Главная База знаний "Allbest" Программирование, компьютеры и кибернетика Особливості управління охоронними системами відеоспостереження

Особливості управління охоронними системами відеоспостереження

Аналіз систем відеоспостереження, їх характеристики та область застосування. Структура керування системою. Аналогові та цифрові системи відеоспостереження. Послідовність дій по реалізації, розробка програмної системи. Тестування програмного забезпечення.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 24.11.2012
Размер файла 1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотація

В даному курсовому проекті розглянуто системи відеоспостереження, їх характеристики та область застосування, розглянуто загальну структуру керування.

Для реалізації комп'ютеризованого керування відеоспостереження, вибрано систему автоматизованого проектування - Trace Mode.

Програмний комплекс, що розроблено в курсовому проекті створений для автоматизації роботи системи відеоспостереження. За допомогою даної програмної системи можна побачити як здійснюється виявлення тривоги, передача даних по мережі Fast Ethernet, та обробка даних.

Зроблено відповідні висновки, наведені необхідні пояснення та рисунки. В додатках до курсового проекту пропонується схема системи, UML-діаграма варіантів використання, UML-діаграма класів.

Зміст

  • Вступ
  • 1. Характеристика області та об'єкта дослідження
  • 1.1 Аналогові системи відеоспостереження
  • 1.2 Цифрові системи відеоспостереження
  • 1.3 Відеокамери
  • 2. Розробка програмної системи КСУ
  • 2.1 Обгрунтування вибору TRACE MODE
  • 2.2 Розробка загальної структури керування
  • 2.3 Основні загальні визначення
  • 2.4 Послідовність дій по реалізації
  • 3. Тестування програмного забезпечення КСУ
  • Висновки
  • Література

Вступ

Людство зростає чисельно та розвивається інтелектуально у геометричній прогресії. Зростають за обсягом, складністю та якістю його потреби. Відповідно сучасне виробництво в усіх сферах характеризується високою складністю та різноманіттям технологічних процесів. Воно вже неможливе без створення систем керування, які забезпечують його ефективність, надійність та безпеку [1].

Сучасні системи безпеки немислимі без використовування підсистем відеоспостереження. На відміну від охоронних сигналізацій такі підсистеми не тільки повідомляють про факт проникнення на об'єкт, що охороняється, але і надають співробітникам служби безпеки достатньо повну інформацію про зловмисників. Це у свою чергу дозволяє охороні оцінити ступінь небезпеки і ухвалити адекватне рішення, яке при певних обставинах допоможе уникнути безглуздих жертв. Крім того, цінність систем відеоспостереження полягає також і в тому, що зображення з камер може записуватися на аналогові (що сьогодні зустрічається досить рідко) і цифрові носії, які потім можуть бути використаний як доказ вини зловмисників і правильності дій охорони.

Привабливою якістю так само є те, що охоронне відеоспостереження дає прекрасну можливість не тільки фіксувати порушення режиму охорони об'єкту, але і контролювати обстановку навкруги об'єкту, визначати причини спрацьовування охоронної сигналізації, вести приховане спостереження і проводити відеозапис місця або предмету, що охороняється, фіксуючи дії порушника.

охоронна система відеоспостереження програмний

1. Характеристика області та об'єкта дослідження

Можна виділити основні переваги систем відеоспостереження перед іншими засобами безпеки. Це автоматичне виявлення і відеоконтроль подій, миттєве виявлення несанкціонованого проникнення на територію, що охороняється, виключення помилкових спрацьовувань за рахунок інтелектуальної обробки інформаційних потоків, що поступають, наочне відображення всієї оброблюваної інформації, можливість тісної інтеграції з іншими підсистемами безпеки. Серед недоліків таких систем можна виділити утруднену роботу в несприятливих погодних умовах, наприклад, туман.

Основними критеріями систем відеоспостереження при їх розробці є надійність, інформативність, достовірність і своєчасність.

Перший критерій досягається при використовуванні тільки найкращих компонентів від ведучих світових виробників, використовуванням перевірених на практиці і глибоко продуманих конструктивних рішень. Все це дозволяє досягти найбільшого часу роботи системи між відмовами і мінімального періоду відновлення.

Дотримання другого критерію дозволяє забезпечити одночасну і безперервну роботу відеодетекції руху, відеозапису, відображення на екран, відтворення і резервної архівації по кожній з підключених камер. Достовірність - основний критерій для оператора системи і працівників служби безпеки об'єкту на якому встановлена система відеоспостереження. Досягається шляхом мінімізації помилкових спрацьовувань за рахунок інтелектуальних алгоритмів обробки потоків відеоінформації, збільшення зображення за умов недостатньої видимості.

Своєчасність забезпечує прямий доступ авторизованих осіб до відео архівам, показ передісторії подій тобто відеозаписи яка була отримана за декілька секунд до спрацьовування тривоги, можливість ухвалення рішення системою самостійно без участі оператора, згідно закладеному алгоритму.

В даний час використовується два принципи побудови систем відеоспостереження: аналогові і цифрові. Далі коротко буде показаний і описаний схеми побудови цих систем, також спробуємо виділити основні переваги і недоліки кожного виду побудови [2].

