Проект реконструкции системы видеонаблюдения ОАО "ППГХО"

До 25 кадров/с при разрешении 640Ч480 пикселей

До 20 кадров/с при разрешении 1280Ч960 пикселей

Угол обзора

По горизонтали - 100 - 34°.

по вертикали -80°-34°.

По горизонтали- 104°- 32;

по вертикали- 78°-24°.

Увеличение

3-кратное оптическое увеличение

3-кратное оптическое увеличение

Сетевые протоколы

IPv4/v6, HTTP, HTTPS, SSL/TLS, QoS Layer 3 DiffServ, FTP, SMTP, Bonjour,

UPnP,SNMPv1/v2c/v3(MIB-II), DNS, DynDNS,

NTP, RTSP, RTP, TCP, UDP, IGMP, RTCP, ICMP, DHCP, ARP, SOCKS, NTP, RTSP, RTP, TCP, UDP, IGMP, RTCP, ICMP, DHCP, ARP, SOCKS

CP/IP, HTTP, FTP, SMTP, DHCP, DNS

Сетевой интерфейс

RJ-45 port

RJ-45 port

Питание

Поддерживает Power over Ethernet (IEEE802.3af)

Не поддерживает PoE. Используется блок питания постоянного тока, напряжение - 12В сила тока - 700 мА

Возможность работы по wi-fi

Отсутствует

Отсутствует

Встроенный микрофон

Присутствует

Отсутствует

Рабочая температура

от 0 °C до +50 °C, 20 - 80% без образования конденсата

от -10 до + 50 °С при влажности до 90% без образования конденсат

Размеры

78Ч46Ч151 мм (длина Ч ширина Ч высота)

128Ч70Ч65 мм (длина Ч ширина Ч высота)

Плюсы камеры AXIS - 221:

- высокая чувствительность;

- поддерживает Power over Ethernet;

- высокая скорость передачи.

- встроенный микрофон.

Минусы камеры AXIS - 221:

- высокая цена.

Плюсы камеры Panasonic - WV-NP472:

- высокая чувствительность.

Минусы камеры Panasonic - WV-NP472:не поддерживает PoE;

- отсутствие встроенного микрофона;

- небольшой рабочий температурный диапазон;

- высокая цена.

Вывод: подходящая камера для внутреннего наблюдения - AXIS - Q1604

Данные IP-камеры используют технологию «динамического захвата», обеспечивающую видеосъемку в широком диапазоне освещенностей, и предназначены для работы на объектах с резкоконтрастным и сложным освещением, а также в условиях фоновой засветки, яркого света и др.

AXIS - Q1604 поддерживает Power over Ethernet и имеет встроенный микрофон, что позволит снизить стоимость проекта, так как не нужно будет производить закупку внешних микрофонов, а также не потребуется закупать кабеля для подачи питания на видеокамеру. Недостатком такой камеры -высокая цена. В эту серию входят 2 модели: IP-камера видеонаблюдения Q1604 для эксплуатации в помещениях и ее модификация Q1604-E для работы в уличных условиях. На рис. 23,24 изображена внутренняя и наружная мегапиксельная ip-видеокамера Axis Q1604-E

Рисунок 23. Корпусная мегапиксельная ip-видеокамера Axis Q1604



Рисунок 24. Уличная корпусная мегапиксельная ip-видеокамера Axis Q1604-E

Q1604-E предназначена для круглосуточного наружного высококачественного видеонаблюдения на объектах . IP видеокамера позволяет получить изображение превосходного качества с приближенными к реальным цветами даже при слабом освещении, может работать при низкой температуре и неблагоприятных условиях.

Технические характеристики на IP-камеры видеонаблюдении AXI\Q1604/-E представлены в приложении A

Для видеонаблюдения за уличными объектами использоваться модель IP-камеры AXIS Q1604-E, оснащенная термокожухом со встроенным обогревателем, вентилятором, солнцезащитным козырьком и степенью защиты от пыли/влаги IP66 (NEMA4X) и от вандалов IK10. Благодаря фирменной функции Arctic Temperature Control (ATC) и инжектору High PoE, эта IP-камера видеонаблюдения будет надежно функционировать при температурах от -30° С до +40° С. Кроме того, ATC обеспечивает «правильное» включение уличной модели, например, в зимнее время, после длительного отсутствия электропитания.

Выбор мест расположений видеокамер

При выборе места расположения видеокамер необходимо определиться с целевой задачей видеоконтроля и соответствующим максимальным расстоянием между камерами.

Таблица 5 . Целевая задача видеоконтроля и характеристики объекта контроля

Целевая задача видеоконтроля	Характеристики объекта контроля
	Человек	Автомобиль
Обнаружение	Очертания фигуры, направление движения(громкая речь, звук ударов при взломе, проломе конструкции)	Тип: грузовой, полугрузовой, легковой, направление движения(шум двигателя грузового или полугрузового автомобиля)
Различение	То же и: пол, рост, комплекция, крупные черты лица (громкая речь, звук ударов при взломе, проломе конструкции)	То же и: марка, тип и габариты кузова, наличие и количество людей в автомобиле(шум двигателя легкового автомобиля).
Идентификация	То же и: мелкие черты лица, прическа, особенности походки, особые приметы, фасон одежды (тихая речь, шаги, звук при открывании конструкции).	То же и: регистрационный номер, навесные детали кузова, повреждения кузова (шум двигателя на холостом ходу, разговор в салоне).

Выбранная камера Axis Q1604 AXIS Q1604/-E созданы на базе 1/3” КМОП-сенсора и процессора четвертого поколения ARTPEC, оснащены варифокальным объективом с диапазоном фокусных расстояний 2,8 ~ 8 мм, углов обзора 100/80 ~ 34° и ИК-коррекцией, и формируют изображения высокого качества в динамическом диапазоне до 120 дБ.

При этом IP-камеры видеонаблюдения способны передавать цветное/монохромное изображение с разрешением 640Ч480 пикселей при освещенностях на объекте до 0,1/0,4 лк, а при съемке с «динамическим захватом» чувствительность IP-камеры достигает 0,2/0,06 лк.

Рисунок 25. Снимок при разрешении 640Ч480 пикселей

Вывод: Камеры Axis дают хорошую картинку даже при слабом освещении.

Выбор коммутатора

Программный комплекс Lyrix поддерживает система аналогового видеонаблюдения:

- Panasonic. Матричные коммутаторы WJ-SX550, WJ-SX150/155, WJ-SX650. Купольные камеры WJ-CS850/860

- Pelco. Матричные коммутаторы CM6700, CM6800, CM9740, CM9760. Купольные камеры серий Spectra и Esprit

- Geutebruck. Матричный коммутатор ViCros III. Входы и выходы модулей GeViContact (InterBus). Видеодетектор движения VS-40. Поворотные платформы и купольные камеры через конвертор UniLink.

Матричный коммутатор-контроллер CM6800 обеспечивает возможность коммутации и управления для 32 видеовходов и 6 выходов на мониторы, пользуясь для этого одной из 10 клавиатур, персональными компьютерами или другими устройствами. Управление коммутатором CM6800 может осуществляться с локальной или дистанционной клавиатуры или же с внешнего компьютера. Кроме того, этот коммутатор может использоваться вместе с мультиплексорами Genex для показа изображений с нескольких телекамер на одном мониторе. Модель CM6800 программируется с помощью защищенных паролем меню непосредственно с клавиатуры коммутатора или же с помощью пакета программного обеспечения CM6800-MGR, инсталлированного на персональном компьютере. Меню программирования и экранные тексты могут показываться на 8 языках: английском, французском, немецком, итальянском, польском, португальском, русском и испанском. Предусмотрено несколько портов для управления функциями РТZ (панорамирование, наклон, трансфокация) и подключения клавиатур и периферийных компонентов. На рис. 26 (а,б) изображен матричный коммутатор-контроллер CM6800 фирмы Pelco.



Рисунок 26(a). - Матричный коммутатор-контроллер CM6800 фирмы Pelco, (вид спереди)

Рисунок 26(б). Матричный коммутатор-контроллер CM6800 фирмы Pelco, (вид сзади)

Особенности CM6800:

- 32 видеовхода, 6 видеовыходов

- входы дают возможность просмотра изображений и управления функциями телекамер, купольных систем, приводов РТZ (панорамирование, наклон, трансфокация), мультиплексоров и других устройств

- предусмотрены меню на нескольких языках и экранные тексты

- индивидуальный выбор видеовходов для подключения оконечной нагрузки (терминации) или сквозного включения (переключатели на задней панели)

- совместим с протоколами Coaxitron® и RS-422 для управления телекамерами

- программирование с помощью меню, защищенных паролем

- менеджерское программное обеспечение на базе операционной системы Windows

- деление системы на разделы предотвращает несанкционированный доступ для просмотра и управления

встроенный генератор цветных полос

- широкий выбор периферийных компонентов, включая клавиатуры, сигнальные и релейные блоки интерфейсов макропрограммы и сигнальные таймеры обеспечивают автоматизацию работы системы

- несколько встроенных портов для связи по протоколу ASCII

- дистанционные функции просмотра и управления по сетям TCP/IP (протокол связи по Интернету) с использованием сети PelcoNet

Вывод: Матричный коммутатор CM6800 имеет не большую цену, по сравнению с другими коммутаторами, поэтому является подходящим коммутатором для реализации проекта видеонаблюдения.

Для реализации услуги видеонаблюдения потребуется 6 коммутаторов. На Рудник №1 приходится 2 коммутатора (1 и 2), на Рудник «Глубокий» - 3 (3, 4 и 5) и на управление предприятия - 1 (6). Для создания единой сети с сетью «Мбит» подключим 4й коммутатор к кластеру. К данному коммутатору также подключим видеосервер. На рис. 27 изображена Структурная схема модернизированной сети предприятия ОАО «ППГХО».

Рисунок 27. Структурная схема модернизированной сети предприятия ОАО «ППГХО»

Для подключения камер к коммутаторам, а также связи коммутаторов между собой потребуется стандартная витая пару UTP категории 5/5e?. Общая длина кабеля необходимого для услуги составляет 2 500 метров. Учитывая запас (4%), общую длину возьмем равную 2 600 метров.

Количество разъемов под витую пару RJ45 и защитных колпачков составляет 214. Учтем запас (10%), тогда количество разъемов и защитных колпачков возьмем равное 236.

Для прокладки кабеля потребуется 600 метров короба 25Ч25 мм. Учтем запас (8%), тогда требуемая длина короба составит 650метров.

Для размещения 6и коммутаторов потребуется 6 шкафов, используем настенный шкафы серии «PRO» TWT TWT-CBW2-4U-6x4. На рис.28 изображен настенный шкаф серии «PRO» TWT TWT-CBW2-4U-6x4

Рисунок 28. Внешний вид настенного шкафа серии «PRO» TWT TWT-CBW2-4U-6x4

Таблица 6 Характеристики настенного шкафа серии «PRO» TWT TWT-CBW2-4U-6x4

Максимальная нагрузка	60 кг
Габариты	600Ч473Ч4U мм

Учитывая потребляемую мощность коммутаторов (222Вт) подходящим источником бесперебойного питания - Powercom WOW-300.

Таблица 7Характеристики ИБП Powercom WOW-300

Максимальная выходная мощность	300Вт
Время работы от батареи при полной нагрузке	4 минуты
Входное напряжение	220 В ± 25%
Частота входного напряжения	50 Гц или 60 Гц ± 10%
Выходное напряжение	220 В ± 5%
Частота выходного напряжения	50 Гц или 60 Гц ± 0,5%

На рис. 29 изображен ИБП Powercom WOW-300

Рисунок 29. Внешний вид ИБП Powercom WOW-300

Так как все 6 коммутаторов располагаются друг от друга на значительном расстоянии, то нам понадобится 6 ИБП.

Устройство видеосерверов AXIS

Видеосервер AXIS - это устройство содержащее все необходимое для оцифровки аналогового видеосигнала и передачи сформированных цифровых изображений по компьютерной IP - сети по необходимому адресу.

Возможности видеосервера позволяют передавать до 30 кадров в секунду в стандарте NTSC (25 кадров в секунду - в PAL) по стандартной сети Ethernet. Устройство содержит один или несколько видеовходов, аналогово-цифровой преобразователь видеосигнала, контроллер сжатия(компрессии) сформированного цифрового изображения, Web сервер, контроллеры сетевого и последовательных интерфейсов.

Видеосервер содержит встроенную оперативную память позволяющую хранить изображения полученные до получения сигнала тревоги. Флэш память представляет собой "твердотельный диск" видеосервера, содержащий все программное обеспечение, такое как операционную систему реального времени и все приложения необходимые для функционирования.

Память DRAM является так называемой энергозависимой памятью(volatile memory), где запускаются все программы и временно храняться текущие данные.

Видеосервер AXIS в работе

Видеосервер может быть подключен к Интернет/Интранет несколькими способами:

- LAN (Local Area Network) - 10/100 Mbit Ethernet, т.е. сети компаний, отдельные офисы, промышленные объекты, торговые площадки

- Соединение xDSL - различный диапазон скоростей, малый бизнес, магазины, небольшие объекты

- Стандартный модем - офисы с ограниченной полосой подключения, т.е. малый бизнес, домашние офисы

- Беспроводные сетевые адаптеры - мобильные применения, которым необходимы "живое видео", например временные рабочие площадки, мероприятия типа "шоу", удаленные места без постоянного подключения Интернета

- Модемы в сотовых телефонах - офисы с ограниченной полосой подключения, где необходима передача отдельных кадров, например строительные площадки, удаленно размещенное технологическое оборудование

Высокоинтеллектуальные видеосерверы AXIS имеют свой собственный уникальный IP - адрес, позволяющий получить доступ по сети с любого авторизованного компьютера.

Хранение и передача изображений

Для соединения с Интернет существует много видов типов передач. Это включает стандартные модемы и Ethernet подключения.

В дополнении, модемы сотовых телефонов и многообразие беспроводных сетевых опций. Передача видео по протоколам TCP/IP не зависит от типа передачи и может быть использовано во всех выше перечисленных. Тем не менее время передачи зависит от размера (разрешения) видео и полосы пропускания канала.

Цифровое видео может храниться на твердых дисках компьютеров, что позволяет производить быстрый поиск и просмотр изображений. Если твердый диск полностью заполняется, компьютер может быть запрограммирован на автоматическое стирание старых изображений для освобождения места под новые. Существует много типов программного обеспечения для организации безопасности приложений.

Технологии сжатия и разрешение изображения

Разрешение цифровых изображений измеряется в пикселах. Чем больше деталей изображения мы хотим получить, тем больше пикселей (данных) оно должно содержать. Детализованное изображение занимает больше места на твердом диске и требует большую пропускную способность канала.

Для хранения и передачи изображений по сети, они должны быть сжаты или потребуют много места на диске и высокую пропускную способность канала. Если способность канала передачи ограничена, часть информации должна быть потеряна путем снижения частоты кадров или понижения качества (разрешения) изображения.

Существует несколько стандартов компрессии (сжатия) которые манипулируют между частотой кадров и качеством изображения различными способами. Из многочисленных стандартов, JPEG и MPEG, оба передают высококачественное изображение, в то время как H - стандарты в основном используются для видеоконференций, и не могут генерировать чистое изображение быстро движущихся объектов.

Сравнительные характеристики видеосерверов AXIS

Таблица 8 Сравнительные характеристики видеосерверов AXIS

4-канальные видеосерверы	AXIS 240Q Видеосервер	AXIS 241Q Видеосервер	AXIS 241QA Видеосервер	AXIS 2400+ Видеосервер
Видеосерверы (портфолио)
Формат изображения	Motion JPEG MPEG-4	Motion JPEG	Motion JPEG MPEG-4	Motion JPEG
Скорость передачи изображения (NTSC/PAL)	До 6/5 кадров/с	До30/25 кадров/с на канал	До 30/25 кадров/с	До 30/25 кадров/с
Подключение видеокамер	4 видеовхода BNC, автоопределение NTSC/PAL	4 видеовхода BNC, автоопределение NTSC/PAL	4 видеовхода BNC, автоопределение NTSC/PAL	4 видеовхода BNC, автоопределение NTSC/PAL
Безопасность	Многоуровневая система паролей IP-фильтрация HTTPS	Многоуровневая система паролей IP-фильтрация HTTPS	Многоуровневая система паролей IP-фильтрация HTTPS	Многоуровневая система паролей
Подключение к сети	10/100BaseT	10/100BaseT	10/100BaseT	10/100BaseT
Последовательные порты	RS-232, RS-422, RS-485	RS-232, RS-485	RS-232, RS-422, RS-485	2xRS-232, RS-422, RS-485

Вывод: Из сравнительных характеристик был выбран видеосервер AXIS 241QA, позволяющий интегрировать аналоговые видеокамеры в ip-системы охранного наблюдения. На рис. 30 изображен Видеосервер AXIS 241QA.

