- Tác giả: Nguyễn Thị Bích Ngọc Lớp: Kỹ thuật truyền thông – Khóa: 2012A Viện: Điện tử - Viễn thông Trƣờng: Đại học Bách Khoa - Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2013 2 LỜI CAM ĐOAN Sau gần hai năm học tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu các công nghệ giám sát dùng camera và thiết kế hệ thống giám sát cho trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex” làm đề tài luận văn tốt nghiệp. - 9 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT DÙNG CAMERA. - Phân loại camera giám sát. - Phân loại theo kỹ thuật đƣờng truyền. - Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh. - Phân loại theo tính năng sử dụng. - 27 CHƢƠNG II: HỆ THỐNG CAMERA IP VÀ MÔ HÌNH TCP/IP. - Camera IP. - Các thông số kỹ thuật. - Mô hình TCP/IP. - 47 CHƢƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX. - Một số mô hình hoạt động. - Mô hình hệ thống đơn giản. - Mô hình hệ thống kết hợp. - Mô hình hệ thống tích hợp công nghệ cao. - Mô hình hệ thống ma trận. - Mô hình hệ thống camera IP. - Giải pháp thiết kế mô hình giám sát từ xa. - Đặc tả hệ thống. - Phân tích hệ thống. - Thiết kế hệ thống. - 31 Bảng 2.2: Góc quan sát. - 44 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo của camera. - 13 Hình 1.2: Camera giám sát có dây và đầu ghi hình. - 14 Hình 1.3: Camera không dây. - 15 Hình 1.4: Hệ thống camera CCTV. - 16 Hình 1.5: Hệ thống camera IP. - 17 Hình 1.6: Camera CCD. - 18 Hình 1.7: Camera CMOS. - 19 Hình 1.8: Mini Camera. - 19 Hình 1.9: Camera áp trần. - 20 Hình 1.10: Speed - Dome Camera. - 20 Hình 1.11: Camera quan sát hồng ngoại. - 21 Hình 1.12: Camera 3D. - 21 Hình 1.13: Camera 3D tí hon. - 22 Hình 1.14: Các khu vực nhiễm phóng xạ hiện rõ trƣớc ống kính của camera mới. - 23 Hình 2.1: Ống kính. - 30 Hình 2.2: Fixed lens. - 31 Hình 2.3: Varifocal lens. - 31 Hình 2.4: Zoom lens. - 32 8 Hình 2.5: Cấu trúc camera IP. - 32 Hình 2.6: Khái quát về mô hình TCP/IP. - 36 Hình 2.7: Cấu trúc gói tin TCP. - 39 Hình 2.8: Ba bƣớc bắt đầu kết nối TCP. - 41 Hình 2.9: Bốn bƣớc kết thúc kết nối TCP. - 41 Hình 2.10: Cấu trúc gói tin UDP. - 42 Hình 3.1: Mô hình hệ thống đơn giản. - 49 Hình 3.2: Mô hình hệ thống kết hợp. - 50 Hình 3.3: Mô hình hệ thống tích hợp công nghệ cao. - 51 Hình 3.4: Mô hình hệ thống ma trận. - 52 Hình 3.5: Mô hình hệ thống camera IP. - 52 Hình 3.6: Mô hình giám sát từ xa sử dụng camera analog. - 54 Hình 3.7: Mô hình giám sát từ xa sử dụng camera analog và camera IP. - 56 Hình 3.8: Biểu đồ hệ thống giám sát. - 57 Hình 3.9: Sơ đồ cấu trúc thống camera. - 57 Hình 3.10: Mô hình hoạt hệ thống. - 59 Hình 3.11: Camera VT-6112IR. - 61 Hình 3.12: Đầu ghi hình VANTECH VP-16700NVR2. - Lý do chọn đề tài Xu hƣớng phát triển công nghệ giám sát đang là cuộc cách mạng công nghệ cao hiện nay trên thế giới. - Một loạt giải pháp đƣợc kết hợp trong giám sát nhằm đƣa ra các biện pháp đảm bảo an toàn cho xã hội và an ninh quốc gia. - Chính vì vậy việc sử dụng hệ thống giám sát là sự lựa chọn tối ƣu và đƣợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng do những lợi ích to lớn mà công nghệ này mang lại đối với sự phát triển khoa học công nghệ và kinh tế xã hội. - Các hệ thống giám sát sử