1.1 Аналогові системи відеоспостереження

Відеокамера, вона є очима системи. Відеокамера перетворить світловий потік в електричний сигнал, величина якого пропорційна інтенсивності світлового потоку. Далі, дані від відеокамери можуть передаватися до подальших пристроїв як по дротах, (коаксіальний кабель, вита пара, оптоволокно), так і по системах радіозв'язку, як правило, працюючим в гігагерцовому діапазоні.

В аналогових системах, щоб ефективно управляти камерами, застосовуються такі пристрої, як перемикачі (квадраторы), мультиплексори і матричні системи.

Перемикач (квадратор) - цей пристрій, що має декілька входів для відеокамер і дозволяюче оператору довільно перемикати те, що виводиться на монітор або записуване зображення з будь-якої камери або включати послідовне автоматичне перемикання камер. Можливості таких пристроїв обмежені, тому їх застосування доцільно тільки в найпростіших системах.

Мультиплексор є більш "просунутим пристроєм". Він дозволяє виводити на один монітор декілька камер і звістки одночасний запис з декількох джерел відеосигналу. На відміну від квадратора мультиплексор може містити в собі детектор руху і має більше нагоди управління камерами.

Матричні системи - наступний рівень розвитку мультиплексорів. Вони призначені для обслуговування крупних підприємств, де встановлено велике число камер і є декілька операторів.

Монітор для відеоспостереження відрізняється від звичайного телевізора більш чітким зображенням і високою роздільною здатністю. Люмінофор, що використовується в таких моніторах, має підвищену стійкість, оскільки зображення може багато годин залишатися нерухомим.

Як правило, в системах відеоспостереження використовуються спеціальні пристрої запису, що записують на стандартну відеоплівку, але розраховані на більший час записи, оскільки не завжди необхідне плавне зображення з частотою 25 кадрів в секунду. Відеомагнітофони, які найбільш часто застосовуються спільно з системами спостереження, відносяться до класу TLVR. (відеомагнітофонів із затримкою часу). Такі пристрої дозволяють стандартну тригодинну плівку "розтягнути" при використовуванні до 960 годин. Швидкість протяжки плівки в даному випадку міняється східчасто (3 години; 12 годин; 24 години; 48 годин.960 годин). Крім того, в таких системах можливий запис зображення одночасно з декількох відеокамер [3].

1.2 Цифрові системи відеоспостереження

Відеосигнали від телевізійних камер, встановлених в локальних зонах спостереження, поступають на локальні відео сервери, до кожного локального відео серверу підключається від 1 до32 телекамер. Локальний відеосервер здійснює збір, обробку і накопичення відеоінформації.

Далі по високошвидкісному магістральному інтерфейсу (в даному випадку розглянемо Fast Ethernet) потік відеоінформації поступає на пульт відеоконтролю (робоче місце оператора). Оператор залежно від конкретної задачі може спостерігати за кожною локальною зоною на комп'ютерному моніторі. Причому спостереження ведеться в різних режимах: повний екран, полиэкран з тим, що вільно-настроюється розміром вікна для будь-якої кількості відеокамер. Кожне вікно може супроводитися текстовим заголовком з вказівкою часу, дати, і стані відеокамери. Оператор може здійснювати відкіт необхідної інформації на різного роду носії інформації, проінстальовані як на пульті відеоконтролю, так і на сервері резервного копіювання. При необхідності оператор може роздрукувати що цікавить його інформацію на лазерному або відеопринтері. Приведений вище короткий опис структурних схем цифрових і аналогових систем спостереження, а також використовування додаткової інформації дозволяє сформулювати основні переваги цифрових систем перед аналоговими.

Переваги цифрових систем перед аналоговими:

а) висока якість всієї системи в цілому;

б) можливість зберігання записаної інформації скільки завгодно довго без втрат в якості;

в) невеликі витрати на технічне обслуговування;

г) одночасна робота режимів запису і відтворення;

д) простота і швидкість пошуку потрібного фрагмента або кадру;

е) простота і надійність копіювання на різні носії. (CD, DVD, DDS, стример) при повному збереження якості висхідного матеріалу при копіюванні;

ж) можливість передачі відео інформації по комп'ютерних сітях;

з) гнучкість і адаптивна (можливість гнучко настроювати систему залежно від виконуваної задачі, що стоїть перед користувачем);

и) можливість доробки, модернізації системи, самостійної розробки додаткових додатків;

к) можливість отримання високоякісного зображення;

л) абсолютно стабільний і чіткий стоп - кадр.

Ці чинники зумовили появу на ринку значного числа всіляких цифрових систем, що розрізняються як за якістю і функціональним можливостям, так і по вартості [3].

1.3 Відеокамери

На даний момент найбільше застосування в CCTV отримали відеокамери на основі CCD матриць (або ПЗС-матриця). Основні виробники таких матриць - Sony, Panasonic, Samsung, LG, Hynix. Їх використовування дозволило створити доступні за ціною і достатньо високоякісні вироби широкого застосування. Звичайно різниця між камерами, заснованими на матрицях різних виробників виявляється в складних умовах освітлення. В лінійці кожного виробника присутні як дешеві і стандартні по параметрах матриці, так і матриці підвищеного дозволу и/или підвищеної чутливості.

