Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ (АССОЦИАЦИЯ)

«КИСЛОВОДСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Факультет Инженерный

Кафедра Систем автоматического управления

Направление Управление в технических системах

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

На тему: Система видеонаблюдения охраняемого объекта

Герасименко А.Г.

Кисловодск 2018



РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа содержит 94 страницу машинописного текста, 20 рисунков, 7 таблиц.

В выпускной квалификационной работе разработана система видеоохраны для производственно-складского комплекса “Престиж”, рассчитаны: зоны обзора видеокамер, потребляемая мощность; разработаны: структурная схема системы, схема расположения оборудования; для помещений использовать купольные цифровые камеры, для записи и хранения видеоизображения использовать три24-канальных HCVR регистратора Dahua HCVR4224AN-S2; в качестве источника резервного питания использовать бензогенератор с автозапуском.

В выпускной квалификационной работе дано технико-экономическое обоснование и рассмотрены вопросы безопасности и экологичности системы



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1.1 Требование к системе видеонаблюдения

1.2 Выбор системы видео охраны

1.3 Основные элементы систем охранного видео наблюдения

1.4 Линии передачи информации систем видеонаблюдения

1.5 Дополнительное оборудование

2. АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

3. Расчетно-конструкторский раздел

3.1 Расчет зон обзора видеокамер

3.2 Расчёт потребляемой мощности

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ СИСТЕМЫ

4.1 Системный анализ событий при эксплуатации системы видео охраны

4.2 Мероприятия по повышению надёжности и безопасности

4.3 Пожарная безопасность

4.4 Защита окружающей среды

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ

5.1 Обоснование необходимости и актуальности работ

5.2 Расчет затрат на разработку и реализацию системы видео охраны

5.3 Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Последнее десятилетие характеризуется в мире ростом терроризма и бандитизма, а также мелких и крупных краж. По этому, значительно возросла роль первого рубежа охраны территории и находящихся на них объектов (предприятий, аэропортов, специальных или военных объектов). На сегодняшний день различные виды физических барьеров всё чаще совмещаются с электронными системами охраны. При определённой частоте проверок состояния периметров большого размера требует значительных человеческих ресурсов, а рост стоимости человеческого труда заставляет сервис охранных услуг разрабатывать охранные системы, в которых доля человеческого труда ограничена их технически обслуживанием.

Современные системы охраны представляют собой совмещение физического барьера со сложной электронной системой, обладающей малой вероятностью ложных тревог, информирующей центральный пост охраны о месте и характеристики нарушения физического барьера, краже пожаре и других происшествиях происходящих на территории охраняемого объекта. Основу защиты составляет технические средства обнаружения, отражения и ликвидации. Для обнаружения угроз на охраняемых объектах применяют охранную, пожарную сигнализацию и охранное телевидение.

Систему видеонаблюдения можно назвать основным звеном интегрированной системы охраны, так как она возводит систему охраны объекта на качественно более высокий уровень и позволяет решать в данной области практически любые задачи. Ценность систем видеонаблюдения состоит в получении визуальной картины состояния охраняемого объекта, обладающую такой высокой информативностью, какую не могут дать никакие другие технические средства охраны. При этом человек выводится из зоны наблюдения в безопасную зону, что создает ему условия для анализа получаемой информации и принятия обдуманного решения. Получающие в последние годы распространение интеллектуальные модули распознавания (лиц, номеров ТС, детекторы оставленных предметов и т.д.) позволяют значительно автоматизировать работу системы безопасности и снизить влияние человеческого фактора на работу системы.

Видеонаблюдение - веский аргумент против разного рода злоумышленников, хотя бы потому, что оно оказывает определенный психологический эффект: если здесь ведется видеонаблюдение, то, скорее всего, на этом объекте используются и другие способы защиты.

Современное охранное телевиденье решает широкий круг задач и применяется в местах торговли, складах, офисах, банках, режимных предприятиях и других помещениях. Функционально телевизионные системы для охраны объектов включают в себя: телевизионные камеры, мониторы, оборудование для обработки изображения, устройства записи и хранения видеоинформации, источники питания, системы передачи информации и кабельные сети питания. Охранное телевидение существенно отличается от бытовой видеотехники: мониторы имеют более высокое разрешение, устройства записи видеоинформации способны вести более плотную запись, только для системы охранного телевидения выпускается специализированное оборудование осуществляющее передачу и обработку видеоинформации. При обеспечении безопасности объектов главной и основной задачей является сохранение материальных и иных ценностей на вверенном объекте. Только правильно спроектированная телевизионная система позволяет в реальном масштабе времени оценить обстановку в контролируемых зонах, снизить время реакции на нештатные ситуации и обеспечить принятие наиболее целесообразных мер защиты и противодействия возникшим обстоятельствам.

Основные задачи, решаемые с помощью системы охранного телевидения при охране объектов это: общее наблюдение за обстановкой; обнаружение появившихся в поле зрения телекамер людей, автомашин, животных, предметов; идентификация обнаруженных образов.

Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование системы видеонаблюдения, предназначенной для охраны объекта - производственно-складского комплекса “Престиж”. Выбор системы основывается, на использовании наиболее оптимальных по цене и качеству, технических и программных средств, которые обеспечат необходимый уровень защиты.



1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1.1 Требование к системе видеонаблюдения

Согласно заданию необходимо спроектировать систему видеонаблюдения для объекта - производственно-складского комплекса “Престиж”. Для выбора системы видеонаблюдения проанализируем современный рынок безопасности. Исходя из рассмотренного, выберем один из существующих видов построения систем видеонаблюдения.

Систему видеонаблюдения для производственно-складского комплекса “Престиж” спроектировать таким образом, чтобы она соответствовала следующим требованиям: видеонаблюдение безопасность информация

· круглосуточное наблюдение охраняемого объекта;

· создание архива видеозаписи.

Устройства регистрации должны обеспечивать:

· сжатие и запись видеоизображения на жесткий диск;

· режимы видеозаписи: постоянная запись.