dụng camera đƣợc đƣa vào sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống nhƣ: hệ thống camera giám sát giao thông, hệ thống camera giám sát cho gia đình, siêu thị, trƣờng học… Trong tƣơng lai gần, camera quan sát đƣợc ứng dụng phổ biến trong tất cả các căn nhà và các công ty trong việc giám sát, quản lý và bảo vệ tài sản. - Dƣới sự hỗ trợ của camera quan sát thì việc giám sát giao thông trên các tuyến đƣờng, giám sát an ninh tại các khu vực nhạy cảm trong thành phố và quản lý nhân sự tại các công ty trở nên đơn giản và hiệu quả. - Để phát triển công nghệ giám sát dùng camera cần thiết có một mô hình sản phẩm đáp ứng yêu cầu của hệ thống hạ tầng, dựa trên nhu cầu thiết thực của trƣờng Cao đẳng nghề kinh tế - kỹ thuật Vinatex - một trƣờng mũi nhọn của tập đoàn Dệt may Việt Nam trong lĩnh vực cung ứng nguồn nhân lực Dệt - May, tác giả đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu các công nghệ giám sát dùng camera và thiết kế hệ thống giám sát cho trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex” 2. - Ngoài nƣớc Hệ thống camera quan sát đầu tiên đƣợc cài đặt bởi Siemens AG tại Test Stand VII trong Peenemünde, Đức vào năm 1942, để quan sát quá trình phóng của tên lửa V-2. - 10 Ở Mỹ, hệ thống camera quan sát thƣơng mại đầu tiên đã có từ năm 1949, đƣợc gọi là Vericon. - Xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1973 ở quảng trƣờng Times thành phố New York, hệ thống camera quan sát đƣợc lắp đặt để ngăn chặn tội phạm đang phát triển trong khu vực. - Ngƣời đầu tiên sử dụng khái niệm camera quan sát tại Vƣơng quốc Anh là vua Lynn, Norfolk. - Trong những thập kỷ gần đây, việc sử dụng camera giám sát ở những không gian công cộng càng ngày càng phổ biến, đặc biệt là ở Anh. - Ban đêm hình ảnh mờ nhạt rất khó quan sát. - Năm 1949 khái niệm về camera quan sát đƣợc giới thiệu bởi George Orwell. - Năm 1966 NASA dùng camera quan sát ghi hình lại bề mặt của mặt trăng. - Ở trong nƣớc Cho đến nay hệ thống giám sát dùng camera đƣợc sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực khác nhau để phục vụ mục đích theo dõi giám sát và an ninh và trên nhiều tỉnh thành khác nhau. - Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu các công nghệ giám sát dùng camera. - Các yêu cầu, công cụ và triển khai thiết kế hệ thống giám sát tại trƣờng Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex. - Đối tƣợng nghiên cứu Các công nghệ giám sát trên thế giới và trong tƣơng lai sẽ sử dụng. - Áp dụng vào việc thiết kế hệ thống cho việc giám sát an ninh của trƣờng Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex. - Phạm vi nghiên cứu Xây dựng công cụ thiết kế hệ thống giám sát tại trƣờng Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex. - Những đóng góp chính của luận văn Chƣơng 1: Tổng quan về các hệ thống giám sát dùng camera 12 Chƣơng 2: Hệ thống Camera IP và mô hình TCP/IP Chƣơng 3: Đề xuất giải pháp thiết kế hệ thống giám sát cho trƣờng Cao đẳng nghề kinh tế - kỹ thuật Vinatex. - Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. - Nhóm các phƣơng pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu tài liệu lý luận về hệ thống giám sát dùng camera qua các tài liệu trong và