III. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
3.2. Camera giao thụng
3.2.1. Giới thiệu chung
1. Vị trớ lắp đặt
Camera giao thụng là một trong những thiết bị theo dừi hoạt động của cỏc phương tiện giao thụng trờn đường phố (bờn cạnh đốn tớn hiệu giao thụng, loa giao thụng, …). Chỳng thường được đặt dọc theo những con đường chớnh như xa lộ, đại lộ, những con đường huyết mạch, hay những ngó rẽ. Camera giao thụng được nối với cỏc sợi dõy quang chụn ngầm dưới lũng đất.
Camera là thiết bị quan trọng được lắp ở hầu hết cỏc hệ thống vận tải thụng minh. Nú cú vai trũ đặc biệt trong cỏc đường hầm. Cũn trờn mặt đường, nú được đặt trờn cỏc cột cao, đụi khi được đặt bờn cạnh cỏc cột đốn giao thụng. Ở những con đường chớnh, nú thường được đặt lờn trờn cỏc cột đốn giao thụng nơi cú cỏc điểm giao nhau và là nơi thường xảy ra cỏc vụ tai nạn cũng như vi phạm giao thụng.
2. Mục đớch sử dụng
Hoạt động của thiết bị này được nối trực tiếp với một trung tõm kiểm tra truyền tải hỡnh ảnh tại đú và cú thể liờn lạc trực tuyến để xử lý những vụ tai nạn, gõy rối hay biến cố khi cần. Trung tõm cú thể quan sỏt mọi hoạt động giao thụng qua một bảng điện tử ngay vài phỳt sau đú, cũng như sự phõn luồng giao thụng trờn cỏc tuyến đường. Với khả năng lưu giữ hỡnh ảnh này, tất cả những vụ vi phạm hay tai nạn đều được ghi lại, sau đú được chuyển tới trung tõm theo dừi giao thụng và được xử lý trong khoảng thời gian nhanh chúng.
Hơn cả khả năng quan sỏt của cụng an giao thụng, camera lưu lại chớnh xỏc và chi tiết tất cả những thụng tin của người và phương tiện tham gia giao thụng. Với thiết bị này, thỡ khụng cần cú sự theo dừi của cụng an giao thụng nhưng cần người đi đường ý thức được trỏch nhiệm của mỡnh khi tham gia giao thụng. Bởi vỡ, nếu người tham gia giao thụng đi sai luật hay cú liờn quan đến một vụ tai nạn hoặc gõy rối trờn đường, thỡ trong khoảng thời gian 24h, người đú sẽ nhận được thụng bỏo xử phạt hay giấy triệu tập để xử lý cho việc này. Camera giao thụng sẽ lưu lại hỡnh ảnh, biển số xe để nhận diện ra chớnh xỏc người điều khiển chiếc xe vi phạm.
- 49 -
3. Nguyờn tắc hoạt động
Hệ thống theo dừi hoạt động giao thụng đường phố bằng camera được phõn làm 2 loại: Một loại camera thu hỡnh liờn tục hoạt động của cỏc phương tiện giao thụng. Loại thứ hai là ghi và lưu lại cỏc hỡnh ảnh chứa cỏc thụng tin quan trọng (như người, biển số, …) của phương tiện vi phạm hay cỏc vụ tai nạn.
Nguyờn tắc hoạt động của camera giao thụng phỏt hiện lỗi vi phạm: khi tớn hiệu điều khiển đốn giao thụng bỏo dừng đang bật (đốn đỏ), một cảm biến sự kiện sẽ dũ tỡm và xỏc định cỏc phương tiện nào vẫn cố tỡnh vượt đốn đỏ và truyền tớn hiệu về hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển ngay lập tức bật camera và hướng vào phương tiện cú dấu hiệu vi phạm và chụp liờn tiếp 3 bức ảnh. Những tấm ảnh này được lưu giữ trong ổ cứng của hệ thống điều khiển. Sau khi cỏc tấm ảnh kỹ thuật số này được xử lý, chỳng được tự động chuyển về trung tõm dữ liệu qua đường internet hoặc được download thủ cụng. Thụng qua mạng truyền thụng, trung tõm này cú thể truy cập trực tiếp vào hệ thống mỏy tớnh cụng nghiệp hoặc được tự nhận cỏc thụng tin mà hệ thống camera ghi lại. Cỏc thụng tin như: Biển xe vi phạm lỗi
giao thụng, hỡnh ảnh vi phạm của phương tiện giao thụng, … sẽ được chuyển đến
bộ phận xử lý lỗi khi tham gia giao thụng và gửi đến cỏ nhõn chịu trỏch nhiệm.