1.2 Выбор системы видео охраны

Неотъемлемой функцией комплексной системы безопасности какого-либо объекта ныне стала система видеонаблюдения, поскольку современные системы видеонаблюдения позволяют не только наблюдать и записывать видео, но и программировать реакцию всей системы безопасности при возникновении тревожных событий или ситуаций. Аббревиатура системы видеонаблюдения CCTV расшифровывается как Closed Circuit TeleVision и в дословном переводе означает "системы замкнутого телевидения". Системы видеонаблюдения предназначены для организации видеонаблюдения на охраняемых объектах различных по структуре и сложности. В профессиональной сфере системы видеонаблюдения также принято подразделять на два вида в зависимости от используемого оборудования: аналоговые; цифровые. Также выделяют следующие системы видеонаблюдения: комбинированная; гибридная; гибридные системы наблюдения с сетевыми видео серверами; система видеонаблюдения на основе сетевых решений.

Аналоговая система видеонаблюдения состоит из:

· аналоговых видеокамер;

· коаксиальных линий связи;

· аналогового мультиплексора или квадратора (принцип действия этих аппаратов цифровой, но его входные и выходные сигналы - аналоговые);

· аналогового видеомонитора.

Аналоговые системы видеонаблюдения используют там, где необходимо организовать видеонаблюдение в небольшом числе помещений - небольшие офисы и складские помещения, автостоянки, кафе и другие объекты. В настоящее время аналоговые системы видеонаблюдения пользуются большим спросом в силу невысокой стоимости и выигрышности с точки зрения соотношения цена/качество. Кроме этого, аналоговые системы видеонаблюдения отличаются простотой конструкции и надежностью, которая проверена временем. Основу аналоговых систем видеонаблюдения, конечно же, составляют непосредственно камеры видеонаблюдения. Камеры видеонаблюдения представляют собой оптические устройства, ПЗС-матрицы которых формируют видеосигнал из светового потока, проходящего через объектив и группу линз и попадающего на эту матрицу. Стоит также отметить, что в условиях необходимости масштабирования системы видеонаблюдения аналоговые камеры видеонаблюдения могут быть модернизированы посредством блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой. Такие камеры видеонаблюдения уже можно подключать в цифровые системы видеонаблюдения.

Цифровая система видеонаблюдения состоит из следующих компонентов:

· аналоговых видеокамер;

· коаксиальных линий связи;

· аналогового мультиплексора, квадратора, цифрового видеопроцессора (на вход цифрового видеопроцессора поступает аналоговый сигнал, на выходе - цифровой);

· цифрового видео регистратора (регистрация идёт в цифровой форме, независимо от вида входного сигнала), видео регистратор может иметь встроенный мультиплексор.

Для обеспечения безопасности особо ответственных или территориально-распределенных объектов используют цифровые системы видеонаблюдения, которые интегрируются в комплексные системы безопасности и обеспечивают визуальный контроль над различными объектами. Современные комплексы безопасности фиксируют, записывают и анализируют информацию, поступающую от цифровой системы видеонаблюдения, считывателей системы контроля доступа, охранных и пожарных датчиков, а также могут принять решение о дальнейшем действии системы в автономном режиме или по указанию оператора. Отличительной особенностью цифровой системы видеонаблюдения является то, что данный вид систем видеонаблюдения применяется в системах безопасности территориально-распределённых объектов, а также в комплексах управления безопасностью глобальных компаний. Стоит отметить, что в настоящее время цифровые системы видеонаблюдения постепенно "теснят" аналоговые системы видеонаблюдения в силу функциональных и технических характеристик, а, учитывая развитие цифровых технологий, по своей цене цифровые системы видеонаблюдения уже приближаются к стоимости аналоговых систем видеонаблюдения. За несколько десятков лет, наш мир качественно изменился. В середине двадцатого века в качестве носителей информации использовались виниловые пластинки, а сейчас у нас в распоряжении лазерные диски. Разница между этими двумя носителями информации в том, что винил - это аналоговый формат, а компакт диск - цифровой. Соответственно разные размеры и колоссальная разница в объеме хранимой информации, кроме того цифровой носитель устойчив к воздействию времени и считыванию с него информации. Аналоговый поток информации ограничен реальным временем, таким образом, по одному проводу можно передать только один сигнал от одной видеокамеры. Системы видеонаблюдения аналогового типа подразумевает индивидуальное подключение для каждой камеры. Цифровые системы так же как и аналоговые ведут последовательную передачу данных, но скорость передачи выше. Благодаря существующим протоколам данные можно разделять. Цифровое видеонаблюдение позволяет подключать большое количество камер, управлять ими, быстро сохранять информацию и параллельно работать с ней. Цифровые системы видеонаблюдения позволяют избежать потерь при передаче данных, это связано с тем, что цифровой сигнал состоит из последовательности единиц и нолей, а аналоговый формируется на амплитуде колебаний. В случае помех в аналоговой системе можно наблюдать шумы и искажения существенно влияют на качество полученного на экране монитора изображения. Цифровое видеонаблюдение отличается высоким разрешением картинки, так можно увеличивать изображение, рассматривать отдельные детали, такой эффект достигается за счет уменьшения размера ячеек матрицы (пикселов), и следовательно их количества. Для сравнения, аналоговая камера это 0,4 Мpx, а цифровые камеры в несколько раз больше.

