Файл: А. В. Ялаев Л. Р. Ибатуллин 2018 г.pdf

12.03.01.2018.438 ПЗ
26
Лист
Рисунок 1.8 – Внешний вид коммутатора Cisco SG300-10MPP-K9-EU
1.3.3 Коммутатор HPE V1910-24G-PoE+ JG539A
Эти устройства идеально подходят для сред, где требуется точное управление, а также гибкость и интеллектуальные функции для простоты настройки и администрирования сети. Устройства серии 1910 – это простые в администрировании коммутаторы с интеллектуальным управлением, фиксированной конфигурацией и расширенным набором функций. К настраиваемым функциям коммутаторов относятся базовые функции уровня 2, такие как виртуальные локальные сети (VLAN) и агрегирование каналов, а также более сложные функции, как например статическая маршрутизация уровня 3 и списки управления доступом.
Характеристики коммутатора и внешний вид HPE V1910-24G-PoE+ JG539A представлены в таблице 1.3 и на рисунке 1.9. [6]

12.03.01.2018.438 ПЗ
27
Лист
Таблица 1.3 – Характеристики коммутатора HPE V1910-24G-PoE+ JG539A
Классификация
Тип коммутатор
Бренд
HPE V1910-24G-PoE+ JG539A
Вид настраиваемый
Размещение монтируемые в стойку
Порты
Базовая скорость передачи данных
24
Общее количество портов коммутатора 24
Количество портов 100 Мбит/сек
2
Количество портов 1 Гбит/сек есть
Поддержка PoE
24
Количество SFP-портов
2
Технические характеристики
Размер таблицы МАС адресов
16384
Внутренняя пропускная способность
8.8 Гбит/сек
Скорость обслуживания пакетов
6,6 Mpps
Буфер пакетов
512 Кб
Условия эксплуатации
Рабочая температура от 0°C до +40ºC
Рабочая влажность от 10% до 90%, без конденсата
Потребляемая мощность
220 Вт
Ширина
442 мм
Высота
44 мм
Глубина
238 мм
Вес
3,3 кг
Рисунок 1.9 – Внешний вид коммутатора HPE V1910-24G-PoE+ JG539A

12.03.01.2018.438 ПЗ
28
Лист
Выводы по разделу один:
В данном разделе рассмотрены существующие типы видеокамер и коммутаторов, наиболее распространенные способы передачи информации от видеокамер на рабочее место оператора.

12.03.01.2018.438 ПЗ
29
Лист
2 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
2.1 Выбор камеры видеонаблюдения
При выборе вида камеры видеонаблюдения необходимо учитывать следующие факторы:
− качество съемки;
− стоимость видео камеры;
− поддержка РоЕ;
− функция ночной съемки;
− стойкость к механическому воздействию.
В данной выпускной квалификационной работе (далее – ВКР) рассматривались следующие виды камер видеонаблюдения:
− модульные;
− миниатюрные;
− купольные;
− корпусные;
− гиростабилизированные.
Гиростабилизированные видеокамеры в основном используются на подвижных объектах, их задачей является получение стабилизированного изображения. Т.к. это свойство камер значительно увеличивает их стоимость и ввиду того, что данная функция нам не требуется, то использование данного типа камер не будет обосновано в нашей работе.
Модульные камеры имеют значительно меньшую стоимость по сравнению с гиростабилизированными, так же они имеют достаточно хорошее качество видеосъёмки и могут быть оборудованы ИК датчиком для ночной съемки. В модульных камерах может присутствовать функция РоЕ, но использование данного типа камер будет затруднительно, т.к. они не имеют защитного кожуха и

12.03.01.2018.438 ПЗ
30
Лист поэтому установка их на улице не представляется возможной. Следовательно, использование данного типа камер в нашем проекте также исключается. [7]
Миниатюрные камеры в отличие от модульных имеют защитный корпус и также, как и модульные могут использоваться для ночной съемки и имеют функцию РоЕ. Но главным недостатком таких камер является плохая цветопередача, а также менее хорошее качество съемки.
Купольные камеры сочетают в себе все преимущества рассмотренных камер.
Они могут использоваться для записи в темное время суток, имеют функцию РоЕ, позволяют вести запись в достаточно хорошем качестве и по стоимости близки к аналоговым. Плюс ко всему, имея форму купола, данный вид камер видеонаблюдения обеспечивает их защиту от физического воздействия. Класс защиты позволяет использовать их как в помещениях, так и на улице.
Корпусные камеры видеонаблюдения, так же как и купольные имеют функцию РоЕ, позволяют вести съемку в темноте, имеют небольшую стоимость, класс их защиты допускает использование данных камер, как в помещении, так и вне помещений. Но корпусные камеры более подвержены физическому воздействию и вандализму.
Сравнив все виды рассмотренных камер видеонаблюдения, наиболее подходящей для наших целей можно считать купольные камеры. Они сочетают в себе все преимущества, лишены недостатков присущих другим видам камер и полностью соответствуют нашим требованиям.
Для реализации проекта будут использоваться купольные камеры Amatek
AC-IDV203VA. Данные камеры полностью удовлетворяют нашим требованиям, хорошо переносят как жару, так и холод и имеют небольшую стоимость.

12.03.01.2018.438 ПЗ
31
Лист
Рисунок 1.10 – Внешний вид камеры Amatek AC-IDV203VA
Технические характеристики Amatek AC-IDV203VA (2,8-12):
− габариты: 131×131×93 мм;
− масса: 0,70 кг;
− разрешение: 2 Мп;
− объектив: 2,8-12 мм;
− ИК подсветка: 30 м;
− основной поток: 1920×1080 25к/с;
− электронный затвор (AES) 1/25 - 1/10000 сек;
− детектор движения;
− режим «День/Ночь»;
− механический ИК-фильтр (ICR);
− сетевой интерфейс 1 RJ45 (влагозащищенный), 10M/100M Ethernet;
− поддержкаPoE (Power over Ethernet);
− питание IP видеокамеры DC 12 В ± 10%;
− класс защиты IP66;
− размеры IP видеокамеры: диаметр 131×93 мм;
− корпус IP-видеокамеры металл, антивандальный корпус;
− рабочая температура -40 ... +60 ºС. [9]

12.03.01.2018.438 ПЗ
32
Лист
2.2 Выбор сетевого коммуникатора
При выборе сетевого коммуникатора необходимо учитывать следующие факторы:
− стоимость оборудования;
− количество портов для подключения камер;
− условия эксплуатации оборудования;
− скорость передачи данных;
− п
оддержка PoE.
В данной ВКР рассматривались следующие виды сетевых коммуникаторов:
− коммуникатор Ubiquiti UNIFI US-48-750W;
− коммуникатор Cisco SG300-10MPP-K9-EU;
− коммуникатор HPEV1910-24G-PoE+ JG539A.
Скорость передачи данных всех рассмотренных сетевых коммуникаторов удовлетворяет нашим потребностям, т.к. используется относительно небольшое количество камер видеонаблюдения.
Условия эксплуатации оборудования так же не имеют критического значения при выборе оборудования, т.к. коммуникатор будет находиться в помещении с нормальными условиями, следовательно, перепады температуры и относительной влажности не смогут навредить оборудованию.
Так же стоит отметить, что все перечисленные коммуникаторы обладают поддержкой питания камер, т.е. РоЕ. Это позволит сэкономить на дополнительном питании для камер видеонаблюдения, т.к. уходит необходимость в приобретении источников питания для камер, а также в прокладке дополнительных кабелей.
Коммуникатор
Ubiquiti
UNIFI
US-48-750W обладает наибольшим количеством портов для подключения видеокамер, но такое количество портов является избыточным для нашего проекта. К тому же наибольшее количество портов делает данный коммуникатор наиболее дорогим по стоимости.

12.03.01.2018.438 ПЗ
33
Лист
Коммуникатор Cisco SG300-10MPP-K9-EU имеет меньшее количество портов, но так же, как и коммуникатор Ubiquiti UNIFI US-48-750W обладает высокой стоимостью, что делает его непривлекательным для нас.
Коммуникатор HPEV1910-24G-PoE+ JG539A имеет наименьшую стоимость среди представленного оборудования. Но, несмотря на лучшую цену, данный коммуникатор обладает всеми необходимыми нам характеристиками. Он поддерживает функцию РоЕ, имеет хоть и не лучшую, но достаточную скорость передачи данных, а также способен работать с 24 камерами видеонаблюдения, что полностью покрывает наши потребности и к тому же, обеспечивает резерв, на случай если в дальнейшем будут устанавливаться дополнительные камеры видеонаблюдения.
Исходя из всего выше сказанного, коммуникатор HPEV1910-24G-
PoE+JG539A в наибольшей степени подходит в данном проекте. [10]
2.3 Выбор канала связи
При выборе канала связи между камерой видеонаблюдения и сетевым маршрутизатором необходимо учитывать ряд факторов:
− удаленность камеры видеонаблюдения от сетевого маршрутизатора;
− стоимость прокладки канала связи;
− наличие возможности прокладки того или иного канала связи;
− устойчивость канала связи к помехам.
В данной ВКР рассматривались следующие варианты каналов связи:
− Ethernet кабель (витая пара);
− неэкранированная витая пара UTP;
− фольгированная вита пара FTP;
− экранированная витая пара STP;
− фольгированная экранированная витая пара S/FTP;
− незащищенная экранированная витая пара SF/UTP;

12.03.01.2018.438 ПЗ
34
Лист
− беспроводное подключение (Wi-Fi). [11]
Неэкранированная витая пара (UTP) имеет наименьшую стоимостью по сравнению с остальными видами кабелей. Но не обладает дополнительной защитой против помех, шумов и наводок. А т.к. канал связи между камерами видеонаблюдения и сетевым коммуникатором может пролегать возле силовых кабелей, и иметь значительную протяжённость, следовательно, использование данного вида кабеля не может считаться предпочтительным.
Экранированную витую пару STP, фольгированную экранированную витую паруS/FTP, а также незащищенную экранированную витую пару SF/UTP использовать в данном проекте мы тоже не будем. Данные виды кабелей хоть и обладают необходимыми характеристиками в плане помехозащищенности, но это является также и минусом, так как их слишком большая, и не требуемая в данном случае помехозащищенность, оказывает непосредственное влияние на их стоимость.
Фольгированная витая пара FTP сочетает в себе как достаточную защищенность от разного вида помех и наводок, так и низкую стоимость, что поможет уменьшить конечную стоимость всего проекта.
Беспроводное подключение Wi-Fi обладает неоспоримым преимуществом по сравнению с кабелями разных типов. Такой вид связи камер видеонаблюдения с коммуникатором в разы облегчает, а самое главное ускоряет процесс построения системы видеонаблюдения. Так же экономятся значительные денежные ресурсы на кабелях. Необходимо отметить и тот факт, что исключается шанс обрыва или умышленной порчи кабелей соединяющие камеры с коммуникатором. Но, несмотря на все эти преимущества, беспроводные сети обладают и серьезным недостатком, который не позволяет использовать их в данном проекте. Этим недостатком является плохая проницаемость через толстые железобетонные стены.
Исходя из выше описанного, фольгированная витая пара FTP является наиболее оптимальным вариантом в данном проекте. [12]

12.03.01.2018.438 ПЗ
35
Лист
2.4 Функциональная схема и принцип ее работы
Функциональная схема системы видеонаблюдения представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Функциональная схема системы видеонаблюдения
Объективы видеокамер состоят из системы оптических линз, которая фиксирует световое изображение на ПЗС-матрице.
Световой поток формируется за счёт проецирования на светочувствительной
ПЗС-матрице. Для точной, качественной цветопередачи, перед попаданием на
ПЗС-матрицу, светопоток проходит через оптические отсекающие ИК фильтры которые входят в состав объектива. Фильтра представляют собой плоско –
направленные параллельные, светопропускающие пластинки.
Светочувствительная матрица видеокамеры выполняет роль фотоприёмника, и является одной из главных составляющих схемы камеры видеонаблюдения, благодаря которой формируется выходное изображение.
Матрица – это прямоугольная полупроводниковая пластина, преобразующая световой поток, полученный от объектива, в электрический заряд, который передаётся на процессор для обработки, усиления, формирования видеосигнала.
Светочувствительный прибор с зарядовой связью имеет соотношение сторон 4:3,

12.03.01.2018.438 ПЗ
36
Лист сформирована из огромного числа светочувствительных элементов – пикселей.
Чем больше число пикселей содержит матрица, тем лучше качество картинки.
DSP (процессор обработки видеосигнала) – производит преобразование электронных зарядов, полученных с ПЗС-матрицы, в цифровой формат, что подходит для трансляции на экраны мониторов или записи. Процессор обрабатывает электронные заряды с каждого пикселя по отдельности, в режиме реального времени, путём анализа, определения наилучшего времени экспозиции, корректировки кадра. Таким образом, формирование выходного изображения происходит частично от каждого пикселя, при условиях индивидуальной освещённости, с дальнейшим соединением в единую картинку.
Оперативно запоминающее устройство служит временным хранилищем данных, которые находятся в процессе обработки процессором.
Флэш-память хранит редко изменяемые данные, например, настройки режимов съёмки, а также прошивку, управляющую работой IP видеокамеры.
Сетевой интерфейс необходим для передачи сформированного, сжатого видеоизображения по локальной сети или Интернету. Проводной интерфейс представляет собой модуль с Ethernet портом, для соединения камеры видеонаблюдения с компьютером, роутером, сервером, коммутатором. [13]
2.5 Структурная схема и принцип ее работы
Основными компонентами систем сетевого видеонаблюдения являются сетевая камера, видеокодер или видеосервер (применяется для подключения аналоговых камер), сеть, сервер и система хранения, а также программное обеспечение (далее – ПО) для управления системой видеонаблюдения и записи видеоинформации. Сетевые камеры и видеокодеры созданы на базе цифровых
(компьютерных) технологий, поэтому они обладают возможностями, недоступными аналоговым камерам. Сеть, системы хранения и серверы –

12.03.01.2018.438 ПЗ
37
Лист стандартное IT – оборудование. Способность использовать обычное сетевое оборудование – одно из главных преимуществ сетевого видео.
Типовая структурная схема системы видеонаблюдения представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Типовая структурная схема системы видеонаблюдения
Система состоит из следующих основных элементов:
− сетевые камеры, которые устанавливаются на удаленных объектах, причем на объекте можно установить 1 или несколько камер, в зависимости от размера объекта;
− центральный сервер, на котором установлено ПО для централизованного управления мониторинга всеми камерами, а также для записи информации, получаемой с камер;
− опционально можно установить дополнительные компьютеры в регионах, например, для локального наблюдения за объектом.