Đang tải... (xem toàn văn)
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN HỆ THỐNG GIÁM SÁT NGÀNH, NGHỀ TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số /QĐ[.]
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HỆ THỐNG GIÁM SÁT NGÀNH, NGHỀ: TRUYỀN THƠNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày tháng năm 217 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NĨI ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng ngành công nghệ thông tin nay, lĩnh vực muốn tạo đơn giản nhanh chóng q trình quản lý, thiết bị tạo giúp giải vấn đề “Camera”, thiết bị giúp quan sát, theo dõi thứ mà muốn Xu hướng phát triển công nghệ giám sát cách mạng công nghệ cao giới Một loạt giải pháp kết hợp giám sát nhằm đưa biện pháp đảm bảo an toàn cho xã hội an ninh quốc gia Chính việc sử dụng hệ thống giám sát lựa chọn tối ưu ứng dụng rộng rãi giới nói chung Việt Nam nói riêng lợi ích to lớn mà công nghệ mang lại phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ kinh tế xã hội Các hệ thống giám sát sử dụng Camera đưa vào sử dụng nhiều lĩnh lực khác đời sống như: Hệ thống camera giám sát giao thông, hệ thống camera giám sát cho gia đình, siêu thị, trường học,… Hệ thống Camera quan sát dần quen thuộc với người, với phát triển công nghệ mạng, thiết bị viễn thông hệ thống an ninh giám sát phát triển không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu người dùng tốt Nội dung: Bài 1: Tổng quan Camera Bài 2: Lắp đặt cấu hình Camera Đồng Tháp, ngày 11 tháng 11 năm 2017 Chủ biên Nguyễn Văn Phương MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU BÀI TỔNG QUAN VỀ CAMERA Giới thiệu camera: 1.1 Camera IP: 1.2 Camera Analog: 1.3 Camera không dây: Thông số kỹ thuật camera: 10 2.1 Thơng số thể chất lượng hình ảnh 10 2.2 Góc quan sát camera (ống kính) 11 2.3 Tiêu chuẩn chống bụi nước “IP66″của camera quan sát 11 2.4 Tia hồng ngoại – Infrared rays (IR) 12 2.5 Điều kiện hoạt động 12 2.6 Các thông số kỹ thuật khác 12 Cấu tạo chung camera 13 3.1 Cấu tạo: 13 3.2 Sơ đồ khối 13 3.3 Nguyên lý hoạt động chức camera quan sát: 14 Cấu tạo đầu thu: 15 4.1 Đầu thu IP NVR (Network Video Recorder): 15 4.2 Đầu thu analog DVR (Digital Video Recorder): 16 4.3 Đầu thu tích hợp HVR (Hyber Video Recorder): 17 Các thành phần camera có dây: 18 Các thành phần camera không dây: 19 Đồng camera đầu thu: 20 Các hãng sản xuất Camera phổ biến 20 BÀI TẬP THỰC HÀNH 21 BÀI LẮP ĐẶT VÀ CẤU HÌNH CAMERA 22 Camera đồng trục: 22 1.1 Lắp đặt 22 1.2 Cấu hình: 26 Camera IP: 43 2.1 Lắp đặt 43 2.2 Cấu hình: 44 Camera không dây: 58 3.1 Lắp đặt: 58 3.2 Cấu hình: 58 Camera tích hợp đồng trục IP: 63 4.1 Lắp đặt 64 4.2 Cấu hình 64 BÀI TẬP THỰC HÀNH 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN HỆ THỐNG GIÁM SÁT Tên mơ đun: Hệ thống giám sát Mã mơ đun: MĐ 25 Vị trí, tính chất, vai trị mơ đun: - Vị trí: + Mơ đun bố trí sau mơn học sở ngành mô đun Lắp ráp cài đặt máy tính + Học song song mơn học/ mơ đun đào tạo chuyên ngành - Tính chất: + Là mơ đun chun ngành - Vai trị mơ đun: + Đáp ứng nhu cầu xã hội việc theo dõi giám sát an ninh quan trọng, đặc biệt nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính + Mơ đun lắp đặt cấu hình hệ thống camera giám sát giúp học sinh, sinh viên nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính biết chọn lọc thiết bị, lắp đặt cấu hình theo dõi giám sát qua điện thoại vá máy tính Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: Trình lựa chọn camera, đầu thu phù hợp với chi phí địa điểm khách hàng yêu cầu - Kỹ năng: + Khảo sát, tư vấn khách hàng + Lắp đặt, cấu hình thành thạo loại camera giám sát + Cấu hình xem camera qua điện thoại máy tính - Năng lực tự chủ trách nhiệm + Bố trí làm việc khoa học đảm bảo an toàn cho người phương tiện học tập + Có tính độc lập, chịu trách nhiệm cá nhân cơng việc Nội dung mơ đun: Thời gian (giờ) Thực hành, thí Mã Tên mô đun Tổng Lý nghiệm, số thuyết thảo luận, tập MĐ 25-01 Bài 1: Tổng quan camera 20 10 Kiểm tra (th ờng xuyên, định kỳ) MĐ 25-02 Bài 2: Lắp đặt cấu hình camera Thi/ Kiểm tra hết mơn Cộng 38 60 32 2 12 44 BÀI TỔNG QUAN VỀ CAMERA Mã bài: MĐ 25-01 Giới thiệu: Tìm hiểu camera, biết xác định loại camera, cấu tạo, thông số kỹ thuật hãng sản xuất Mục tiêu: Trình bày thơng số kỹ thuật, thành phần camera hãng sản xuất tiếng Giới thiệu camera Mục tiêu: Trình bày loại camera giám sát 1.1 Camera IP - IP Camera (trong tiếng Anh Internet Protocal Camera, viết tắt IP Camera), loại camera điều khiển sử dụng từ xa qua mạng Mỗi Camera có địa IP hoạt động độc lập kết hợp thành hệ thống mà không bị giới hạn số lượng camera - Camera IP có tính quan sát truyền tải hình ảnh số hóa, xử lý mã hóa từ bên trong, sau truyền tải tín hiệu ảnh số qua kết nối Ethernet máy vi tính, thiết bị lưu trữ tín hiệu số như: Hệ thống NAS, hệ thống server đầu ghi hình IP Vì nên độ bảo mật liệu hệ thống camera an ninh IP cao - Ngoài cơng nghệ hiển thị hình ảnh điểm đột phá camera quan sát không cần đầu ghi IP Camera IP nhỏ gọn hệ thống sử dụng dây cáp đồng trục dây mạng chất lượng hình ảnh lại cao so với hệ thống camera quan sát cũ sử dụng công nghệ TVL (Television Line) Công nghệ sử dụng cho camera IP cơng nghệ camera quan sát HD Các bạn hầu hết nghe độ phân giải HD cơng nghệ hiển thị hình ảnh năm gần Đơn vị tính mật độ hình ảnh camera quan sát ban đêm IP tương tự máy quay máy chụp ảnh pixel Thơng thường camera IP có độ phân giải khoảng 1-2 megapixel (mpx) Hình 1.1 Camera IP 1.2 Camera Analog - Camera analog camera quan sát với cảm biến CCD sau hình ảnh số hóa để xử lý Nhưng trước truyền tải hình ảnh, cần phải chuyển đổi tín hiệu trở lại analog truyền tải thiết bị analog, chẳng hạn hình thiết bị lưu trữ - Camera Analog muốn xem qua internet phải có đầu ghi hình card ghi hình Khơng giống camera IP, camera analog khơng tích hợp giao diện web, truy cập kết nối internet cách độc lập Mà cần phải có thiết bị trung chuyển đầu ghi hình card ghi hình analog 1.3 Camera không dây - Camera ip wifi thiết bị hoạt động độc lập, cần có mạng wifi kết nối trực tiếp với mạng wifi điện thoại, máy tính, máy tính bảng… Với cơng nghệ đại khơng cần phải rườm rà kéo dây, mua ổ cứng, đầu thu, tên miền hay khoan tường Camera wifi sản phẩm cực HOT với tính thơng minh, dễ dàng cài đặt, tiết kiệm chi phí tuyệt đối - Camera wifi thơng th ờng Hình 1.2 Camera wifi - Camera wifi ngụy trang Hình 1.3 Camera wifi ngụy trang Thông số kỹ thuật camera Mục tiêu: Trình bày thơng số kỹ thuật camera giám sát 2.1 Thông số thể chất l ợng hình ảnh Chất lượng hinh