Сегодня достаточно большое распространение получили комбинированные системы видеонаблюдения (аналоговый сигнал - цифровая запись). В качестве записывающего устройства в комбинированной системе выступают цифровые видео регистраторы (DVR) с жестким диском, аналоговым входом для подключения коаксиального кабеля и аналогичным выходом для подключения монитора (DVR выполняет функции одновременно квадратора (мультиплексора) и видеомагнитофона), либо компьютеры с установленной в них платой видеозахвата и специальным программным обеспечением. Принципиальных различий между аналоговыми и комбинированными (цифровыми) структурами не существует. Каналы передачи аналоговых сигналов те же самые, а в цифровых системах определяются используемой структурированной кабельной системой, то есть системой кабельных элементов, которые представляют собой среду передачи оптических или электрических сигналов. По сравнению с аналоговыми системами комбинированные имеют массу преимуществ - более высокое качество видеозаписи, отсутствие необходимости в частой замене источника хранения информации, возможность быстрого поиска и просмотра записанного события. Кроме того, наличие датчика движения, позволяет записывать звук и видео только в момент движения объекта, что существенно облегчает процесс видеонаблюдения, а также экономит место на жестком диске. Недостатки - это, прежде всего, необходимость в дорогостоящем коаксиальном кабеле и в связи с этим сложность территориально-распределенного построения системы видеонаблюдения, а также ограниченное количество входов в видео регистраторе, из-за чего возникают сложности при расширении комплекса визуального контроля. Кроме того, преобразование сигнала из аналогового в цифрой и обратно, снижает качественные характеристики изображения. Однако, несмотря на вышеупомянутые минусы, комбинированные системы видеонаблюдения успешно применяются на небольших объектах, таких как офисные помещения и жилые дома.

Для обеспечения безопасности на территориально-распределенных и наиболее ответственных объектах сегодня, как правило, используют гибридные системы видео наблюдения (которые включают как аналоговые, так и сетевые камеры, подключенные к видео серверу или гибридному видео регистратору). Стоимость таких решений более высока по сравнению с комбинированными, однако, и возможности намного больше. В основе систем с гибридными видео регистраторами лежит гибридный видео регистратор, который позволяет подключать как аналоговые, так и сетевые камеры за счет наличия в нем различных разъемов, а также имеет интерфейс для соединения с компьютерной сетью. Гибридные видео регистраторы предоставляют пользователям возможность просматривать изображение не только локально, используя экран монитора, подключенный прямо к аппарату регистрации, но и удаленно. В последнем случае для просмотра видео используется специальное программное обеспечение или стандартная веб-программа, к примеру, Microsoft Internet Explorer. Постов визуального контроля при этом может быть несколько и с каждого возможен доступ к любой видеокамере системы. Кроме того, с помощью гибридных видео регистраторов снимаются ограничения по созданию территориально-распределенных систем видеонаблюдения. При значительном увеличении числа видеокамер и расширении функциональных возможностей нередко требуется замена дорогостоящего аппарата. Кроме того, разработка видео регистраторов, как правило, отстает от темпа развития компьютерных систем.

В гибридных системах видеонаблюдения с сетевыми видеосерверами сетевой видеосервер, или видеокодер, преобразует аналоговый сигнал от камеры в цифровой и осуществляет сжатие видео для передачи по компьютерной сети. Обычно видеосервер устанавливается рядом с камерой. В качестве приемной стороны выступает компьютер для просмотра и записи изображения. Системы такого вида имеют ряд преимуществ: использование обычного персонального компьютера для вывода и записи видеоинформации; возможность одновременного применения в системе аналоговых и сетевых видеокамер наблюдения; возможность расположить источников формирования и записи изображения на любом расстоянии друг от друга, так как в качестве канала связи используется компьютерная сеть; хорошая масштабируемость системы, так как в данном случае нет необходимости учитывать количество видеовходов видео регистратора (кратное двум), а также возможность добавления дополнительных камер по одной. Среди недостатков такой системы можно отметить подверженность вирусам, ошибкам программного обеспечения, неквалифицированному вмешательству оператора.

Система видео охраны на основе сетевых решений состоит из:

· видеокамер со встроенным веб-сервером;

· линий связи;

· сетевого концентратора;

· компьютерного рабочего места со специальным программным обеспечением.

Подобные системы получили возможность реализации благодаря процессу конвергенции - одному из направлений развития систем безопасности, в силу технологической близости к IT-сетям. Уже сейчас можно заметить появление первых реальных систем, реализующих принципы полной конвергенции видеонаблюдения и IT-структуры. Сетевые системы основываются на IP-видеокамерах, которые имеют свой собственный IP-адрес и встроенное программное обеспечение, или, другими словами, «интеллект». Все это позволяет им функционировать как автономные сетевые устройства. Подключение всех элементов системы IP-видеонаблюдения осуществляется как на основе локальной сети Ethernet, так и напрямую, например, через модем, мобильный телефон, или беспроводный адаптер связи. При этом в качестве записывающего устройства используется сетевой видео регистратор, который представляет собой стандартный компьютерный сервер с установленным на него программного обеспечения для видеозаписи. Системы видеонаблюдения на основе IP имеют ряд общих достоинств с комбинированными и гибридными системами, например, запись информации на жесткий диск, быстрый и беспроблемный поиск нужных данных в архиве, доступ к записям по интернету и так далее. Однако в последнее время IP-системы видеонаблюдения значительно потеснили своих предшественников, и этому есть объективные причины: на рынке представлено большое разнообразие сетевых камер производства Sony, AXIS, Аrecont vision, Polyvision и многих других известных компаний - от обычных корпусных до купольных и Wi-fi камер. Более высокое качество изображения c-IP камер за счет отсутствия дополнительных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразований сигнала. Возможность передачи не только видеоинформации, но и звука, дополнительных команд, а также питания для камеры по одному кабелю. С помощью сетевых решений можно построить как сложные территориально-распределенные системы видеонаблюдения, состоящие из нескольких тысяч камер, так и простые, состоящие из одной-двух камер системы. Дополнительные элементы сетевой системы видеонаблюдения могут наращиваться на основе существующей компьютерной сети, а также посредством беспроводных технологий, что значительно сокращает затраты на монтаж. Технология сетевого видеонаблюдения предоставляет легко интегрируемую платформу, что отвечает требованиям времени, когда в единую систему объединяются системы контроля доступа, управления, кондиционирования и так далее. Многообразие встроенных функций позволяют IP-камере принимать самостоятельные решения о необходимости подачи тревожного сигнала, увеличения разрешения изображения, отправки видео и тому подобного. Благодаря этому повышается качество принятия решений на базе сетевого видеонаблюдения. Возможность организовать децентрализованное хранение и обработку видеоинформации, переключиться на резервную инфраструктуру в случае непредвиденных обстоятельств, например, аварии, эксплуатировать как серверную, так и архивную архитектуры. Пользователь IP-комплекса безопасности может проводить визуальный контроль и выполнять функции администрирования системы не только локально, но и на удалении, например, при помощи КПК или сотового телефона. В отличие от цифровых видеорегистраторов, представляющих собой закрытые технические решения, оборудование систем сетевого видеонаблюдения базируется на открытых стандартных, что позволяет применять оборудование разных производителей, например, маршрутизаторы, коммутаторы, серверы и прикладное программное обеспечение. Данный факт снижает стоимость систем видеонаблюдения и увеличивает их технические качества. Многочисленные примеры интеграции систем на базе сетевого видеонаблюдения (например с охранно-пожарной сигнализацией) доказывают, что они являются более достойной альтернативой комбинированным и гибридным системам. И все же, при всех многочисленных достоинствах IP-систем, существует ряд факторов, несколько сдерживающих глобальную экспансию сетевого оборудования в области видеонаблюдения. Во-первых, многие пользователи отмечают временную задержку видеосигнала, которая возникает при декомпрессии и передачи потока данных по сети. Это значительно усложняет управление поворотными камерами вручную. Только мегапиксельные видеокамеры могут обеспечивать действительно отличное качество изображения и большую площадь обзора, что позволяет экономить на количестве камер в системе.

