен. Для получения таких данных необходимо техническое обследование всего охраняемого объекта и предварительное составление проекта. Цена системы видеонаблюдения в этом случае будет немного выше, но она оправдана оптимальным размещением видеокамер и параметрами технических устройств. В последние годы монтаж видеонаблюдения часто использует систему замкнутого телевидения, сокращенно CCTV, которая не только следит за объектом, но и записывает полученную видеоинформацию, обрабатывает ее и хранит. Подавляющее большинство видеосистем, применяющихся в настоящее время, являются гибридными, то есть, в них применяются аналоговые видеокамеры и цифровые устройства, обрабатывающие и хранящие информацию. Достаточно популярны и полностью цифровые системы видеонаблюдения, использующие IP видеокамеры и соответствующее прикладное программное обеспечение. Что же касается полностью аналоговых систем, то они выходят из употребления или модернизируются до гибридных или цифровых.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ Видеокамеры
По конструктивным особенностям камеры можно разделить на следующие типы: Модульная видеокамера — бескорпусное устройство в виде однослойной печатной платы, наиболее распространён размер 32× 32 мм, предназначена для установки в термокожухи, полусферы и т. п. Минивидеокамера — видеокамеры в квадратных или цилиндрических корпусах, обычно применяемых как готовое изделие для установки внутри помещений. Корпусная видеокамера — наиболее распространенный форм-фактор устройств, называемый также камера стандартного дизайна или Box camera. Превалирующее количество устройств данного типа поставляется без объектива и кронштейна крепления, оставляя потребителю возможность наиболее гибкого конфигурирования конечного устройства, при использовании с термокожухом возможно использование устройства вне помещения. Купольная видеокамера, также известная как Dome camera — корпус представляет из себя полусферу или шар, прикреплённый к основанию. Может быть выполнена как из пластика, так и из металла. Управляемые (поворотные или скоростные видеокамеры) — комбинированное устройство, состоящее из камеры, трансфокатора и поворотного устройства. Наибольшее распространение получили так называемые интегрированные камеры, выполненные в виде купола. Гиростабилизированные видеокамеры — видеокамеры, используемые на подвижных объектах с целью получения стабилизированного изображения. По типу выходного сигнала видеокамеры подразделяют на аналоговые и цифровые. Большинство цифровых камер передают сигнал по стандартной компьютерной сети типа Ethernet — так называемые IP-камеры.
Объективы Объектив — устройство, предназначенное для фокусировки светового потока на матрице видеокамеры. Объективы делятся на: · монофокальные — объективы с постоянным фокусным расстоянием; · вариофокальные (трансфокаторы) — объективы с переменным фокусным расстоянием, изменяемым вручную или дистанционно. По способу управления диафрагмой объективы делятся на объективы с фиксированной диафрагмой, с управлением диафрагмой Direct Drive и с управлением диафрагмой Video Drive. Корпуса Для различных условий эксплуатации модульные видеокамеры помещаются в корпуса различных типов, например, купольный корпус (традиционный для камер, устанавливаемых внутри помещений), термокожух (корпус, защищенный от воздействия осадков и низких температур; предназначен для камер, устанавливаемых на улице), антивандальный корпус (для уличной и внутренней установки) и др. Вспомогательные устройства Тепловизоры — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности, например для обнаружения человека в тёмное время суток по его тепловому излучению. Автоматические фотокамеры — используются для расширения возможностей систем видеонаблюдения. Микрофоны — используются для синхронного получения видеоизображения и звука. В ряде случаяев используется разное количество видеокамер и микрофонов — асинхронные системы видеонаблюдения и аудиоконтроля. Дополнительное оборудование Для организации видеонаблюдения используется широкий спектр дополнительного оборудования: ИК-прожекторы, модуляторы, усилители и т. п. Система видеонаблюдения
Таким образом, система видеонаблюдения обеспечивает: · визуальный контроль ситуации на охраняемом объекте — предоставление информации на пост наблюдения в режиме реального времени; · запись видеоинформации на цифровой видеорегистратор, что позволяет документировать события, происходящие на объекте; · выполнение функций охранной сигнализации через детекторы движения видеокамер или внешних охранных датчиков и информированность оператора системы о возникновении тревоги в контролируемой зоне.
Об ответственности Статьей 137 УК РФ предусмотрена ответственность за нарушения неприкосновенности частной жизни. При этом объективной стороной такого преступления является незаконное собирание или распространение сведений о частной жизни лица, составляющих его личную или семейную тайну, без его согласия, либо распространение этих сведений в публичном выступлении, публично демонстрирующемся произведении или средствах массовой информации.
Конструкция В продаже сегодня встречаются камеры видеонаблюдения, которые обладают различной конструкцией. По исполнению все камеры подразделяются на следующие виды: Корпусные камеры Неподвижные корпусные камеры относятся к числу наиболее распространенных типов камер видеонаблюдения. Они позволяют получить видеоизображение какой-либо локальной, фиксированной области. Корпусные камеры монтируются внутри помещения с помощью кронштейна, на улице же такие камеры обычно размещают в специальном термокожухе, который защищает камеру от погодных воздействий и позволяет ей работать в тяжелых условиях. В таком термокожухе располагается обогревательный элемент и даже небольшая система вентиляции. Выпускаются модели корпусных камер с широкофокусным объективом, что позволяет вести наблюдение за большой фиксированной областью. За изменение фокусного расстояния и угла обзора камеры отвечает трансфокатор. Поворотные камеры
Купольные камеры Купольные камеры обладают полусферическим (куполообразным) корпусом, внутри которого размещается скоростное поворотное устройство, сама камера с трансфокатором и приемником телеметрии. Скоростная купольная камера, непрерывно поворачиваясь на 180 градусов по вертикали и на 360 градусов в горизонтальном положении, позволяет получать качественную панорамную картинку. Благодаря широкому углу обзора и высокоскоростной работе подобные камеры применяются для слежения за большой территорией или динамичными объектами. Купольную камеру можно монтировать на стене или потолке внутри помещения, при этом она смотрится довольно привлекательно в интерьере, поскольку отличается интересным дизайном. Отдельные модели купольных камер с дополнительной защитой от негативных внешних воздействий находят применение в уличных условиях. Встречаются купольные камеры с ИК-подсветкой, которые позволяют получать четкую картинку в ночное время. Миниатюрные камеры Миниатюрные или мини камеры используются там, где требуется скрытное видеонаблюдение за объектом. Они имеют очень компактный цилиндрический, конусный или квадратный корпус. В миниатюрных камерах применяются объективы типа «игольное ушко». Это специальные объективы с диаметром менее одного миллиметра. Мини камеры можно установить в потолок, стены или элементы деталей интерьера таким образом, чтобы для постороннего наблюдателя они совершенно не были видны. Тем самым, обеспечивается скрытое наблюдение, благодаря которому существенно повышается вероятность предотвращения правонарушения.
Монтаж миниатюрной камеры более сложен, однако в эксплуатации такая камера не представляет никаких трудностей. Понятно, что, будучи смонтированной в небольшом проеме, мини камера имеет определенные ограничения в диапазоне своего движения. Поэтому, как правило, с ее помощью организуют видеонаблюдение только за какой-либо небольшой, фиксированной областью. Беспроводные и IP-камеры Говоря о типах камер для видеонаблюдения, встречающихся на сегодняшний день в продаже, нельзя не упомянуть о беспроводных моделях и IP-камерах, стремительно набирающих популярность. Беспроводные видеокамеры могут передавать сигнал по технологии 3G и Wi-Fi. При этом питание к самой камере передается по проводу. У них есть серьезные преимущества в виде удобства эксплуатации, возможности установки в любом месте, доступном для приема сигнала, высокоскоростной передаче данных и безопасности. Однако радиус действия таких камер ограничен ста метрами на открытом пространстве, а их цена естественно выше проводных аналогов. Беспроводные видеокамеры выгодно использовать в тех местах, где просто невозможно или трудно провести провода. Также беспроводные камеры можно, в частности, применять для организации видеонаблюдения на отдельно стоящих зданиях.