Рисунок 30. Видеосервер AXIS 241QA

Описание видеосервера Axis 241QA

Использование видеосервера AXIS 241QA позволяет интегрировать аналоговые камеры в системы охранного видеонаблюдения на базе IP, предоставляя пользователям преимущества профессиональных сетевых видеотехнологий.

Видеосервер AXIS 241QA преобразует аналоговые видео-сигналы в цифровые видеопотоки высокого качества с прогрессивной разверткой, которые передаются по IP-сети. Может одновременно работать с четырьмя аналоговыми видеопотоками. Потоки MPEG-4 и Motion JPEG могут передаваться одновременно по каждому каналу при полной частоте кадров. Это позволяет использовать для просмотра и записи различные настройки, оптимизированные для получения нужного качества изображения, а также эффективного использования полосы пропускания и дискового пространства.

Видеосервер AXIS 241QA предоставляет широкие возможности управления событиями, включая встроенную функцию обнаружения движения, загрузку изображений, управление вводом-выводом и подачу сигнала тревоги. Последовательные порты видеосервера позволяют управлять функциями панорамирования, наклона и зума PTZ-камер и купольных PTZ-камер по сети.

Видеосервер AXIS 241QA обеспечивает комплексную безопасность благодаря таким функциям, как различные уровни доступа, фильтрация IP-адресов, HTTPS-кодирование и проверка подлинности по протоколу IEEE 802.1X. Встроенная поддержка двухканального звука позволяет пользователям не только видеть, но и слышать происходящее в зоне наблюдения, а также передавать запросы или указания.

Особенности видеосервера Axis 241QA

- Четырехканальный видеосервер

- Поддержка купольных и PTZ-камер

- Встроенная двухканальная аудиоподдержка

- Одновременная передача потоков в форматах Motion JPEG и MPEG-4 с разрешением до 704x576 пикселей.

- Фильтр чересстрочной развертки улучшающий качество изображения при самом высоком разрешении (4CIF).

- Встроенный детектор движения и мощные функции управления событиями.

- Обеспечение сетевой безопасности благодаря многоуровневому доступу с парольной защитой, фильтру IP-адресов и кодировке HTTPS.

- Мощный Прикладной программный интерфейс (API) для интеграции программного обеспечения, включающий стандарты AXIS VAPIX и AXIS Media Control SDK. Флэш-память для загрузки встроенных приложений.

Система охранной сигнализации

Система охранной сигнализации - неотъемлемая часть любой системы безопасности. Именно поэтому, выбору оборудования для охранной сигнализации следует уделять особое внимание. Наиболее важными характеристиками охранных систем является их надежность, удобство установки, настройки и эксплуатации, гибкость и масштабируемость системы.

Кроме того, в последнее время одним из основных требований к системам охранной сигнализации является возможность работы оборудования с персональным компьютером в рамках интегрированной системы безопасности.

ПК LyriX поддерживает разные фирмы охранной сигнализации:

- Apollo. Охраннные панели: APA-15/16, APD-16, AIO-168/16/8. Статусная панель ASA-72

- Esser. Панель Essertronic 5008

- Ademco. Панель VISTA 501

- Risco Group (Rokonet). Панели ProSYS 16/40/128

- Болид. Панели СИГНАЛ-20, 20 (версия 2), С2000-4. Модули С2000-КДЛ, С-2000СП1, С-2000К, С-2000М

- Аргус-Спектр. Панель Аккорд-512.

На рис. 31 изображена панели ProSYS 16/40/128

Рисунок 31. Охранные панели ProSYS 16/40/128

Охранные панели ProSYS компании RISCO Group (ROKONET) предназначены для построения современных адресных систем охранной сигнализации на предприятиях разного масштаба и направлений деятельности.

Системы, построенные на основе охранных панелей ProSYS, имеют модульную структуру и доступны по цене для самого широкого круга потребителей. Панели ProSYS одинаково эффективны как при автономной работе - в стандартном режиме

управления с клавиатур, так и при управлении с компьютера (ПК).

При работе с ПК одновременно обеспечивается и управление системой с клавиатур. А также, преимуществом работы с системой с компьютера является возможность объединять несколько панелей в общую систему.

Существует три модификации охранных панелей ProSYS:

- ProSYS 16 - для малых офисов и жилых помещений (до 16 шлейфов)

- ProSYS 40 - для небольших компаний (до 40 шлейфов)

- ProSYS 128 - для крупных объектов (до 128 шлейфов

Все системы ProSYS состоят из центрального процессорного блока (центральной панели), подключаемого к компьютеру через порты RS-232, USB или по Ethernet, и различных модулей расширения.

Модули расширения, а также локальные пульты управления охранной сигнализацией (клавиатуры) подключаются по интерфейсу RS-485 к центральной панели. Все охранные панели ProSYS непосредственно поддерживают 8 встроенных шлейфов и отличаются, в основном, возможностью дальнейшего наращивания системы.

Панели ProSYS обеспечивают поддержку 6-ти программируемых выходов: реле (3А) и выходов типа “открытый коллектор” (1х500мА и 4х70мА).В буфере памяти панелей ProSYS может храниться 256 событий.Каждая панель имеет встроенный блок резервного питания, переключающий питание на аккумулятор в случае пропадания внешнего.

Для быстрой и простой установки система проводит автоматический поиск модулей, подключенных к шине RS-485 (Auto-Install™ Technology).Оборудование ProSYS имеет большой набор дополнительных модулей: проводные и беспроводные модули расширения на 8/16 охранных шлейфов, модули расширения программируемых выходов, модули голосового оповещения и т.д. Постановка/снятие системы с охраны может осуществляться несколькими способами: при помощи компьютера, клавиатуры, радиобрелока или цифрового ключа.

В системе могут применяться 4 вида клавиатур: 8/16-индикаторная клавиатура, клавиатура с LCD дисплеем, клавиатура с LCD дисплеем со встроенным PROX-считывателем.

Система охранной сигнализации ProSYS может работать в составе интегрированной системы безопасности под управлением программного комплекса LyriX.

При этом программный комплекс LyriX обеспечивает получение всех сообщений от извещателей системы, отображение сообщений на планах помещений, управление постановкой/снятием с охраны непосредственно с компьютера и другие функции. Одновременно сохраняется возможность управления системой с локальных пультов (клавиатур).

Характерные особенности:

- проводных охранных шлейфов на панели

- До 120 проводных и беспроводных охранных шлейфов на расширителях

- Программируемые типы входов: NO, NC, с одним или двумя оконечными резисторами программируемых выходов на панели

- До 70 выходов на расширителях

- Четырехпроводная шина RS-485 для подключения модулей расширения

- Интерфейсы для связи с компьютером: RS-232/485, USB, Ethernet, модемfВстроенный блок резервного питания

- Выход на телефонную линию

- Поддержка разных стандартов связи с ПЦН

- Автоматическое подключение и настройка модулей с помощью технологии Auto-Install™ Technology

- Управление системой: с клавиатуры, с компьютера, цифровым ключом, по телефонной линии

- Модули голосового оповещения о тревогах и аудиомониторинга помещении.

3.5 Оценка трафика

Для оценки трафика необходимо определиться со свойствами услуги видеонаблюдения.

Таблица 9.Свойства услуги видеонаблюдения

Вид сервиса	Реального времени
Симметричность потоков	Несимметричные
Структура виртуального канала	«Точка - точка»
Чувствительность к задержкам	Чувствительно к абсолютной задержке
Чувствительность к потерям пакетов	Несильно чувствительно к несистематическим коротким потерям пакетов
Чувствительность к ошибкам	Чувствительна

Максимальная концентрация нагрузки достигается между видеосервером и коммутатором.

Видеокамера AXI\Q1604/-E способна поддерживать сетевые протоколы:

IP, TCP/IP, RTSP/ RTP/ RTCP, HTTP, SMTP, FTP, NTP, DNS, DHCP, UPNP, IGMP, HTTPS, SSL/TLS, TCP, UDP, ARP, SOCKS.

- IP и TCP/IP - протоколы сетевого и транспортного уровня и используются всеми остальными протоколами, т.е. являются основой стека;

- IGMP - протокол сетевого уровня, осуществляющий управления групповой (multicast) передачей данных в сетях;

- RTP - протокол транспортного уровня, используется при передаче трафика реального времени;

- RTCP - протокол управления передачей в реальном времени, работающий на сеансовом уровне, не имеет самостоятельного значения и используется лишь совместно с RTP;

- RTSP - протокол прикладного уровня, предназначенный для использования в системах, работающих с мультимедиа данными, и позволяющим клиенту удалённо управлять потоком данных с сервера;

- HTTP - протокол прикладного уровня передачи данных в виде гипертекстовых документов;

- SMTP - протокол прикладного уровня, предназначенный для передачи электронной почты;

- FTP - протокол прикладного уровня, позволяет обеспечить доступ администратора к камере для настроек;

- NTP - протокол прикладного уровня, обеспечивает синхронизацию времени при передаче посредством RTP;

- DNS - распределенная система, предназначенная для получения информации о доменах;

- DHCP - протокол динамической конфигурации узла, работающий на прикладном уровне, позволяющий автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети;

- UPNP - технология позволяющая осуществлять универсальную автоматическую настройку сетевых устройств.

Основная нагрузка ложится на стек протоколов RTP/UDP/IP или HTTP/TCP/IP. Выберем стек протоколов HTTP/TCP/IP, так как протокол UDP, в отличие от протокола TCP, не обеспечивает гарантированную доставку, что приводит к искажениям.

Стек HTTP/TCP/IP позволяет исключить протоколы RTSP, RTCP и NTP.

На сетевом уровне использование протокола IGMP нецелесообразно, так как от камеры требуется передать видео и аудио поток только на один сервер.

На прикладном уровне будем использовать протокол FTP, обеспечивающий доступ администратора к камере для настроек, протокол

SOCKS поддерживающий авторизации пользователей, использовать не обязательно, так как для потоков от видеокамер в сети предприятия ОАО «ППГХО» можно выделить отдельный VLAN. Протокол DHCP и DNS не имеют отношения к переносу видео и аудио потоков, но необходимы для организации самой службы в/наблюдения в рамках частной сети в случае динамического назначения адресов. Для доступа к камере необходимо знать ее ip-адрес, так как количество камер равно 100, то для простоты лучше использовать статические ip-адреса, а значит исключить протоколы DHCP и DNS. Использование протокола UPNP нецелесообразно, так как предполагается ручная настройка. Протокол SMTP так же использовать необязательно. На рис.32,33. изображен Стек протоколов

Рисунок 32. Стек протоколов, обеспечивающий передачу видео и аудио информации

Рисунок 33. Стек протоколов, обеспечивающий доступ администратора к камере для настроек

Интенсивность потока, создаваемого видеокамерой, зависит:

- разрешения изображения;

- стандарта сжатия;

- кодека;

- уровня компрессии;

- частоты кадров в секунду;

- количества движения в кадре.

Интенсивность видео потока, создаваемого одной камерой, вычисляется по формуле:

, (1)

где:

С_видео - интенсивность видеопотока в Mбит/с;

w - количество пикселей по горизонтали;

h - количество пикселей по вертикали;

f - количество кадров в секунду;

k_с - коэффициент зависящий от стандарта сжатия и уровня компрессии.

k_г - коэффициент зависящий от глубины цвета;

k_п - коэффициент зависящий от количества движения в кадре.