Рассмотрим преимущества и недостатки IP-технологий.

Преимущества: масштабируемость системы (возможность построения систем видеонаблюдения любого масштаба); можно осуществить просмотр видеоизображения с объектов любой удаленности при наличии каналов передачи данных; возможность доступа к одной видеокамере нескольким клиентам; при реализации системы видеоохраны небольшого масштаба и наличии на объекте локальной вычислительной сети то систему видеонаблюдения можно смонтировать в короткие сроки без дополнительных затрат на прокладку кабеля; часть функций интеллектуальной обработки видеоизображения теперь встраивается в видеокамеру; децентрализованная система обладает большей надежностью - отсутствует центральная часть, от которой зависит работоспособность системы в целом; цифровой поток дает возможность получать с видеокамеры не только видеоизображение, но и сигнал с микрофонов, с датчиков в камере, организовывать даже двустороннюю аудио связь, управлять настройками и параметрами видеокамеры в режиме реального времени и даже событийно, управлять телеметрией; возможность передачи информации по радиоканалу.

Основная особенность сетевых камер заключается в том, что они снимают, оцифровывают, сжимают и передают непосредственно в сеть по стандартным сетевым протоколам готовое изображение. Многие часто путают IP-камеры и web-камеры (камеры, которые требуют подключения к компьютеру, например, через USB-порт). Между тем, это абсолютно разная техника. Естественно, разнятся и цены: профессиональные IP-камеры стоят от $200, тогда как web-камеры можно купить и за $20.

Недостатки: высокая цена; невысокая удаленность сегментов системы видеохраны; сложность системы; большие объемы данных; уязвимость для хакерских атак; задержки в отображении; отсутствие стандартов.

Несмотря на некоторые недостатки, судя по сравнительным оценкам технических характеристик сетевых, комбинированных и гибридных систем видеонаблюдения, можно утверждать, что IP-видеонаблюдение является на сегодня самым выгодным, а также наиболее перспективным по функциональным возможностям способом визуального контроля.

IP-камера работает без каких-либо дополнительных компонентов, тем самым обеспечивая бесперебойную работу на всех временных отрезках. Стабильность работы web-камеры, помимо самой камеры, зависит и от стабильности работы компьютера и программного обеспечения [5].

Системы беспроводного видеонаблюдения, как и проводные состоят из камер и видео регистраторов. Основной параметр, который собственно и определяет функциональные характеристики беспроводной системы видеонаблюдения - протокол передачи информации по радиоканалу. Протокол - определенный набор правил и технологий, при помощи которых видео передается по эфиру. По протоколу передачи видеоинформации, беспроводное видео можно разделить на две группы: аналоговое и цифровое.

В беспроводных аналоговых системах видеонаблюдения информационный сигнал передается по радиоканалу в аналоговой виде. Для аналогового видеонаблюдение используется 4 частотных диапазона: 900 МГц, 1,2 ГГц, 2,4 ГГц, 5,8 ГГц. В Украине разрешено использовать оборудование лишь в диапазоне 2,4 ГГц. Частоты 1,2 ГГц и 5,8 ГГц используются военными. Частоты 900 МГц - мобильной связью стандарта GSM. В системах видеонаблюдения 2,4 ГГц доступно максимум 4 канала для передачи видеоинформации. Количество каналов определяет максимальное количество одновременно используемых камер. То есть, одновременно на одном объекте может использоваться до 4-х беспроводных камеры. Максимальное расстояние между передатчиком и приемником, то оно варьируется в зависимости от мощности передатчика. Стандартная мощность - 10 мВт, что эквивалентно дальности 100 м на свободном пространстве. Если же между приемником и передатчиком будут преграды, то дальность будет сильно сокращаться. Максимальная мощность аналоговых видео передатчиков - 2 Вт. Что соответствует 2 км дальности. Достоинства: невысокая стоимость по сравнению с цифровыми системами; простота монтажа. Недостатки: наличие несертифицированных «сверхмощных» аналоговых систем; низкая помехоустойчивость; ограниченное количество одновременно работающих камер; слабая защищенность видеоинформации.

В цифровых беспроводных системах видеонаблюдения информационный сигнал перед тем, как отправиться в эфир оцифровывается. Используемый частотный диапазон - 900 МГц и 2,4 ГГц. Как и для аналогового видео, в Украине разрешен диапазон 2,4 ГГц. По технологии передачи, беспроводные цифровые видеосистемы можно разделить на две группы: Wi-Fi системы и системы использующие закрытые протоколы передачи.

Для передачи информации с Wi-Fi камер используется стандарт IEEE 802.11. Wi-Fi камера - это камера со встроенным Wi-Fi модулем или узел Wi-Fi сети, со свойствами (дальностью, скоростью передачи данных и т.д.) присущими всем Wi-Fi устройствам. При установке нескольких антенн скорость обмена пакетами данных по Wi-Fi-соединению достигает 300 Мбит/с. Достоинства: возможность подключения неограниченного количества камер; высокое качество видеоизображения; широкий спектр оборудования. Недостатки: если не соблюдать минимальных требований по защите сети, то существует большая вероятность того, что видеоинформация будет перехвачена; высокая стоимость; небольшая дальность - максимальна дальность сегмента системы видеоохраны - 200 м [10]; большое количество параметров влияющих на качество видео: количество пользователей подключенных к сети, количество подключенных камер, сетевое оборудование и многое другое; сложность настройки.

Оптимальное по цене и простоте развертывания решение для видеонаблюдения - беспроводную систему сетевого IP-видеонаблюдения. Благодаря низкой стоимости, удобству установки и использования, система IP-наблюдения является на сегодняшний день лучшим решением по сравнению с обычными камерами безопасности кабельного телевидения (CCTV). Система беспроводного IP-видеонаблюдения состоит из сервера видеонаблюдения, беспроводного сетевого роутера и сетевых камер видеонаблюдения. Информация может передаваться при помощи инфракрасного излучения, радиоволн, оптического или лазерного излучения. Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети видео наблюдения -- Ad-hoc и клиент-сервер. Режим Ad-hoc (иначе «точка-точка») -- это простая сеть, в которой связь между станциями (видеокамерами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент-сервер беспроводная сеть видеонаблюдения состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций.

Сервер видеонаблюдения с программным обеспечением позволяет управлять, просматривать, записывать, хранить и воспроизводить записи с беспроводных видеокамер.

Беспроводной сетевой маршрутизатор позволяет создать безопасную беспроводную сеть для совместного использования видеокамер, а так же любых других беспроводных устройств с интерфейсами 802.11 b/g/n. Благодаря технологии Xtreme NTM и трем внешним антеннам, маршрутизатор обеспечивает расширенный радиус действия беспроводной сети для большого дома и офиса, а также для пользователей, работающих с приложениями, требовательными к полосе пропускания. В случае, когда необходимо расширить зону действия беспроводной сети, используется несколько беспроводных сетевых маршрутизаторов, объединенных по средством кабеля UTP или беспроводной технологии wi-fi в режиме WDS с возможностью управления контроллером точек доступа. Маршрутизатор имеет встроенный гигабитный коммутатор с 4 портами 10/100/1000 Мбит/с, к которому можно подключать проводные гигабитные устройства, осуществлять поддержку онлайновых и быструю передачу файлов. Беспроводная IP-камера - мощная система наблюдения, обеспечивает недорогое решение для наблюдения за безопасностью дома или офиса. В систему беспроводного видеонаблюдения можно устанавливать камеры с возможностью беспроводного соединения по протоколу 802.11 b/g/n и способностью передачи потокового видео в реальном режиме времени на мобильный телефон 3G или КПК. Современная сетевая IP-камера - это автономная система, оснащенная процессором и Web-сервером, светочувствительными линзами, моторизированным приводом наклона и поворота, возможностью цифрового увеличения и утилитой удаленного управления изображением и звуком. В отличие от стандартных Web-камер, IP-камеры для видеонаблюдения оснащены встроенным процессором CPU и Web-сервером, который обеспечивает безопасную передачу видео высокого качества. Доступ к камере осуществляется удаленно, управление доступом осуществляется с персонального компьютера или ноутбука в локальной сети или через Интернет посредством Web-браузера. Благодаря простоте установки и интуитивно понятному Web-интерфейсу, достигается простота интеграции данного устройства как в сеть Ethernet / Fast Ethernet, так и в беспроводную сеть 802.11 b/g/n. Помимо этого IP-камера поддерживает функции удаленного мониторинга и обнаружения движения, что позволяет создавать комплексное и эффективное по стоимости решение для дома и небольшого офиса. IP-камера поддерживает кроме интерфейса Ethernet/Fast Ethernet беспроводной интерфейс 802.11g, благодаря чему достигается простота интеграции в существующую сеть. Таким образом, это устройство может применяться в традиционных проводных сетях Ethernet (10 Мбит/с) и Fast Ethernet (100Мбит/с), а также взаимодействовать с маршрутизаторами и точками доступа 802.11g. Поддержка функции Site Survey позволяет просмотреть ближайшие беспроводные устройства и подключиться к ним.

Рисунок 1.1 - План здания

1.3 Основные элементы систем охранного видеонаблюдения

Видеокамера -- электронный киносъёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений. Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука. Через видоискатель определяется изображаемое в кадре и производится фокусировка изображения объективом, который формирует оптическое изображение объекта на светочувствительной матрице, видиконе, диске Нипкова или другом элементе, трансформирующим изображение в сигнал, который может передаваться в эфир онлайн или записываться для последующего воспроизведения на аналоговом (не дискретном) или цифровом носителе.

На данный момент наибольшее применение в CCTV получили видеокамеры на основе CCD матриц. Основные производители матриц Sony, Panasonic, Samsung, LG, Hynix. Их использование позволило создать доступные по цене и достаточно высококачественные изделия широкого применения. Обычно разница между камерами, основанными на матрицах разных производителей, проявляется в сложных условиях освещения. В линейке каждого производителя присутствуют как дешевые и стандартные по параметрам матрицы, так и матрицы повышенного разрешения и/или повышенной чувствительности.

