Создание системы видеонаблюдения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КАЛУЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО

 

КАЛУЖСКИЙ ФИЛИАЛ

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Н.Э. БАУМАНА

 

Межвузовский инженерно-педагогический факультет

 

 

 

 

 

 

Тишкин Александр  Васильевич

студент пятого курса  очного отделения

 

Дипломная работа

на тему

«Создание системы видеонаблюдения»

 

 

 

 

 

 

научный руководитель

к.п.н., доцент кафедры  ОТД

Виноградский В.Г.

 

 

 

 

 

 

 

Калуга 2009

 

Содержание

Введение.

Видеонаблюдение — процесс, осуществляемый с применением технических решений, предназначенных для визуального контроля за охраняемыми или наблюдаемыми территориями, объектами, субъектами. Второе название CCTV (Closed Circuit Television — Система Замкнутого Телевидения). Главная задача CCTV — обеспечение безопасности объекта путем визуального наблюдения без передачи информации во внешние общедоступные сети. Из данной функции и произошло название «замкнутое».Главное преимущество электронных систем охраны – круглосуточный мониторинг и запись событий. В случае возникновения ЧП оператор охранных систем может прокрутить запись событий назад и получить полную информацию по конкретному ЧП. В этих случаях руководителям предприятий рекомендуется отнестись к системе охранного видео наблюдения более серьезно, так как недостаточное вложение денежных средств и экономия их приведет к тому, что система будет не закончена и иметь «дыры». в рамках введения я кратко расскажу о конкретных модулях и микросистемах охранного видео наблюдения, технических средствах видеонаблюдения (ТСВ).

Ответ на вопрос о целесообразности видеонаблюдения с каждым днем становится очевидным все более широкому кругу людей. Последние события в мире еще раз напомнили всему человечеству , что вопросам безопасности нужно уделять гораздо больше внимания, чем уделяется в настоящее время. Спектр охранного оборудования, обеспечивающего безопасность людей в целом, достаточно широк и включает в себя пожарную сигнализацию, системы контроля доступа и т.д. Но наиболее активным, а соответственно и важным звеном в комплексной системе безопасности являются непосредственно системы видеонаблюдения. Они - это "око" комплекса системы безопасности, и, как следствие, качество изображения, полученное через это "око", имеет основополагающее значение. 

Целью дипломной работы является создание системы видеонаблюдения на базе персонального компьютера.

Исходя из поставленной цели можно  выделить следующие задачи:

- изучить теоретические основы  охранного телевидения

- создать систему видеонаблюдения

 

Теоретические основы видеонаблюдения

Монитор – если мы используем монитор в качестве просмотра «мультикартинки» от 5 до 16 видеокамер, рекомендуется использовать монитор не меньше 17’’, так как вывод всех 16 камер на монитор с малым разрешением приведет к уменьшению каждой картинки в частности и не разборчивого изображения.

Мультиплексор – это электронный процессор обработки видео сигнала, управления телеметрическими устройствами. Видеопроцессор может обрабатывать от 1 до 16 видеокамер, контролировать подачу сигнала с каждой камеры и при пропадании сигнала с какой-нибудь из этих камер подавать звуковой сигнал. Встроенный детектор движения поможет персоналу службы безопасности контролировать круглосуточно перемещение по охраняемому объекту. В случае нарушения виртуальных охраняемых зон мультиплексор подает звуковой сигнал и выводит картинку крупным планом. Также мультиплексор имеет порт релейных устройств, с помощью которого можно построить интегрированную систему охранной сигнализации.

Спец видеомагнитофон – это  устройство записи событий на стандартную  видео кассету VHS от 24 до 960 часов  без перерыва. Если устройство заинтегрировать с мультиплексором по сработке нарушений, время записи можно увеличить до 1200 часов на одну кассету.

Цифровые видеорегистраторы - предоставляют Вам целый ряд преимуществ и удобств: Можно забыть, что такое библиотека видеокассет с записями — цифровой видеорегистратор можно наделить сколь угодно большим носителем, который не придется менять. Одно устройство может одновременно записывать сигнал сразу от нескольких камер с заданным качеством.

Доступ через интернет или локальную сеть. Простой интерфейс не заставит долго искать нужную запись (мгновенная сортировка по дате, движению в кадре, открытию двери или другому событию).  Настраиваемый детектор движения.

