Luận văn thạc sĩ hệ thống giám sát và cảnh báo sử dụng cảm biến và camera trong gia đình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LÊ VĂN KHANH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO SỬ DỤNG CẢM BIẾN VÀ CAMERA TRONG GIA ĐÌNH Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHÀNH QUẢN LÝ CNTT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐINH VĂN DŨNG Hà Nội - 2014 DANH MỤC NỘI DUNG DANH MỤC ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .3 CHƯƠNG 2: ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CÁC HỆ THỐNG HIỆN TẠI 2.1 Đánh giá hệ thống 2.1.1 Hệ thống giám sát FPT 2.1.2 Hệ thống giám sát VNPT 2.1.3 Hệ thống giám sát Viettel 2.2 Các nhược điểm chung hệ thống CHƯƠNG 3: CÁC CƠ SỞ LÍ THUYẾT 3.1 Tổng quan hệ thống giám sát cho gia đình .9 3.2 Giới thiệu camera hệ thống giám sát cảnh báo 3.2.1 Định nghĩa 3.2.2 Phân loại 3.3.2.1 Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh 3.3.2.2 Phân loại theo kĩ thuật đường truyền 10 3.3.2.3 Phân loại theo tính sử dụng 11 3.2.3 Các thông số camera 12 3.3 Kỹ thuật phân tích hình ảnh giám sát cảnh báo 15 3.2.1 Phát bám đối tượng chuyển động: 16 3.2.2 Nhận dạng đối tượng, vật thể 18 3.3.2.1 Nhận dạng khói camera 19 3.3.2.2 Nhận dạng lửa camera 20 3.3.2.3 Nhận dạng người camera 21 3.4 Sử dụng cảm biến hệ thống giám sát cảnh báo 22 CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO GIA ĐÌNH DÙNG CAMERA VÀ CẢM BIẾN 24 4.1 Bài toán mô hình chung hệ thống 24 4.2.1 Hệ thống giám sát cảnh báo cho gia đình 24 4.2.2 Mô hình hệ thống đề xuất 26 4.1.2.1 Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo 26 4.1.2.2 Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo chuyên nghiệp 30 4.2 Lựa chọn camera cho dịch vụ giám sát cảnh báo 33 4.3 Thiết kế kiến trúc phần mềm 36 4.4 Mô hình thương mại hóa hệ thống 37 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 39 5.1 Kết luận 39 5.2 Hướng phát triển đề tài 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC ẢNH Hình 2-1: FPT Cloud Camera .5 Hình 2-2: Cài đặt camera cho dịch vu MegaCamera Hình 3-1: Dome Camera 11 Hình 3-2: Box camera 12 Hình 3-1: Bảng góc quan sát camera 14 Hình 3-3: Các thông số liên quan đến tiêu cự camera 15 Hình 3-4: Mô hình áp dụng xử lý ảnh giám sát cảnh báo 16 Hình 3-5: Mô hình phát chuyển động 18 Hình 3-6: Mô hình nhận dạng xử lý ảnh 18 Hình 3-7: Sơ đồ tổng quát hệ nhận dạng 19 Hình 3-8: Phát khói camera 20 Hình 3-9: Phát lửa camera 20 Hình 3-10: Mô hình áp dụng phát người camera 21 Hình 3-11: Mô hình áp dụng nhận biết người camera 22 Hình 3-12: Cảm biến chuyển động 22 Hình 3-13: Cảm biến từ 23 Hình 3-14: Cảm biến vùng 23 Hình 3-15: Cảm biến khói 23 Hình 3-16: Cảm biến khói 23 Hình 4-1: Mô hình hệ thống giám sát thông thường 24 Hình 4-2: Mô hình hệ thống cảm biến 25 Hình 4-3: Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo 27 Hình 4-4: Quy trình xử lí cảnh báo 29 Hình 4-5: Mô hình sử dụng đầu ghi hình 31 Hình 4-6: Ghi hình sử dụng máy tính 32 Hình 4-7: Hệ thống ghi hình máy chủ dịch vụ 33 Hình 4-8: Camera Panasonic 34 Hình 4-9: Nền tảng ứng dụng mở camera Axis 36 Hình 4-10: Thiết kế tổng thể phần mềm quản lý thông tin giám sát cảnh báo 37 Hình 4-11: Mô hình cung cấp dịch vụ 38 Hình 412: Mô hình cung câp dịch vụ 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Các đặc điểm dịch vụ Cloud Camera Bảng 2-2: Các đặc điểm dịch vụ MegaCamera .7 Bảng 2-3: Bảng gói dịch vụ IP Camera Viettel .7 Bảng 3-1: Bảng góc quan sát camera…………………………………………… 15 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày với nâng cao chất lượng sống nhu cầu đảm bảo an toàn tổ chức gia đình trở nên cấp thiết Trong sống hàng ngày gia đình phải đối mặt với nhiều rủi ro như: cháy nổ, đột nhập, song song gia tăng loại hình tội phạm diễn biến ngày phức tạp, vụ hỏa hoạn ngày gia tăng, chủ yếu bất cẩn sinh hoạt, làm việc cố điện Con người ngày áp dụng nhiều phương pháp để giảm thiểu thiệt hại từ nguy từ giai đoạn xây dựng, giám sát cảnh báo Nếu trước vụ trộm cắp tài sản nhỏ chúng tổ chức thực với quy mô lớn Một đặc điểm chung hành vi thực ngày tinh vi, táo bạo, liều lĩnh, gây thiệt hại nặng nề người tài sản, gây hoang mang cho toàn xã hội Mục tiêu mà đối tượng trộm cắp nhắm đến chủ yếu ngân hàng, tiệm vàng, trung tâm thương mại, quan, nhà