По исполнению камеры можно разделить на следующие типы:

· модульные камеры - безкорпусные устройства, как правило предназначенные для установки в различные корпуса (кожухи, полусферы и т. п.);

· минивидеокамеры -- видеокамеры в квадратных или цилиндрических корпусах, обычно применяемых как готовое изделие для установки внутри помещений;

· купольные видеокамеры -- обычно представляют из себя полусферу, устанавливаемую на потолок в помещении;

· корпусные камеры -- отдельное устройство, которое может быть использовано в различных условиях, как внутри, так и при использовании гермокожухов с подогревом вне помещения. Для функционирования данной камеры требуется объектив;

· уличные видеокамеры -- любая видеокамера, установленная в соответствующий гермокожух с обогревом, либо специальная видеокамера пригодная к эксплуатации вне помещений;

· управляемые (поворотные видеокамеры) -- комбинированное устройство состоящее из камеры, трансфокатора и поворотного устройства. Наибольшее распространение получили, так называемые, интегрированные камеры выполненные в виде купола;

· по типу выходного сигнала видеокамеры подразделяют на аналоговые и цифровые ;

· по способу передачи данных видеокамеры делятся на проводные и беспроводные. Последние имеют в своем составе передающее устройство и антенну. Передача сигнала осуществляется на частотах от 2--2,5 ГГц. К беспроводным так же относятся Wi-Fi-видеокамеры.

Объектив- устройство, предназначенное для фокусировки светового потока на матрице видеокамеры. Объективы делятся на: монофокальные (объектив с постоянным фокусным расстоянием), вариофокальные (объектив с изменяемым фокусным расстоянием вручную) и трансфокаторы (объектив с изменяемым фокусным расстояние дистанционно). По способу управления диафрагмой объективы делятся на: объективы с фиксированной диафрагмой, с управлением диафрагмой Direct Drive и с управлением диафрагмой Video Drive.

Для видеонаблюдения снаружи здания будет использоваться Dahua HAC-HFW2401S уличная HD камера (рисунок 1.2)



Рисунок 1.2 - Вид камеры наружного наблюдения

Отличительной чертой серии Lite является компактная конструкция и высокое качество изображения по доступной цене. Доступны различные выборы объективов, как с вариофокальным фокусом так и с фиксированным. Камеры поддерживают управление по OSD меню, легко переключаются в режимы CVI/CVBS/AHD/TVI. Простая модернизация аналоговой системы до разрешения Full HD / HD720р на существующей кабельной инфраструктуре. Структурная гибкость и лучшее соотношение цена/качество делают серию Lite идеальным выбором для SMB решений.

Технология HDCVI поддерживает одновременную передачу 4 типов сигнала: видео, аудио, управление и питание по коаксиальному кабелю. Двухполосная передача данных позволяет камере HDCVI взаимодействовать с HCVR передавая информацию о событиях или управление. Так же камеры линейки S3 поддерживают технологию PoC, передача питания по коаксиальному кабелю. Технология HDCVI гарантирует передачу в режиме реального времени на большом расстоянии без каких-либо потерь. Камеры S3 серии поддерживает до 800 м (1080p), 1200 м (720p) передачу по коаксиальному кабелю, и 300 м (1080p), 450 м (720p) по UTP кабелю. Она унаследовала простоту установки от традиционной аналоговой системы видеонаблюдения, что делает ее лучшей при выборе систем видеонаблюдения. Система HDCVI может обеспечит плавный переход традиционной аналоговой системы без замены существующих кабелей. Подход plug&play позволяет без хлопот конфигурировать сети видеонаблюдение. В камере установлена микрокристаллическая светодиодная ИК-подсветка (Smart ИК) для лучшей производительности в малоосвещенных условиях. Технология Smart ИК обеспечивает единообразную яркость черно-белого изображения при низкой освещенности. Особенностью такой подсветки является регулирование интенсивности инфракрасных светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта, предотвращает засветку объекта.

Камера поддерживает несколько современных форматов видео: HDCVI, CVBS, AHD, TVI. Четыре формата могут переключается через экранное меню или с помощью UTC контроллера PFM820. Эта особенность делает камеру совместимой с регистраторами других производителей.

Экранное меню предназначено для настройки изображения и функций в камере. Экранное меню включает в себя конфигурации, такие как: режим подсветки, баланс белого, маска конфиденциальности, детектор движения. Камера поддерживает следующие языки для OSD меню: русский, английский, французский, немецкий, испанский, итальянский, японский, корейский, и польский.

Она защищена от попадания воды и пыли рейтинг защиты IP67, что делает ее пригодной для внутренней или наружной установки. Камера предназначена для работы при температуре окружающей среды, в диапазоне от -40 °C до + 60 °С. Камера поддерживает защиту от входного напряжения ±25%, подходит для работы в нестабильных условиях питания. Имеет молниезащиту в 4KV.

Для видеонаблюдения внутри здания будет использоваться Dahua HAC-HDW2221M купольная HD камера

Рисунок 1.3 - Камера внутреннего наблюдения

ИК-мегапиксельная камера обеспечивает разрешение 2Mп / 4Mп/ 5Mп с фиксированным объективом 2,8/3,6 мм. Сочетание эстетики с набором простых монтажных решений обеспечивает отличный выбор по доступной цене.

Широкий динамический диапазон Встроенная технология широкого динамического диапазона (WDR), нормализует яркую картинку, даже в самых сложных условиях контраста освещения. Для задач со сложными условиями высокой и одновременно низкой освещенностью, аппаратный WDR(120dB) одновременно оптимизирует яркие и темные участки сцены, чтобы обеспечить высокое качество изображения.

Интеллектуальная ИК подсветка (Smart IR) Наличие ИК подсветки даёт возможность использовать камеру в условиях полной темноты. Функция регулирует интенсивность излучения для получения наиболее эффективного изображения в условиях недостаточного освещения или полной темноты.

Защита Поддержка ±10% допустимого отклонения входного напряжения, камера подходит даже для нестабильных условий уличного применения. Грозозащита по напряжению до 2KV обеспечивает надёжную защиту. Диапазон температур -30 ° C ~ +60 ° C, класс защиты IP67, IK10 дают возможность установки камеры в экстремальных условиях окружающей среды.