ngoài nƣớc. - Nghiên cứu các tài liệu hƣớng dẫn sử dụng và thiết kế hệ thống giám sát. - 13 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT DÙNG CAMERA Chƣơng này trình bày về khái niệm, cấu tạo, phân loại và ứng dụng của một camera quan sát, từ đó làm tiền đề để phát triển một hệ thống giám sát hoàn thiện. - Khái niệm Camera Camera giám sát giống nhƣ một máy ảnh sử dụng dụng cụ quang học ghi lại hình ảnh, hình ảnh này có thể đƣợc lƣu trữ trực tiếp hoặc chuyển đến một vị trí khác, hoặc cả hai. - Mỗi camera thƣờng có ba dây: Dây tín hiệu hình, RS485 và dây cấp nguồn.[5] Hình 1.1: Cấu tạo của camera 1.2. - Phân loại camera giám sát Có thể phân loại camera giám sát theo bốn cách. - Phân loại theo kỹ thuật đƣờng truyền Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh Phân loại theo công nghệ cảm biến Phân loại theo tính năng sử dụng 14 1.2.1. - Phân loại theo kỹ thuật đƣờng truyền Theo kỹ thuật đƣờng truyền có thể chia camera làm hai loại: Camera có dây và camera không dây. - Để đáp ứng đƣợc yêu cầu công tác nghiệp vụ, hệ thống camera giám sát đƣợc tổ chức gồm các bộ phận chính sau: các thiết bị xử lý và điều khiển ở trung tâm, các camera, thiết bị thu phát để nhận tín hiệu video và tín hiệu điều khiển từ camera sau đó truyền về trung tâm thông qua hệ thống truyền dẫn cáp quang.[9] Hình 1.2: Camera giám sát có dây và đầu ghi hình Camera không dây Camera không dây là loại camera đƣợc sử dụng truyền tín hiệu không cần dây cáp đồng trục, tuy nhiên vẫn có dây nguồn. - Hệ thống camera không dây có ƣu điểm là 15 dễ thi công lắp đặt, tuy nhiên hệ số an toàn không cao. - Camera không dây sử dụng giải pháp vô tuyến, đây là giải pháp hiển thị hình ảnh giám sát thông qua giao diện kết nối ra của máy tính quản lý, theo phƣơng thức E-LAN. - Hệ thống bao gồm các thành phần chính nhƣ sau: Camera giám sát, thiết bị phát vô tuyến truyền tín hiệu, bộ định tuyến vô tuyến không dây, bộ thu phát vô tuyến băng rộng trạm gốc, trung tâm thu điều khiển. - Camera không dây sử dụng sóng vô tuyến RF để truyền tín hiệu, tần số thƣờng dao động từ 1,2 MHz đến 2,4 MHz.[9] Hình 1.3: Camera không dây 1.2.2. - Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh Theo kỹ thuật này có thể phân loại theo hai cách: Camera analog và camera IP. - Camera analog (CCTV) Hệ thống CCTV cơ bản bao gồm camera analog dùng để giám sát, thiết bị lƣu trữ, điều khiển camera và thiết bị hiển thị. - Hệ thống này đƣợc ghi hình băng từ xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu vector màu. - Hệ thống này còn một kiểu kết nối bằng dây tín hiệu đến card ghi hình đƣợc gắn trên máy tính, camera đƣợc bố trí tại các khu vực cần quan sát, truyền hình ảnh liên tục về trung tâm điều khiển. - [3] Ngày nay, hệ thống CCTV đã đƣợc tích hợp với các công nghệ mới giúp cho việc lƣu trữ, xem lại cũng nhƣ sao lƣu dữ liệu trở nên cực kỳ dễ dàng. - Hệ thống còn có thể tích hợp vào mạng LAN hoặc Internet giúp ngƣời điều khiển có thể thao tác từ xa vào hệ thống. - Hình 1.4: Hệ thống camera CCTV Camera IP Hệ thống sử dụng camera IP đƣợc xây dựng nhƣ một hệ thống xử lý độc lập do có bộ vi xử lý đƣợc tích hợp bên trong
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt