Курсовая работа на отправку1. Нижегородский государственный технический
 Скачать 143.08 Kb.
|
1 2 3.1 Структурная схема аналоговой ОСВ Аналоговые компактные видеокамеры являются одним из самых распространенных компонентов видеонаблюдения. Обычно для подключения аналоговых видеокамер используют коаксиальный кабель для передачи видеосигнала и кабель питания. Для вывода видеоизображения можно использовать обычный телевизор. Для организации примитивной системы видеонаблюдения достаточно просто подключить камеру к телевизору. В состав стандартной аналоговой ОСВ входит 5 компонентов: 4 видеокамеры; проводная сеть; квадратор; видеомагнитофон; мониторы. Каждая камера аналоговой ОСВ подключается к квадратору, электронному устройству, предназначенному для мультиплексирования исходных видеосигналов в один. Единый видеосигнал содержит изображения всех уменьшенных исходных видеосигналов, которые способны отображаться на одном мониторе. Если ко входам квадратора подключены 4 видеокамеры, а к выходу – всего один монитор, то на мониторе одновременно будет транслироваться уменьшенные изображения со всех четырех камер наблюдения. Квадратор является центральным компонентом аналоговой ОСВ. К его входящим гнездам подключаются камеры наблюдения, а к выходящим – монитор и записывающее устройство. Видеофиксация осуществляется на видеомагнитофон (формат VHS). На один носитель помещается до 960 часов записей видеоизображения. К преимуществам аналоговой ОСВ относится: простота в настройке и работе; высокая надежность системы; простота обслуживания системы. Среди недостатков аналоговой ОСВ: ограниченная функциональность; невысокое качество изображений; необходимость в постоянном обслуживании: требуется постоянная смена и архивация заполненных носителей, периодическое обслуживание видеомагнитофона. Для установления связи между компонентами цифровых систем применяется витая пара. В IP-камере устанавливается передатчик изображения, а в видеорегистраторе – приемник. При помощи связи между ними по витой паре происходит прием – передача изображения. Подобная система связи позволяет организовывать высококачественное видеонаблюдение на расстояниях до 2000 метров с применением усилителей сигнала – репитеров. Самый доступный вариант подключения IP-камеры – просто соединить камеру и персональный компьютер, оснащенный сетевой картой, при помощи витой пары и присвоить видеокамере IP-адрес. Для просмотра и сохранения видеоизображений необходимо установить программное обеспечение, обеспечивающее работу данной IP-камеры. Обеспечить системе возможность подключения большего количества камер сможет сетевой коммутатор. Для записи, хранения и воспроизведения видеоинформации понадобится сетевой видеорегистратор (NVR), так же его роль может выполнять ПК с установленной специализированной платой и ПО. Полная функциональность ОСВ достигается при наличии доступа к ней ip-видеонаблюдения с помощью сети Internet. В таком случае сетевой коммутатор подключают к маршрутизатору, имеющему подключение к сети Internet, с помощью модема или Ethernet-кабеля. Это позволяет просматривать видеоизображение с камер в режиме реального времени, а также даёт возможность управлять ОСВ, после выполнения всех необходимых настроек. В состав стандартной цифровой ОСВ входят:  Рисунок 1 – Структурная схема ОСВ Она имеет в своем составе 8 IP PTZ-камер, коммутатор поддерживающий технологию PoE и рабочую станцию, с установленным специализированным ПО и платой управления. 4. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОСВ PTZ-камера или Speed Dome Camera – это роботизированная управляемая камера видеонаблюдения со встроенным электронно-механическим приводом. Вариофокальный объектив с переменным фокусным расстоянием позволяет удаленно изменять угол обзора видеокамеры (оптическое увеличение наблюдаемого объекта), а электро-механический привод дает возможность управлять PTZ-камерой по горизонтальной и вертикальной осям. Управляется камера дистанционно с помощью специального пульта управления или специализированного программного обеспечения установленного на ПК в случае если подключение к камере происходит по протоколу TCP/IP. 4.1 Виды PTZ-камер Аналоговые PTZ-камеры. Полученное изображение видеокамеры обрабатывается цифровым процессором. После обработки сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь, который преобразует цифровой сигнал в аналоговый. Камера подключается к видеорегистратору DVR или видеосерверу при помощи радиочастотного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом (марки РК, RG и т.п.). Для управления камерой используется дополнительный 6-ти жильный кабель. Для управления применяется отдельный протокол с цифровой обработкой (распространенные стандарты DH-SD, PELCO-P, PELCO-D). Существенным минусом таких камер является низкое разрешение изображения и сильное ухудшение изображения при передаче сигнала на расстояния более 300 метров. Цифровые IP PTZ-камеры. Обработанное цифровым процессором изображение передается в цифровом виде по протоколу TCP/IP. Данные поступают на цифровой IP-видеорегистратор или IP-видеосервер. Управление и передача данных происходит по кабелю типа UTP5е. Благодаря использованию матриц высокого разрешения и технологии цифровой передачи данных, разрешение изображения таких камер может достигать 2048х1536 пикселей. IP PTZ-камера может иметь до 256 алгоритмов работы (пресетов). Однако теперь разработчики используют возможности не только современных детекторов, но и видеокамер. Детекторы передают не только координаты объекта, но и направление его движения, так как пока камера будет поворачиваться на первоначальные координаты объекта, он уже переместится. Так же камеры имеют возможность работать не только по пресетам, но и выполнять прямые команды на установку по определенным координатам; они также обладают достаточной скоростью. Необходимо обратить внимание, что не все IP PTZ-камеры могут поддерживать эти функции. Если в поле зрения камеры появляется несколько объектов, то она по заранее заданным пресетам может передать координаты этих объектов камере с которой имеет общие зоны перекрытия или будет переключаться между ними, следя за каждым в течение отведенного промежутка времени. В настоящее время некоторые разработчики поставляют готовые решения ОСВ, где возможны и одновременное управление несколькими Speed Dome-камерами, и практически неограниченные комбинации обзорных и поворотных камер, которые предоставляют живую картину происходящего на 360° вокруг, одновременно обеспечивая высокое разрешение и детализацию движущихся объектов. 4.2 Выбор оборудования Для ОСВ ООО «Инфотек» лучше всего подходит высокоскоростная купольная PTZ камера Dallmeier DDZ4020. Она имеет следующие характеристики: 1/3" КМОП матрица стандарта Full HD; цифровая обработка сигнала; 20-ти кратное оптическое увеличение; 12-ти кратное цифровое увеличение; механический ИК фильтр для переключения режимов «День/Ночь»; дополнительные функции (AWB, AGC, BLC) и режим «медленного затвора»; автоматическая фокусировка с ручной подстройкой; широкий динамический диапазон (WDR); цифровое шумоподавление (DNR); разрешение: SD (NTSC/PAL), Full HD (до 1080p/30); сжатие видео: H.264, MJPEG; скорость передачи данных до 60 кадр/с; скрытие приватных зон; функция обнаружения движения с регулируемой чувствительностью; сообщение о тревоге по протоколу DaVid, по e-mail и загрузка изображения по протоколу FTP; локальная видеопамять (USB/SDHC порт); буфер изображения 64 MB RAM; высокопроизводительный механизм наклона/поворота; 248 программируемых предустановок, 16 программируемых сканирований; 8 программируемых туров, 8 программируемых шаблонов; погодозащищенный корпус класса защиты IP67; встроенная грозозащита; рабочая температура от -40°С до +50°С; максимальная потребляемая мощность 25 Вт. В качестве коммутатора подойдет любой коммутатор с 10 100 1000BASE-T портами, из них 8 портов с PoE c максимальной мощностью не менее 25 Вт на 1 порт, с пропускной способностью не менее 10 Гбит/с. Выбран коммутатор NetLink NL-SW-AFG-08/С02S. Он имеет следующие характеристики: 8 портов RJ-45 10/100/1000BASE-T PoE 802.3at; 2 комбо порта SFP / RJ45 1 Гбит/с; пропускная способность 10 Гбит/с. В качестве репитера выбран ComOnyX CO-PE-S25-P104: входы 1x RJ45 (PoE+Data); выходы 1x RJ45 (PoE+Data); скорость Ethernet, Мбит/сек 10/100; длина линии Ethernet, м PoE линия – 100 м до и 150 м после устройства; тип PoE входа, мощность, Вт IEEE802.3af (15,4Вт), IEEE802.3at (25,5Вт); тип PoE выхода, мощность, Вт 1x IEEE802.3at до 25,5Вт, 2x IEEE802.3af до12Вт, 3х IEEE802.3af до 6Вт; детекция PoE Автоматическая, 802.3af/802.3at; используемые PoE жилы UTP (+)3/6, (-)1/2 или (+)4/5, (-)7/8; питание от линии PoE; Потребление, Вт <1; диапазон влажности до 90% (без конденсирования); диапазон рабочих температур, от -40°C до +75°C; вес, г 140; габаритные размеры, мм 200x40x30; класс защиты, IP65; тип корпуса металлический кожух уличного исполнения с возможность крепления на стену. В качестве рабочей станции используется готовое решение от Dallmeier со следующими характеристиками: процессор Intel Core i7, 3, 5 ГГц; ОЗУ 4 модуля по 4 Гб DDR 4; жёсткий диск 4000 Гб, SATA, 3.5"; сменный твердотельный накопитель 3.5'' SATA 128; 3 порта Mini Display Port 1.2; 1 разъём HDMI 2.0; 1 разъём Dual Link DVI-I; 1 разъём DVI-D, макс. 2048 × 1536 (4:3); цифровое разрешение макс. 5120x3200; разрешение VGA макс. 2480x1536; декодирование 2 платы GPU (Nvidia GeForce, два слота); потребляемая мощность 700 Вт; 2 разъёма RJ45, 10/100/1000 Мбит/с; размеры (Ш×В×Г) 210×473×498 мм. В качестве охранного монитора используется видеомонитор WideScreen 32, со следующими характеристиками: размер диагонали 32"; разрешение 1920х1080; соотношение сторон 16:9; выходы HDMI, DVI, VGA, S-Video и BNC; потребляемая мощность 120 Вт. В качестве грозозащиты применены устройства CROSS 1/kV, которые устанавливаются на линиях подключения камер, непосредственно перед коммутатором. Источник бесперебойного питания EATON Ellipse ECO EL1600 USB DIN со следующими характеристиками: тип резервный; выходная мощность 1000 Вт; время работы 11 мин; 4 выходных разъема с питанием от батарей; тип выходных разъемов питания CEE 7; защита от перегрузки; защита от высоковольтных импульсов; защита от короткого замыкания. 5. ВЫБОР ПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ОСВ Самый простой и наиболее распространенный способ управления PTZ камерой – с помощью клавиатуры, а также отдельного автономного устройства с собственным источником питания. Клавиатура будет управлять поворотом и увеличением только с помощью кнопок и протокола RS-485. Кнопок вполне достаточно, когда нужно только настроить камеры и потом управлять, например, пресетами. Но если оператору необходимо постоянно управлять камерами, такой пульт будет сильно замедлять его работу. В таких случаях намного удобней будет пульт, имеющий джойстик, который позволяет управлять камерой сразу в двух направлениях, фокусным расстоянием объектива и скоростью поворота с меньшим затраченным временем. Чем выше стоимость клавиатуры, тем большим количеством дополнительных возможностей она обладает. Работу с видеорегистраторами ограничивает только то, что они должны быть выпущены той же компанией, что и клавиатура или работать по одному протоколу; при управлении видеокамерами таких конфликтов не возникает, так как пульты поддерживают несколько протоколов, а значит, имеется возможность управлять камерами от разных производителей. Управление поворотными камерами уже очень давно является неотъемлемой базовой функцией видеорегистраторов. Только очень дешевые и очень ограниченные функционально DVR могут позволить себе ее отсутствие. Камеры с non-PC DVR в большинстве случаев управляются с помощью интерфейса RS-485. Современные гибридные регистраторы способны работать как с аналоговыми, так и IP-видеокамерами и могут поддерживать управление по DCCP. По способу управления все DVR можно разделить на 3 типа: управляющие с помощью клавиатуры видеорегистратора, расположенной на передней панели, управляющие только мышью, в случае отсутствия встроенной клавиатуры и DVR, поддерживающие оба варианта. Первый вариант используется только в случае, когда крайне редко используется ручное управление поворотными камерами – камеры настроены обходить "пресеты" или "туры" в автоматическом режиме. В большинстве случаев использование передней панели видеорегистратора для управления PTZ-камерой - это сущее мучение, так как работать приходится исключительно с кнопками в ограниченном количестве: никаких 3D-джойстиков. Управление мышью также не отличается удобством. Простой вариант – это имитация ограниченного набора кнопок с передней панели, что ненамного удобней. Конечно, настраивать все придется с помощью тех же кнопок или экранного меню, но это единственный вариант для всех регистраторов. Радует то, что регистраторов, управляемых мышью, становится все больше, но и у последних внутреннее программное обеспечение сильно различается. Способы управления, перечисленные выше, имеют один общий недостаток. Любая Speed Dome-камера, как правило имеет 2 скорости управления. Скорость управления в ручном режиме не превышает обычно даже и половины скорости поворота камеры в момент автоматической работы по пресетам. При этом становится ясно, что чем выше скорость ручного управления, тем меньше точность позиционирования камеры на интересующем участке или объекте. Несложно заметить, что при таком способе управления камера использует не все возможности, заложенные в нее производителями, и эффективность ее использования может быть выше. Для этого разработаны новые компьютерные интерфейсы и протоколы. Все IP PTZ-камеры разрабатываемой ОСВ имеют возможность управления через RS-485, передачу видеосигнала по коаксиальному кабелю и питание по отдельной линии, однако прокладывать дополнительные провода, когда существуют цифровые сети с высокой пропускной способностью и подачей питающего напряжения по стандарту PoE IEEE 802.3at, бессмысленно. Единственный недостаток Ethernet-сети на UTP5e, являющейся базой для 99% IP-видеосистем, по сравнению с аналоговой – небольшая длина сегмента от устройства до коммутатора (около 100 метров, если не использовать репитеры). 6. ВЫБОР ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВ В качестве операционной системы для рабочей станции Dallmeier рекомендует использовать ОС Microsoft Windows 7 Ultimate 64 бит. Для управления системой используется специализированное ПО AXXON NEXT 4.1.0.6525. Программный комплекс Axxon Next обладает современной функциональностью, которая непрерывно обновляется и развивается. Программный комплекс Axxon Next предоставляет широкие возможности масштабирования, адаптации к специфике решаемых задач, перераспределения используемых ресурсов при изменении количества или качества задач видеонаблюдения и аудиоконтроля на подконтрольных объектах. Система видеонаблюдения на базе программного комплекса Axxon Next может включать неограниченное количество видеосерверов, рабочих мест операторов и видеокамер. Программный комплекс Axxon Next поддерживает более 9900 моделей IP-камер, а также позволяет работать через мобильные устройства и веб-интерфейс. Программный комплекс Axxon Next включает в себя комплексную систему анализа видеоизображений. Она имеет следующие видеодетекторы: детектор движения; детектор изменения фона; детектор потери качества видеоизображения; детектор оставленных предметов; детектор пересечения линии в выбранном направлении; детектор начала движения; детектор прекращения движения; детектор длительного пребывания объекта в зоне; детектор появления объекта; детектор исчезновения объекта. Помимо видеодетекторов Axxon Next имеет два аудиодетектора: детектор шума; детектор тишины. Возможно одновременное использование детекторов различных типов, а так же индивидуально, для каждого детектора, задание алгоритмов работы, автоматически выполняемых при срабатывании детектора. В Axxon Next реализована функция распознавания человеческих лиц на видеоизображении и последующий поиск по ним в видеоархивах всех камер. Так же имеется возможность осуществлять поиск по загруженной фотографии или по изображению лица человека, выделенному на кадре видеоархива. В качестве результатов поиска система предоставит кадры видео из архива, на которых присутствует искомый человек. В Axxon Next реализована функция распознавания номеров транспортных средств. Распознанные номерные знаки автоматически сохраняются в базу данных и согласуются с видео архивом всех камер камер. В случае когда не все символы номера удается распознать система генерирует несколько гипотез, что впоследствии повышает вероятность успешного поиска конкретного номера в автоматически формируемой базе данных. Характеристики данного программного комплекса представлены в таблице 1. Таблица 1 – Характеристики программного комплекса Axxon Next
Рассмотрим основные способы прокладки кабельных трасс для трансляции видеосигнала: под землей; по воздуху; через муниципальные подземные коммуникации, но для этого требуются соответствующие разрешения. Специфика прокладки кабельных трасс под землей требует глубины закладки трассы – 0,6-1 м. Деформации грунта природного или искусственного происхождения, могут оказать неблагоприятное влияние на кабель – исказить сигнал или произвести обрыв линии. Рекомендуется прокладывать кабель в бронированном исполнении для гарантии безотказной работы ОСВ. Так же предусматриваются устройства грозозащиты всех пар кабеля, которые устанавливаются на оба конца трассы, таким образом, ОСВ защищается от опасных наводок напряжений и грозовых разрядов. Подземные кабельные трассы укладывают в стальные трубы или металлические гофрированные рукава. При построении кабельных трасс по воздуху не допускаются нагрузки на растяжение кабеля. Даже растяжение кабеля может вызвать искажение видеоизображения, управляющих сигналов или питания камер. Для этого, при прокладке по воздуху используется несущий трос. Прокладка линий через муниципальные подземные коммуникации оправдана экономически, если есть разрешительные документы и подтверждение квалификации монтажников. Однако при прокладке кабельных трасс через канализационные магистрали есть свои нюансы в виде крыс, агрессивной среды и счетчиков сточных вод. В этом случае для защиты, кабель помещают в бронированную оболочку, которая заземляется по всем нормам электробезопасности. Не стоить забывать и о требованиях производителя к минимальному радиусу изгиба кабеля на поворотах, для UTP5e он составляет не менее 5 диаметров кабеля. Сеть передачи видеосигнала кроме кабельных трасс включает в себя репитеры которые располагаются на улице. Особенности уличного монтажа ОСВ ООО «Инфотек» предполагают: использование цепей заземления видеокамер и коммутатора; места установки репитеров; проверку разности потенциалов во всех цепях, 150В на линии способны уничтожить репитеры и защиту коммутатора или выходных каскадов видеокамер; исключение прокладки сигнальной трассы вместе с силовой в одной связке. Схема кабельных трасс ОСВ рассмотрена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Схема кабельных трасс ОСВ Силовые питающие кабели предприятия проложены под землей и поэтому пересечение их с кабельными трассами полностью исключено. На ней зелеными линиями обозначены места прокладки кабельных трасс вдоль стен проходящих на высоте 3 метров в гофрированной пнд трубе, с помощью специальных крепежных скоб, устанавливаемых на дюбель-гвозди. Красными линиями обозначены места воздушных кабельных трасс с использованием несущего троса. Высота прокладки 5 метров. Символом «К» обозначено место установки коммутатора, а символом «Р» – места установки репитеров. Корпуса репитеров имеют уличное исполнение и встроенные кронштейны для крепления на стене, они так же устанавливаются на дюбель-гвозди. Значения длин линий передачи данных и наличие репитеров на линии указаны в таблице 2. Таблица 2 – Длины линий передачи данных
Для монтажа камер используются настенные кронштейны уличного исполнения с заземлением DLM-Wall Mount DDZ4020 Outdoor, устанавливаемые на 4 анкерных болта М6. Так как ООО «Инфотек» располагается на территории бывшего транспортного предприятия и все здания находящиеся на территории это бывшие гаражи, цеха и ремонтные мастерские, то по периметру наружных стен всех зданий проложены шины заземления, к которым есть возможность подключения линий заземления кронштейнов крепления камер, не проводя при этом отдельные линии заземления. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проделанной работы была разработана концепция построения новой ОСВ для ООО «Инфотек». Старая ОСВ не удовлетворяла современным требованиям систем видеонаблюдения, новая – будет актуальна ещё на многие годы вперед. Новая ОСВ сможет в полной мере обеспечить требуемую безопасность, так же она имеет возможность модернизации до уровня современных СКУД. Она справляется с охватом всей территории ООО «Инфотек». С применением IP PTZ камер зоны охвата и перекрытия качественно изменились в лучшую сторону. Произошло это благодаря применению САПР IP Video System Design Tool 9. В систему был включен автономный источник питания. Исчезла проблема разнесенного хранения данных видеоизображений, теперь данные будут храниться на жестком диске рабочей станции, что значительно упростило эксплуатацию и обслуживание ОСВ. Все камеры имеют вандалостойкие корпуса; линии передачи данных и управления находятся на достаточной высоте над землей; имеются устройства грозозащиты линий передачи; появилась возможность управления системой оператором. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ Зима, В. М., Безопасность глобальных сетевых технологий [Текст]: 2-е изд. / В. М. Зима, А. А. Молдовян, Н. А. Молдовян. – СПб.: БХВ - Петербург, 2014. – 368 с. Интеллектуальные сети [Текст]/ Гольдштейн Б.С., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. – М.: Радио и связь, 2000. – 502 с. Олифер, В. Г., Олифер, Н. А. Безопасность компьютерных сетей [Текст] //Горячая линия-Телеком. – 2014. – 644 с. Ахметова, С.Г. Информационная безопасность: учебно-методическое пособие [Текст]/ С. Г. Ахметова; рец.: Д. А. Марков, А. В. Гришин. – Пермь : Изд-во ПНИПУ, 2013. – 122с Информационная безопасность. Лабораторный практикум [Текст]: учебное пособие / А.В. Бабаш, Е.К. Баранова, Ю.Н. Мельников. – 2-е изд., стер. – М. : КНОРУС, 2016. – 132 с Информационная безопасность и защита информации: учебно-методическое пособие [Текст]/ сост. В.А. Медведев.; С.-Петерб. ун-т технол. упр. и экон. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета технологий управления и экономики, 2016. – 16 с Платонов В.В. Программно-аппаратные средства защиты информации: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / В.В.Платонов. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 336 с. – (Сер. Бакалавриат). Алтухов А. А. Концепция защиты трафика систем видеонаблюдения //Вопросы защиты информации. – 2014. – №. 4. – С. 15-17. Защищенная система видеонаблюдения // Secuteck.ru [Электронный ресурс]. – URL: http://www.secuteck.ru/articles2/dvr/ zashishennaya-sistema-videonabludeniya/ (дата обращения 12.06.2018) Проектирование системы видеонаблюдения // bezopasnost.ru [Электронный ресурс]. – URL: http://www.bezopasnost.ru/about/ articles/detail/38/1016/ (дата обращения 12.06.2018) Защищенная система видеонаблюдения // Secuteck.ru [Электронный ресурс]. – URL: http://www.secuteck.ru/articles2/dvr /zashishennaya-sistema-videonabludeniya/ (дата обращения 12.06.2018) Безопасность видеонаблюдения на базе IP // OSP.ru [Электронный ресурс]. – URL: http://www.osp.ru/lan/2009/09/10534599/ (дата обращения 12.06.2018) Каталог оборудования BEWARD// beward.ru [Электронный ресурс]. – URL: https://www.beward.ru/files/848b cb5d59ea66165d047f0a52f0cc03/ (дата обращения 12.06.2018) https://www.onyxspb.ru/contacts/map/ ↑ https://www.tinko.ru/catalog/product/005048/ ↑ ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Схема зон перекрытия и размещения видеокамер разрабатываемой ОСВ  1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||