Технология Smart H.265+ Передача видеопотоков высокого качества без высокой загрузки сетевой инфраструктуры, Smart H.265+ является оптимизированной реализацией кодека H.265. Smart H.265+ является адаптивной технологией кодирования сцены и включает в себя: динамический GOP, динамический ROI, гибкую многокадровую конструкцию опорного кадра и интеллектуальное подавление шумов, обеспечивая экономию до 70% пропускной способности в сравнении с кодеком H.265.

Переворот изображения (Image flip) Функция Image flip позволяет поворачивать изображение камеры с шагом 90 ° для лучшей оптимизации видео.

Совместимость Камера поддерживает протокол ONVIF (Open Network Video Interface Forum), что обеспечивает работу камеры с устройствами и программным обеспечением других производителей.

Для записи видео будет использоваться видео регистратор Dahua HCVR4224AN-S2

Рисунок 1.4 - Видеорегистратор

24-х канальный HD-CVI видеорегистратор серии 720P. Запись основного потока в разрешении 720p, 960H, D1 (1 ~ 25/30 кадров/сек.), дополнительного потока CIF / QCIF (1 ~ 12/15 кадров/сек.). Суммарная скорость записи 600 к/с в разрешении 720p для всех каналов. Подключаемые видеокамеры:

· HD-CVI видеокамеры, 24 шт. с разрешением 720p.

· IP-видеокамеры, до 2 шт., с разрешением 720p или 1080p.

· Аналоговые видеокамеры, PAL / NTSC.

В модели предусмотрены видеовходы BNC, 24 шт., видеовыходы BNC, VGA, HDMI, двухсторонний аудиоканал 1/1, RCA. Количество HDD: 2x4 ТБ SATA HDD размером 3,5 дюйма, HDD в комплект не входит.

Технические характеристики:

· Операционная система ОС LINUX

· Видео входы 24 канала с байонетным разъемом

· Стандарт HDCVI Камера HDCVI 720р

· Аналоговые устройства NTSC/PAL

· IP-камера 1080р/720р/D1/CIF

· Аудио вход 1 канал, RCA, выход 1 канал, RCA (двухсторонняя аудиосвязь)

· Интерфейс 1 выход HDMI, 1 выход VGA, 1 ТВ-выход

· Разрешение 1920Ч1080, 1280Ч1024, 1280Ч720, 1024Ч768

· Разделение экрана 1/4/8/9/16/25

· Маска конфиденциальности 4 прямоугольные зоны (для каждой камеры)

· Сжатия видео/аудиосигнала H.264/G.711

· Скорость записи основного потока 720P/960H/D1 (1-25/30 кадр/с), дополнительного потока CIF/QCIF (1-12/15 кадр/с)

· Обнаружение видеосигнала и сигналы тревоги

· Срабатывание при событии Запись, PTZ, обход, тревожный выход, отправка видеоролика тревоги, электронная почта, FTP, моментальный снимок, гудок и подсказки на экране

· Обнаружение видеосигнала Обнаружение движения, зоны обнаружения движения: 396 (22Ч18), потеря видеосигнала и закрытие камеры

· Функции воспроизведения Воспроизведение, пауза, стоп, перемотка, ускоренное воспроизведение, замедленное воспроизведение, следующий файл, предыдущий файл, следующая камера, предыдущая камера, на весь экран, повтор, перемешивание, выбор записи для сохранения, цифровой зум

· Режим резервного копирования Сохранение на устройство USB/внутреннее устройство для записи компакт-дисков SATA/в сети

· Ethernet Порт RJ-45 (10/100/1000 Мбит/с)

· Функции управления сетью HTTP, IPv4/IPv6, TCP/IP, UPNP, RTSP, UDP, SMTP, NTP, DHCP, DNS, PPPOE, DDNS, FTP, фильтр IP, SNMP, P2P

· Макс. количество пользователей 128 пользователей

· Смартфоны iPhone, iPad, Android, Windows Phone

· Внутренний HDD-диск 2 порта SATA объемом до 8 ТБ

· Интерфейс USB 2 порта (1 задний), USB2.0

· RS485 1 порт для управления функциями PTZ (поворот-наклон-зум)

· Питание 12 В/5 А, 15 Вт (без HDD-дисков)

· Рабочая среда -10 - +55 °C/относительная влажность 10-90%/86-106 кПа

· Размеры (ШЧГЧВ) 1U, 375Ч285Ч55 мм

· Вес 2,35 кг (без HDD-дисков).

1.4 Линии передачи информации систем видеонаблюдения

Начнем с того, что система передачи видеосигнала в обязательном порядке присутствует в абсолютно любой системе видеонаблюдения. Главная особенность системы - это когда камера где-нибудь там, где надо смотреть, а экран и прочая аппаратура там, где необходимо или хочется в момент наблюдения быть. А связать их между собой - призвана именно система передачи.

Более того, система передачи является для инсталлятора главным элементом общей системы видеонаблюдения, ибо все остальное, как правило, - законченные изделия, которые можно купить (в том числе и в настроенном под конкретные задачи виде), заменить, если не понравилось. Систему передачи каждый раз придется строить. Аппаратура передачи, конечно, покупается, но система строится - кроме аппаратуры необходимо грамотно выбрать кабель, если речь не идет о радиоканале, или грамотно установить антенны, если средой передачи является эфир, необходимо грамотно кабели проложить, раскроссировать, обеспечить надежные контактные соединения, не забыть проработать вопросы заземления, защиты и т.п. и т.д. И строится система передачи каждый раз новая, несмотря на возможно полную идентичность "строительных материалов".