Видеокамера AXI\Q1604/-E поддерживает максимальное разрешение, 640Ч480 т.е. w= 640 h=480

Максимальная скорость передачи при разрешении 640Ч480 до 25 кадров/с, хотя такая скорость, в следствии отсутствие быстро двигающихся объектов, не требуется, подходящей скорость для услуги видеонаблюдения на территории предприятие

Видеокамера AXI\Q1604/-E способна работать как в цветном режиме, так и в черно-белом, интенсивнее поток будет при цветном режиме, поэтому будем проводить расчеты для цветного режима работы камеры. При цветном режиме на один пиксель приходится 24 бита, это значит что k_г=24.

Видеокамера AXI\Q1604/-E поддерживает стандарты сжатия M-JPEG /VBR/CBR и (H.264). Наиболее эффективный стандарт сжатия M-JPEG. Для M-JPEG при среднем уровне компрессии k_с=0,005.

Видео поток характеризуется высоким коэффициентом пачечности, который лежит в пределах k_п=2…5.

Интенсивность видео потока, создаваемого от одной камеры AXI\Q1604/-E:

Мбит/с (2)

Протокол TCP требует подтверждения получения каждого пакета, то есть создает дополнительный трафик.

Для определения того, сколько пакетов может передаться прежде чем прейдет подтверждение воспользуемся программой Wireshark. Данная программа позволяет анализировать передаваемый трафик по сети. На рис.33 изображен процесс обмена пакетами между сервером и камерой.

Рисунок 33.

Величина этого трафика составляет примерно 1,8% от общего трафика, так как на передачу 2 пакетов от сервера потребуется получить один пакет подтверждения (от видеокамеры с ip-адресом 172.24.0.242 передается 2а пакета в сторону видеосервера с ip-адресом 172.24.0.241, а от видеосервера один пакет в сторону видеокамеры) - 0,007911 Мбит/с. Таким образом, суммарная нагрузка видео потока составит 0,4634 Мбит/с.

Интенсивность аудио поток, создаваемого встроенным в видеокамеру микрофоном, зависит от используемого кодека. Камера DCS-3415 поддерживает кодек G.729, обеспечивающий скорость передачи С_аудио=8 Кбит/с.

Учитывая протокольную избыточность, а также подтверждения получения каждого пакета, интенсивность аудио потока составит 0,008637 Мбит/с.

Для определения суммарной интенсивность потока необходимо просуммировать интенсивность для видео и аудио потока.

Мбит/с (3)

Учитывая, что проект подразумевает использование 100 видеокамер, то для определения суммарной нагрузки от всех камер до сервера необходимо умножить полученную величину на 100.

Мбит/с (4)

Так как проект подразумевает вещание потока с сервера по локальной сети, то необходимо также учитывать нагрузку создаваемую мониторами. Количество мониторов возьмем равное 10. WEB-интерфейс программы WebcamXP позволяет просматривать одну в режиме Home или все камеры в режиме Multi viev. Учитывая разрешение камеры (640Ч480) использование режим Multi viev нецелесообразно, т.к. все камеры одновременно видно не будет, а будет видно только одну камеру, что равносильно режиму Home.

Мбит/с. (5)

Мбит с. (6)

Вывод: интенсивность потока от камер до сервера на сети составляет 47,204 Мбит/с. Интенсивность потока от сервера до мониторов на сети составляет 4,7204 Мбит/с. Подходящая технология, поддерживающая данные скорости и более - Fast Ethernet.

3.6 Конфигурация VLAN на предприятии ОАО «ППГХО»

VLAN - виртуальная локальная компьютерная сеть.

Существует 3 основных способа организации VLAN:

- VLAN на базе портов. VLAN организуются путем логического объединения выбранных физических портов коммутатора. Преимущество - простота реализации. Недостатком - жесткая привязка порта к VLAN

- VLAN на базе МАС-адресов. Этот способ позволяет строить VLAN, основываясь на уникальном шестнадцатеричном адресе. Это более гибкий способ организации VLAN по сравнению с предыдущим, так как к одному порту коммутатора могут быть подключены устройства, принадлежащие к разным VLAN. Кроме того, перемещения компьютеров с одного порта коммутатора на другой отслеживаются коммутатором автоматически и позволяют сохранить принадлежность переместившегося компьютера к определенной VLAN без вмешательства сетевого администратора. Недостатком данного способа организации VLAN является изначальная трудоемкость конфигурирования VLAN, которая чревата ошибками.

Хотя таблица МАС-адресов коммутаторами строится автоматически, сетевому администратору нужно всю ее просмотреть и определить, что данный шестнадцатеричный адрес МАС соответствует такой-то рабочей станции, после чего приписать его к соответствующей виртуальной сети.

Правда, последующая реконфигурация VLAN на базе МАС-адресов потребует значительно меньше усилий, чем в случае VLAN на базе портов;

- VLAN на базе протоколов третьего уровня. Согласно этому способу, группа портов коммутатора, принадлежащих к определенной VLAN, ассоциируется с определенной подсетью IP. Преимуществом данного способа является простота конфигурации VLAN, которая может осуществляться автоматически, поскольку коммутатор анализирует сетевые адреса компьютеров, соотносимых с каждой VLAN. К тому же, поддерживающие способ организации VLAN на базе протоколов третьего уровня устройства имеют встроенные средства маршрутизации, что обеспечивает возможность взаимодействия между различными VLAN-ами без использования дополнительных средств. Недостаток у этого способа - высокая цена коммутаторов, в которых он реализован.

Для простоты реализации проекта воспользуемся первым способом (VLAN на базе портов).