Назва ПЗС - прилад із зарядним зв'язком - відображає спосіб прочитування електричного потенціалу методом зсуву заряду від фотодетектора до фотодетектора. ПЗС-матриця складається з поликремния, відокремленого від підкладки силікону, в якій при подачі напруги через поликремневые затвори змінюються електричні потенціали поблизу електродів. Позитивна напруга на електродах створює потенційну яму, куди спрямовуються електрони з валентної зони, що згенерували фотонами. В цій потенційній ямі заряд зберігається до моменту прочитування. Чим інтенсивніше світловий потік протягом експозиції, тим більше скоплюється електронів в потенційній ямі і тим вище підсумковий заряд даного пікселя. Прочитування підсумкового заряду ПЗС полягає в тому, щоб примусити поликремневые затвори, крім функції електродів, виконати ще і роль сдвиговых регістрів, так, щоб вони утворили конвейєрний ланцюжок уздовж однієї осі. При цьому якщо врахувати, що звичайно один піксель формується декількома, наприклад, чотирма електродами, то поперемінна подача на них високої або низької напруги за принципом n+1 (1-2, 2-3, 3-4 і т.д.) дозволить накопиченому заряду як би перетікати по вибраній осі, не втрачаючи своєї величини. Це стає можливим завдяки тому, що, змінюючи конфігурацію потенційного бар'єру, ми як би зсовуємо потенційну яму з накопиченими в ній зарядами. Причому описаний цикл повторюється до тих пір, поки весь вміст вибраних осей не "перетече" до управляючої логіки, що перетворює заряд, що поступив, в певний рівень напруги. Власне, такий спосіб передачі заряду і дав назву ПЗС - прилади із зарядним зв'язком ПЗС-сенсор.

Однією з найважливіших характеристик реєструючого пристрою, будь то фотоплівка або ПЗС-матриця, є чутливість - здатність певним чином реагувати на оптичне випромінювання. Чим вище чутливість, тим менша кількість світла потрібна для реакції реєструючого пристрою. Для позначення чутливості застосовувалися різні величини (DIN,ASA), проте зрештою прижилася практика позначати цей параметр в одиницях ISO (International Standards Organization - Міжнародна організація стандартів).

Електронний "затвор" - елемент електронної частини ПЗС-матриці, обеспецивающий можливість зміни часу накопичення електричного заряду. Електронний "затвор" дозволяє отримати прийнятну якість зображення быстродвижущихся об'єктів і забезпечує працездатність камери в умовах високої освітленості.

Електронна діафрагма - елемент електронної частини ПЗС-матриці, який забезпечує автоматичне регулювання витримки залежно від рівня освітленості. Принцип дії її подібний принципу дії "затвора". Звичайно є можливість її відключення.

По виконанню камери можна розділити на наступні типи:

а) модульні камери - безкорпусні пристрої, призначені для установки в різні корпуси (кожухи, півсфери і т.п.);

б) мінівідеокамери - відеокамери в квадратних або циліндрових корпусах, звичайно вживаних як готовий виріб для установки усередині приміщень;

в) купольні відеокамери - звичайно представляють з себе півсферу, встановлювану на стелю в приміщенні;

г) корпусні камери - окремий пристрій, який може бути використаний в різних умовах, як всередині, так і при використовуванні гермокожухов з підігрівом зовні приміщення. Для функціонування даної камери потрібен об'єктив;

д) вуличні відеокамери - будь-яка відеокамера, встановлена у відповідний гермокожух з обігрівом, або спеціальна відеокамера придатна до експлуатації зовні приміщень;

е) керовані (поворотні відеокамери) - комбінований пристрій складається з камери, трансфокатора і поворотного пристрою. Найбільше розповсюдження отримали, так звані, інтегровані камери виконані у вигляді купола.

По типу вихідного сигналу відеокамери підрозділяють на аналогові і цифрові (IP камери).

Важливим атрибутом камери є об'єктив.

Об'єктив - пристрій, призначений для фокусування світлового потоку на матриці відеокамери, рівнозначне збираючій лінзі, проектуючи зображення на площину. Складається з набору лінз (в деяких телеоб'єктивах - і дзеркал) розрахованих для взаємної компенсації аберації і зібраних в єдину систему усередині оправи. Також, залежно від призначення і конструкції, може включати наступні елементи: діафрагму, для управління кількістю проходячого світла систему фокусування, затвор [4].

2. Розробка програмної системи КСУ

2.1 Обгрунтування вибору TRACE MODE

Створення сучасних систем управління базується на розробці і застосуванні адаптивних інтелектуальних систем, функціонування яких неможливе без використовування розвиненої обчислювальної сітки, що включає персональні комп'ютери (ПК), мікроконтролери і широкий набір модулів введення-виведення. Ускладнення технологічних процесів і виробництв ставить задачі створення розподілених ієрархічних систем (АСУТП) і їх крізного програмування, що пояснює появу нових комп'ютерних технологій для інтегрованих систем, об'єднуючих всі рівні виробництва. Як приклад може бути названий SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition), призначена для проектування і експлуатації розподілених автоматизованих систем управління. Судячи з назви, SCADA-система призначена для диспетчерського управління і збору даних.