máy, khu công nghiệp, biệt thự, nhà riêng…Ngoài nguy cháy tiềm ẩn công trình Với phát triển khoa học kĩ thuật, người áp dụng cách hiệu việc giám sát cảnh báo nguy Ví dụ loại cảm biến phát khói, phát cháy, phát rò rỉ ga hay phát chuyển động Đặc biệt với phát triển công nghệ hình ảnh, người tạo camera, giúp việc giám sát hình ảnh áp dụng nơi, từ quan, doanh nghiệp, trường học, gia đình đến phương tiện di chuyển nơi công cộng Công nghệ camera phát triển 50 năm, từ camera tương tự đễn camera IP hình ảnh cải thiện với chất lượng cao Ngoài với phát triển Internet việc giám sát camera qua mạng Internet giúp việc giám sát cảnh báo hiệu hơn, lúc nơi Một dịch vụ phát triển mạnh mẽ thời gian gần dịch vụ giám sát cảnh báo thông qua Internet Đặc biệt với phổ thông điện thoại thông việc cảnh báo cho người dùng thông qua điện thoại thông hiệu hết Tại nước phát triển, việc giám sát hình ảnh camera triển khai rộng khắp từ nhiều năm Tại Việt Nam, camera bắt đầu triển khai hạn chế, theo đánh giá Việt Nam triển khai 5%, thị trường camera giám sát lớn Từ năm 2010, số nhà cung cấp triển khai dịch vụ giám sát hình ảnh camera Internet đến doanh nghiệp, tổ chức lẫn hộ gia đình dịch vụ Megavnn VNPT, dịch vụ IP Camera Viettel hay dịch vu Camera Cloud FPT Tuy nhiên, nhiều hạn chế nên dịch vụ chưa phổ biến Việc tìm hiểu ưu nhược điểm dịch vụ nhu cầu khách hàng có vai trò quan trọng việc mở rộng dịch vụ giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến 1.2 Phạm vi nghiên cứu hướng tiếp cận Đề tài nghiên cứu đưa mô hình hệ thống giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến cho đối tượng sử dụng hộ gia đình cho thị trường Việt Nam Vì hạn chế thời gian khả thu thập thông tin thị trương, yếu tố đánh giá xem xét lại bước Đề tài không theo hướng xây dựng hệ thống hoàn thiện chức mà nghiên cứu để đề xuất hệ thống phù hợp với nhu cầu hộ gia đình Như hệ thống phải cân nhắc yếu tố chức hệ thống chi phí triển khai trì hệ thống Ngoài yếu tố có tầm quan trọng ảnh hưởng đến kiến trúc hệ thống người cung cấp dịch vụ cho người sử dụng chi phí họ cần để triển khai trì hệ thống Một câu hỏi đặt lại đối tượng hộ gia đình mà đối tượng khác, đối tượng khác có nhu cầu với việc giám sát cảnh báo không nhỏ, chí lớn đối tượng gia đình Câu trả lời đơn giản hạn chế đặc biệt Tuy nhiên với đối tượng nhu cầu chức hệ thống giám sát cảnh báo hoàn toàn khách Ví dụ với đối tượng doanh nghiệp phủ, việc yêu cầu cao hình ảnh giám sát, cảm biến khả hoạt động liên tục khả lưu trữ thời gian dài yếu tố bắt buộc đối tượng Mô hình hệ thống đề xuất xây dựng dựa phân tích nhu cầu thị trường dịch vụ Bằng việc phân tích nhược điểm gây hạn chế mở rộng dịch vụ giúp hệ thống đề xuất tránh điều tương tự Ngoài đề tài không theo hướng nghiên cứu mà theo hướng ứng dụng Các kĩ thuật cảnh báo trọng tâm luận văn mà yếu tố nhu cầu người dùng mô hình kinh doanh yếu tố phân tích 1.3 Nội dung cấu trúc luận văn Với nội dung trình bày hệ thống giám sát cảnh báo dùng camera cảm biến cho đối tượng hộ gia đình cho thị trường Việt Nam, luận văn trình bày theo cấu trúc sau:  Chương 1: Giới thiệu Nội dung chương trình bày lí chọn đề tài Thông qua luận văn trình bày rõ nhu cầu thực tiến hệ thống giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến cho đối tượng hộ gia đình  Chương 2: Ưu nhược điểm hệ thống Nội dung chương nghiên cứu hệ thống giám sát cảnh báo số nhà cung cấp Viettel, FPT VNPT  Chương 3: Các sở lý thuyết Chương trình bày số vấn đề kỹ thuật sở lý thuyết phương pháp phát chuyển động, phát người, giao thức truyền cảnh báo  Chương 4: Mô hình đề xuất hệ thống giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến Chương mô tả chi tiết hệ thống đề xuất mô hình để thương mại hóa thành dịch vụ tương lai  Chương 5: Kết luận hướng phát triển Chương tóm tắt kết điểm cần cải thiện trình thực luận văn Ngoài hướng phát triển đề tài xem xét sau thực xong đề tài  Phụ lục A: Tài liệu tham khảo CHƯƠNG 2: ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CÁC HỆ THỐNG HIỆN TẠI 2.1 Đánh giá hệ thống Đánh giá nhu cầu dịch vụ giám sát cảnh báo, nhiều công ty đầu tư vào lĩnh vực cung cấp thiết bị dịch vụ giám sát an ninh Ta dễ dàng tìm nhà cung cấp, phân phối thiết bị an ninh từ lớn tới nhỏ Đặc biệt số nhà cung cấp ADSL nhìn thấy tiềm dịch vụ giám