Таким образом, преимущества использования IP-камер для видеонаблюдения очевидны: легкость в монтаже и настройке, широкие возможности для наблюдения вдали от охраняемого объекта, относительно невысокая себестоимость, мониторинг и контроль удаленных объектов, доступ к видеоизображению с любого компьютера, имеющего подключение к сети Интернет. Недаром IP-камеры распространяются сегодня с огромной скоростью на рынке систем видеонаблюдения. Благодаря растущей популярности систем видеонаблюдения развитие камер происходит в направлении снижения их цены с одновременным улучшением качества видеозаписи и расширением их функциональных возможностей. Пользоваться видеокамерами для наблюдения становится все более удобно, а с их установкой и настройкой во многих случаях может справиться и не специалист. Для построения эффективной системы охранного видеонаблюдения Вам потребуется правильно выбрать камеры, которые будут осуществлять наблюдение за объектом издалека или скрытно. Среди широкого разнообразия моделей и типов камер (корпусные/миниатюрные/поворотные/купольные, наружные/внутренние, цветные/черно-белые) необходимо подобрать устройства, которые будут в полной мере соответствовать Вашим целям и задачам. Только таким образом можно обеспечить необходимые параметры видеонаблюдения
Основные характеристики камер видеонаблюдения:
Разрешение (ТВЛ) — параметр, характеризующий детальность изображения, одним словом, чем больше разрешение, чем лучше просматриваются мелкие детали, такие как номер автомобиля, лицо человека. Измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ), причем подразумевается разрешающая способность по горизонтали, так как разрешение по вертикали у видеокамер одного стандарта одинаково и ограничено на одном уровне. Черно-белые видеокамеры стандартного разрешения имеют разрешение 380-420 ТВЛ, повышенного разрешения 560-570 ТВЛ, цветные видеокамеры 280-350 ТВЛ, высокого разрешения до 460 ТВЛ, а с цифровой обработкой видеосигнала (DSP) до 560 ТВЛ.
Телевизионные стандарты аналоговых камер:
Чувствительность (люкс) – минимальный уровень освещенности (в люксах), при котором видеокамера дает распознаваемый видеосигнал. Чем параметр меньше, тем меньше света необходимо камере для того чтобы выдать приемлемую картинку. Для обычных черно-белых видеокамер она составляет 0, 4~0, 01 люкс (сумерки), для высокочувствительных до 0, 00015 люкс (темная ночь), для цветных 0, 2~3 люкс Стоит упомянуть, что чувствительность черно-белых видеокамер затрагивает не только спектр видимого света, но инфракрасную область, что позволяет применять ИК-подсветки в условиях низкой освещенности.
Отношение сигнал-шум (в дБ) Отношение амплитуды видеосигнала к шуму, измеряемое в логарифмической шкале по формуле S/N=20 log (видеосигнал/шум). Чем больше это отношение. тем лучше. При S/N=50 дБ амплитуда видеосигнала превышает амплитуду шума в 316 раз, что позволяет видеть четкую картинку. А вот при S/N=20 дБ на экране будет " снег" и различить что-либо будет весьма проблематично. Электронный затвор (в сек) Это время выдержки матрицы, гарантирующее среднюю яркость изображения при изменяющихся условиях освещения. Осуществляется за счет времени накопления заряда в ячейках матрицы и может составлять 1/100000 сек при ярком освещении. Компенсация заднего света (BLC) Аппаратно реализуемая функция, которая позволяет наблюдать за объектом на фоне яркого света. Одномодовое оптоволокно Другой путь уменьшения модовой дисперсии заключается в уменьшении диаметра ядра до тех пор, пока волокно не станет эффективно передавать только одну моду. Оно имеет чрезвычайно малый диаметр 5-10 микрон. Поскольку данное волокно переносит одну моду, модовая дисперсия в нем отсутствует. Одномодовое волокно позволяет достичь полосы пропускания от 50-100 ГГц на км. Особенностью распространения излучения в одномодовом режиме подчеркивает еще одно отличие одномодового волокна от многомодового. В одномодовом волокне излучение переносится не только внутри ядра, но и в оптической оболочке, в связи с этим, возникает дополнительные требования к переносу энергии в этом слое. Обработка сигнала Вследствие того что аналоговый сигнал практически не поддается обработки для его хранения необходимо большое количество магнитных носителей, а передавать его на большие расстояния без усилителей невозможна, возникла необходимость в оцифровки видеосигнала перед его обработкой. Оцифрованный сигнал сжимается до 1000 крат, передается с помощью компьютерных сетей на любое расстояние, анализируется сложными программными и аппаратными модулями с целью выявления движения в кадре, возможность цифрового увеличения требуемого изображения, хранить оцифрованную информацию становится гораздо проще чем аналоговую (Время записи при отключенном детекторе движения, запись ВИ только на внутренний носитель 40GB, 32 ВК, 1к/с для каждой ВК, ч/б изображение, 768х288 15 – 18, 75 часов).