Потрібно відзначити, що TRACE MODE містить рекордну кількість бібліотек ресурсів, готових до використовування в прикладних проектах. Вона має вбудовані безкоштовні драйвери до більш ніж 1600 контроллерів і плати введення-виведення, понад 600 анімаційних об'єктів, більше 150 алгоритмів обробки даних і управління, комплексні технологічні об'єкти. Режим автобудування, вживаний в TRACE MODE, миттєво формує базу тегів для операторських станцій, контроллерів і ОРС серверів, настроює мережні зв'язки, будує систему документування і графічний інтерфейс.

Всі програми, що входять в TRACE MODE, підрозділяються на дві групи (рисунок 2.1): інструментальну систему розробки і виконавчі модулі (runtime). Як видно з малюнка, інструментальна система розробки містить трьох редакторів: редактор бази каналів, редактор представлення даних, редактор шаблонів [6].

В редакторі бази каналів створюється математична основа системи управління: описуються конфігурації всіх робочих станцій, контроллерів і УСО, а також настроюються інформаційні потоки між ними. Тут же описуються вхідні і вихідні сигнали і їх зв'язок з пристроями збору даних і управління, задаються періоди опиту або формування сигналів, настроюються закони первинної обробки і управління, технологічні межі, програми обробки даних і управління, здійснюється архівація технологічних параметрів, мережний обмін, а також розв'язуються деякі інші задачі.

Рисунок 2.1 - Структура САПР TRACE MODE

Результатами роботи в цьому редакторі є математична і інформаційна структури проекту АСУТП, які включають набір баз каналів і файлів конфігурації для всіх контролерів і операторських станцій (вузлів) проекту, а також файл конфігурації всього проекту з розширенням cmt. Всі решта файлів проекту зберігається в робочій директорії в каталозі, ім'я якого співпадає з ім'ям файлу конфігурації.

В редакторі представлення даних розробляється графічна частина проекту системи управління. Спочатку створюється статичний малюнок технологічного об'єкту, а потім поверх нього розміщуються динамічні форми відображення і управління. Серед цих форм присутні такі, як поля висновку числових значень, графіки, гістограми, кнопки, області введення значень і переходу до інших графічних фрагментів і т.д. Окрім стандартних форм відображення, TRACE MODE дозволяє вставляти в проекти графічні форми представлення даних або управління, розроблені користувачами. Всі форми відображення інформації, управління і анімаційні ефекти зв'язуються з інформаційною структурою, разробленою в редакторі бази каналів. Для розробки шаблонів документів до складу інструментальної системи включений редактор шаблонів.

2.2 Розробка загальної структури керування

Зображення від камер передається по дротах (додаток Б) або беспровідним способом. Якщо відеокамер не багато, то зображення від них можна записувати на відеореєстратори (відеомагнітофони, цифрові відеорекодери) або виводити на монітори. Відеореєстратори записують зображення від камер, як на стандартні відеокасети, так і на жорсткі носії в цифровому форматі. Якщо на відеокасету у форматі VHS можна записати до 960 годин відео, то в цифровому форматі, залежно від ступеня стиснення, цей час збільшується в сотні і тисячі раз. Цифрові відеореєстратори обробляють зображення в кадрі, реагують на рух і записують. Якщо система відеоспостереження складна і складається з безлічі камер, то зображеннями від них можна управляти, документувати, аналізувати за допомогою систем комутації, обробки зображення (квадратори, мультиплексори і т.д.) і систем управління (системні контроллери). Пристрої обробки аналізують відеозображення, переводять відеозображення від камер в необхідний формат, і передають на монітори. Квадратори виводять зображення від камер на один монітор одночасно. Мультиплексори призначені для послідовного запису відеозображення з камер на відеореєстратор. Мультиплексори дають можливість проглянути відеозображення з декількох камер одночасно і проглянути наперед записане відео [2].

2.3 Основні загальні визначення

Проект системи управління - це сукупність всіх математичних і графічних елементів системи, що функціонують на різних операторських станціях і контролерах однієї АСУ ТП, з'єднаних інформаційними зв'язками і єдиною системою архівації. Підсумком розробки проекту є створення файлів, що містять необхідну інформацію про алгоритми роботи АСУ. Ці файли потім розміщуються на апаратних засобах (комп'ютерах і контроллерах) і виконуються під управлінням виконавчих модулів TRACE MODE.

Складова частина проекту, розміщувана на окремому комп'ютері або в контролері і виконувана під управлінням одного або декількох виконавчих модулів TRACE MODE, називається вузлом проекту.

Вузол - будь-який пристрій в рамках проекту, в якому запущено програмне забезпечення TRACE MODE, що реалізовує серверні функції. Це може бути контролер, операторська станція або архівна станція. В проекті не може бути більш 128 вузлів. В загальному випадку розміщення вузла на тому ж апаратному засобі, на якому він повинен виконуватися під управлінням монітора, не є обов'язковим - монітори можуть завантажувати вузли з видалених апаратних засобів.

База каналів - сукупність всіх каналів, математичних об'єктів, FBD-програм і IL-програм, створених для кожного конкретного вузла.

Об'єкт бази каналів - сукупність будь-яких каналів, якій приписаний певний набір властивостей і атрибутів.