Дабы "за деревьями не спрятался лес", пойдем от общего к частному, от вопросов почти философских к вопросам техническим. Раз речь идет о передаче, первый параметр, который приходит на ум и который выставляется на первое место в рекламных и технических материалах - дальность передачи. Этот же параметр выступает главным моментом позиционирования своей продукции фирмами-производителями и/или поставщиками. И сразу же - первые подводные даже не камни, а, скорее, мины для потребителя, слепо идущего на поводу предложений рынка, без самостоятельного осмысления вопроса:

· передача видеосигнала на расстояние до 2-х км без потери качества;

· передача видеосигнала по многомодовому оптоволокну на расстояние до 5 км без ретрансляций, до 100 км с ретрансляциями;

· передача видеосигнала по кабелю РК-75-4 на расстояние до 25 км.

Все это - дословные "предложения" нашего рынка, изложенные в совершенно реально существующих рекламных материалах касательно передачи аналогового видеосигнала. С другой стороны - это действительно замечательный материал для "разбора полетов".

Фраза "без потери качества" встречается очень часто, причем, не только в рекламных материалах, но и в технических описаниях. С нее и начнем.

Предлагаю, не зарываясь вглубь вопроса, принять за аксиому, что без потерь не то, что передачи сигнала, а вообще никакого движения ни в пространстве, ни во времени не происходит. "Без потерь" - это что-то из области вечного двигателя, заявки на который уже давным-давно не принимаются. Потери будут всегда! Природа их в зависимости от способа передачи будет несколько отличаться друг от друга, но не радикально.

Теперь о "качестве". Кто это качество определил? Что в видеонаблюдении качественно, а что нет? Думаю, что не пустое множество тех, кто уверен, что 570 телевизионных линий - это качество, а вот 380 - нет. Что разрешение оцифрованного кадра 768х576 - это очень качественно, а 384х288 на понятие "качества" не тянет. Что качественно, когда "реальное время", а "реальное время" - это не иначе, как 25 кадр/сек. И под всеми подобными заявлениями рекламодатель подводит черту: "качество стоит денег, но нельзя экономить на качестве".

Уже не первый раз цитирую французского математика Д. Пойя: "Прежде, чем решать задачу, полезно познакомиться с ее условием". Позвольте сформулировать и вторую философскую аксиому: "Не бывает качества абсолютного. Качество может быть определено только относительно конкретной задачи". Разрешение 768х576 - это "качество"? Перемножьте! Что получили? 442 368 пикс., т.е. 0,4 Мп. Господа, но ведь уже у "мобильника" разрешение встроенной "камерушечки" (камерой-то назвать язык не поворачивается) и то дошло до 1,3 Мп, а в качестве домашней бытовой фотокамеры покупаем уже не менее, чем 5 Мп. Но и такая, с форматом матрицы где-нибудь 1/2,8" на понятие профессиональной техники для нынешнего фоторынка не тянет. А есть и профессиональные камеры ( в рамках сегодняшнего дня) 13 Мп, с форматом матрицы 4х6 см (это вам не 1/3, а тем более 1/4 дюйма) с корпусом без швов из нержавейки, ценой в 21 000 у.е. Так что "абсолютное качество" в 768х576 можно рассматривать и как "абсолютные дрова" (или "полный отстой", выражаясь языком современной молодежи), смотря с чем сравнивать.

Кто-то когда-то решил, что 25 кадр/сек - "это реальное время" (хотя, всего лишь частота кадров при чересстрочной телевизионной развертке), а вот 4 кадр/сек - это уже нереальное, а "реальное время" значит, качество. Но в век бытовых кинокамер частота съемки была и 16 и 18 кадр/сек; а 24 кадр/сек имели только 16-миллиметровые камеры "Красногорск", "Киев", "Альфа" и т.п. И все это считалось "реальным временем". А ведь снимают и с частотой 400 кадр/сек. И полет пули ведь снимают. И что для такой задачи наше "качественное реальное время"? Засмеют нас с таким качеством! С другой стороны, покупает домохозяйка видеокассету с какой-нибудь мелодрамой и льет перед экраном слезы умиления, не задумываясь о том, что разрешение в данном случае где-нибудь 280 телевизионных линий, а то и меньше. Потому что, ее это устраивает. Добавив разрешение, слез умиления ни прибавится, и ни убудет. И на конечную задачу не повлияет.

Вероятно, под "качественностью" следует понимать перечень и значение необходимых параметров, которые устраивают данного потребителя, обеспечивая решение его конкретной задачи в полном объеме (а не максимально достижимые параметры для конкретного рынка в конкретный момент времени). И тогда получаем: есть исходное качество (в смысле конкретных значений исходных параметров, формирующих потребительские свойства), есть неизбежные потери в процессе передачи. В результате на приемном конце получаем уже качество иное, в любом случае отличное от исходного, причем, "не в лучшую сторону".

Поскольку исходное качество строго не является величиной постоянной, потери являются функцией дальности передачи и среды передачи, новое качество зависит от оценки потребителя в зависимости от конкретной задачи, нельзя говорить о какой-либо безотносительной дальности передачи, так сказать, дальности вообще. Таковой просто не бывает! Это нередко является существенным моментом непонимания между производителем аппаратуры и потребителем. И на нем же играют поклонники недобросовестной рекламы.

А главным параметром, на основании которого можно делать выбор той или иной аппаратуры для решения задачи передачи - именно потери, являющиеся функцией дальности и среды передачи. Начальное качество известно, источник сигнала имеется (по крайней мере, имеются все его технические параметры). Конечное качество потребителю тоже должно быть известно - что он хочет получить, он знать должен, иначе он вообще не представляет задачу. Разница в параметрах и будет составлять предельно допустимые потери. Если при требуемой дальности, в выбранной среде передачи потери не превышают предельно допустимые, аппаратура пригодна для решения данной задачи. А вот если говорят, что на 2 км без потерь, то возникает резонный вопрос, а если 2,5 км, а если 3 км - может лично вас появившиеся там, за пределами 2 км потери устроят?

Итак, можно сделать главные выводы:

· любая передача неизбежно влечет потери;

· бессмысленно говорить о дальности передачи вообще, безотносительно связанных с ней напрямую потерь;

· собственно потери являются главными характеристиками системы передачи, состоящей из аппаратуры передачи и среды передачи.

...