ảnh camera quan sát phụ thuộc nhiều vào thông số Các thơng số gồm: Image Sensor, Resolution Image Sensor: Cảm biến hình - Chức Cảm biến hình khơng phải hãng sản xuất, có hãng sản xuất Sony Sharp - Tuy nhiên, chất lượng khác nên có khác giá hai hãng - Bởi vậy, bạn thấy camera quan sát giống hệt giá lại chênh lệch Resolution: Độ phân giải Hình 1.4 Bảng minh họa độ phân giải camera quan sát 10 - Độ phân giải (resolution) hay gọi độ sắc nét camera quan sát, thước đo chất lượng hình ảnh thu từ camera Đơn vị tính độ phân giải: Megapixel, TVL Trong đó, megapixel cho chất lượng hình ảnh nét hơn, có chiều sâu so với độ phân giải TVL 2.2 Góc quan sát camera (ống kính) Hình 1.5 Bảng quy đổi tiêu cự ống kính quan sát camera - Góc quan sát camera hay cịn gọi tiêu cự ống kính cho bạn góc nhìn rộng hơn, hay hẹp tùy vào nhu cầu bạn - Nếu bạn cần quan sát góc rộng, chọn camera có chức Pan/Tilt (quay ngang, quay dọc) - Nếu camera quan sát bạn khơng có chức bạn cải tiến cách lắp thêm tiêu cự ống kính quay ngang dọc 2.3 Tiêu chuẩn chống bụi n ớc “IP66″của camera quan sát Hình 1.6 Camera tiêu chuẩn chống bụi nước IP66 11 - Hiện camera trang bị chức chống bụi chống nước IP66 - Tuy nhiên, với dịng camera ngồi trời, chức chống nước IP66 chưa đủ, bạn nên chọn dòng camera thiết kế riêng biệt cho ngồi trời Chọn camera có vỏ kim loại tốt chống nắng, chống mưa cân độ ẩm 2.4 Tia hồng ngo i – Infrared rays (IR) - Camera quan sát hầu hết trang bị chức cảm biến hồng ngoại, để giúp bạn ghi hình vào ban đêm - Chức hồng ngoại kích hoạt khơng gian quan sát thiếu sáng, trời tối Tuy nhiên, chất lượng hình ảnh thu từ đèn hồng ngoại cho hình ảnh đen trắng Ngoài ra, điều kiện đủ ánh sáng, camera hồng ngoại giống camera thường, cho hình ảnh - Thơng số đèn hồng ngoại camera gồm: + Ir Led: Số lượng đèn LED hồng ngoại + Visible Distance: Tầm xa hồng ngoại 2.5 Điều kiện ho t động Khi sử dụng camera quan sát bạn cần ý đến thông số điều kiện hoạt động sau: - Minimum Illumination: Cường độ ánh sáng nhỏ nhất, thường tính đơn vị Lux Với thơng số này, bạn hiểu rằng, camera quan sát hoạt động cường độ ánh sáng lớn cường độ ánh sáng nhỏ Trong điều kiện ánh sáng tối, camera khơng trang bị chức hồng ngoại không hoạt động - Ánh nắng mặt trời: 4000 lux, Mây: 1000 lux - Ánh sáng đèn tuýp: 500 lux, Bầu trời có mây: 300 lux - Ánh sáng đèn tuýp đỏ 500 lux, trắng (300 lux) trắng sáng lux - Đêm không trăng: 0.0001 Lux 2.6 Các thông số kỹ thuật khác – ICR: Chức quan sát ngày/đêm – AWB: Chức tự động cân ánh sáng trắng – BLC: Chức chống ngược sáng – 3D-DNR: Chức giảm nhiễu kỹ thuật số – D-WDR: Chức chống ngược sáng kỹ thuật số – Motion Detect: Chức phát chuyển động – Privacy Masking: Chức vùng riêng tư – Defog: Chức chống sương mù 12 Cấu t o chung camera Mục tiêu: Trình bày cấu tạo camera giám sát 3.1 Cấu t o Camera dù chuẩn công nghệ camera an ninh (Analog, AHD, HDTVI, HDCVI, IP…); camera kết nối có dây hay khơng dây có cấu tạo khơng đổi thành phần sau: Hình 1.7 Cấu tạo mắt camera quan sát – Vỏ bảo vệ: bên nhựa hợp kim, với chức bảo vệ thiết bị bên mắt camera – Mắt camera gồm thiết bị lắp đặt camera giám sát điện tử với chức chuyên dụng liên kết với nhau: ống kính, mạch điện tử, chip xử lý, cổng giao tiếp ngoại vi 3.2 Sơ đồ khối 13 Hình 