Канал (базове поняття системи) - це структура, що складається з набору змінних і процедур, має настройки на зовнішні дані, ідентифікатори і період перерахунку її змінних. Ідентифікаторами каналу є: ім'я, коментар і кодування. Серед змінних каналу виділяються чотири основні значення: вхідне (In), апаратне (A), реальне (R) і вихідне (Q). За допомогою настройок вхідне значення каналу зв'язується з джерелом даних, а вихідне - з приймачем.

Вхідний канал запрошує дані у зовнішнього джерела (контроллер, інший МРВ і ін.) або значення системних змінних (лічильник помилок, довжина архіву і ін.). Отримане значення поступає на вхід каналу і далі перераховується в апаратне і реальне значення. Апаратне значення у каналів типу INPUT формується масштабуванням (логічною обробкою для дискретних каналів) вхідних значень. Процедури, що використовуються, забезпечують первинну обробку даних. Вихідні значення в каналах типу INPUT не використовуються. Вихідний канал передає дані приймачу. Прийомник може бути зовнішнім (значення змінної в контроллерів іншому МРВ і ін.) або внутрішнім - одна з системних змінних (номер звукового файлу, що програється, номер екрану, що виводиться на монітор, і ін.). І зовнішні і внутрішні приймачі даних зв'язуються з вихідними значеннями каналів. У каналів типу OUTPUT їх вхідне значення формується одним з наступних способів:

- процедурою управління даного каналу;

- процедурами управління або трансляція інших каналів;

- метапрограмою на мові Техно IL.

Каналом видаленого вузла (наприклад, по сіті); оператором за допомогою управляючих графічних форм. У каналів типу OUTPUT апаратне значення виходить з реального процедурою трансляція. Апаратні значення каналів мають таку назву, оскільки в них зручно одержувати величини уніфікованих сигналів, з якими працює апаратура уведення-виведення (4-20 мА, 0-10 В і ін.). Реальні значення призначені для зберігання значень контрольованих параметрів або сигналів управління в реальних одиницях (наприклад кг/година, оС % і ін.). Вихідне значення визначено тільки для каналів типу OUTPUT. Воно перераховується з апаратного значення.

Дані із зовнішніх пристроїв записуються в канали, дані з каналів посилаються на зовнішні пристрої. В канали оператор заносить управляючі сигнали. Значення з каналів записуються в архіви, операторські звіти і т.п. В каналах здійснюється перетворення даних. Міняючи значення на системних каналах, можна управляти інформацією що виводиться на екран, звуковими сигналами і т.д., тобто всією системою.

Фільтрація - процедура, яка присутня тільки у аналогових каналів. Набір виконуваних нею операцій відрізняється для вхідних і вихідних каналів. У каналів типу INPUT фільтрація виконується після процедури трансляції до формування реального значення. У каналів типу OUTPUT дана процедура формує реальне значення по вхідному значенню. При цьому виконуються наступні операції:

- обмеження швидкості зміни реального значення; придушення малих коливань значення каналу;

- експоненціальне згладжування;

- контроль шкали - обрізання величини управляючої дії до меж шкали каналу.

Управління - процедура, яка визначена для всіх каналів. Вона реалізує функцію управління. З її допомогою можна викликати FBD-програму, в якій можна запрограмувати необхідні алгоритми управління. Як аргументи програмі можуть передаватися значення і атрибути будь-яких каналів з поточної бази. Ці аргументи можуть бути як вхідними, так і формованими. Формально процедура управління пов'язана з каналом тільки циклом перерахунку. Вона може взагалі ніяк не брати участь у формуванні його значень, а управляти іншими каналами. Така ситуація часто спостерігається при використовуванні процедури "Управління" на каналах типу INPUT. Підтип каналу. Підтип каналу указує клас джерел або приймачів даних, з якими зв'язуватиметься канал. Для каналів типу INPUT підтип характеризує одержувану ними інформацію Канали OUTPUT мають той же набір підтипів, що і канали INPUT. Проте для них підтип визначає клас приймачів, а не джерел даних. Всього існує шістнадцять підтипів каналів. Всі вони можуть задаватися як для вхідних, так і для вихідних каналів. Підтип каналу задає клас джерел або приймачів даних. Крім того підтип каналу визначає також кількість його додаткових настройок. Уточнення джерела або приймача в рамках заданого підтипом класу здійснюється за допомогою доповнення до підтипу.

Останній рівень адресації джерела або приймача даних здійснюється за допомогою настройок каналу [6].

2.4 Послідовність дій по реалізації

У нашому випадку потрібно настроїти МРВ для обміну по M-Link. Для обміну даними по протоколу M_Link необхідно набудувати відповідні параметри запуску вузла. До них відносяться статус вузла, а також фізичні параметри зв'язку.

Параметри обміну по протоколу M_Link настроюються в бланках Основні і Параметри послідовних портів діалогу Параметри вузла. Для входу в цей діалог необхідно натискувати ПК на зображенні вузла, що настроюється, в редакторі бази каналів. Статус вузла при обміні по протоколу M_Link задається в бланку Основні діалогу Параметри вузла. Щоб вузол підтримував статус Master, необхідно встановити прапор M_Link в розділі Host Mode даного бланка, а для підтримки режиму SLAVE - той же прапор в розділі Slave Mode.

Окрім статусу, при обміні по M_Link необхідно набудувати фізичні параметри порту, через який передаватимуться дані. Для обміну даними з контроллерами по послідовних інтерфейсах треба набудувати порти, що використовуються. Це реалізується в бланку Параметри послідовних портів діалогу Параметри вузла редактора бази каналів. Для входу в нього треба виділити вузол, що настроюється, і натискувати ПК.

Цей бланк містить список послідовних портів (COM1 - порт 0, COM32 - порт 31) і сім полів настройки параметрів вибраного в списку порту. Такими параметрами є:

- призначення порту;

- базова адреса порту;

- швидкість обміну;

- параметри зв'язку;

- таймаут на очікування відповіді;

- номер переривання, що використовується;

- режим управління передавачем.

Значення параметра "Призначення порту" формується з списку, чотири наступні пункти, що містять:

- зв'язок з контроллерами;

- Slave M_Link;

- Modem;

- GSM_SMS.

За умовчанням встановлюється значення Зв'язок з контроллерами. Це означає, що порт використовується для обміну з контроллерами через зовнішній драйвер або по вбудованих протоколах з статусом Master. Для обміну по протоколу M_Link із статусом Slave, в даному полі слід встановити призначення - Slave M_Link. Режим зв'язки Modem потрібно встановити для порту при його використовуванні для обміну по комутованих лініях, а GSM_SMS - при обміні по GSM сіті.

Два поля бланка Параметри портів такі, як "Базова адреса порту" і "Номер переривання", що використовується, призначена для завдання базової адреси і номера переривання порту. Вони мають сенс при настройці вузла, що запускається під управлінням Мікро МРВ. В решті випадків ці параметри портів настроюються засобами WINDOWS з Панелі управління (див. Довідкову систему ТРЕЙС МОУД). У будь-якому випадку їх не можна залишати нульовими, бажано задати їх реальні значення. Наприклад Базова адреса порту - 3f8, Номер переривання, що використовується.

Наступне поле "Швидкість обміну" заповнюється із списку:

110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.2k, 38.4k, 57.6k 115.2k, 144k, 192k, 288k, 576k. Причому швидкість обміну по протоколу M-LINK не повинна бути нижчою 600 бит/с. Її величина при обміні по послідовних портах обмежується відстанню і наявністю перешкод в лінії. Чим нижче швидкість обміну, тим менше вірогідність збою. Наприклад, вона може бути призначений рівною 4800 бит/с.

В полі "Параметри зв'язку" задаються такі параметри обміну, як: кількість інформаційних біт в посилці; кількість стопових біт; наявність перевірки на парність. Значення всіх цих параметрів задається вибором із списку. Кожний рядок цього списку містить одне з доступних поєднань цих трьох параметрів.

Ці рядки мають наступний формат: к-m-x де до - кількість інформаційних біт; m - кількість стопових біт; x - наявність перевірки на парність (n - відсутність перевірки, e - перевірка на парність, про - перевірка на непарність).

Значення поля "Таймаут на очікування відповіді" вводиться безпосередньо з клавіатури. Воно задає час очікування відповіді від пристрою, якому був посланий запит по даному порту. Величина часу очікування задається в мілісекундах. Якщо величина таймауту не задана, то вона приймається рівній 100 мс. Якщо протягом часу таймауту відповідь на запит від пристрою або МРВ не прийшов, то каналу, що запрошує ці дані, зводиться прапор апаратної невірогідності.

Рисунок 2.2 - Фізичні параметри порту, через який передаватимуться дані

В рамках задач управління обміном по послідовних портах ТРЕЙС МОУД дозволяє здійснювати наступні операції:

- відключення обміну по вказаному порту;

- перемикання обміну на резервний порт;

- відключення групи;

- каналів від обміну.

Для розробки засобів візуалізації стану технологічного процесу і управління їм (створення людино-машинного інтерфейсу для операторських станцій - графічних баз для вузлів проекту) в SCADA-системі TRACE MODE є редактор представлення даних. В нього завантажується структура проекту, створена в редакторі бази каналів. Вибравши необхідний вузол проекту, можна редагувати його графічну базу. Ця база включає всі графічні фрагменти, які виводяться на монітор даної операторської станції. Сукупність всіх екранів для представлення даних і управління, що входить в графічні бази вузлів проекту складають його графічну частину. Екрани в графічних базах вузлів проекту підрозділяються на групи. Кожна група має свою назву. Угрупування екранів зручно використовувати виходячи з їх функціонального призначення. Наприклад, в одну групу можна зібрати мнемосхеми, в іншу - екрани настройки регуляторів, в третю - оглядові екрани і т.п. Одночасно на монітор може виводитися тільки один екран, кожний з них - цей графічний простір фіксованого розміру, на якому розміщуються статичний малюнок і форми відображення. Він має своє ім'я і набір атрибутів (настройок). До таких атрибутів відносяться: розмір, колір фон, шпалери, права доступу, специфікація вікна проглядання звіту тривог.

Розробка графічних екранів здійснюється шляхом розміщення на них графічних елементів. Розрізняють статичні і динамічні елементи. Статичні елементи не залежать від значень контрольованих параметрів, а також до них не прив'язуються ніякі дії по управлінню що виводиться на екран інформацією. Ці елементи використовуються для розробки статичної частини графічних екранів, наприклад для зображення наповнюваних місткостей, казанів, моторів і т.п. Тому їх називають елементами малювання.