sát cảnh báo cộng với lợi việc cung cấp dịch vụ ADSL nên họ triển khai dịch vụ giám sát cảnh báo tảng Internet từ sớm Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm khiến dịch vụ hạn chế việc triển khai dịch vụ tới nhiều khách hàng Việc phân tích ưu nhược điểm dịch vụ góp phần hiểu rõ vấn đề để giúp đề xuất hệ thống hợp lý khách hàng 2.1.1 Hệ thống giám sát FPT Hệ thống giám sát cảnh báo FPT giới thiệu năm 2012 với tên dịch vụ "Cloud Camera" Hình 2-1: FPT Cloud Camera Dịch vụ Cloud Camera dịch vụ quan sát Internet camera (IP Camera) thông qua giải pháp điện toán đám mây Đối tượng mà dịch vụ hướng tới bao gồm khách hàng cá nhân khách hàng doanh nghiệp Một số ưu điểm dịch vụ Cloud Camera dùng IP camera cung cấp số chức bật như:  Xem trực tuyến: Người dùng xem trực tuyến camera thông qua internet máy tính, điện thoại thông minh máy tính bảng  Lưu trữ: hệ thống cho phép ghi liệu camera máy chủ FPT xem lại liệu ghi  Điều khiển PTZ camera: hệ thống hỗ trợ người dùng điều khiển PTZ camera, tức điều khiển thay đổi góc quay camera  Số lượng camera: dịch vụ thiết kế sẵn số lượng cho số đối tượng khách hàng (3 camera, camera, camera)  Phần mềm cho người dùng: với lợi công ty phần mềm, FPT cung cấp người dùng phần mềm truy cập điện thoại thông máy tính bảng tảng Android tảng iOS Các phần mềm hữu ích cho người dùng tính dễ sử dụng Để phát triển dịch vụ thu hút nhiều người dùng yêu cầu bắt buộc cho hệ thống tương lai  Cảnh báo: dịch vụ cung cấp gửi cảnh báo qua tin nhắn điện thoại email Tuy nhiên dịch vụ không miêu tả rõ loại cảnh báo mà hệ thống hỗ trợ dồng thời cách thức hoạt động việc phát cảnh báo Mặc dù có nhiều lợi dịch vụ chưa thu hut nhiều người dùng đối tượng khách hàng cá nhân hộ gia đình hai lí do:  Thứ chi phí dịch vụ hàng tháng cao cho đối tượng khách hàng cá nhân hộ gia đình Bảng 2-1: Các đặc điểm dịch vụ Cloud Camera Gói Gói Số lượng camera Băng thông 25 Mbps Phí lắp đặt 1,800,000 đồng Phí hàng tháng 1,300,000 đồng  Thứ hai dịch vụ tập trung cảnh báo hiệu 2.1.2 Gói 25 Mbps 2,500,000 đồng 1,800,000 đồng vào chức giám Gói 25 Mbps 3,000,000 đồng 2,200,000 đồng sát mà chưa có chức Hệ thống giám sát VNPT Một dịch vụ tương đối thành công phù hợp đối tượng khách hàng cá nhân hộ gia đình dịch vụ MegaCamera VNPT Dịch vụ VNPT triển khai từ năm 2010, dịch vụ camera giám sát trực tuyến Việt Nam Dịch vụ VNPT hướng đến khách hàng doanh nghiệp tổ chức, trường học, cửa hàng, công ty bảo vệ lẫn khách hàng cá nhân hộ gia đình Cũng dịch vụ Cloud Camera FPT, dịch vu MegaCamera VNPT có số đặc điểm như:  Xem trực tuyến: hệ thống hỗ trợ xem trực tuyến camera thông qua Internet 3G  Khả ghi hình lưu trữ: hệ thống hỗ trợ lưu trữ video máy chủ VNPT/VDC ngày lâu tùy theo gói dịch vụ  Phần mềm cho người dùng: hệ thống cung cấp phần mềm cho người dùng điện thoại thông minh Ngoài chức ấn tượng dịch vụ MegaCamera khả dễ cài đặt sử dụng Người dùng tự cấu hình đặc biệt mà cần cắm camera vào đăng nhập vào tài khoản để sử dụng Hình 2-2: Cài đặt camera cho dịch vu MegaCamera Tuy nhiên dịch vụ FPT, dịch vụ MegaCamera VNPT/VDC tập trung vào chức giám sát mà chưa trú trọng đến chức cảnh bảo Với gói dịch vụ người dùng cung cấp khả giám sát Tuy nhiên dịch vụ MegaCamera VNPT/VDC có ưu điểm lớn chi phí hàng tháng mà khách hàng phải bỏ tương đối hợp lí: Bảng 2-2: Các đặc điểm dịch vụ MegaCamera Thuê bao tháng Số người truy nhập đồng thời tối đa Max FPS (số hình/giây) Ghi hình lưu trữ theo ngày Home Home School School Office Office Office 2 50,000 80,000 100,000 180,000 250,000 350,000 500,000 3 20 25 25 35 50 20 25 25 25 30 30 30 ngày ngày ngày Truy nhập qua Internet Truy nhập qua Mobile Điều chỉnh Camera (PTZ) Chụp hình Tải video máy tính Phần mềm Client 2.1.3 Hệ thống giám sát Viettel Với ưu nhà cung cấp dịch vụ ADSL, nhà cung cấp thường phát triển dịch vụ giám sát cảnh báo riêng Viettel ngoại lê Dịch vụ Viettel mang tên IP Camera, cung cấp từ năm 2010 Dịch vụ IP Camera Viettel cung cấp số chức dịch vụ giám sát như: cho phép người dùng quan sát điều khiển camera qua Internet 3G Dịch vụ cung cấp phần mềm cho người dùng máy tính điện thoại thông minh Đối tượng khách hàng mà dịch vụ Viettel hướng tới bao gồm khách hàng doanh nghiệp, khách hàng trường học, nhà trẻ, khách hàng cá nhân cửa hàng hộ gia đình Với ưu