Nghiên cứu hệ thống giám sát trên nền camera ip

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Tên đề tài: “Nghiên cứu hệ thống giám sát Camera IP” Chuyên ngành: 14K13010004 Họ tên học viên: Điện tử Khóa: 2014-2016 Mã: BÙI HỒNG HẢI Họ tên người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN BÌNH Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Hà nội, 2016 Học viên: Bùi Hồng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Mục lục Mục lục Phần I: Mở đầu Tính cấp thiết đề tài: .4 Bố cục nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu: Phần II: Nội dung luận văn Chương I : Tổng quan camera Khái niệm: Cấu tạo Camera: Các thông số Camera: Camera kết hợp truyền dẫn: 11 Các chuẩn nén tín hiệu số: 13 Hệ thống lưu trữ hình ảnh DVR: 16 So sánh hệ thống CCTV: 20 Chương II: Camera IP 23 Khái niệm: 23 Phân loại Camera IP: 26 a Camera IP thông thường: 26 b Camera IP wifi: 27 Chức hệ thống camera IP: 27 a Chức giám sát: 27 b Chức truyền dẫn: 27 c Chức xử lý thông tin: 28 Công nghệ truyền dẫn Camera IP: 29 Thiết bị lưu trữ hình ảnh NVR(Network Video Recorder): 33 Thiết bị lưu trữ hình ảnh HVR (Hyper Video Recorder): 34 Chương III: Hệ thống giám sát Camera 36 Định nghĩa chung: .36 Phạm vi ứng dụng: .36 Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Cấu trúc hệ thống giám sát: 37 Hệ thống Camera Analog: 37 Hệ thống camera IP: 41 Chương IV: Thiết kế hệ thống camera IP .46 Yêu cầu hệ thống: 46 Tính tốn sơ bộ: 46 Sơ đồ hệ thống: 47 Xây dựng hệ thống: 47 a Các vị trí nên lắp đặt camera: .47 b Chọn camera: 48 c Thiết lập wifi cho Camera: 49 Chương V: Kết luận hướng phát triển đề tài .55 Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Phần I: Mở đầu Tính cấp thiết đề tài: Ngày nay, với phát triển kinh tế đời sống vật chất người đảm bảo kèm với tệ nạn xã hội, bật số nạn trộm cắp hồnh hành ngày dội Chúng ta cần giải pháp để bảo vệ tài sản than.Hệ thống thiết bị camera giám sát, bạn nơi đâu bạn quan sát hoạt động diễn nơi lắp đặt Do đó,nó giúp bạn phát nhanh chóng, kịp thời bạn hành động để bảo vệ an tồn cho bạn người thân Hệ thống camera quan sát ngày cịn lắp đặt cơng ty, xí nghiệp, cửa hàng, sân bay, bệnh viện, cho phép bạn quan sát, quản lý điều khiển công việc từ xa cách tốt Bố cục nghiên cứu: Chương I : Tổng quan camera Chương II: Camera IP Chương III: Hệ thống Camera Chương IV: Thiết kế hệ thống giám sát Camera IP Mục đích nghiên cứu: Hệ thống camera quan sát gần trở lên phổ biến Các sản phẩm giải pháp sử dụng cho lĩnh vực có nhiều điểm lợi tiện ích Công nghệ truyền tín hiệu số qua cáp đồng trục, cho phép người dùng nâng cấp sở hạ tầng cần thiết giữ hệ thống dây tín hiệu cáp đồng trục có Bài nghiên cứu đề cập đến camera, hệ thống giam sat camera analog IP, nêu ưu nhược điểm hai hệ thống để dễ dàng lựa chọn phương pháp phù hợp để triển khai thực tế Bài viết tập trung vào ưu việt tiện lợi hệ thống camera IP phương án triển khai lắp đặt điều khiển hệ thống thực tế Em xin cảm ơn PGS.TS.Phạm Văn Bình hướng dẫn giúp đỡ em q trình hồn thành luận văn Bài luận văn khó tránh khỏi sai sót