1.8 Sơ đồ khối Camera Analog 3.3 Nguyên lý ho t động chức khối camera quan sát - Hình ảnh qua ống kính camera quan sát hình thành mặt CCD-ma trận sử dụng CFA – màng lọc màu (một tập hợp lọc quang học để hình thành tín hiệu màu) cung cấp cho chuyển đổi analog sang số (AFE ), tín hiệu số hình thành truyền trực tiếp đến chip Qua chip khuếch đại tín hiệu video tạo - V-Driver chịu trách nhiệm cho hình thành độ sáng quét ngang CCD - IRIS drive điều khiển ống kính đồng tín hiệu bên ngồi, 14 - RS485 kiểm soát điều khiển vi xử lý điều khiển chiếu sáng IR, điều khiển thay cho phím điều khiển OSD, - Bộ nhớ Flash chứa phần mềm điều khiển chip, người dùng truy cập qua phím điều khiển để thay số thiết lập - Chip I/O Giao tiếp vào giao tiếp với bàn điều khiển xuất tín hiệu điều khiển led tín hiệu báo động chuyển động - Một chip xử lý đại có nhiều chức năng, số tính chính: + BLC - bù sáng, "BLC" Chức cho phép bạn để có hình ảnh chất lượng cao máy ảnh hướng đến nguồn ánh sáng chủ đề bối cảnh khu vực chiếu sáng rực rỡ Tác động chức dẫn đến đảo ngược phần bật khung hình Hình bị tối lên + Chức WDR (hình ảnh đặt tỉ lệ độ sáng tối) cho phép bạn tổ chức xem khu vực ánh sáng bóng tối với chất lượng tốt Vi sử lý nhanh chóng phân chia hình thành hai phần, bao gồm vùng tối ánh sáng cảnh Mỗi thành phần xử lý riêng (phần tối trở thành ánh sáng sáng giữ nguyên giảm nhẹ sáng), sau hai phần kết hợp khung Nó hình ảnh chất lượng cao vùng tối ánh sáng xử lý Ngoài độ sáng tự động điều chỉnh độ tương phản hình ảnh - DNR (Digital Noise Reduction): giảm nhiễu màu môi trường ánh sáng thấp - AGC : video tự động tăng lên đến tiêu chuẩn - SENS-UP: Cho phép quan sát ánh sáng thấp - BẢO MẬT: Khả khoanh khu vực video Từ đến 12 tùy thuộc vào chip Nhận biết chuyển động +điều chỉnh độ nhạy vị trí việc phát chuyển động khung - DIS (Digital Image Stabilization): kỹ thuật số hệ thống ổn định hình ảnh Cấu t o đầu thu Mục tiêu: Trình bày cấu tạo đầu ghi 4.1 Đầu thu IP NVR (Network Video Recorder) Cấu tạo đầu ghi gồm: vỏ thân, main ổ cứng - Mặt trước đầu thu: 15 - Mặt sau đầu thu: Cổng mạng USB Hình 1.9 Đầu thu IP 4.2 Đầu thu analog DVR (Digital Video Recorder) - Mặt trước đầu thu: - Mặt sau đầu thu: Hình 1.10 Đầu thu Analog 16 1) Dây tín hiệu đồng trục dẫn từ camera đầu ghi 2) Giắc Video để xuất hình ảnh từ đầu ghi lên TV ( chất lượng kém) 3) Giắc HDMI dẫn hình ảnh từ đầu ghi lên TV ( chất lượng tốt) 4) Giắc VGA dẫn tín hiệu từ đầu ghi hình có cổng tín hiệu VGA ( chất lượng tạm được) 5) Cổng mạng để kết nối với máy tính ( Khi cắm có đèn xanh sáng đứng đèn vàng sáng nháy) 6) Cắm nguồn từ cục nguồn đầu ghi kèm 7) Đường tín hiệu audio Nếu lắp thêm mic dẫn tín hiệu audio vào 4.3 Đầu thu tích hợp HVR (Hyber Video Recorder) - Là dịng đầu ghi tích hợp loại camera IP Analog Trên đầu ghi có cổng kết nối camera analog thơng thường cổng mạng để kết nối với camera IP - Mặt trước đầu thu: - Mặt sau đầu thu: Cống VGA kết nối với TV hình Cổng kết nối với Camera Cống HDMI kết nối với TV hình Cổng RJ45 kết nối mạng Cổng kết nối Audio Cổng USB Cổng kết nối nguồn điện Hình 1.11 Đầu thu tích hợp Analog IP - Mơ hình kết nối tích hợp camera IP Analog 17 Hình 1.12 Mơ hình tính hợp Camera Analog IP Các thành phần camera có dây Mục tiêu: Trình bày thành