nhà cung cấp dịch vụ ADSL, Viettel cung cấp cho khách hàng số gói bao gồm dịch vụ kết nối ADSL Bảng 2-3: Bảng gói dịch vụ IP Camera Viettel Nội dung Phí lắp đặt đường truyền Phí lắp đặt Camera (Tại HN/HCM) Phí mua camera Tốc độ đường truyền, tương tự gói đường truyền Viettel Phí trọn gói bao gồm đường truyền ADSL dịch vụ CAMERA Ca m N Cam E Cam F Phí lắp đặt đường truyền tương ứng với gói Home N+ trọn gói, HomeE+ trọn gói FTTH Office 500.000/1 Camera Theo lựa chọn thiết bị KH Home N+ Home E+ (trọn gói) (trọn gói) 250.000 320.000 FTTH OFFICE 1.420.000 Nhưng giống dịch vụ Cloud Camera FPT dịch vụ MegaCamera, dịch vụ IP Camera Viettel tập trung vào chức giám sát mà chưa có chức cảnh báo Điều khó khiến khách hàng bị thu hút dịch vụ với phát triển IP camera người dùng tự lắp đặt camera vài cấu hình họ thực chức giám sát mà không cần phải trả phí dịch vụ Ngoài nhược điểm dịch vụ Viettel gói cước lợi cho khách hàng không sử dụng dịch vụ ADSL Viettel 2.2 Các nhược điểm chung hệ thống Việc doanh nghiệp phát triển dịch vụ giám sát cảnh báo đáp ứng với nhu cầu thị trường lẫn thời gian Thị trường giám sát an ninh cảnh báo giai đoạn đầu, việc phát triển hệ thống phù hợp với nhu cầu thị trường nước có ý nghĩa quan trọng hội lớn nhà cung cấp dịch Với dịch doanh nghiệp đầu việc cung cấp dịch vụ giám sát cảnh báo IP camera có nhiều ưu điểm chung:  Cung cấp cho người dùng xem hình thông qua Internet 3G dễ dàng  Cung cấp khả ghi hình máy chủ  Cung cấp gói dịch vụ bao gồm dịch vụ kết nối Internet ADSL Tuy nhiên, bên cạnh ưu điểm hệ thống tồn nhược điểm nhược điểm hạn chế phổ biến dịch vụ khách hàng đặc biết với khách hàng hộ cá nhân gia đình Một số nhược điểm nhận thấy là:  Thứ vấn đề chi phí, dịch vụ MegaCamera VNPT/VDC dịch vụ lại có chi phí cáo so với khách hàng cá nhân hộ gia đình Theo khảo sát sơ khách hàng cá nhân hộ gia đình ý định đầu tư phí hàng tháng cao Chi phí hợp lí tương đương thấp chi phí truyền hình cáp hộ gia đình  Thứ hai hệ thống đáp ứng nhu cầu giám sát mà chưa đáp ứng nhu cầu cảnh báo Đặc biệt với đối tượng khách hàng cá nhân hộ gia đình chức cảnh báo nhu cầu lớn khách hàng Các nguy cần cảnh báo khách hàng như: nguy đột nhập trái phép, nguy cháy nổ, rò rỉ khí ga Việc phân tích nhược điểm góp phần cải tiến tạo hệ thống nhằm cung cấp dịch vụ phù hợp với nhu cầu khách hàng cá nhân hộ gia đình Trong luận văn này, hệ thống đề xuất nhằm giải hai nhược điểm hệ thống CHƯƠNG 3: CÁC CƠ SỞ LÍ THUYẾT 3.1 Tổng quan hệ thống giám sát cho gia đình Một mô hình hệ thống giám sát mà sử dụng rộng rãi kết hợp công nghệ hình ảnh với phát triển IP camera loại cảm biến Với kết hợp an ninh đảm bảo xác cảm biến đảm bảo tính trực quan với khả camera Nó vừa giúp người dùng điều khiển, giám sát dùng hình ảnh làm chứng cho việc điều tra tìm nguyên nhân vi phạm an ninh Đặc biệt loại cảm biến có chức cảnh báo riêng biệt độ xác cao, với camera việc cung cấp hình ảnh công nghệ phân tích hình ảnh áp dụng nhiều vào việc phân tích thông tin hữu ích cho việc an ninh giám sát như:  Phát chuyển động hình ảnh  Phát có mặt người  Nhận diện khuôn mặt, tuổi giới tính người Trong phần này, luận văn trình bày số loại cảm biến công nghệ phân tích hình ảnh thường sử dụng hệ thống giám sát cảnh báo 3.2 Giới thiệu camera hệ thống giám sát cảnh báo 3.2.1 Định nghĩa Theo định nghĩa đơn giản Camera thiết bị ghi hình Với Camera, bạn ghi lại hình ảnh khoảng thời gian đó, lưu trữ sau bạn xem lại bạn 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 bạn quan sát, theo dõi toàn nhà, nhà máy, xí nghiệp hay nơi bạn muốn quan sát, bạn mặt trực tiếp 3.2.2 Phân loại Có cách phân loại camera chính:  Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh  Phân loại theo đặc điểm đường truyền  Phân loại theo tính sử dụng 3.3.2.1 Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh Theo kĩ thuật hình ảnh camera phân loại thành loại camera analog, camera CCD (Charge Couple Device) camera CMOS (complementary metal oxide semiconductor): Camera analog: Camera analoge xuất thị trường từ sớm trở lên quen thuộc với đa số khách hàng Việt Nam Loại camera ghi hình băng từ xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu màu vector màu, loại Camera dùng Camera CCD (Charge Couple Device):      giám sát thực trực tiếp từ người dùng tới