3.2.2. Kết nối mạng Camera 1. Sơ đồ kết nối chung
Mạng kết nối cỏc camera như IP camera hay camera Internet cho phộp truyền
cỏc video hay cỏc hỡnh ảnh qua mạng và cú thể quan sỏt hỡnh ảnh đú qua một wed
site. Ta cú thể điều khiển và quản lý hỡnh ảnh đú ở bất kỳ đõu, bất cứ khi nào miễn
là cú mạng hoạt động. Ta cú thể quản lý hỡnh ảnh qua mạng 3G Cell Phone trờn
điện thoại 3G, qua mạng Internet hay với mạng nội bộ mỏy tớnh cỏ nhõn như hỡnh
- 50 -
Hỡnh 2.8: Sơ đồ kết nối mạng Camera
2. Sơ đồ hệ thống camera giao thụng
a. Sơ đồ kết nối cỏc camera quan sỏt tại một nỳt giao thụng qua mạng internet
Tớn tiệu nhận được từ cỏc Camera được xử lý và lưu lại tại cỏc đầu ghi hỡnh. Cỏc tớn tiệu này thụng qua cỏc Switch kết nối tới Modem – DLS. Sau đú tớn hiệu được truyền tới trung tõm giỏm sỏt trong mạng để quan sỏt và lưu lại hoặc truyền
qua mạng internet tới trung tõm giỏm sỏt từ xa như hỡnh 2.9.
- 51 -
b. Sơ đồ kết nối cỏc nỳt giao thụng qua mạng internet
Tớn hiệu nhận được từ cỏc Camera được xử lý và lưu lại tại cỏc đầu ghi. Tớn hiệu từ cỏc nỳt thụng qua cỏc modem gửi tới phũng giỏm sỏt khu vực hoặc phũng server như hỡnh 2.10.
Hỡnh 2.10: Sơ đồ kết nối cỏc Camera và cỏc thiết bị tại cỏc nỳt giao thụng
3.2.3. Cỏc thiết thị trong mạng Camera giỏm sỏt giao thụng
1. Camera nối mạng
Hiện nay, việc trao đổi thụng tin bằng hỡnh ảnh và õm thanh qua mạng LAN hoặc Internet đó trở nờn phổ biến. Tuỳ theo tốc độ truyền dữ liệu trờn mạng mà ta chọn cỏc thiết bị ghi hỡnh phự hợp. Đối với mạng LAN hay mạng Internet sử dụng dịch vụ truy cập băng thụng rộng ADSL ta cú thể chọn thiết bị IP Camera làm thiết bị ghi hỡnh. IP Camera thực sự là một thiết bị mạng được tớch hợp một trỡnh điều khiển riờng, cho phộp nhiều người cú thể xem hỡnh ảnh cựng 1 lỳc thụng qua trỡnh duyệt web.Trong thiết kế này tụi sẽ giới thiệu cỏch thiết lập một hệ thống quan sỏt từ xa bằng cỏc IP Camera.