Система видеорегистрации на базе персонального компьютера. Цифровая плата видеозахвата работает на базе компьютера и имеет достаточно большой перечень возможностей и различных настроек. а в программном обеспечении для видеонаблюдения  Реализованы все возможности современных систем видеонаблюдения: Детектор движения --  
Когда детектор движения улавливает изменения в пространстве, система срабатывает, и происходит запись изображения на камеру. Это позволяет не загружать память системы ненужной информацией.  
Детектор звука, срабатывание системы на звуковые сигналы -- 
Систему можно настроить таким образом, чтобы она сама анализировала шумовую обстановку на объекте и при превышении установленного уровня громкости оповещала либо записывала информацию в архив. 
Планирование времени записи изображения с камер --  
Камера включится только тогда, когда вы этого захотите, необходимо только указать нужные временные рамки в настройках программы. 
Управление правами доступа к просмотру видеоизображения -- 
Вы сами решаете, кто и когда может увидеть изображение с камер, также можно настроить под каждого пользователя свой интерфейс.  
Настройка положения и размера окон на компьютере с изображениями от видеокамер 
Удобный пользовательский интерфейс. Вы можете настроить под себя расположение и размер окон на компьютере, задав нужные параметры, а потом при желании поменять их.

ИК- прожектор – явное преимущество установки инфракрасных прожекторов на территории охраняемых объектов заключается в том, что излучаемые лучи ИК-диапазона не видимы для человеческого глаза, но очень хорошо наблюдаются камерами системы видео наблюдения. Основной компонент системы видео наблюдения – видеокамера. При выборе камер нужно учитывать интенсивность освещения, направление восхода-захода солнца, расположение уличного освещения. Камера состоит из трехкомпонентов: электронная схема, светочувствительная матрица и оптическая сборка. На эти три части нужно уделять особое внимание.

В профессиональной сфере  системы видеонаблюдения принято  подразделять на два вида в зависимости  от используемого оборудования: аналоговые и цифровые системы видеонаблюдения.

Аналоговые CCTV

С аналоговых систем видеонаблюдения начиналась история охранного телевидения. В их основе лежит использование аналоговых средств записи видеосигнала, видеомагнитофонов. Стоимость таких систем ниже, чем цифровых. Однако в эпоху персональных компьютеров аналоговые CCTV уходят в небытие, ведь достоинства цифровых систем во много превосходят достоинства аналогового видеонаблюдения.

Цифровые CCTV

Цифровые CCTV – это  системы, в основе которых лежит  цифровое устройство обработки, записи, хранения изображения. Как правило, это персональный компьютер, адаптированный для подобных целей, либо устройство, имеющее в основе своей архитектуры принципы, на которых строится архитектура персонального компьютера. Стоимость такого устройства выше, чем стоимость видеомагнитофона и мультиплексора (квадратера), которые используются в аналоговых системах, если количество видеокамер превышает единицу. Однако разница в стоимости может быть незначительной, и прочие достоинства цифровой системы оправдывают эту разницу.

Данные охранные системы  имеют множество плюсов: 
- возможность цифрового увеличения и масштабирования любого кадра  
- мгновенный поиск и просмотр видеозаписи по камере, дате и времени  
- высокую скорость доступа к видеоархиву  
- возможность отправки тревожных сообщений по электронной почте и SMS  
- возможность экспорта видеоинформации на внешние носители  
- возможность интеграции с другими компьютерными системами безопасности  
- легкая и недорогая трансляция видеоархивов по каналам связи - обеспечивает высокое качество воспроизводимой видеозаписи  
 
Очень важным преимуществом цифровых систем наблюдения является возможность создания на их основе интегрированных систем безопасности. В зависимости от требований, предъявляемых к системе, в состав цифровой системы видеонаблюдения могут входить и другие охранные и исполнительные элементы. Их комплексное использование существенно повышает надежность всей системы безопасности. 
 
Цифровые системы видеонаблюдения позволяют записывать и хранить большие объемы информации. Эту информацию можно обрабатывать средствами персонального компьютера, например, выводить на принтер требуемый кадр или производить поиск в архиве по событию. Такие системы не требуют менять носители информации (видеокассеты) каждые сутки. Система сама складирует и каталогизирует информацию. Почти все цифровые CCTV интегрируются с ОПС и СКУД. Качество записанного изображения значительно лучше, чем у изображения, записанного на видеокассету. Пользователь цифровой CCTV всегда имеет возможность, в соответствии со своими правами, получит доступ к записанному изображению.

 

Режимы работы ТСВ

 

В зависимости от назначения, характера решаемых задач и выполняемых  функций различают следующие  режимы работы ТСВ:

Режим 1 - видеонаблюдение;

Режим 2 - видеонаблюдение  с видеозаписью;

Режим 3 - одновременное  наблюдение и видеоохрана;

Режим 4 - видеонаблюдение  и видеоохрана с видеозаписью и приоритетным выбором (выделением) для видеонаблюдения и видеозаписи  телекамеры (телекамер), с которой  поступает сигнал тревоги;

Режим 5 - видеозащита, то есть видеонаблюдение и видеоохрана  с видеозаписью и приоритетным выбором (выделением) телекамер, из зон наблюдения которых приходит сигнал тревоги  от средств сигнализации, устройств  контроля доступа или других приборов, входящих в интегрированную систему охраны (ИСО).

Типы технических средств, входящих в состав ТСВ

 

К техническим средствам  ТСВ относятся:

Устройства формирования изображения:

- телевизионные камеры;

- объективы.

Устройства отображения:

- мониторы;

- компьютеры.

Устройства управления режимом отображения:

- последовательные коммутаторы;

- квадраторы;

- устройства мультиэкранного  отображения;

- мультиплексоры;

- матричные коммутаторы;

- видеоменеджеры.

Устройства регистрации:

- специализированные  видеомагнитофоны;

- устройства записи  на лазерные диски;

- генераторы титров.

Устройства передачи сигналов:

- по кабелю;

- по оптоволоконной  линии;

- по телефонной линии;

- по радиоканалу;

Установочные и защитные элементы, устройства обеспечения функционирования телекамер:

- кронштейны;

- защитные корпуса;

- поворотные устройства;

- обогреватели;

- стеклоомыватели;

- стеклоочистители.

Устройства управления:

- контроллеры;

- приемники телеметрической  информации.

Устройства анализа  видеосигнала:

- видеодетекторы движения;

- устройства регистрации  потери сигнала.

Устройства подсветки:

- лампы инфракрасной  подсветки;

- фотоэлектронные устройства  включения/выключения подсветки.

Вспомогательное оборудование:

- светофильтры;

- устройства настройки  систем;

- источники бесперебойного  питания.

 

Создание  системы видеонаблюдения.

Выбор телекамеры.

Аналоговые  камеры.

Выбор телекамеры осуществляется на основании классификации. Телевизионные камеры классифицируются по следующим параметрам:

По виду получаемого видеоизображения:

- при чёрно-белом изображении  выходного видеосигнала могут  использоваться стандарт CCIR (МККР - Международного консультативного комитета по радиосвязи, 625 строк/50 полей);

- при цветном изображении выходного  видеосигнала используются стандарты:

a) PAL;

б) SECAM;

в) NTSC.

По чувствительности:

- класс I - телевизионные камеры, работающие при дневном освещении, т.е. до заката (примерно 50 лк);

- класс II - телевизионные камеры, работающие при низком освещении, т.е. до сумерек (приблизительно 4 лк);

- класс III - телевизионные камеры, работающие при лунном свете, т.е. при освещённости, соответствующей свету четверти луны безоблачной ночью (0,1-0,4 лк);

- класс IV - телевизионные камеры, работающие при свете звёзд, т.е. при освещённости, соответствующей свету звёзд безоблачной ночью (0,0007-0,002 лк);

- класс V - инфракрасные телевизионные камеры, в которых используются инфракрасные источники для работы при полном отсутствии видимого освещения.

При выборе телевизионных  камер для конкретного объекта  необходимо учитывать тип источника света и спектральную характеристику датчика изображения телевизионной камеры

Выбор формата телекамеры актуален только для телекамер, использующих в качестве чувствительного элемента ПЗС-матрицу, так как телекамеры, использующие в качестве чувствительного элемента видиконы, комплектуются встроенными объективами и в настоящее время практически производятся только в России (телекамеры для промышленных телевизионных установок).

Формат телекамеры, использующей в качестве чувствительного элемента ПЗС-матрицу, определяется размером матрицы в дюймах (производятся матрицы в основном японскими и корейскими предприятиями, где в качестве единицы измерения длины приняты дюймы).

Выбор формата телекамеры необходимо производить одновременно с выбором формата объектива. В общем случае необходимо учитывать, что телекамеры меньшего формата совместимы с большим числом форматов объективов, что может быть существенным в последующем при эксплуатации, когда может возникнуть необходимость переноса телекамеры и замене объектива.