camera giúp sử dụng băng thông hiệu Tích hợp camera cảm biến: Đây chức cho phép camera kết nối với cảm biến Đầu cảm biến đầu tín hiệu vào camera, cảm biến phát cảnh báo cảnh báo truyền tới camera, camera thông báo cảnh báo tới máy chủ dịch vụ người dùng Với chức ta xem cảnh báo đồng thời với ảnh camera thời điểm xảy cảnh báo Điều giúp ích cho người dùng việc đánh giá trạng cảnh báo, xem cảnh báo thật hay cảnh báo giả Quản lí cảnh báo: Vì với đại đa số khách hàng không xem lại video ghi lại từ camera mà chủ yếu họ xem lại để xem kiện Theo hệ thống đề xuất máy chủ lưu ảnh từ camera có kiện cảnh báo Khi có cảnh báo từ camera từ cảm biến ảnh thời điểm tải lên máy chủ sau có tin nhắn cảnh báo gửi lên máy chủ trước Hệ thống cho phép người dùng xem thông tin cảnh báo lịch sử cảnh báo hệ thống theo thời gian camera loại cảnh báo Chức cảnh báo camera: Hiện thị trường nhiều loại camera tích hợp khả phát chuyển động, phát xuất người như: camera Panasonic, Sony Axis Đây vấn đề cân nhắc hình thành giải pháp Đây ưu điểm camera loại với camera thông thường Với chức hệ thống giám sát hệ thống cảm biến truyền thống tích hơp với Các loại cảm biến cảm biến phát đột nhập, cảm biến khói cài đặt để gửi cảnh báo tới camera thay hộp cảnh báo trung tâm Cài đặt/kích hoạt/hủy/đặt lịch cho chế độ cảnh báo: Chức cho phép người dùng cài đặt chi tiết cho chế độ cảnh báo: o Cài đặt: người dùng cài đặt vùng cần giám sát cảnh báo cho camera để đảm báo quyền riêng tư Với chức số loại camera hỗ trợ Việc chọn loại camera cho dịch vụ trình bày chi tiết phần o Kích hoạt: kích hoạt dịch vụ giám sát cảnh báo, tức chức gửi thông báo cảnh báo tải lên ảnh thời điểm cảnh báo lên máy chủ dịch vụ o Hủy: bỏ chế độ giám sát cảnh báo o Đặt lịch: lập lịch cho chế độ giám sát cảnh báo Cài đặt cho phép người dùng định thời gian ngày hay tháng kích hoạt dịch vụ giám sát cảnh báo cho camera Chức cảnh báo cho người dùng: Hệ thống sau nhận cảnh báo từ nơi giám sát gửi thông tin cảnh báo cho khách hàng Tùy theo lựa chọn khách hàng việc thông báo thực thông qua số phương thức sau: o Cảnh báo thông qua email o Cảnh báo thông qua tin nhắn tới ứng dụng Client người dùng o Cảnh báo thông qua tin nhắn SMS o Cảnh báo thông qua gọi Ngoài hệ thống phát cảnh báo chỗ như: loa, còi hay đèn nháy 28  Quản lí thông tin người dùng liệu: Một chức hệ thống phải đảm bảo bảo mật thông tin người dùng ảnh từ camera Đây yếu tố khiến nhiều khách hàng e ngại sử dụng dịch vụ giám sát cảnh báo Dịch vụ phải chứng minh tính an toàn bảo mật hệ thống để chống lại đột nhập trái phép vào thông tin người dùng Với hệ thống nhà cung cấp dịch vụ tốn chi phí triển khai không cần thiết bị ghi hình hay lưu trữ lớn máy chủ dịch vụ Đồng thời có liệu cảnh báo lưu trữ máy chủ việc giám sát thời gian thực thực trực tiếp từ thiết bị kết nối khách hàng tới camera nên nhà cung cấp dịch vụ không cần tốn nhiều chi phí cho việc đảm bảo băng thông cho hệ thống Chức cảnh báo hệ thống thiết kế theo mô hình hướng kiện Sơ đồ Hình 4-4 thể bước từ hệ thống phát cảnh báo đến cảnh báo xác nhận kết thúc: Hệ thống phát cố cần cảnh báo Camera gửi cảnh báo tới máy chủ dịch vụ FTP Ảnh cảnh báo lưu trữ vào CSDL Camera tải ảnh cảnh báo lên máy chủ dịch vụ Hệ thống gửi cảnh báo tới khách hàng Người dùng truy cập máy chủ để xem thông tin chi tiết cảnh báo Khách hàng nhận cảnh báo Người dụng kiểm tra thực tế xem camera thời gian thực Người dùng xác nhận cảnh báo Hệ thống cập nhật thông tin cảnh báo Hình 4-4: Quy trình xử lí cảnh báo 29 Với mô hình đề xuất khắc phục nhược điểm dịch vụ mà nhà cung cấp Viettel, FPT VNPT cung cấp, đồng thời giúp việc sử dụng bảo trì hệ thống giám sát cảnh báo trở nên dễ dàng với người dùng, dịch vụ hướng tới người dùng, cung cấp người dùng cần thiết bị, hệ thống làm Tuy nhiên điểm yếu mô hình chức ghi hình, lưu trữ người dùng xem lại thời điểm bất thường Đây chức hệ thống giám sát camera truyền thống Chức có ích với số đối tượng khách hàng cá nhân hộ gia đình Mặc dù người dùng cảm thấy thích thu với chức ghi hình thành video xem lại Chính mà sau đề xuất mô hình hệ thống giám sát cảnh báo cở bản, mô hình giám sát cảnh báo chuyên nghiệp đề xuất nhằm thỏa mãn yêu cầu khách hàng 4.1.2.2 Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo chuyên nghiệp Dựa theo nghiên cứu thị trường có số khách hàng có nhu cầu giám sát cảnh báo mức cao hơn:  Khách hàng yêu cầu có chức ghi hình thời gian dài để xem lại có vấn đề xảy ra, hình ảnh thời điểm có cảnh báo Có khách hàng yêu cầu ghi hình thực thiết bị khách hàng Trong có khách hàng yêu cầu ghi hình lên máy chủ dịch vụ  Có số khách hàng yêu cầu dịch vụ hỗ trợ giám sát từ xa khách hàng vắng thời gian định Với nhu cầu thứ hai người cung cấp dịch vụ đóng vai trò khách hàng, thay khách hàng để giám sát xử lí tình có cảnh báo từ hệ thống Chức tùy thuộc vào chiến lược nhà cung cấp dịch vụ có ý định triển khai hay không, vấn đề kỹ thuật mà chiến lược kinh doanh Để phát triển hệ thống hỗ trợ yêu cầu thứ có hai mô hình cung cấp khả ghi hình:  Ghi hình thiết bị khách hàng  Ghi hình máy chủ dịch vụ Mô hình hệ thống với chức ghi hình thiết bị khách hàng mô tả Hình 4-5 đây: 30 Máy chủ dịch vụ Cảnh báo Tải lên ảnh cảnh báo Xem ảnh cảnh báo Cảnh báo cho người Giám sát thời gian thực Đầu ghi hình Người dùng Địa điểm cần giám sát Cảnh báo Ảnh thời điểm cảnh báo Dữ liệu streaming Hình 4-5: Mô hình sử dụng đầu ghi hình Với hệ thống khách hàng phải đầu tư thêm đầu ghi hình phải tìm hiểu cách sử dụng đầu ghi hình Nếu với khách hàng không thường xuyên ghi lại hình khách hàng muốn ghi hình khoảng thời gian định đầu ghi hình không tận dụng hết chức Với trường hợp khách hàng thay đầu ghi hình máy tính gia đình Với phần mềm kèm khách hàng dễ dàng ghi hình xem lại thông qua máy tính Để tối ưu cho việc ghi hình khách hàng trang bị thêm card ghi hình để hỗ trợ cho việc ghi hình từ camera giám sát 31 Máy chủ dịch vụ Cảnh báo Tải lên ảnh cảnh báo Xem ảnh cảnh báo Cảnh báo cho người Giám sát thời gian thực Máy tính Người dùng Địa điểm cần giám sát Cảnh báo Ảnh thời điểm cảnh báo Dữ liệu streaming Hình 4-6: Ghi hình sử dụng máy tính Tuy nhiên với hai phương án khách hàng phải quản lí thiết bị mình: phần mềm ghi hình đầu ghi hình Việc bảo trì để trì hoạt động phần mềm thiết bị gây khó khăn cho người dùng mà hiểu biết sâu kĩ thuật Một phương án cho người dùng muốn lưu trữ mà việc việc lưu trữ thực máy chủ dịch vụ khách hàng muốn xem lại hình ảnh thời gian gần Chức giống chức hệ thống Viettel, FPT hay VNPT: 32 Máy chủ dịch vụ Đầu ghi hình Tải lên ảnh cảnh báo Cảnh báo Xem ảnh cảnh báo Cảnh báo cho người Giám sát thời gian thực Địa điểm cần giám sát Người dùng Cảnh báo Ảnh thời điểm cảnh báo Dữ liệu streaming Dữ liệu streaming ghi lại lên máy chủ dịch vụ Hình 4-7: Hệ thống ghi hình máy chủ dịch vụ 4.2 Lựa chọn camera cho dịch vụ giám sát cảnh báo Hiện thị trường co nhiều loại camera từ sản phẩm hãng tiếng uy tín thị trường với nhiều kinh nghiệm lĩnh vực camera giám sát như: Axis, Pelco, Panasonic, BOSCH, HoneyWell hay sản phẩm hãng phát triển như: Vivotek, Vantech, … với giá thành khách nhau, dao động từ triệu đồng tới 10 triệu đồng 33 Việc lựa chọn loại camera dùng dịch vụ giám sát cảnh báo có vai trò định tới thành công hay thất bại việc triển khai dịch vụ Một số tiêu chí cần cân nhắc lựa chọn camera:  Chi phí: Đây yếu tố cần cân nhắc, phải tính toán chi phí mà người dùng phải bỏ (người dùng mua camera) nhà cung cấp dịch vụ phải bỏ (trong trường hợp nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng camera)  Chức giám sát: chức phải cân nhắc đến chất lượng ảnh của, định dạng streaming hỗ trợ (MPEG, H264,vvv)  Chức cảnh báo: số loại camera có khả phát loại cảnh báo như: cảnh báo chuyển động, cảnh báo người Và dịch vụ thiết kế nhằm khai thác lợi loại camera Có thể kể đến camera Panasonic Axis Các loại camera có khả phát chuyển động, phát người truyền tải cảnh báo ảnh lên địa máy định trước  Tích hợp với cảm biến: chức cho phép tích hợp camera cảm biến Đầu cảm biến làm đầu vào camerra camera sinh cảnh báo cho người dùng Chức hỗ trợ mạnh mẽ  Khả mở rộng chức cảnh báo: số camera có khả hỗ trợ nhà phát triển phát triển ứng dùng cài đặt ứng dụng camera Do việc lựa chọn loại camera cho phép nhà cung cấp dịch vụ mở rộng hệ thống giám sát cảnh báo tùy theo phát triển nhu cầu khách hàng, ví dụ phát triển ứng dụng hỗ trợ người già camera để hội thoại với người thân điện thoại, ứng dụng giám sát hoạt động trẻ em, … Qua việc xem xét tiêu chí camera Panasonic cho nhiều lợi để triển khai dịch vụ Panasonic có dòng camera BL phù hợp với dịch