- 52 -
a. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động
Cấu tạo gồm cỏc bộ phận như hỡnh 2.11: - 1 ống kớnh - 1 cảm biến ảnh - 1 bộ phận nộn video và audio - Bộ nhớ Flash Rom - Bộ nhớ Dram - Thiết Bị Mạng
Hỡnh 2.11: Sơ đồ cấu tạo một network camera
Hoạt động:
Khi ỏnh sỏng qua ống kớnh tới cảm biến nú được chuyển thành cỏc tớn hiệu số nhờ quỏ trỡnh xử lý DSP. Những dữ liệu video hay audio được nộn lại nhờ bộ phận thụng tin SoC làm cho dữ liệu cú dung lượng nhỏ hơn để quỏ trỡnh truyền dữ liệu dễ dàng hơn. Cuối cựng dữ liệu video, hỡnh ảnh được gửi qua mạng tới thiết bị quan sỏt hay lưu trữ. Cú rất nhiều Camera network thực hiện kết nối mạng như IP,
FD, …
b. Camera IP 7161 - 2 megapixel Day & Night Fixed Network
+Giới thiệu chung
- 53 -
Camera giỏm sỏt IP7161(Hỡnh 2.12) với độ phõn giải 2 megapixel, chức năng day/night rất hiệu quả khi giỏm sỏt tại cỏc vị trớ cú khụng gian rộng như lối vào tũa nhà, sõn bay hay cỏc ứng dụng đũi hỏi phải quan sỏt chi tiết đối tượng như gương mặt khỏch hàng đến giao dịch tại ngõn hàng hoặc biển số xe tại bói đỗ xe. Với độ phõn giải 1600 x 1200 IP7161 khụng chỉ cung cấp hỡnh ảnh rừ nột, chi tiết mà cũn cú thể quan sỏt với gúc nhỡn rộng hơn so với dũng camera analog truyền thống. Ta cú thể tiết kiệm được chi phớ đỏng kể bằng việc sử dụng 1 camera megapixel thay cho nhiều camera cú độ phõn giải VGA.
Để duy trỡ hỡnh ảnh rừ nột trong suốt 24h, IP7161 được tớch hợp kớnh lọc hồng ngoại cú thể tự động gỡ bỏ cho phộp ỏnh sỏng hồng ngoại đi qua và 1 ống kớnh auto-iris phự hợp với nhiều điều kiện sỏng. Vỡ mục đớch an ninh IP7161 được tớch hợp tớnh năng chống phỏ hoại , phỏt cảnh bỏo cho nhõn viờn an ninh biết khi phỏt hiện cỏc hành động phỏ hoại camera như che ống kớnh , phun sơn lờn ống kớnh, điều chỉnh focus, xoay camera, ... Một tớnh năng vượt trội của IP7161 đú là chế độ time-shift lưu trữ hỡnh ảnh tạm thời trong bộ nhớ đệm củacamera giỳp người quản lý cú thể xem hỡnh ảnh trước và sau khi cú 1 sự kiện xảy ra.
+ Tớnh năng
Cảm biến CMOS với độ phõn giải 2-megapixel Auto-iris , zoom cơ 4.5 ~ 10mm
Kớnh lọc hồng ngoại tự động gỡ bỏ cho chức năng ngày / đờm
Chống phỏ hoại gồm cheống kớnh, phun sơn, chỉnh focus, xoay camera Tớnh năng time-shift cho ghi hỡnh trước và sau sự kiện
Chuẩn nộn kờnh đụi MPEG-4 và MJPEG theo thời gian thực Hỗ trợ 2 luồng video đồng thời
Âm thanh 2 chiều theo giao thức SIP
Cấp nguồn qua mạng PoE theo chuẩn 802.3af Tớch hợp khe cắm thẻ nhớ SD/SDHC
- 54 -
Bảng 2.17: Thụng số kỹ thuật của Camera IP7161
TT Tờn bộ phận Cỏc thụng số kỹ thuật
1 Hệ thống CPU: Mozart 120 SoC
Flash: 16MB
RAM: 128MB + 128MB Hệ điều hành: Linux 2.6
2 Đầu kớnh CS-mount, tiệu cự thay đổi, f = 4.5 ~ 10 mm, F1.6, tự động
lấy sang. Chức năng cắt lọc hồng ngọai Ngày/Đờm. 3 Gúc nhỡn 37.1° ~ 77.6° (phương ngang) 4 Thời gian phơi sỏng 1/5 giõy đến 1/40,000 giõy 5 Cảm biến hỡnh ảnh
Cảm biến CMOS 1/3.2” với độ phõn giải 1600x1200 resolution
6 Hỡnh ảnh Chuẩn nộn: MJPEG & MPEG-4 Tỉ lệ khung:
MPEG-4: chạy đến 30 hỡnh/giõy tại 800x600 chạy đến 10 hỡnh/giõy tại 1600x1200
MJPEG: chạy đến 30 hỡnh/giõy tại 800x600 chạy đến 15 hỡnh/giõy tại 1600x1200
7 Cài đặt hỡnh ảnh
Tự động điều chỉnh hỡnh ảnh theo chuẩn, theo tốc độ. Hiển thị tựa và thời gian khung hỡnh
Hỡnh lật ngược & lật trỏi
Điều chỉnh độ sỏng, bóo hũa, tương phản, nột, cõn bằng trắng & phơi sỏng
Chế độ tự động, bằng tay, hay thời khúa biểu Ngày/Đờm
8 Âm thanh Chuẩn nộn:
DĐ mó húa GSM-AMR theo băng thụng: 4.75 to 12.2 kbps PC mó húa MPEG-4 AAC theo băng thụng: 16 to 128 kbps Tương thớch:
Tớch hợp micro bờn trong Jack cắm ngừ vào micro bờn ngoài. Cụng tắc lựa chọn micro Ngoài/Trong; Hỗ trợ õm thanh 2 chiều theo giao thức SIP; Hỗ trợ tắt tiếng õm thanh
9 Mạng kết
nối
10/100 Mbps Ethernet, RJ-45
Giao thức: IPv4, IPv6, TCP/IP, HTTP, HTTPS, UPnP,.. 10 Sự kiện và
cảnh bỏo
3 cửa sổ bắt hỡnh chuyển động Phỏt hiện phỏ hoại camera
1 ngừ D/I và 1 ngừ D/O cho cảm biến và cảnh bỏo Thụng bỏo sự kiện bằng HTTP, SMTP hay FTP Ghi hỡnh trờn web bằng file MP4
11 Khe cắm thẻ nhớ Khe cắm thẻ nhớ SD/SDHC Lưu trữ chụp ảnh và video 12 người sử dụng
- 55 -
13 Kớch thước 154 mm (dài) x 72 mm (rộng) x 62 mm (cao) 14 Trọng lượng 662 g
15 Nguồn 12V DC
24V AC
Cụng suất tiờu thụ: tối đa 8W
Cấp nguồn qua mạng PoE chuẩn 802.3af
16 Mụi trường
hoạtđộng
Nhiệt độ: 0 ~ 50 °C (32 ~ 122 °F ) Độ ẩm: 90% RH
2. Đầu cung cấp hỡnh (Video servers)
a. Tổng quan
Video server VS8801 là thiết bị chuyển đổi từ hệ thống camera analog (CCTV) sang hệ thống IP. Thiết bị này sẽ nhận dữ liệu từ camera analog sau đú mó húa bằng hệ thống mó húa của Vivotek (được phỏt triển bởi bộ phận R&D).
Hỡnh 2.13: Sơđồ tổng quỏt chuyển đổi Analog sang IP
Sau đú dữ liệu mó húa được truyền qua mạng để phục vụ mục đớch giỏm sỏt hoặc ghi hỡnh. Video server cho phộp lựa chọn chuẩn nộn MPEG4 hoặc MJPEG nhằm tối ưu húa băng thụng đường truyền. Ngoài ra video server cũn cung cấp nhiều tớnh năng hiệu quả cho hệ thống camera analog như phỏt hiện chuyển động, chụp ảnh trước và sau cảnh bỏo, ngừ DI/DO cho cảm biến và cảnh bỏo.
b. Tớnh năng
Dễ dàng mở rộng và cải thiện hệ thống.
Hỗ trợ nhiều tớnh năngmà camera tương tự khụng cú. Tận dụng được cỏc camera analog đó lắp đặt từ trước.
- 56 -
Dễ dàng cài đặt.
Cho phộp truyền dữ liệu mó húa, ngăn chặn truy cập khụng xỏc thực. Cho phộp giỏm sỏt từ xa.
Cho phộp quan sỏt camera analog qua điện thoại di động 3G.
c. Đầu ghi hỡnh NR7401 IP camera (9-CH PoE Gateway Supported Network Video Recorder NR7401)
Hỡnh 2.14: Ảnh đầu ghi hỡnh NR7401
Tổng quan
Đầu ghi hỡnh mạng NR7401 (hỡnh 2.14) cung cấp giải phỏp quản lý ghi hỡnh cho camera Vivotek , cho phộp người sử dụng giỏm sỏt và ghi hỡnh cựng lỳc theo thời gian thực. Hỗ trợ ghi hỡnh lờn tới 9 kờnh với 2 chuẩn nộn hỡnh ảnh MPEG-4 và MJPEG. NR7401 cho phộp ghi hỡnh theo lựa chọn, gồm ghi hỡnh theo sự kiện, theo thời khúa biểu và ghi hỡnh bằng tay. Thiết lập cài đặt rất dễ dàng vỡ NR7401 cú thể tự dũ tỡm và add camera Vivotek vào mà khụng cần phải cấu hỡnh.
Hỡnh 2.15: Sơ đồ đấu nối đầu ghi hỡnh NR7401
- 57 -
Giỏm sỏt và ghi hỡnh 9 kờnh cựng lỳc
Gateway tỏch biệt mạng camera và mạng dữ liệu bờn ngoài Hỗ trợ tất cả camera Vivotek series 6000 và 7000
Cấp nguồn qua mạng PoE theo chuẩn 802.3af Ghi hỡnh local ớt ảnh hưởng đến băng thụng Tự động dũ tỡm và add camera
Cổng USB cho backup dữ liệu
Bảng 1.18: Thụng số kỹ thuậtđầu ghi hỡnh NR7401
TT Tờn bộ phận Cỏc thụng số kỹ thuật
1 Hệ thống CPU: Intel IXP425ABD
Flash: 16MB RAM: 128MB
Embedded OS: Linux
2 Đặc tớnh ghi Đốn ghi
Chương trỡnh ghi Ghi bằng tay
3 Kết nối 5 x Ethernet 10/100 BaseT (5xWAN và 4x LAN)
1 x RJ45
USB socket for backup Terminal block:
4x digital input 4x relay output
4x poweroutput ( 12V 1A )
4 Mạng Protocols: IPv4, TCP/IP, HTTP, UPnP,
RTSP/RTP/RTCP, IGMP, …
5 Sử dụng Xem cựng lỳc 10 sự kiện
6 Kớch thước Dài: 360mm; Rộng: 280mm; Cao: 43.8mm
7 Khối lượng 3100g
8 LED hiển thị Hệ thống nguồn và trạng thỏi hệ thống Hoạtđộng hệ thống và hiển thị mạng
9 Nguồn Cấp nguồn qua mạng PoE chuẩn 802.3af
10 Mụi trường hoạt động Nhiệt độ: 0 ~ 50 °C (32 ~ 122 °F) Độ ẩm: 20% ~ 80%
11 Yờu cầu hệ thống Hệ điều hành: Microsoft Windows 2000/XP/Vista Trỡnh duyệt: Mozilla Firefox, Internet Explorer 6.x trở lờn
Giỏm sỏt di động: 3GPP player Real Player: 10.5 trở lờn
- 58 -
hỡnh 2.16.
Hỡnh 2.16: Sơ đồ đấu nối một số loại đầu ghi hỡnh khỏc
3. Phần mềm quản lý trung tõm
a. Tổng quan
iViewer được phỏt triển cho phộp người sử dụng giỏm sỏt cỏc địa điểm off- site bằng cỏch cung cấp quyền truy cập camera trờn thiết bị IOS của họ. iViewer cho phộp người dựng theo dừi hỡnh ảnh trực tiếp từ hàng trăm camera được quản lý bởi phần mềm ghi hỡnh quản lý tập trung VAST hoặc ST7501 mọi lỳc, mọi nơi. Điều này khụng chỉ là một tiện ớch tuyệt vời cho cỏc quản trị viờn, mà nú cũn giỳp tăng cường an ninh bằng cỏch tạo cho cỏc quản trị viờn sự linh hoạt trong việc phỏt hiện sự cố với thời gian thực.
ST7501 cú 3 thành phần chớnh:
- ST7501 server dựng để ghi hỡnh.
- ST7501 live Client dựng để xem hỡnh ảnh và quản lý hệ thống.
- 59 -
Hỡnh 2.17: Sơ đồ thành phần ST7501
b. Tớnh năng
Cấu trỳc kết nối
Hỗ trợ hàng trăm kết nối camera trực tiếp từ một số lượng khụng giới hạn cỏc mỏy chủ quản lý.
Cho phộp hàng trăm kết nối được lưu vào một danh sỏch "Favorites" để truy cập nhanh
Điều khiển hiển thị hỡnh ảnh theo thời gian thực