TRACE MODE дозволяє здійснювати ряд операцій з графічними об'єктами: копіювання, збереження і вставка в другі проекти або графічні бази того ж проекту, висновок в окремі вікна на інших екранах і т.д.

Для зберігання графічних об'єктів використовуються графічні бібліотеки. Кожна бібліотека має ім'я і список включених в неї об'єктів. Щоб надалі використовувати створену бібліотеку, її треба зберегти у файлі. Для отримання доступу до збереженої раніше бібліотеки треба її завантажити в редакторі представлення даних.

Рисунок 2.3 - Графічний інтерфейс системи відеоспостереження

В TRACE MODE підтримуються три типи архівів: локальний СПАД (система промислової архівації даних); звіт тривог; глобальний реєстратор. Різниця між архівами полягає в алгоритмі збереження даних і у форматі файлів.

Локальний архів "Звіт тривог”. Звіт тривог служить для запису в ASCII-файл інформації про зміну значень атрибутів каналів, а також для запису повідомлень, які містять тексти із словника подій, і інтерактивних повідомлень оператора. Він призначений для фіксації подій. Збереження повідомлень в звіті тривог реалізовано у вигляді окремого потоку з більш низьким пріоритетом, ніж перерахунок бази каналів. МРВ формує чергу повідомлень для запису. Потік архівації бере дані з цієї черги і записує їх на диск. Якщо інтенсивність потоку повідомлень перевищує швидкість їх запису на диск, то черга росте. За умовчанням граничний розмір черги рівний 64 000 повідомлень. Досягши цього розміру нові повідомлення затирають найстаріші. Якщо черга повідомлень порожня, то файл звіту тривог закривається без запису повідомлень. При цьому тільки обновляється FAT. За наявності повідомлень в черзі файл знову відкривається. Звіт тривог може мати розмір до 4 Гбайт. За умовчанням його максимальний розмір приймається рівним 140 Мбайт. Досягши цього розміру нові повідомлення починають записуватися з другого рядка. Для управління розміром файлу і завдовжки черги використовуються системні канали.

Розробка документів по спроектованій системі Документування технологічної інформації - це одна з основних функцій систем управління. Документи повинні відповідати вимогам до технологічних звітів і журналів, прийнятих на виробництві. Щоб вирішити задачу документування, необхідно мати інструмент для створення довільних форм документів. Для документування технологічної інформації використовується сервер документування.

Цей модуль по команді від МРВ, власному сценарію або по команді від оператора інтерпретує створені наперед шаблони, запрошує у МРВ необхідні дані і формує по них документи. Для створення шаблонів документів в інструментальну систему включений редактор шаблонів. Шаблон документа розробляється у вигляді файлу HTML-формату. В нього можуть бути вставлені будь-які елементи, підтримувані в HTML, а також додаткові функції і команди, призначені для запиту даних від вузлів проекту і обробки отриманих значень.

Команди, доступні для використовування в шаблонах, дозволяють виводити значення атрибутів каналів в потрібні області генеруючого документу, вставляти в нього растрові зображення дані з архівів у вигляді графіків, інтегральних і усереднених значень каналів.

Редактор шаблонів. Редактор має головне меню, панелі інструментів, рядок стану і робоче поле.

В меню включені команди роботи з файлами шаблонів, друк документа, а також команда виходу з редактора.

При виконанні команди "Пробний звіт" на екрані з'являється вікно, в яке виводиться зображення згенерував по шаблону документа. Цей документ може бути виведений на принтер як зразок. Дані, які вставлені в нього, генеруються редактором шаблонів, а не запрошуються у МРВ. Редактор має три інструментальні панелі: основну панель, панель форматування і панель об'єктів.

Основна інструментальна панель дозволяє виконувати наступні операції:

- створити новий шаблон;

- завантажити шаблон з файлу;

- зберегти шаблон;

- вставити фрагмент в шаблон; видалити виділений фрагмент і помістити його в буфер обміну;

- копіювати виділений фрагмент в буфер обміну;

- вставити вміст буфера обміну в текст шаблона;

- відмінити попередню дію;

- відновити відмінені дії;

- об'єднати виділені лінійні елементи;

- об'єднати виділені блокові елементи;

- виділити елементи, що знаходяться в ієрархії на ступінь вище;

- перейти в діалог редагування властивостей елемента;

- переглянути пробний звіт;

- отримати інформацію про програму.

За допомогою інструментальної панелі для форматування тексту можна вибрати тип і розмір шрифту, один із стандартних стилів тексту і т.п.

В інструментальну панель об'єктів винесені команди створення елементів, що часто використовуються. Серед них такі:

- вставити довільний вираз;

- вставити поле висновку імені каналу;

- вставити поле висновку значення каналу;

- вставити поле висновку дати або часу;

- вставити поле висновку обробленого значення каналу;

- вставити графік;

- вставити розділову лінію;

- вставити таблицю;

- вставити растрове зображення;

- поставити мітку;

- створити гіперпосилання.

Рядок стану розташовується в нижній частині екрану редактора і використовується для висновку контекстної підказки по функціях інструментальних панелей. В неї також виводиться допоміжна інформація про стан клавіатури.