Тип коммутатора CM6800 используемых на сети которая имеет web-интерфейс. Каждый из них имеет окно, предназначенное для конфигурирования настроек портов коммутатора. На рис. Изображено окно, предназначенное для конфигурирования настроек портов коммутатора

Рисунок 34. Окно, предназначенное для конфигурирования настроек портов коммутатора

VID - позволяет ввести ID VLAN. Сети VLAN идентифицируются по имени или VID;

- VLAN Name - позволяет ввести имя нового VLAN или редактировать старое имя;

- Advertisement - при выборе этой функции коммутатор сможет посылать GVRP-пакеты на внешние коммутаторы, регистрируя, что они могут присоединяться к существующей сети VLAN;

- Tag - определяет порт как тегированный или не тегированный. Тегированные порты нужны для того, чтобы через один порт была возможность передать несколько VLAN и, соответственно, получать трафик нескольких VLAN на один порт. Информация о принадлежности трафика VLAN указывается в специальном теге. Без тега коммутатор не сможет различить трафик различных VLAN;

- None - позволяет назначить отдельный порт как не член VLAN;

- Egress - используется для определения порта, как постоянного члена

- VLAN. Egress-порты - это порты, которые передают трафик внутри

VLAN. Эти порты могут быть также тегирующими или нетегирующими;

- Forbidden - Используется для определения порта, как не члена VLAN. Такому порту запрещено быть членом VLAN.

Для реализации функции Advertisement необходимо дополнительная настройка протокола GVRP. На рис.35 изображена настройка протокола GVRP

Рисунок 35. Настройка протокола GVRP

- Ingress Check - данное поле может принимать значения Enabled и Disabled. Значение Enabled позволяет порту сравнивать VID пришедшего пакета с PVID порта. Если они различны, то порт отбросит пакет;

- PVID - нередактируемое поле, которое отображает VID конкретного порта, который может быть вручную привязан к VLAN;

- GVRP - включение и отключение протокола GVRP.

- Acceptable Frame Type - это поле означает тип фрейма, поступившего на порт. Администратор может выбрать либо Tagged Only, значит, будут приниматься только VLAN тегированные фреймы, либо Admit_All, означает, что будут приниматься и тегированные, и нетегированные фреймы. По умолчанию выбрано значение Admit_All.

Для того чтобы организовать VLAN для видеонаблюдения, необходимо выделить порты на каждом коммутаторе.

Таблица 10. Номера портов выделенные в VLAN на коммутаторе CM6800

Номер коммутатора	Номера портов выделенных в VLAN
1	1-20
2	1-20
3	1-16
4	1-21

Также необходимо выделить порты на коммутаторе CM6800 в зависимости от места расположения мониторов.

Вывод: используемый коммутатор CM6800 позволяют создать VLAN на сети предприятии ОАО «ППГХО», что обеспечит разделение трафик видеонаблюдения от любого другого трафика.

ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Мероприятия по обеспечению безопасных и комфортных условий труда оператора видеонаблюдения.

Важное место в комплексе мероприятий по созданию условий труда, работающих с компьютером, занимает создание оптимальной световой среды, т.е. рациональная организация естественного и искусственного освещения помещения и рабочих мест. Правильная и рациональная организация освещения рабочего места позволяет минимизировать нагрузку на органы зрения и уменьшить утомляемость при работе.

Безопасность при работе с ПЭВМ может быть обеспечена за счет рационального размещения компьютеров в помещениях, правильной организации рабочего дня пользователей, а также за счет применения средств повышения контраста и защиты от бликов на экране, электромагнитных излучений и электростатического поля.

При размещении рабочих мест с ПЭВМ расстояние между рабочими столами с видеомониторами должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

Значения параметров микроклимата для летнего времени года для легкой работы I степени соответствуют оптимальным. Температура рабочей зоны 24°С.

Для обеспечения электромагнитной безопасности должны соблюдаться расстояния от системных блоков компьютеров.

Влияние статических нагрузок снижается при правильной организации рабочего места - оптимально подобранной мебели, правильном размещении элементов компьютера.

На рабочем месте эти требования выполняются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках ВКР был разработан проект реконструкции системы видеонаблюдения на предприятии ОАО «ППГХО». В ходе работы над проектом были проанализированы системы и технологии видеонаблюдения.

Сделан выбор программного комплекса. Выбранный ПК -. Данное ПК LyriX способно поддерживать до 100 камер и при этом в сравнении с аналогичными программами проще в настройки и эксплуатации.

Выполнен выбор видеокамер, видеосервера, среды передачи. Также был сделан выбор технология доступа к видеокамерам. Выбранная видеокамера - AXIS - Q1604, видеосервер - AXIS 241QA, в качестве среды передачи выбрана сеть ОАО «ППГХО» с определенной модернизацией. В качестве технологии доступа к видеокамерам выбрана проводная технология. Количество камер для просмотра территории внутри зданий, а также просмотра периметра предприятия составит 100 шт.

Произведен расчет требуемой пропускной способности и выбрана соответствующая технология передачи. Технология передачи способная поддерживать рассчитанную пропускную способность - Fast Ethernet.

Также были рассмотрены вопросы, связанные с охраной труда и безопасностью жизнедеятельности.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Владо Демьяновски. CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии/Пер, с англ. - М.: ООО «Ай-Эс-ЭсПресс», 2006. - 480 с.

2. http://www.notebook-media.ru/glavnaya-kategoriya/nastraivaem-veb-kmeru.html - организация видеонаблюдения часть 1.

3. http://www.notebook-media.ru/glavnaya-kategoriya/organizatsiya-videonabliudeniya-chast-2 - организация видеонаблюдения часть 2.

4. http://www.notebook-media.ru/glavnaya-kategoriya/organizatsiya-videonabliudeniya-chast-3 - организация видеонаблюдения часть 3.

5. http://www.twirpx.com/file/462072 - основы проектирования гибридной распределенной системы видеонаблюдения.

6. http://www.twirpx.com/file/209266 - лекции видеонаблюдения.

7. http:// www.dlink.ru - сайт компании D-link.

8. http://www.axis. ru - сайт компании AXIS.

9. http://www.stss.ru - сайт компании STSS.