phần camera có dây - Mơ hình kết nối Hình 1.13 Mơ hình kết nối Camera có dây 18 - Thành phần hệ thống camera quan sát có dây Hệ thống camera quan sát có cấu tạo đơn giản thật khơng phải Để hoạt động cách trơn tru, camera quan sát cấu tạo thành từ chi tiết khác bao gồm: + Mắt camera quan sát (Camera) + Đầu ghi hình để lưu trữ xuất hình ảnh từ camera quan sát hình tivi, máy tính + Nguồn cho camera quan sát + Ổ cứng cho đầu ghi hình, nơi lưu trữ hình ảnh từ camera quan sát + Dây tín hiệu dây điện cung cấp nguồn cho camera quan sát + Jack BNC RJ45: Giúp kết nối từ camera tới đầu ghi hình đầu ghi hình nhận tín hiệu lưu lại hình ảnh từ camera + Hệ thống mạng dây mạng để vận hành camera quan sát có chức camera quan sát từ xa qua thiết bị smartphone thông minh… + Thiết bị nhận hình ảnh: Tivi, hình máy tính, điện thoại, Các thành phần camera không dây Mục tiêu: Trình bày thành phần camera khơng dây - Mơ hình kết nối Hình 1.14 Mơ hình kết nối Camera khơng dây - Thành phần hệ thống camera quan sát không dây + Mắt camera wifi (Camera) + Modem wifi + Line kết Internet + Máy tính, điện thoại 19 Đồng camera đầu thu Mục tiêu: Trình bày đồng camera đầu thu - Đầu ghi hình camera quan sát phận thiếu hệ thống camera Đầu ghi camera có chức tiếp nhận xử lý thơng tin thu từ camera sau chuyển đổi thành tín hiệu xuất lưu lại hình ảnh - Hạ tầng cáp thích hợp: Nếu bạn sử dụng Camera analog, loại camera truyền tải liệu cáp đồng trục bạn cần sử dụng đầu ghi hình hãng đầu ghi phải hỗ trợ ghi hình camera analog Bạn xác định thơng qua thơng số đầu ghi kiểm tra xem đầu ghi có giắc cắm dây tín hiệu cáp đồng trục hay khơng, thường phải bốn giắc, Nếu nhà bạn có sẵn mạng cáp Ethernet bạn cân nhắc dùng camera IP đầu ghi hình camera IP - Lựa chọn tính đầu ghi hình: lựa chọn đầu ghi hình có tính mở rộng Điều giúp bạn dễ dàng thay đổi hành vi giám sát thơng qua camera mà khơng phải nhiều thời gian tiền bạc để thay đổi lại tồn hệ thống Ví dụ, bạn muốn quan sát thêm vị trí khác so với việc lựa chọn đầu ghi hình thơng thường việc đầu ghi hình có tính mở rộng giúp bạn dễ dàng việc mở rộng lắp đặt Những việc bạn cần làm mua thêm camera gắn vào kênh trống, camera vận hành mà ko phải setup phức tạp - Tính tương thích với camera: yếu tố mà bạn bỏ qua lựa chọn đầu ghi hình cho camera Bạn nên chọn đầu ghi tương thích với camera đồng thời dễ dàng nâng cấp mở rộng sau (như nói mục trên) Đầu ghi hình cơng nghệ AHD ưa chuộng hỗ trợ đồng thời dòng Camera IP, AHD, analog Các hãng sản xuất Camera phổ biến Mục tiêu: Nắm hãng sản xuất camera tiếng Avtech, Dahua, Honeywell, Bosh, Huviron, Sony, Vantech, Kbvision, Hikvision,… 20 ... thông, hệ thống camera giám sát cho gia đình, siêu thị, trường học,… Hệ thống Camera quan sát dần quen thuộc với người, với phát triển công nghệ mạng, thiết bị viễn thông hệ thống an ninh giám sát. .. nghệ mang lại phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ kinh tế xã hội Các hệ thống giám sát sử dụng Camera đưa vào sử dụng nhiều lĩnh lực khác đời sống như: Hệ thống camera giám sát giao thông, hệ. .. gọn hệ thống sử dụng dây cáp đồng trục dây mạng chất lượng hình ảnh lại cao so với hệ thống camera quan sát cũ sử dụng công nghệ TVL (Television Line) Công nghệ sử dụng cho camera IP cơng nghệ