vụ giám sát cảnh báo gia đình Những loại camera nhỏ gọn, chất lượng hình ảnh tốt chi phí hợp lí Có thể kể đến số loại camera thuộc dòng như: VP164W, VT164, VP104W, VP104, VP101 VP164W VP104 VP164 BL-C140 BL-C101 BL-C230 Hình 4-8: Camera Panasonic 34 Một số thông số bật dòng camera như:  Chất lượng hình ảnh cao, lên tới độ phân giải 1280x720 điểm ảnh  Hỗ trợ chuẩn nén H264/JPEG  Hỗ trợ âm hai chiều theo chuẩn G.726/G.711, tích hợp mic loa bên camera  Hỗ trợ cấp nguồn bằng104W PoE nguồn thông thường  Tích hợp kết nối không dây cho loại VP164W VP104W  Tích hợp cảm biến phát người phát cảnh báo sau gửi thông tin cảnh báo máy kết nối  Chức phát mặt truyền hình ảnh phát máy kết nối Nó phát tín hiệu cảnh báo  Chức phát chuyển động phát cảnh báo sau gửi máy kết nối phát tín hiệu cho hệ thống khách ví dụ hệ thống cảm biến  Hỗ trợ với hệ thống cảm biến cách cung cấp tín hiệu vào tín hiệu phát cảnh báo gửi tín hiệu cảnh báo nhận tín hiệu cảnh báo từ bên (ví dụ cảm biến khói, cảm biến chuyển động)  Hoạt động điều kiện ánh sáng yếu (hỗ trợ từ 2lux)  Hỗ trợ xem hình điện thoại thông thông qua mạng 3G với hình ảnh mượt nhờ công nghệ nén tối ưu  Cung cấp phần mềm ghi hình máy tính đơn giản vấn hiệu quả, dễ dùng không đòi hỏi người có kiến thức chuyên môn  Hỗ trợ cài đặt vùng riêng tư, người dùng vùng mù camera nhằm đảm báo quyền riêng tư cần thiết Như với chức hoàn toàn phát triển hệ thống giám sát cảnh báo Nó phù hợp với mô hình đề xuất trình bày phần trước Mặc dù Panasonic cung cấp SDK đầy đủ để hiển thị cải thiện ta chưa sửa đổi camera theo ý ta sản phầm mã nguồn mở Chỉ phía Panasonic thay đổi cách cập nhật phần mềm khác Với mô hình đề xuất việc hỗ trợ nhiều loại cảnh báo ưu so với dịch vụ khác Trong loại camera camera Axis hỗ trợ việc phát triển chức cảnh báo tùy biến Để hỗ trợ chức yếu tố quan trọng tảng camera mở cho phép bên thứ phát triển phần mềm cài đặt camera Axis: 35 Phát hành vi Đếm người Cài ứng dụng Ứng dụng (bên thứ phát triển) N h ậ n d n g ứ n g d ụ n g k h c … Ứng dụng phát triển bới bên thứ Nền tảng ứng dụng camera Axis Camera Axis ình 4-9: Nền tảng ứng dụng mở camera Axis H Với tảng ứng dụng mở nên có kho ứng dụng có sẵn cho dòng camera Axis, nhà cung cấp dịch vụ cân nhắc phát triển mua ứng dụng cài sẵn cho người dùng Đây lợi lớn dòng camera Axis ứng dụng giám sát cảnh báo cho khách hàng cá nhân hộ gia đình m k h c r ộ n g s a n g T n h ữ n g l ĩ n h v ự c g i m p h ầ n m h ề m y m i ế t Trong phạm vi luận văn k tập trung ế vào phân tích tính khả k i ế n t s t bước dự án thiết kế phát triển hệ thống Trong luận văn không vào chi tiết thiết kế mà mô tả thiết kế tổng thể hệ thống để có nhìn khái quát hệ thống để tiếp tục triển khai bước Hình 4-10 thể thiết kế tổng thể ứng dụng t r ê n c r ú thi phương án thông qua phân tích nhu cầu thị trường ưu nhược điểm dịch vụ để đưa phương án khả thi Chính c h ủ d ị c h v ụ : 36 Giao diện web hệ thống Quản lý liệu cảnh báo Quản lý thông tin camera Quản lý thông tin giám sát cảnh báo Giao diện tương tác với camera Tương tác với camera Panasonic Tương tác với camera Axis Camera khác Giao diện đọc/ghi sở liệu Ứng dụng người Cơ sở liệu (e.g MySQL) Hình 4-10: Thiết kế tổng thể phần mềm quản lý thông tin giám sát cảnh báo Đây thiết kế sơ ứng dụng chạy máy chủ với hai nhiệm vụ kết nối với camera khách hàng thường trực để cung cấp thông tin camera cho người dùng để thực chức giám sát trực tuyến thứ hai xử lý thông tin có cảnh báo Trong thiết kế mô-đun có chức riêng:  Giao diện tương tác với camera: mô đun cung cấp API để gửi nhận liệu liên quan đến tương tác với camera liệu cảnh báo, gửi nhận ảnh cảnh báo Vì với loại camera có giao diện tương tác khác nên phải có giao diện riêng cho loại  Giao diện đọc ghi sở liệu (CSDL): thông tin người dùng, camera, liệu cảnh báo lưu CSDL  Quản lý thông tin giám sát cảnh báo: mô đun xử lý liệu cảnh báo như: lưu liệu cảnh báo ảnh váo CSDL, gửi thông tin cảnh báo tới người dùng phương thức khác mà người dùng đăng ký  Giao diện web hệ thống: giao diện web hệ thống người dùng truy cập hệ thống địa máy chủ thay ứng dùng người dùng cài đặt điện thoại máy tính 4.4 Mô hình thương mại hóa hệ thống Với mô hình hệ thống giám sát cảnh báo có số lựa chọn để tiến hành thương mại hóa Thứ nhà phát triển phát triển hệ thống sau triển khai dịch vụ bán hệ thống cho bên cung cấp dịch vụ Bên cung cấp dịch vụ cung cấp dịch vụ cho khách hàng cá thể hộ gia đình với hình thức khách hàng bỏ chi phí ban đầu phí dịch vụ ban đầu Mô hình diễn tả hình 4-11 37 Nhà phát triển hệ thống Phát triển bảo trì Bên cung cấp dịch vụ Cung cấp dịch vụ Khách hàng A … hàng C Khách hàng B Khách Hình 4-11: Mô hình cung cấp dịch vụ Ngoài mô hình mô hình khác cần cân nhắc mô hình có tham gia phát triển nhà cung cấp camera Panasonic hay Axis Với mô hình hệ thống nên định chọn hỗ trợ camera nhà cung cấp định Lúc nhà cung cấp camera tham gia vào cung cấp dịch vụ tới khách hàng nhà cung cấp dịch vụ họ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Lợi ích mà nhà cung cấp camera họ cung cấp camera với doanh số cao thông qua dịch vụ Với mô hình khách hàng có lợi nhà cung cấp có ưu đãi họ tham gia vào cung cấp dịch vụ Sơ đồ mô hình miêu tả Hình 4-12: Nhà phát triển hệ Phát triển bảo trì Nhà phát triển hệ thống Bên cung cấp dịch vụ Cung cấp dịch vụ Khách hàng A Khách hàng B … hàng C Khách Hình 4-12: Mô hình cung câp dịch vụ 38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Qua việc nghiên cứu triển khai đề tài "Hệ thống giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến gia đình", thu số kết sau đây:  Thứ trình nghiên cứu tìm hiểu dịch vụ giám sát cảnh báo mà số nhà cung cấp dịch vụ triển khai thời điểm đồng thời đưa ưu nhược điểm dịch vụ  Thứ hài qua nghiên cứu nhu cầu người dùng tìm yêu cầu người dùng không chức giám sát mà chức cảnh báo chức mà người dùng mong muốn Mặc dù người dùng mong muốn chức cảnh báo họ không sẵn sàng bỏ chi phí dịch vụ cho tháng cao Điều yếu tố quan trọng việc đưa hệ thống đề xuất để vừa thỏa mãn nhu cầu khách hàng vừa đảm bảo vấn đề chi phí dịch vụ hợp lý  Thứ ba thông qua việc nghiên cứu hệ thống nhà cung cấp, ưu nhược điểm hệ thống nhu cầu thực tế khách hàng với tìm hiểu công nghệ liên quan đến hệ thống giám sát sử dụng camera, đề tài đưa mô hình đề xuất hệ thống giám sát cảnh báo cho khách hàng cá nhân hộ gia đình Hệ thống đề xuất giúp giải vấn đề tồn hệ thống Ngoài đề tài nghiên cứu đưa hướng để thương mại hóa hệ thống thông qua nhà cung cấp dịch vụ cho người dùng với mô hình khách Nhưng kết với kiến thức tích lũy trình nghiên cứu tiền đề cho việc phát triển hoàn thiện hệ thống giám sát cảnh báo gia đình đồng thời tiến hành thương mại hóa hệ thống thành dịch vụ nhằm cung cấp dịch vụ hữu ích cho người dùng cá nhân hộ gia đình với chi phí hợp lý 5.2 Hướng phát triển đề tài Hiện đề tài dừng mức nghiên cứu đưa mô hình thiết kế tổng thể mô hình cung cấp dịch vụ hệ thống giám sát cảnh báo sử dụng camera cảm biến cho khách hàng cá nhân hộ gia đình Trong tương lai đề tài cần nghiên cứu phát triển theo hướng sau:  Thứ cần nghiên cứu kỹ toán kinh tế phát triển thương mại hóa hệ thống Ví dụ chi phí để phát triển hệ thống báo nhiêu, kinh phí để triển khai máy chủ thiết bị khác báo nhiêu, chi phí khách hàng cần bỏ ban đầu lắp đặt hệ thống chi phí hàng tháng báo nhiêu Cần mô chi phí lợi nhuận, thời gian thu hồi vốn nhà đầu tư phát triển cung cấp dịch vụ  Thứ hai tiến hành thiết kế chi tiết hệ thống phát triển hệ thống để giải vấn đề phát sinh liên quan đến kỹ thuật 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://cloudcamera.vn/Home/PageDetails/Cloud-Camera/35 [2] http://dichvuviettel.com/KH-doanh-nghiep/Giai-phap-CNTT/IP-Camera.html [3] http://camera.vnn.vn/vdco/dich-vu-megacamera.htm [4] http://www.imsresearch.com/research-area/Security_and_Fire [5] http://security.panasonic.com/pss/security/library/developer.html [6] http://www.axis.com/products/video/camera/ 40 ... chung hệ thống Chương mô tả mô hình chung hệ thống giám sát cảnh báo truyền thống hệ thống cảnh báo sử dụng cảm biến hay hệ thống giám sát sử dụng camera Hai hệ thống thiếu để tạo nên hệ thống. .. người dụng:  Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo  Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo chuyên nghiệp Mô hình hệ thống giám sát cảnh báo để đáp ứng nhu cầu cho khách hàng cá nhân hộ gia đình hệ thống. .. bỏ cảnh báo Bên cạnh việc sử camera giám sát cảnh báo cảm (sensor) hệ thống Một loại cảm biến thường xuyên sử dụng cảm biến từ, cảm biến có tác dụng phát chuyển động, đột nhập kẻ trộm từ bên Cảm