mong hội đồng thẩm định góp ý để em hồn thiện viết phát triển đề tài Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Phần II: Nội dung luận văn Chương I : Tổng quan camera Khái niệm: Camera thiết bị ghi hình Một Camera ghi lại hình ảnh khoảng thời gian đó, lưu trữ sau người giám sát xem lại họ muốn Với chức ghi hình Camera ứng dụng rộng rãi lĩnh vực giám sát Một hệ thống Camera đặt vị trí thích hợp cho phép quan sát, theo dõi tồn ngơi nhà, nhà máy, xí nghiệp hay nơi muốn quan sát, mặt trực tiếp Cấu tạo Camera: Một Camera quan sát bao gồm cảm biến camera, ống kính (Lens), vỏ chứa camera chân đế Cảm biến Camera: Thu tín hiệu hình ảnh truyền đầu ghi hiình Tivi monitor để theo dõi: Ống kính (Lens): thấu kính, để chỉnh tầm nhìn rộng hay xa gần Thường thi camera có sẵn, có camera thân hình hộp khơng có sẵn ống kính: Vỏ chứa camera: Dùng bảo quản camera giám sát trường hợp lắp đặt camera trời Chân đế: dùng để gắn camera (nếu dùng loại Camera tròn khơng cần) Cảm biến hình ảnh (Image sensor) phận camera tiếp nhận hình ảnh Sau bắt ánh sáng, chip cảm ứng có nhiệm vụ chuyển chúng thành điện tử Các điện tử sau chuyển thành điện áp (để đo lường được) chuyển sang dạng tín hiệu số mà thấy Về mặt kỹ thuật image sensor chế tạo từ hai cơng nghệ là: a Camera CCD (Charge Couple Device): Camera CCD sử dụng kĩ thuật CCD để nhận biết hình ảnh CCD tập hợp tích điện cảm nhận ánh sáng sau chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu số để đưa vào xử lý Nguyên tắc hoạt động CCD sau:CCD thu nhận hình ảnh thơng qua hệ thống thấu kính Camera CCD có hàng ngàn điểm ảnh Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình chuyển đổi ánh sáng thành hạt điện tích số hố Đây qúa trình chuyển đổi tương tự số.Các thông số kĩ thuật Camera CCD đường chéo hình cảm biến (tính inch) Kích thước hình cảm biến lớn chất lượng tốt (màn hình 1/3 inch CCD có chất lượng tốt 1/4 inch CCD, 1/3 > 1/4) Hình 1.1: Cảm biến hình b Camera CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor): CMOS có nghĩa chất bán dẫn có bổ sung oxit kim loại Các loại Camera số sửdụng cơng nghệ CMOS có độ nhạy ánh sáng so với Camera CCD độ nhạy với tiếng ồn lại tốt Các thông số Camera: a Indoor, Outdoor: Indoor: Camera đặt nhà Outdoor: Camera đặt ngồi trời Tùy theo vị trí u cầu sử dụng để chọn camera ví dụ Camera dự định đặt ngồi trời nên chọn Camera Outdoor đểđảm bảo chịu đựng tác động bên độ ẩm, thời tiết, nước, bụi, hay tác nhân phá hoại khác b Camera hồng ngoại: Với Camera hồng ngoại,có thể ghi hình vào ban đêm, điều mà Camera thông thường không thực Với ứng dụng quan sát 24/24, cần chọn Camera có chức hồng ngoại Trong điều kiện đủ Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình ánh sáng Camera, Camera hoạt động khơng khác Camera bình thường, đêm tối, đèn hồng ngoại tự động bật, Camera bắt đầu hoạt động với tính hồng ngoại Khi Camera hồng ngoại quay đêm hình ảnh chuyển sang đen trắng Đối với camera hồng ngoại ta cần đặc biệt ý đến thông số:  IR LED : Số lượng đèn LED hồng ngoại  Visiable distance at: khoảng cách quan sát Khi hoạt động chế độ hồng ngoại, đèn LED tự động bật lên, đòi hỏi cơng suất lớn, lí nguồn cấp cho Camera hồng ngoại thường lớn nhiều với Camera thông thường c Chất lượng hình ảnh: Chất lượng hình ảnh camera phụ thuộc vào thông số sau:  Image Sensor: Cảm biến hình phận camera tiếp nhận hình ảnh Sau bắt ánh sáng, chip cảm ứng có nhiệm vụ chuyển chúng thành điện tử Các điện tử sau chuyển thành điện áp (để đo lường được) chuyển sang dạng tín hiệu số mà thấy  Resolution: Độ phân giải Độ phân giải lượng thông tin chứa đựng tập tin ảnh kỹ thuật số hiển thị thiết bị in ra, thông thường đo pixel Nói cách tổng quát, độ phân giải ảnh cao, việc hiển thị website trang in chi tiết mượt mà - vài ảnh có độ phân giải cao chứa nhiều pixels mức mà mà mắt người nhìn thấy  CCD Total pixels: Số điểm ảnh Thơng số nói lên chất lượng hình ảnh, số điểm ảnh lớn chất lượng hình ảnh tốt, nhiên, chất lượng hình ảnh tốt đồng nghĩa với dung lưọng ảnh lớn, tốn nhớ lưu trữ ảnh hưởng đếntốc độ đường truyền Thông thường với NTSC: 811 (H) x 508 (V), với PAL: Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình 795 (H)x596 (V) d Điều kiện hoạt động:  Minimum Illumination: Cường độ ánh sáng nhỏ Thường tính Lux Thơng số nói lên rằng, Camera hoạt động cường độ ánh sáng lớn cường độ ánh sáng nhỏ Trong điều kiện tối, Camera có chức hồng ngoại khơng hoạt động Ánh nắng mặt trời:4000 lux Mây:1000lux Ánh sáng đèn tuýp 500 lux, Bầu trời có mây: 300lux Ánh sáng đèn tuýp đỏ 500 lux, trắng (300 lux) trắng sáng 1lux Đêm không trăng 0.0001 Lux Tuy nhiên có loại Camera có chức Auto Iris (Tự động hiệu chỉnh ánh sáng) Đặc điểm Camera loại với nguồn sáng nhỏ, tựđộng khuyếch đại nguồn sáng lên để quan sát  Power Supply:Nguồn cung cấp Hiện đa số Camera dùng loại nguồn 12VDC, số Camera dùng nguồn khác Tuy nhiên, lo lắng đến vấn đề nguồn 12VDC, phần lớn Camera kèm với chuyển đổi nguồn, sử dụng trực tiếp nguồn 220VAC  Operation Temperature: Nhiệt độ hoạt động Phần lớn Camera cho phép hoạt động dải nhiệt độ 100C – 500C, Camera sử dụng điều kiện khắc nghiệt công nghiệp, khu vực có nhiệt độ cao nên sử dụng loại Camera chuyên dụng công nghiệp  Operation Humidity: Độ ẩm cho phép Thông thường, độ ẩm cho phép 85% RH (độ ảm tương đối) Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình e Góc quan sát: Ống kính camera định đến tầm xa góc quan sát camera Trong tài liệu kĩ thuật thường không ghi góc mở, mà ghi thơng số tiêu cự thay cho góc mở Có thể sử dụng bảng quy đổi sau: Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page 10 ... cứu: Chương I : Tổng quan camera Chương II: Camera IP Chương III: Hệ thống Camera Chương IV: Thiết kế hệ thống giám sát Camera IP Mục đích nghiên cứu: Hệ thống camera quan sát gần trở lên phổ biến... Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Cấu trúc hệ thống giám sát: 37 Hệ thống Camera Analog: 37 Hệ thống camera IP: 41 Chương IV: Thiết kế hệ thống camera IP. ..Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm Văn Bình Hà nội, 2016 Học viên: Bùi Hoàng Hảic viên: Bùi Hoàng Hảii Page Luận văn: Hệ thống giám sát Camera IP GVHD: PGS.TS.Phạm