Проект системы видеонаблюдения для малых предприятий на базе OOO «Лоцман-БТ»

1. Общая часть

1.1 Постановка задачи

1.2 Требования к локальной сети

1.3 Типы сетей

1.4 Аппаратное обеспечение сети

1.4.1 Уличная камера

1.4.2 Внутренние камеры

1.4.3 Выбор блока питания

1.4.4 Выбор регистрирующего устройства

1.4.5 Выбор ПК в качестве видеосервера

1.4.6 Выбор платы видеозахвата

2. Специальная часть

2.1 Технологический процесс проводки сети

2.2 Установка сети

2.3 Расчет производительности сети

3. Экономическая часть

4. Техника безопасности

Заключение

В наши дни системы видеонаблюдения выделились в самостоятельную область средств охраны, имеющую собственные правила и особенности эксплуатации. Системы видеонаблюдения обеспечивают надежный контроль территории, позволяют охранять материальные ценности и предотвращать хищения, оценивать работу персонала фирмы, контролировать возможные проникновения на охраняемую территорию извне. Кроме всего прочего, системы видеонаблюдения чисто психологически воздействуют на потенциальных нарушителей. Видеокамеры слежения отпугивают нарушителей. Ведь последние ясно себе представляют, что все их правонарушения могут быть записаны видеокамерой. И в случае необходимости сотрудники отдела безопасности без проблем восстановят ход событий, просмотрев сделанные ранее записи.

На сегодняшний день можно контролировать системой видеонаблюдения и системой контроля доступом на удаленном расстоянии с помощью современных технологий передачи данных, которыми являются локальные сети, Интернет, WI-FI соединения. Возможен контроль над торговым, либо производственным предприятием, не выходя из офиса.

В большинстве случаев система видеонаблюдения позволяет записывать изображение на носители информации, а также выполнять другие функции. Например, полностью управлять видеокамерами, поворачивать объектив, масштабировать изображение, создавать архивы записей, просматривать и управлять ими. Кроме записи видео, современные системы видеонаблюдения могут также воспринимать аудио информацию, реагировать на движение и выполнять охранные функции.

В дипломном проекте необходимо разработать и установить систему видеонаблюдения на предприятии малого бизнеса OOO «Лоцман-БТ» с целью обеспечения дополнительной безопасности и контроля за персоналом.

Система видеонаблюдения для предприятия малого бизнеса должна обладать основными параметрами:

— надежность;

— удобство в работе;

— невысокая стоимость.

Основными целями установки системы видеонаблюдения на предприятии являются обеспечение дополнительной безопасности и контроль над сотрудниками предприятия.

1. Общая часть

1.1 Постановка задачи

Целью дипломного проекта является оснащение предприятий малого бизнеса системой видеонаблюдения на базе ООО «Лоцман-БТ».

Предприятию необходима система видеонаблюдения для того, чтобы иметь возможность наблюдать за тем, что происходит в офисе:

— что мог делать посетитель, пока сотрудники отсутствуют в кабинете;

— кто мог приходить в офис в нерабочее время, и что он там делал;

— кто мог находиться около ценной посылки перед тем, как она исчезла;

— кто мог пользоваться компьютером, где хранится конфиденциальная информация;

— чем мог заниматься сотрудник в рабочее время.

В помещениях с ограниченным доступом необходим контроль по следующим причинам:

— кто, и как часто мог проникнуть в специализированные помещения;

— сколько людей могут знать код доступа;

— как соблюдаются правила по прохождению на данный объект.

На автостоянке необходим видеоконтроль для регистрации следующих событий:

— кто мог проникнуть в машину или поцарапать ее на стоянке;

— весь ли товар доставляет экспедитор предприятия.

На сегодняшний день роль видеонаблюдения в жизни людей стремительно растет. Все больше компаний желают оснастить свои предприятия данными системами. С экономической точки зрения установка систем видеонаблюдения — достаточно прибыльный бизнес. На рынке существует достаточно большое количество организаций, занимающихся установкой и монтажом систем видеонаблюдения.

Поэтому предприятие ООО «Лоцман-БТ» планирует в будущем оказывать услуги подобного рода, но не имеет достаточных теоретических знаний и практических навыков в этой области. Вследствие этого предприятие планирует на примере собственных офисов и помещений самостоятельно установить систему видеонаблюдения и получить необходимые навыки для того, чтобы в дальнейшем иметь возможность оказывать услуги подобного рода другим юридическим лицам и организациям.

1.2 Требования к локальной сети

На предприятии OOO «Лоцман-БТ» планируется установка системы видеонаблюдения, поэтому будет рассмотрена сеть, состоящая из камер видеонаблюдения, подключенных к двум компьютерам, в которых установлены платы видеозахвата, предназначенные для обработки видеоданных. Именно камеры составляют основу любой системы видеонаблюдения и являются ключевым компонентом.

Предприятие OOO «Лоцман-БТ» располагается в двух соседних зданиях, занимая в общей сложности восемь помещений:

— три отдела бухгалтерского учета;

— лоджия в одном из бухгалтерских отделов;

— отдел автоматизации;

— технический отдел;

— компьютерный класс;

— кабинет директора.

Также имеется автостоянка для сотрудников предприятия, прилегающая к одному из зданий.

Исходя из плана помещений предприятия, представленного на плакате, необходимо установить восемь камер внутри отделов и одну уличную камеру для наблюдения за автостоянкой. Ниже приведен анализ правильного подбора камер видеонаблюдения. Для этого существует достаточно большое количество критериев выбора, но основными являются следующие:

— черно-белая камера видеонаблюдения или цветная. Для целей охранного видеонаблюдения следует выбирать черно-белые камеры. Они имеют лучшую разрешающую способность и чувствительность по сравнению с цветными камерами, что позволяет получать более качественное и разборчивое изображение. Цветные камеры видеонаблюдения целесообразно использовать в случаях, когда необходимо получить информацию о цвете объекта. На предприятии OOO «Лоцман-БТ» целесообразно установить цветную уличную камеру на автостоянке, что иметь возможность идентифицировать цвет автомобилей;

— на улице или в помещении будет установлена камера. Уличные камеры имеют герметичный корпус и систему подогрева. Это позволяет им работать в уличном диапазоне температур и влажности. Так же при выборе камеры обращают внимание на уровень освещенности объекта. Планируя, чтобы камера видела при плохом освещении ночью, необходимо выбрать камеру с подходящими параметрами чувствительности;

— разрешение камеры. Измеряется в ТВЛ (телевизионные линии), то есть количестве линий по горизонтали и вертикали. Количество горизонтальных линий в характеристиках камеры не приводится, так как абсолютно у всех камер этот параметр равен 625 ТВЛ. Это стандарт телевизионного сигнала. Число линий по вертикали — основная характеристика, определяющая разрешающую способность камеры. Чем выше разрешение, соответственно, тем больше деталей можно увидеть затем на картинке. Видеокамеры с очень большим разрешением (600 ТВЛ) используются, как правило, для присоединения к научному и медицинскому оборудованию (микроскопы, гастроскопы и др.). 400 ТВЛ — это телевизионный стандарт. Потому камеры с разрешающей способностью 420 ТВЛ практически всегда бывает достаточно. Цветные камеры обычно имеют более низкое разрешение;

— угол обзора. Чем больше угол обзора, тем большее пространство видно на изображении с камеры, но можно разобрать меньше деталей (эффект «отдаления»). Чем меньше угол обзора, тем меньшее пространство видно на картинке, но больше деталей можно разобрать (эффект «приближения»). На рисунке 1.1 показан пример установки камеры в углу помещения.

Рисунок 1.1 — Угол обзора камеры

На рисунке показано, что если угол обзора камеры составляет 14, то камера не видит все помещение, а охватывает только входную дверь. В данном случае можно рассмотреть мельчайшие детали тех, кто входит в комнату, то есть 100%-но идентифицировать входящих.

Если же угол обзора камеры составляет 104°, то она наблюдает всё пространство помещения. В данном случае нельзя рассмотреть в мельчайших деталях объекты, например, входящего в комнату человека. Угол обзора можно рассчитать самостоятельно, то есть «на глаз, либо воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Пример онлайн-калькулятора показан на рисунке 1.2. На предприятии OOO «Лоцман-БТ» согласно плану помещений все камеры планируется установить в углу каждого отдела. Соответственно угол обзора камеры должен составлять приблизительно 90−100, чтобы охватить всю область помещения. Для уличной камеры на автостоянке угол будет рассчитан с помощью онлайн-калькулятора;

Рисунок 1.2 — Пример онлайн-калькулятора

— чувствительность камеры. Важный параметр при выборе камер видеонаблюдения. Характеризует минимальный уровень освещенности объекта, при котором камера сможет различить его. В характеристиках камер всегда указывается минимальный уровень освещенности, при котором камера способна различить объект. Уровень освещенности указывается в Люксах (лк). Чем больше лк, тем более освещен объект. Например, чувствительность камеры 0,01 лк. Это значит, что при освещенности 0,01 лк и более камера видит, а при освещенности менее 0,01 лк камера слепнет. Приблизительные уровни освещенности представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 — Уровни освещенности

Исходя из данных, приведенных в таблице 1.1, камеры следует выбирать с такой чувствительностью, чтобы ее было достаточно для освещения объекта съемки. Таким образом, уличная камера выбирается с чувствительностью не более 0,01 лк. Это необходимо для того, чтобы осуществлять круглосуточный контроль над автостоянкой. Чувствительность внутренних камер не имеет большого значения, так как камеры будут работать только в дневное время, а помещения достаточно хорошо освещены [1].

1.3 Типы сетей

В качестве физической среды передачи сигнала используется коаксиальный кабель. Качество кабеля очень важно. От этого зависит то, как далеко можно удалить камеру от системы наблюдения. Хороший кабель (75 Ом) можно протянуть на большое расстояние — до 300 м.

Коаксиальный кабель, также известный как коаксиал (от англ. coaxial), — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно-центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.

Благодаря совпадению центров обоих проводников, а также определенному соотношению между диаметром центральной жилы и экрана, внутри кабеля в радиальном направлении образуется режим стоячей волны, позволяющий снизить потери электромагнитной энергии на излучение почти до нуля. В то же время экран обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех. Пример коаксиального кабеля показан на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 — Структура коаксиального кабеля

Согласно рисунку 1.3, коаксиальный кабель состоит из следующих частей:

— оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала (4);

— внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава (3);

— изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников (2);

— внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омедненного алюминия, посеребренной меди и т. п. (1).

По назначению коаксиальный кабель может быть использован для:

— систем кабельного телевидения;

— систем связи;

— авиационной, космической техники;

— организации компьютерных сетей;

— бытовой техники и т. д.

По волновому сопротивлению стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:

— 50 Ом — наиболее распространённый тип, применяется в разных областях радиоэлектроники. Причиной выбора данного номинала была, прежде всего, возможность передачи радиосигналов c минимальными потерями в кабеле, а также близкие к предельно достижимым показания электрической прочности и передаваемой мощности;

— 75 Ом — распространённый тип, применяется преимущественно в телевизионной и видеотехнике (был выбран по причине хорошего отношения механической прочности и себестоимости и применяется там, где мощности небольшие, а метраж велик; при этом потери в кабеле чуть выше, чем для 50 Ом);

— 100 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей;

— 150 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей, международными стандартами не предусмотрен;

— 200 Ом — применяется крайне редко, международными стандартами не предусмотрен.

По диаметру изоляции:

— субминиатюрные — до 1,00 мм;

— миниатюрные — 1,50 — 2,95 мм;

— среднегабаритные — 3,70 — 11,50 мм;

— крупногабаритные — более 11,50 мм.

По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля):

— жёсткие;

— полужёсткие;

— гибкие;

— особогибкие.

По степени экранирования:

— со сплошным экраном (с экраном из металлической трубки или экраном из лужёной оплётки);

— с обычным экраном (с однослойной оплёткой или двухи многослойной оплёткой, а также с дополнительными экранирующими слоями);

— излучающие кабели, имеющие намеренно низкую (и контролируемую) степень экранировки.

Также кабели делятся по шкале Radio Guide. Наиболее распространённые категории кабеля:

— RG-8 и RG-11 — «Толстый Ethernet» (Thicknet), 50 Ом. Стандарт 10BASE5;

— RG-58 — «Тонкий Ethernet» (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE2;

— RG-59 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Российский аналог РК-75-х-х («радиочастотный кабель»);

— RG-6 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Кабель категории RG-6 имеет несколько разновидностей, которые характеризируют его тип и материал исполнения. Российский аналог РК-75-х-х;

— RG-11- магистральный кабель, практически незаменим, если требуется решить вопрос с большими расстояниями. Этот вид кабеля можно использовать даже на расстояниях около 600 м. Укреплённая внешняя изоляция позволяет без проблем использовать этот кабель в сложных условиях (улица, колодцы). Существует вариант S1160 с тросом, который используется для надёжной проброски кабеля по воздуху, например, между домами;

RG-58 — «Тонкий Ethernet» являлся наиболее распространённым кабелем для построения локальных сетей. Диаметр примерно 6 мм и значительная гибкость позволяли ему быть проложенным практически в любых местах. Кабели соединялись друг с другом и с сетевой платой в компьютере при помощи Т-коннектора BNC (Bayonet Neill-Concelman). Между собой кабели могли соединяться с помощью I-коннектора BNC (прямое соединение). На обоих концах сегмента должны быть установлены терминаторы. Поддерживает передачу данных до 10 Мбит/с на расстояние до 185 м.

В настоящее время для построения локальных вычислительных сетей данный тип кабеля практически не используется, ему на смену пришел кабель «витая пара». Но для построения системы видеонаблюдения с аналоговыми камерами данный тип коаксиального кабеля по-прежнему актуален и активно применяется.

Достаточно часто в системах видеонаблюдения используется кабель, содержащий и провода питания, и коаксиальный кабель для передачи видеосигнала от камеры (два в одном). Это очень удобно, так как к одной камере будет подводиться только один провод. Пример такого кабеля показан на рисунке 1.4.

На предприятии OOO «Лоцман-БТ» целесообразно использовать такой тип кабеля, так как это очень удобно и требует меньше времени на монтаж системы. Таким образом, к каждой камере будет подсоединяться всего один кабель, передающий и питание, и видеосигнал.

Рисунок 1.4 — Кабель «два в одном»

В большинстве камер имеются просто выводные провода, к которым можно подсоединить коаксиальный кабель для передачи видео и провода питания. Пример схемы такого подключения показан на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 — Подключение камеры с помощью выводных проводов

Также камеры могут оснащаться одним разъемом для подключения питания и двумя RCA-разъемами (стандартный «тюльпан») разных цветов: один — для передачи видеосигнала, другой — для передачи аудиосигнала. Цветовая схема разъемов может отличаться в зависимости от производителя камер, поэтому перед монтажом необходимо ознакомиться с инструкцией к камере, чтобы ничего не перепутать при подключении. Пример схемы такого подключения показан на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 — Подключение камеры с помощью RCA

— разъемов

Таким образом, в зависимости от приобретаемой модели камеры, подключение необходимо производить согласно инструкции, входящей в комплект поставки.

1.4 Аппаратное обеспечение сети

1.4.1 Уличная камера

С целью наблюдения за автостоянкой, примыкающей к одному из зданий, было принято решение установить уличную камеру видеонаблюдения. Нередко таким камерам приходится работать при повышенной влажности, низких температурах, в условиях плохой освещенности и низкой видимости.

Практически все уличные камеры комплектуются термокожухами для защиты от пыли, снега, дождя, а также для обеспечения условий для нормальной работы видеокамеры в широком температурном диапазоне. Термокожухи имеют нагреватели с термостатом, которые автоматически включаются при низких температурах. Также уличные камеры обычно имеют герметичный корпус с солнцезащитным козырьком, никелированные гермовводы, оптически полированное стекло и дополнительный фильтр по питанию. На рисунке 1.7 показан пример уличной камеры видеонаблюдения.

Рисунок 1.7 — Уличная камера

Главный критерий выбора внешней (уличной) камеры — это ее чувствительность. На предприятии ООО «Лоцман-БТ» предусматривается круглосуточная работа уличной камеры, которая также включает в себя и ночное наблюдение. В таком случае, исходя из таблицы 1.1, необходимо выбрать камеру с чувствительностью 0,01 Лк. Также к камере предъявляются следующие требования:

— камера должна быть типа «День/Ночь». Камера такого типа днем работает в цветном режиме, а ночью автоматически переключается в черно-белый режим для лучшего отображения объектов;

— необходимо наличие инфракрасной подсветки для ночного наблюдения и наблюдения в условиях недостаточной освещенности.

С помощью онлайн-калькулятора, который позволяет вычислить фокусное расстояние объектива камеры и соответствующий угол обзора, был произведен расчет соответствующих величин.

Автостоянка примыкает непосредственно к зданию, а камеру планируется закрепить на стене, на высоте 3−4 м. Ширина и длина автостоянки приблизительно равны 8 и 7 м соответственно. Расстояние от камеры на стене до центра автостоянки (по диагонали) приблизительно равно 6 м. Из полученных данных калькулятора на рисунке 1.8 видно, что оптимальное фокусное расстояние объектива приблизительно равно 3.6 мм, а угол обзора примерно равен 70°. Таким образом, необходимо выбрать уличную камеру, учитывая эти показатели.

Рисунок 1.8 — Расчет онлайн-калькулятора

В таблице 1.2 представлены две уличные камеры и их характеристики.

Таблица 1.2 — Уличные камеры

Обе уличные камеры удовлетворяют критериям отбора. Первая камера EW969S-10 имеет лучшие характеристики по сравнению со второй: разрешение, чувствительность, качество матрицы, температурный диапазон. Цена этой камеры соответственно выше. Но учитывая, что OOO «Лоцман-БТ» является предприятием малого бизнеса, финансовый вопрос играет достаточно серьезную роль. Поэтому оптимальным выбором будет модель камеры PN-C-B3.6IRN. Ее характеристик вполне достаточно для реализации поставленных задач, а довольно низкая стоимость по сравнению с первой камерой является несомненным преимуществом.

1.4.2 Внутренние камеры

Стандартный и наиболее востребованный тип камер для видеонаблюдения. Возможны варианты установки миниатюрных цилиндрических или купольных камер.

Цилиндрические камеры, несмотря на малый размер, способны обеспечивать достаточно высокое качество съемки. Обычно оснащаются кронштейном с шаровым шарниром, крепящимся в резьбовом отверстии с диаметром ¼ или 1/8 дюйма, которое расположено в торце корпуса, противоположном объективу. Реже кронштейн крепится на камеру с помощью хомута. Корпус цилиндрических камер обычно лучше защищен от воздействия пыли и влаги, чем у квадратных. Нижний предел диапазона рабочих температур у этих телекамер может достигать -10 °С. Это позволяет использовать такие видеокамеры не только в различных производственных и складских помещениях, но даже на улице (при условии достаточно мягкой зимы и навеса для защиты от осадков). Микрофоны в цилиндрические камеры обычно не встраивают. Такие камеры очень популярны среди любителей скрытого наблюдения. При установке этих камер можно обойтись одним отверстием в стене, которое за пару минут делается стандартным буром диаметром 20 мм. Для фиксации камеры можно спокойно применять довольно жидкий раствор, не опасаясь его протекания в корпус и повреждения электроники. У малогабаритных камер, в том числе цилиндрических, есть два неоспоримых преимущества — низкая цена и простота монтажа. Пример цилиндрической камеры показан на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 — Цилиндрическая камера

Купольные камеры нашли широкое применение в различных системах обеспечения безопасности помещений. Первое преимущество состоит в том, что устройство купольных камер позволяет сотрудникам ощущать комфорт в помещении, избавиться от пристального взгляда обычной видеокамеры. Полупрозрачные кожухи купольной видеокамеры не позволяют определить, куда именно направлен взгляд видеокамеры, создается ощущение факта наблюдения, а не целенаправленного осмотра. Вторая причина, по которой лучше выбрать купольную камеру, состоит в том, что они малозаметны и имеют противоударную форму. Это сокращает возможность их выхода из строя. Помимо этого, купольные камеры лучше всего приспособлены к экстремальным значениям и перепадам температур, изменениям во внешней среде, таким как наличие пыли, испарений, химикатов, высокой влажности. По сравнению со стандартными камерами, подобные камеры имеют малорасчлененный корпус, что снижает попадание внутрь различного мусора, испарений. Поэтому подобное устройство требует замены или ремонта, гораздо реже. Пример купольной камеры показан на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 — Купольная камера

Сравнив два типа внутренних корпусных камер, стоит остановить выбор на купольных камерах по следующим причинам:

— малозаметны и имеют противоударную форму;

— гармонично вписываются в интерьер помещения;

— лучше приспособлены к перепадам температур;

— имеют герметичный корпус;

— повышенный срок службы по сравнению с купольными камерами.

Две модели купольных камер представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 — Купольные камеры внутренней установки

Сравнив характеристики двух камер, видно, что разрешение практически одинаково, однако несмотря не меньшую стоимость модели PROvision ASD-2 она имеет лучшую чувствительность. Этот факт позволяет ей лучше видеть объекты в темноте. Поэтому выбор стоит остановить на первой камере (PROvision ASD-2).

1.4.3 Выбор блока питания

Питающие провода от камер подключаются к источнику питания. Блок питания необходимо использовать качественный, желательно российского производства. Это обеспечит долгий срок службы и стабильную работу всей системы видеонаблюдения. Пример блока питания для камер видеонаблюдения показан на рисунке 1.11.

Каждая камера имеет характеристику «питание», например «9−15V DC/0,1А». Это означает, что камера питается от постоянного напряжения 9−15 В, а потребление тока камерой — 0,1А. В таком случае необходимо использовать блок питания, имеющий выходное напряжение в диапазоне от 9 до 15 В (например 12В) и максимальную силу тока более 0,1А.

Рисунок 1.11 — Блок питания

К одному блоку питания возможно подключение нескольких камер. В этом случае необходимо суммировать параметр «сила тока» каждой камеры. То есть для подключения например, двух камер, имеющих вышеописанную характеристику, необходим блок питания с максимальной силой тока не менее 0,2А.

1.4.4 Выбор регистрирующего устройства

Для организации системы видеонаблюдения необходимо наличие регистрирующего устройства, которое будет принимать видеосигнал с камер видеонаблюдения. В ООО «Лоцман-БТ» возможно несколько вариантов решения данного вопроса:

— использование специализированного цифрового видеорегистратора;

— использование видеосервера на основе ПК, включающего плату видеозахвата.

Оба варианта являются достаточно распространенными и позволяют организовать полноценную работу системы видеонаблюдения.

Система видеонаблюдения на базе цифрового видеорегистратора.

Цифровой видеорегистратор — устройство приема сигналов с видеокамер, записи их на жёсткий диск (HDD) и далее, по желанию пользователя, обеспечивает дальнейшую передачу данных на мониторы охраны, в том числе и удаленные, позволяет осуществить различные операции с полученным видеоматериалом.

Цифровой видеорегистратор представляет собой сложное электронное устройство, сходное по строению с компьютером или видеосервером и содержит в своём составе АЦП, процессор, жёсткий диск и другие компоненты. Для управления цифровым видеорегистратором на нём установлена специализированная операционная система. Перед записью оцифрованные видеоизображения, как правило, подвергаются компрессии с целью уменьшения занимаемого ими объёма на жёстком диске. Практически все цифровые видеорегистраторы могут работать как с монохромными, так и с цветными видеоизображениями. Многие видеорегистраторы имеют возможность подключения к компьютерной сети для передачи видеоизображений на компьютеры удалённых пользователей.

В системах видеонаблюдения цифровой видеорегистратор практически повсеместно заменил ранее применявшиеся для этих целей устройства — видеомагнитофон и квадратор. В настоящее время основным конкурентом видеорегистраторов в системах видеонаблюдения являются видеосерверы на основе компьютеров.

Система видеонаблюдения с видеосервером на основе ПК.

По своей сути видеосервер — это ПК с платой видеозахвата, к которой подключаются камеры. Функциональность видеосервера определяется установленным аппаратно-программным комплексом (АПК). В настоящее время на рынке представлено большое количество программных решений для систем видеонаблюдения. Есть как бесплатные, так и платные продукты. Выбор подходящего ПО должен быть обоснован, исходя из требований, предъявляемых заказчиком для системы видеонаблюдения.

Видеосерверы на базе компьютера существенно эффективней видеорегистраторов по соотношению функциональности и цены. А в категории высокопроизводительных многоканальных систем на базе плат видеозахвата с аппаратным сжатием практически не имеют альтернативы. В отличие от готовых видеорегистраторов, в видеосервере на базе ПК возможно увеличение количества каналов по мере необходимости. Для просмотра по сети интернет удаленных объектов через беспроводные сети GPRS, 3G и 4G можно применять недорогие USB модемы. Грамотно собранный и настроенный видеосервер не уступает по устойчивости работы видеорегистратору, а надежность его работы определяет качество примененных компонентов. Очень важно, что в случае возникновения неисправности, видеосервер на базе ПК быстро и легко ремонтируется.

Также видеосерверы на базе ПК обладают гибкой конфигурацией и открытой архитектурой, что позволяет наращивать и изменять параметры системы по мере необходимости. Кроме того, на базе видеосервера возможно создать интегрированную систему безопасности — видеоконтроль, аудиоконтроль, охрана территории, контроль телефонных переговоров, противопожарная безопасность, контроль доступа в помещения и т. д.

Таким образом, исходя из целей данного дипломного проекта и требований заказчика, предпочтительнее использовать видеосервер на базе ПК. Несмотря на большое количество достоинств цифрового регистратора, он имеет достаточно узкую специализацию. Приобретая видеорегистратор, пользователь получает только контроль за видеонаблюдением. Отсюда может возникнуть необходимость привлечения на работу сотрудника (вахтера), который будет постоянно следить за ситуацией на мониторе и контролировать процесс видеонаблюдения. В следующем пункте будет рассмотрен выбор ПК в качестве видеосервера.

1.4.5 Выбор ПК в качестве видеосервера Так как в качестве видеосервера был выбран обычный ПК, необходимо подобрать комплектующие таким образом, чтобы производительность была достаточной для организации данной системы видеонаблюдения. Также немаловажным фактором является стоимость комплектующих, поэтому при выборе необходимо обратить внимание не только на функционал, но и на цену товара. Все комплектующие для ПК (видеосервера) представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 — Комплектующие ПК

Выбор данных комплектующих для ПК, используемого в качестве видеосервера, обусловлен тем, что они сочетают в себе приемлемую цену, что немаловажно для предприятий малого и среднего бизнеса. Помимо этого в совокупности можно получить достаточно производительную систему, которая позволит реализовать возможность установки видеонаблюдения в полной мере.

Так как данный компьютер предназначен не для развлечений, а для работы, в частности для хранения видеозаписей с камер, то необходимость во внешней видеокарте отпадает. Поэтому за основу была взята материнская плата с интегрированным видеоадаптером, производительности которого достаточно для реализации поставленной задачи. Недорогого двухъядерного процессора также будет достаточно для обеспечения производительности всей системы, а кулер от Glacialtech обеспечит хорошее охлаждение процессора за приемлемую цену.

В настоящее время считается оптимальным объем памяти 1 Гб и более. Так как целью является создание видеосервера, то необходимо оснастить компьютер минимум 1 Гб оперативной памяти. Но для большей уверенности были приобретены два модуля памяти объемом 1 Гб каждый. Цена их достаточно мала и незначительна для заказчика, а плюсом является то, что модули будут работать в двухканальном режиме. За счет этого увеличиться производительность всей системы в целом.

Для установки операционной системы и необходимого программного обеспечения (ПО) был выбран жесткий диск объемом 500 Гб. Этого объема вполне достаточно для хранения системных файлов и ПО. В продаже имеются жесткие диски и меньшего объема, но разница в цене, например, между моделями объемом 250 Гб и 500 Гб несущественна. Поэтому целесообразней было выбрать жесткий диск большего объема, с запасом на будущее.

Для хранения архива видеозаписей с камер видеонаблюдения был выбран жесткий диск объемом 1 Тб. Такого объема будет достаточно для хранения архива видеозаписей при круглосуточном наблюдении в течении 15 дней.

Также для данного ПК был выбран корпус фирмы Foxconn со встроенным блоком питания (БП) мощностью 400W производства FSP. Мощности в 400W вполне хватит для стабильной работы всех компонентов ПК. Оптический накопитель, клавиатура и мышь выбирались из личных предпочтений заказчика, так как не играют важной роли в системе по сравнению с другими комплектующими и стоят достаточно дешево.

1.4.6 Выбор платы видеозахвата Система видеонаблюдения на основе платы видеозахвата — отличное и многофункциональное решение. Платы видеозахвата обладают большими функциональными возможностями и при этом стоят дешевле цифровых видеорегистраторов. Управлять компьютером также намного удобнее.

Плата видеозахвата — это устройство, позволяющее обрабатывать информацию, поступающую с видеокамер. В зависимости от характера и сложности решаемых системой задач могут применяться разные типы плат видеозахвата. Их внешний вид, функции и настройки могут сильно отличаться. Входящее в комплект ПО позволяет конвертировать, записывать и сжимать видеоматериал по усмотрению пользователя. Большинство плат имеет расширение PCI и встраиваются в PCI-слот ПК. Также есть платы со слотом PCI-X1, но в продаже они встречается гораздо реже.

Видеосервер на базе компьютера состоит из материнской платы, процессора, видеокарты, оперативной памяти, винчестера и платы видеозахвата. Эти устройства соединены между собой и функционируют как единый комплекс. Пример платы видеозахвата показан на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12 — Плата видеозахвата на 4 канала В зависимости от характера и сложности решаемых системой задач применяются разные типы плат видеозахвата. Их внешний вид, функции и настройки могут сильно отличаться.

Плата видеозахвата должна аппаратно в реальном времени от камер слежения кодировать видеосигнал в архивный формат. Это необходимо для того, чтобы пользователь имел возможность одновременно просматривать видео с камер и архивное видео [8][9].

При выборе платы видеозахвата следует обратить внимание на следующие характеристики:

— разрешение записи платы видеозахвата. Для большинства качественных плат максимальным разрешением будет 720×576, 640×480 пикселей. Запись с меньшим разрешением может быть оправдана, но рассмотреть детали на такой картинке будет проблематично;

— количество каналов. Чаще всего в продаже есть платы на 2,4,8 и 16 каналов. Исходя из этого, выбор следует делать по числу устанавливаемых на данный момент видеокамер;

— скорость записи платы видеозахвата — количество кадров в секунду на один канал. Запись в реальном времени (25 кадров/сек) может быть оправдана там, где много быстро движущихся объектов. В характеристиках платы обычно указывается общая скорость записи на все каналы. Например, у восьмиканальной платы общая скорость 200 кадр/сек. Следовательно, максимальная скорость записи на один канал составит 25 кадр/сек. В большинстве случаев достаточно скорости записи 10 кадров/сек на один канал;

— варианты записи плат видеозахвата. Запись может осуществляться по детектору движения, по расписанию, по тревожным входам. У большинства плат присутствуют эти варианты записи;

— удаленный доступ плат видеозахвата к системе видеонаблюдения с разграничением прав доступа. Полезная функция. Доступ может осуществляться как по локальной сети, так и из любой точки мира через Интернет;

— совместимость платы видеозахвата с компонентами компьютера. Многие производители предъявляют специфические требования к компьютеру, что создает определенные трудности;

— поиск и просмотр записанных видеофайлов. Очень важно чтобы поиск был удобен и не занимал много времени. Некоторые платы позволяют одновременно просмотреть сразу несколько камер, что экономит время на поиск и выявление необходимых фрагментов видео;

— возможность расширения плат видеозахвата количества видео каналов путем добавления дополнительной платы видеозахвата. Данная возможность позволяет легко и при минимальных затратах расширить систему видеонаблюдения.

Так как предприятие OOO «Лоцман-БТ» располагается в двух зданиях, планируется установить в каждом здании по одному видеосерверу. В первом здании расположено пять камер видеонаблюдения, во втором четыре камеры. Таким образом, при выборе плат видеозахвата необходимо приобрести одну плату на восемь каналов (для первого здания) и одну плату на четыре канала (для второго здания).

Оптимальным выбором будут платы видеозахвата фирмы «Дозор». Платы этой фирмы отличает высокое качество устройств и доступная цена. Также в комплекте поставки присутствует русскоязычное программное обеспечение (ПО), с помощью которого очень удобно и достаточно просто пользователь сможет настроить систему видеонаблюдения под себя. Характеристики плат приведены ниже в таблице 1.5.

Таблица 1.5 — Платы видеозахвата «Дозор»

Таким образом, заказчик получает современную функциональную систему видеонаблюдения на основе двух плат видеозахвата за небольшие деньги.

2. Специальная часть

2.1 Технологический процесс проводки сети Видеоданные от камер будут передаваться по кабелю КВК-П-2. Это высокочастотный комбинированный кабель для систем видеонаблюдения, который содержит коаксиальный кабель РК75 2−13 и два питающих провода. Стоит отметить, что для уличной камеры видеонаблюдения будет использоваться специальный комбинированный кабель, предназначенный для прокладки на улице. Он обладает улучшенной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), способен выдерживать достаточно сильные перепады температур, а также имеет лучшие влагозащитные свойства. Внешняя изоляция такого кабеля окрашена в черный цвет. Пример представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 — Уличный комбинированный кабель Камеры видеонаблюдения имеют выход под BNC-разъем, так же как и платы видеозахвата. Таким образом, необходимо обжать кабеля с двух сторон BNC-коннекторами, чтобы обеспечить соединение всех компонентов системы видеонаблюдения. Пример BNC-коннектора представлен на рисунке 2.2.

В России наиболее распространены три типа разъемов BNC: «под пайку» отечественного производства марки «СР», предназначенные для использования в сетях с волновым сопротивлением 50 Ом и частотой до 10 ГГц, а также «под обжим» и «под накрутку» импортного производства. Существует несколько разновидностей отечественных разъемов «под пайку», отличающихся, в основном, используемыми при их изготовлении материалами.

Рисунок 2.2 — BNC-коннектор Разъемы «под пайку» обычно не обеспечивают должного качества соединения, поскольку малейшая неосторожность в припаивании контакта центральной жилы или экрана приводит к тому, что при случайном шевелении кабеля сеть перестает работать, и локализовать сбойный участок оказывается крайне сложно. Поэтому опытные специалисты рекомендуют приобретать разъемы BNC «под обжим», которые не только полностью соответствуют стандарту Ethernet 10Base2, но и крайне просты в монтаже. Пример BNC-разъема «под обжим» показан на рисунке 2.3.

Перед непосредственным обжимом кабеля необходимо проделать следующие операции:

— подготовить кабель к проложению;

— произвести рассверливание отверстий в стенах здания для кабеля;

— приготовить и проложить вдоль стен по всему маршруту (проводки кабеля) защитные короба;

— положить кабель в соответствующие короба и закрыть их крышкой.

Рисунок 2.3 — BNC-разъем «под обжим»

Как видно из рисунка выше, данный разъем состоит из следующих частей:

— манжета (1);

— контактная площадка заземления (2);

— разъем (3);

— контакт центрального провода (4).

Помимо самого разъема для обжима кабеля также понадобится обжимной инструмент для коаксиального кабеля. Если обжимного инструмента нет под рукой, можно воспользоваться обыкновенными пассатижами. Однако в этом случае при монтаже следует проявлять особую осторожность, так как повышается риск повредить кабель.

Рисунок 2.4 — Обжимной инструмент Также для монтажа понадобится инструмент для снятия изоляции кабеля, представленный на рисунке 2.5. При отсутствии такого инструмента можно воспользоваться обычным ножом, однако риск повредить кабель возрастает. Поэтому необходимо действовать аккуратно.

Рисунок 2.5 — Инструмент для зачистки кабеля Подготовка кабеля к обжиму под BNC-разъем состоит из следующих действий:

— обрезать кабель под прямым углом к оболочке;

— вставить конец кабеля в инструмент для зачистки, как показано на рисунке 2.6;

Рисунок 2.6 — Кабель вставлен в инструмент для зачистки

— сжать инструмент для зачистки кабеля и повернуть несколько раз;

— повернуть еще несколько раз, используя кольцо, как показано на рисунке 2.7;

Рисунок 2.7 — Зачистка кабеля

— не разжимая инструмента, вытащить кабель, как изображено на рисунке 2.8;

Рисунок 2.8 — Снятие изоляции с кабеля

— завернуть оплетку кабеля назад от диэлектрика поверх оболочки, как показано на рисунке 2.9;

Рисунок 2.9 — Заворачивание оплетки

На этом зачистка кабеля завершена. Зачищенный и подготовленный кабель показан на рисунке 2.10.

Рисунок 2. 10 — Кабель зачищен Далее нужно надеть на центральную жилу контакт. При этом нужно, что бы кончик проводника полностью умещался внутри контакта, а последний краем плотно прилегал к срезу диэлектрика. При этом остаток жилы должен быть достаточно длинным, что бы надежно удерживаться всей внутренней поверхностью контакта после его обжимания. Затем посредством обжимного инструмента или тонких плоскогубцев необходимо зажать цилиндрическую часть контакта центрального провода таким образом, чтобы он надежно зафиксировался на проводящей жиле. Далее следует обжать контакт с помощью инструмента до щелчка. Обжимание центрального контакта не требует особых навыков. Достаточно обычной аккуратности. Перепутать штамп почти невозможно, а способ укладки хорошо виден на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 — Обжим центрального контакта Главное — не повредить рабочую часть центрального контакта, для чего при обжиме она должна находиться в специальной прорези.

Затем необходимо надеть на кабель разъем до щелчка таким образом, чтобы контакт центрального провода показался из соответствующего отверстия во внутренней части разъема. Но перед этим стоит не забыть про трубочку (гильзу), при помощи которой обжимается оплетка. Желательно надеть ее в самом начале работы, еще до надрезания — тогда не будет мешать оплетка. Но не поздно это сделать и непосредственно перед установкой корпуса разъема. Пример показан на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 — Вставка разъема на кабель Далее следует равномерно обмотать ранее расплетенные проводники экранирующей оплетки вокруг рифленой контактной площадки заземления. Если волокна экранирующей оплетки окажутся слишком длинными, их можно обрезать на требуемое расстояние.

Оплетку (и фольгу, если она есть) нужно аккуратно расправить, и пустить поверх хвостовика корпуса разъема. Если кабель имеет редкую или непрочную оплетку, то желательно ее собрать в несколько более плотных «косичек». Затем нужно поставить трубочку на место, как показано на рисунке 2.13.

Далее нужно поместить разъем в обжимное устройство и обжать. Обжимной инструмент позволит сделать это только «в одно движение», и только с определенным усилием. Пример обжима оплетки показан на рисунке 2.14.

Рисунок 2.13 — Разъем перед обжимом оплетки Рисунок 2.14 — Обжим оплетки BNC-разъема Кабель готов к использованию, и его можно присоединять к оборудованию. Пример обжатого кабеля показан на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 — Готовый к использованию кабель с разъемами Для качественной разделки разъемов на кабель лучше использовать фирменный обрезной и обжимной инструмент, рекомендованный для данного типа кабеля и разъемов, иначе качество контакта гарантировать проблематично.

2.2 Установка сети Для управления работой системы видеонаблюдения с платами видеозахвата поставляется специальное программное обеспечение, которое позволяет реализовать весь потенциал системы. ПО имеет множество настроек и функций. Таким образом, конечный пользователь имеет возможность настроить систему видеонаблюдения под себя.

Ниже рассмотрен пример установки и настройки ПО, поставляемого с платой видеозахвата «Дозор S-4100E», которая используется в дипломном проекте.

Входящее в комплект поставки любой системы видеонаблюдения ДОЗОР программное обеспечение имеет простой и удобный интерфейс, не накладывает каких-либо особенных требований на компьютер, при этом обладает широким функционалом, достаточным как для домашнего использования, так и для профессионального применения. Первый этап установочного процесса показан на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 — Установка ПО «ДОЗОР»

Вместе с программным обеспечением необходимо установить драйверы используемых устройств, то есть многоканальных контроллеров. Эта процедура также автоматизирована и выполняется при инсталляции ПО с диска, входящего в комплект платы видеозахвата. Пример установки драйверов устройств показан на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 — Установка драйверов устройств Поскольку системы многоканальные, запись видео может ощутимо загрузить работой жесткий диск, поэтому уже на этапе установки программа предлагает пользователю выбрать разные физические диски для самой системы и для хранимых записей. Пример выбора жестких дисков показан на рисунке 2.18.

Рисунок 2.18 — Выбор жестких дисков

Затем, как показано на рисунке 2.19, необходимо выбрать телевизионную систему, в которой будет работать плата. Следует учитывать, что большое число недорогих камер, поставляемых в Россию, поддерживает только PAL, собственно, эта система и рекомендована фирмой «ДОЗОР» для использования.

Рисунок 2.19 — Выбор телевизионной системы Запустив программу, пользователь увидит ее главное окно, которое представлено на рисунке 2.20. Вывести можно либо картинку с одной камеры крупно, либо поделить область вывода видео на четыре, девять или 16 частей — по числу задействованных камер.

Рисунок 2.20 — Главное окно программы В правом верхнем углу, под логотипом ДОЗОР, размещены 32 кнопки (два блока по 16 кнопок) для быстрого переключения на нужную камеру. Ниже этой области — блок клавиш для управления камерой — ее движением, увеличением, фокусировкой и резкостью, если, конечно, таковые настройки камера поддерживает и подключена корректно.

Снизу слева, под картинкой с камер, расположен ряд кнопок, управляющих отображением, тем, на сколько частей будет поделено окно вывода видео, чередованием картинок с камер и т. п. В центре на синем фоне указана текущая дата и время, а справа — кнопки, управляющие системой, среди которых следует выделить ту, что отвечает за настройки и параметры.

На первой вкладке настроек, представленной на рисунке 2.21, каждой из камер можно присвоить имя, которое лучше, чем безликий номер, будет указывать на местоположение или назначение камеры. Также здесь настраивается разрешение (от 352×288 до 704×576), количество кадров в секунду, уровень качества, которым определяется степень сжатия. Тут же можно переключиться на работу в другой ТВ-системе. Если PAL не устраивает, можно включить NTSC или наоборот.

Рисунок 2.21 — Первая вкладка настроек

Вторая вкладка настроек, представленная на рисунке 2.22, напоминает планировщик задач — здесь для каждой камеры проставляются часы ее работы.

Рисунок 2.22 — Вторая вкладка настроек Третья вкладка настроек, представленная на рисунке 2.23, посвящена управлению пользовательскими учетными записями, каждому из них можно ограничить права на операции, которые могут повлиять на стабильность работы.

Рисунок 2.23 — Третья вкладка настроек Четвертая вкладка настроек, представленная на рисунке 2.24, содержит сетевые настройки, она полезна при работе с программой с удаленного ПК через локальную сеть или Интернет. Интересно то, что есть возможность наблюдения издалека, с другого компьютера в любой точке планеты, причем эта функция доступна, даже если ПК с программным обеспечением ДОЗОР подключен посредством ADSL и имеет динамический IP-адрес. Также, еще одним достоинством ПО ДОЗОР является возможность выбора сокет-портов, по которым будет осуществляться связь между сервером и удалённым клиентом. Это существенно повышает безопасность удалённого сервера и позволяет обойти сетевые системы защиты типа брандмауэров на пути между сервером и клиентом.

Рисунок 2.24 — Четвертая вкладка настроек Пятая вкладка настроек, представленная на рисунке 2.25, содержит информацию об управлении питанием ПК, планирование перезагрузок и выключений.

Шестая вкладка настроек позволяет управлять сохранением материалов. Здесь указываются диски и пути, где материал должен храниться.