10. http://www.ibmparts.ru - сайт компании IBM PARTS.

11. http://www.panasonic.ru - сайт компании Panasonic.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Технические характеристики на IP-камеры видеонаблюдении AXI\Q1604/-E

Параметры	AXIS Q1604	AXIS Q1604-E
Тип:	для помещений	Уличная
Чувствительный элемент:	1/3-дюймовый КМОП-сенсор
Видеокодеки:	H.264 (Main Profile, Base Profile), MJPEG
Разрешение:	640Ч480 От (1 MP) до 160Ч90; 1280Ч960 (1,4 MP, VAPIX)
Скорость передачи данных:	25 к/с (при любом разрешении)
Видеопотоки:	Многопотоковая передача видео по сети в форматах H.264 и MJPEG с независимыми настройками каждого потока; регулируемые частота кадров и полоса пропускания канала; VBR/CBR (H.264)
Минимальная освещенность (обычный режим/динамический захват):	Цв.: 0,1/0,4 лк (F1.2);ч/б: 0,02/0,06 лк (F1.2)
Электронный затвор камеры:	От 1/29500 до 2 секунд;от 1/231 до 1/44 секунды (динамический захват)
WDR:	До 120 дБ
Объектив:	Варифокальный, ИК-коррекция, CS;2,8 - 8 мм (F1.2), автофокус;(поддерживается P-iris)
Горизонтальные углы обзора:	100 ~ 34°	80 ~ 34°
Настройки изображения:	Сжатие, цветность, яркость, резкость, контрастность, баланс белого, управление экспозицией, компенсация фоновой засветки, настройка работы IP-камеры при низкой освещенности, динамический контраст, наложение текста, приватное маскирование, зеркальное отображение, поворот изображения 0°, 90°, 180°, 270°, включая формат Corridor Format
Аудиопоток:	Двусторонний
Компрессия аудио:	AAC LC (8/16 кГц), G.711 PCM (8 кГц), G.726 ADPCM (8кГц); регулируемый битрейт
Аудиовход/выход:	Линейный; подключение внешнего микрофона
	встроенный микрофон ----
Сетевой интерфейс:	10 Base-T/100 Base-TX (RJ-45)
Сетевая безопасность:	Защита паролем, фильтрация IP-адресов, шифрование HTTPS, аутентификация, контроль доступа IEEE 802.1X, журнал регистрации доступа пользователей в систему видеонаблюдения
Поддерживаемые сетевые протоколы:	IPv4/v6, HTTP, HTTPS, SSL/TLS, QoS Layer 3 DiffServ, FTP, SMTP, Bonjour, UPnP, SNMPv1/v2c/v3(MIB-II), DNS, DynDNS, NTP, RTSP, RTP, TCP, UDP, IGMP, RTCP, ICMP, DHCP, ARP, SOCKS
Поддержка системной интеграции:	Открытый API, включая AXIS VAPIX® и AXIS Camera ApplicationPlatform;ONVIF;AXIS Video Hosting System (AVHS) c функцией подключения камеры One-click
Программное обеспечение:	AXIS Camera Station
Входы/выходы тревоги:	1/1, линейный 3,5 мм
Детекция:	Детектор движения и звука, обнаружение попыток закрытия/закрашивания объектива
Оповещение о тревоге:	Загрузка файлов на FTP, HTTP, E-mail; оповещение оператора видеонаблюдения посредством E-mail, HTTP и TCP; активация внешних сигналов тревоги; локальная запись видео и аудио (Edge Storage); видеобуфер для записи видео до и после сигнала тревоги
Процессор:	ARTPEC-4
Память:	256 Мб RAM, 128 Мб Flash
Корпус:	Металл, алюминий
Питание:	Power over Ethernet (PoE, IEEE 802.3af Сlass 3)
	8 ~ 20 В пост. тока	High PoE IEEE 802.3af
Мощность потребления (макс.):	6,9 Вт (PoE Class 3)	12,95 Вт (PoE Class 3) 25,5 Вт (High PoE)
Диапазон рабочих температур:	от 0 °C до +50 °C,20 - 80% (без конденсата)	от -30 °C до +50 °C (PoE);от -40 °C до +50 °C (High PoE)
Габариты IP-камеры:	78Ч46Ч151 мм	162Ч128Ч343 мм (с настенным кронштейном)
Масса:	0,6 кг	3,1 кг
Аксессуары(в комплекте):	---	Кронштейн для настенного монтажа, солнцезащитный козырек

ГЛОССАРИЙ

- IP и TCP/IP - протоколы сетевого и транспортного уровня и используются всеми остальными протоколами, т.е. являются основой стека;

- IGMP - протокол сетевого уровня, осуществляющий управления групповой (multicast) передачей данных в сетях;

- RTP - протокол транспортного уровня, используется при передаче трафика реального времени;

- RTCP - протокол управления передачей в реальном времени, работающий на сеансовом уровне, не имеет самостоятельного значения и используется лишь совместно с RTP;

- RTSP - протокол прикладного уровня, предназначенный для использования в системах, работающих с мультимедиа данными, и позволяющим клиенту удалённо управлять потоком данных с сервера;

- HTTP - протокол прикладного уровня передачи данных в виде гипертекстовых документов;

- SMTP - протокол прикладного уровня, предназначенный для передачи электронной почты;

- FTP - протокол прикладного уровня, позволяет обеспечить доступ администратора к камере для настроек;

- NTP - протокол прикладного уровня, обеспечивает синхронизацию времени при передаче посредством RTP;

- DNS - распределенная система, предназначенная для получения информации о доменах;

- DHCP - протокол динамической конфигурации узла, работающий на прикладном уровне, позволяющий автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети;

- UPNP - технология позволяющая осуществлять универсальную автоматическую настройку сетевых устройств

Размещено на Allbest.ru