Грабберы, использующиеся в научных целях для контроля процесса производства, конвертируют видеосигнал с наиболее возможной точностью, внося минимальные искажения. Мультимедийные контроллеры сначала конвертируют сигнал, а затем в эстетических целях изменяют его так, чтобы картинка была более привлекательной. Из-за совершенно различных областей применения контроллеры двух разных типов не могут быть взаимозаменяемыми, хотя некоторые производители мультимедийных плат подают их как “универсальное” решение для всех видов приложений. Мультимедийный контроллер компонуется таким набором микросхем, которые значительно изменяют видеоинформацию, тем самым внося большое количество артефактов и шума. Эти изменения, которые не присутствуют в изначальном сигнале, могут привести к ошибкам измерения на последующих стадиях обработки и анализа информации. При использовании таких контроллеров в приложениях, которые требуют высокой точности (технологические измерения, микроскопия, инспектирование целостности поверхностей), внесенные изменения могут привести к ложным результатам. Оцифровка сигнала
Контроллеры оцифровки (грабберы) видеоизображения позволяют произвести захват и анализ сигнала, несущего визуальную информацию. Как правило, они представляют собой встраиваемые платы, подключающиеся к одной из компьютерных платформ. Платы видеозахвата преобразует исходное изображение источника видеосигнала в поток данных, которые могут храниться в цифровом виде, а также обрабатываться, анализироваться и отображаться на экране монитора. Видеосигнал может поступать от самых различных источников: видеокамеры, спецвидеомагнитофона, телевизионного тюнера, мультиплексора с подключенными к нему камерами и подобных этим устройств. Эти источники могут давать композитный (полный) видеосигнал, содержащий яркостную и цветоразностную (в случае цветного видео) составляющие, а также сигналы синхронизации или компонентный видеосигнал, когда различные составляющие сигнала передаются по отдельным линиям (как, например, в случае S-Video, когда яркостный и цветоразностный сигналы передаются раздельно). Кроме того, цветные видеосигналы могут иметь одну из тех принятых в мире стандартных систем кодирования цвета, - NTSC, PAL, SECAM, или их разновидности. Оцифрованное изображение, полученное в результате видеозахвата, приобретает дополнительно следующие параметры: разрешение, которое определяет количество элементов изображения и выражается количеством точек (пикселей) по горизонтали и вертикали (256х256, 640х480, 768х576 и др.); отношение ширины пикселя к его высоте (обычно это 1: 1, но бывают и другие, например, 4: 3); глубина представления цвета; определяет количество цветов или оттенков одного цвета, измеряется в битах (8 бит – 256 цветов(оттенков серого для монохромного изображения). 10 бит – 1024, 16 бит – 65 536);
Контроллеры оцифровки видеоизображения бывают различных типов, различаются по размерам и форме, но несмотря на разницу в дизайне и характеристиках, они, с небольшими исключениями имеют общие принципы функционирования. Прием видеосигнала Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-13; Просмотров: 4107; Нарушение авторского права страницы