Для створення нового шаблона треба виконати команду "Створити" з меню "Файл" або натискувати ЛК на відповідну іконку основної інструментальної панелі. При цьому робоче поле редактора очищається і стає доступним для створення нового шаблона.

Створюваному шаблону привласнюється ім'я "Контроль". При його першому збереженні на екран виводиться діалог вибору файлу. В ньому можна змінити ім'я шаблона і вказати каталог збереження.

Формовані сервером документування звіти містять дані, що характеризують стан керованого процесу: поточні або архівні значення технологічних параметрів; характеристики стану технологічного устаткування і ін. Ці дані запрошуються у МРВ.

Щоб вставити в документ команди запиту цієї інформації треба пов'язати шаблон з проектом. Для підключення шаблона до проекту треба виконати команду "Вибрати проект" з меню "Файл". В діалозі, що з'явиться, слід вказати файл конфігурації необхідного проекту [5].

3. Тестування програмного забезпечення КСУ

Для створення структури проекту необхідно створити список вузлів - операторську станцію і контролери, які працюють під управлінням ТРЕЙС МОУД. В нашому випадку потрібно буде створити три вузли. Два з них будуть PC-контролерами, а третій - операторською станцією.

Рисунок 3.1 - Створення вузлів проекту

Параметри обміну по протоколу M_Link настроюються в бланках Основні і Параметри послідовних портів діалогу Параметри вузла.

Рисунок 3.2 - Настройка параметрів обміну по протоколу M_Link

На рисунку 3.3 ми створюємо FBD-програму, що реалізує PID-регулятор. В ній обчислюватиметься узгодження параметра і завдання, буде формуватися величина управляючої дії по PID-закону з обмеженням по заданих межах

Рисунок 3.3 - Створення FBD-програми

Розробка графічного інтерфейсу полягає в розміщенні на екранах графічної бази статичних елементів малювання і динамічних форм відображення. Графічні елементи вибираються за допомогою відповідних інструментальних панелей. За допомогою даного програмної системи можна побачити як здійснюється виявлення тривоги, передача даних по мережі Fast Ethernet, та обробка даних. На графіку видно, що здійснюється контроль (лінія синього кольору), та виводиться інформація про тривогу (лінія зеленого кольору).

Рисунок 3.4 - Емуляція роботи графічної бази

Документування технологічної інформації - це одна з основних функцій систем управління. Для створення шаблонів документів в інструментальну систему включений редактор шаблонів. Шаблон документа розробляється у вигляді файлу HTML-формату.

Створюваний шаблон необхідно прив'язати до проекту, з якого сервер документування братиме дані для підсумкового документа. Для цього з меню Файл здійснимо команду "Вибрати проект" і вкажемо в діалозі, що з'явився, файл БЫСТРЫЙ_СТАРТ2. ctm. Далі збережемо шаблон, виконавши команду Зберегти з цього ж меню. На екрані діалогу що з'явиться вкажемо папку інсталяції серверу документування, а ім'я файлу задамо Контроль.html.

Рисунок 3.5 - Звіт по роботі системи відеоспостереження

Висновки

В ході курсового проекту було розглянуто системи відеоспостереження, їх характеристики та область застосування, розглянуто загальну структуру керування. Розроблено відповідне програмне забезпечення у системі автоматизованого проектування Trace Mode.

У розділі "Характеристики області та об'єкта дослідження" було розглянуто аналогові та цифрові системи відеоспостереження Цифрові системи, на відмінну від аналогових, є: високоякісними, простими, надійними, гнучкими і адаптивними системами, що мають можливість отримувати високоякісне зображення та передавати його у вигляді цифрового сигналу. До недоліків відносять значні витрати на обслуговування та встановлення даних систем.

Програмна система, яка розроблена в даному проекті дає можливість реагувати на сигнали (зображення) після того як їх зафіксувала камера.

Зараз досить часто використовуються інтелектуальні системи відео спостереження, які приймають відеосигнал, обробляють його та самостійно приймають оптимальне рішення по забезпеченні безпеки об'єкта. Використання відеокамер надає оператору можливість одночасно бачити на екрані відеомонітора зображення з достатньо віддалених місць.

Література

1. Глонь О.В., Дубовой В.М., Мітюшкін Ю.І. Комп'ютеризовані системи керування: Навчальний посібник. - Вінниця: ВНТУ, 2005. - 157с.

2. Владо Дамьяновски "CCTV. Библия охранного телевидения", Пер. с англ. - М.: ООО "ИСС", 2002. - 352с.

3. Олейник И.В. Об особенностях применения ИК-прожекторов. Тест, // Системы безопасности. - № 5, 2005. - 200с

4. Чура Н.И. Инфракрасная подсветка при теленаблюдении. // Специальная техника - №1, 2000. - 250с

5. Чура Н.И. Мифы и реальность ночного видеонаблюдения // Специальная техника. - № 6, 2006. - 230с.

6. Пьявченко Т.А. Проектирование АСУТП в SCADA-системе. - Таганрог, 2007. - 78с.

7. Руководство пользователя Трейс Моуд. Версия 5.0. М.: AdAstra Research Group, Ltd, 2000. - 814c.

8. Пьявченко Т.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами и техническими объектами: Учебное пособие. - Таганрог: изд-во ТРТУ, 1997. - 128с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены