Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2015 в 13:52, дипломная работа
Целью дипломной работы является модернизация передачи информации в системе городского видеонаблюдения на основе анализа современных технологий.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать современные технологии передачи информации
- разработать проект системы видеонаблюдения на основе новой технологии
- подготовить и настроить необходимое оборудование
- внедрить разработки в действующую систему видеонаблюдения
Стандарт IEEE 802.16 (WiMAX) позволяет покрыть сигналом площадь радиусом до 11 километров, без прямой видимости.
Основанный на проверенной технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным разделением каналов), стандарт позволяет эффективнее, чем Wi-Fi, решать проблемы, связанные с невидимыми (Non-Line of Sight - NLOS) участками среды, в особенности 802.11 a/g. Такие участки, являющиеся главной причиной многоканальной среды, могут вызывать задержки сигнала, и в наружной среде сигналы обычно проходят большее расстояние, чем во внутренней. Кроме того, WiMAX использует алгоритм направления с целью обеспечения необходимого качества услуг (Quality of Service - QoS) для трафика, критичного по времени (голос и видео). WiMAX имеет также встроенные возможности кодирования передаваемых данных для предотвращения их прослушивания. В WiMAX используется стандарт кодирования данных (Data Encryption Standard - DES) и тройной DES - для кодирования ключа.
Кроме того, WiMAX использует алгоритм направления с целью обеспечения необходимого качества услуг (Quality of Service - QoS) для трафика, критичного по времени (голос и видео) WiMAX имеет также встроенные возможности кодирования передаваемых данных для предотвращения их прослушивания.
Дополнительной особенностью WiMAX является возможность применения Развитой Системы Шифрования (AES), которая используется в наиболее чувствительных к безопасности применениях.
Оборудование WiMAX, которое используется в сетях, позволяет достигать результатов, которые более чем в два раза превышают показатели широкополосных сетей беспроводного доступа предыдущего поколения. Данное отличие можно увидеть, сравнив реальную скорость передачи данных в расчете на один Гц ширины канала. Соответственно стандарту WiMAX, к параметрам спектральной маски, характеристикам избирательности приемника по соседним каналам, уровням, допустимым для внеполосного излучения и уровням, которые допускаются каждому виду модуляции для интерференции, предъявляются достаточно высокие требования. Таким образом, оборудование WiMAX имеет веские отличия от систем preWiMAX, потому как способно с наибольшей эффективностью работать, как широкополосные многоканальные системы распределительного типа, который имеет низкий уровень внутрисистемной интерференции и отвечает все поставленным нормам перед электромагнитной совместимостью.
Новые качества, предлагаемые технологией WiMAX, способствуют достижению исключительно высоких параметров и экономичности при построении беспроводных IP систем видеонаблюдения следующего поколения.
Развитие новых беспроводных технологий содействует внедрению рентабельных коммерческих беспроводных систем видеонаблюдения в тех областях, где традиционно применение таких систем считалось невозможным или непрактичным.
Справедливости ради надо отметить, что радиочастотным сетям на основе WiMAX (а в равной степени и другим сетям, в которых используется временной дуплекс) при их применении в сетях видеонаблюдения свойственны и недостатки. Сети видеонаблюдения можно отнести к классу сетей сбора видеоинформации. При этом количество информации, передаваемой в обратных каналах всегда значительно больше, чем в прямом канале, в котором передаются только команды управления параметрами передатчиков трансиверов, к которым подключены периферийные видеокамеры, и команды управления самими роботизированными видеокамерами. При малых размерах сети (малом количестве видеокамер) перекос трафика становится недопустимо большим. С этой точки зрения режим временного дуплекса, закрепленный стандартом WiMAX, оказывается неоправданным.
По своей сути WiMAX представляет технологию, позволяющую обеспечить доступ в интернет со скоростью сетей класса T1, с производительностью и покрытием, гораздо большим, нежели у современных сетей Wi-Fi.
Гибкость вариантов внедрения и экономическая эффективность делает такую технологию беспроводной связи идеальным средством доставки видеоизображения с большого числа территориально распределенных камер.
В условиях необходимости расширения системы видеонаблюдения требуется найти технологию передачи данных с видеокамер на пульт дежурного, удовлетворяющую техническим требованиям по ширине канала, легкости в развертывании, и защищенности информации от несанкционированного доступа.
Целью создания
Назначение системы видеонаблюдения:
Системы видеонаблюдения должны обеспечивать устойчивость к несанкционированным воздействиям:
Tsunami МР.11- гибкий беспроводной
Tsunami 2454-R может быть развернут в экстремальных
погодных условиях, так как выполнено
во всепогодном корпусе. Для охлаждения
и нагревания применяются элементы Пелтье .
Tsunami 2454-R поддерживает частотный диапазон
2.4ГГц , доступны 14 неперекрывающихся канала
с пропускной способностью от 6 до 54 Мбит/с.
Модуль Базовой Станции– центральное устройство, контролирующее связь. Базовая станция передает информацию на Абонентские Устройства или Пользовательские Абонентские Устройства .Является центральным узлом в системе точка-многоточка, выполняет функции контроля за трафиком в сети. Пропускная способность от 6 до 36 Мбит/с.
Один модуль базовой станции обслуживает до 250 абонентов.
VisioBox- профессиональное цифровое оборудование, позволяющее кодировать\ раскодировать видеосигнал, взаимодействие с внешними аудио устройствами, возможность расширять количество плат и носителей информации, распознавать движение. VisioBox – это профессиональный IP кодек с низкой плотностью портов, функционирующий на базе технологии сжатия на основе элементарных волн -VisioWave 3D-Wavelet, которая позволяет получать изображения профессионального качества в форматах PAL и NTSC в системах цифрового видеонаблюдения.
VisioBox отличается модульной
В настоящее время выпускаются видеокамеры для систем телевизионного наблюдения (включая модификации), отличающиеся:
С целью обеспечения качественной работы в условиях переменной яркости изображения и различных уровней фоновых засветок современные телекамеры, для систем телевизионного наблюдения, оснащаются подсистемами компенсации этих воздействий.
В целях увеличения сектора обзора, телевизионные камеры устанавливают на поворотные устройства с горизонтальным или с горизонтальным и вертикальным сканированием. При повороте камеры следует учитывать возможные реакции систем компенсации внешних воздействий (засветка, воздействие импульсных источников искусственного освещения и т.д.).
Поворотные видеокамеры высокого разрешения PELCO представляет собой полноприводную систему позиционирования, в состав которой входят поворотное устройство, термокожух, и камера. Вращается в горизонтальной плоскости на 360º со скоростью до 100º/с и осуществляет наклон в вертикальной плоскости от -83º до +33º со скоростью до 30º/с. Эта камера выдерживает температуры от -45º до +65º и скорость ветра до 51 м/с.
При установке на улице, телекамеры помещаются в специальные защитные корпуса – защитные кожуха. Они предназначены для работы в широком диапазоне климатических условий и позволяют использовать различные комбинации телевизионных камер и объективов. Кожух снабжается солнцезащитным козырьком, платой для установки камеры, нагревателем, термостатом и коммуникационной панелью.
Качество видео отображаемого на мониторе наблюдателя в значительной степени определяется разрешением используемых видеокамер. При построении видео сети в данном случае решено использовать камеры высокого разрешения Pelco (США). Угол обзора, а следовательно качество и разрешение изображения изменяется в ручную в процессе монтажа камеры. Это позволяет обзор камер адаптировать под задачу.
Видеонаблюдение в городе осуществляется 42 камерами высокого разрешения Pelco ES3012.
Камера видеонаблюдения Pelco ES3012 может свободно, без ограничения, поворачиваться на 360°, что позволяет пользователям производить видеомониторинг всего пространства вокруг камеры, используя только одно это устройство. Кроме того, камера оснащена мощным 26-кратным вариообъективом, позволяющим, изменяя масштаб, очень четко видеть мелкие или удаленные объекты. Рассчитанная на круглосуточную работу, камера видеонаблюдения Pelco ES3012 оснащена функцией День/Ночь и обеспечивает получение разборчивых изображений даже при низкой освещенности. Благодаря использованию совершенной технологии обработки изображений, камера предоставляет возможность выбора трех форматов сжатия – JPEG, MPEG-4 и H.264, так что пользователь может легко выбрать наиболее подходящий формат для сетевой передачи и целей видеомониторинга.
От видеокамеры на устройство оцифровки идет коаксикальный кабель
В данном случае используется устройство малой емкости –VisioBox, т.к. использование большого количества территориально распределённых камер делает нерентабельным использование устройств большой ёмкости
В начальной конфигурации VisioBox имеет один видеопорт и два слота расширения. При необходимости увеличения емкости устройства устанавливаются две дополнительные платы расширения содержащая каждая один видеопорт. Таким образом, максимальная емкость VisioBox составляет 3 порта. Вместо одной из плат в устройство можно установить жесткий диск на 60Г для записи видеосигналов.
Каждый видеопорт может использоваться как для кодирования ( для передачи видеоизображений от видеокамер), так и для декодирования ( для вывода видеосигнала на монитор) видеосигнала.
К порту можно подключить одну видеокамеру или монитор.
Кроме того, на борту VisioBox и на платах расширения имеется разъем для подключения входа и выхода внешних аудиоустройств. Для управления позиционирующими устройствами камер используется порт RS232/485.
В качестве дополнительной опции, VisioBox имеет порт цифрового ввода вывода. В данном случае это сухие релейные контакты ввода результатов срабатывания различных датчиков и вывода позволяющие управлять внешними устройствами.
При профессиональном видеонаблюдении большое значение имеют функции сжатия и передачи видеоизображения В систему видеонаблюдения входит большое количество кодеров для камер и , как правило, ограниченное число декодеров для мониторов. Пропускная способность может быть ограничена из-за больших потоков, периодически передаваемых на монитор через узкие полосы. Задержка изображения должна быть минимальной при работе в режиме реального времени. Главными требованиями также является необходимость показа потока видеоданных на различных терминалах с разным разрешением (КПК, ПК, монитор, дисплей), а также быстрая коммутация видеосигналов.