Đi liền với nguy cơ cháy nổ trong các hộ gia đình đó là nguy cơ rị rỉ khí ga. Cảm biến này thƣờng đƣợc lắp đặt trong bếp để theo dõi và cảnh báo khi có hiện tƣợng rị rỉ khí ga trong bếp vƣợt mức cho phép. Vì hậu quả do việc rị rỉ khí ga rất lớn nên cảm biến này cũng thƣờng đƣợc sử dụng trong hệ thống an ninh của các cá nhân hộ gia đình.
CHƢƠNG 4: MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO GIA ĐÌNH DÙNG CAMERA VÀ CẢM BIẾN
4.1 Bài tốn và mơ hình chung của hệ thống
Chƣơng này sẽ mơ tả mơ hình chung của hệ thống giám sát và cảnh báo truyền thống nhƣ hệ thống cảnh báo sử dụng cảm biến hay hệ thống giám sát sử dụng camera. Hai hệ thống này đều không thể thiếu để tạo nên một hệ thống an ninh tối ƣu cho ngƣời dùng là doanh nghiệp, tổ chức cũng nhƣ khách hàng cá nhân hộ gia đình.
4.2.1 Hệ thống giám sát và cảnh báo cho gia đình1. Hệ thống giám sát: 1. Hệ thống giám sát:
Trên thị trƣờng hiện nay, ngoài các dịch vụ giám sát bằng camera IP thông qua mạng Internet hoặc 3G của một số nhà cung cấp nhƣ FPT, Viettel và VNPT thì ta có thể dễ dàng tìm thấy các hệ thống giám sát truyền thống với thành phần là các camera đƣợc kết nối với đầu ghi hình. Camera trong hệ thống có thể là camera IP hoặc camera analog. Mơ hình của hệ thống đƣợc mơ tả trong Hình 4-1 dƣới đây:
Camera 1
Camera 2
Camera 3
Đầu ghi hình switch
Hình 4-1: Mơ hình hệ thống giám sát thơng thƣờng
Với mơ hình truyền thống này thì hệ thống sẽ bao gồm các camera và đầu ghi hình. Hiện tại thì mơ hình này đƣợc sử dụng nhiều trong các tổ chức, cơ quan, doanh nghiệp. Số lƣợng camera có thể thay đổi với điều kiện là đầu ghi hình là loại hỗ trợ nhiều camerea nhƣ mong muốn. Đặc điểm của hệ thống này là hệ thống cần ghi hình lại từ các camera và lƣu trữ trong một thời gian dài nhất định. Thiết bị quan trọng trong mơ hình này chính là đầu ghi hình. Đầu ghi hình này có chức năng nén dữ liệu video từ các camera và ghi vào các ổ đĩa cứng. Nó cịn cho phép truy cập dữ liệu video tại các thời điểm nhất định trong lịch sử đã đƣợc ghi lại. Nó cũng là thành phần kết nối hệ thống giám sát với các hệ thống khác nhƣ hệ thống báo động, hệ thống kiểm soát vào ra, kết nối Internet. Đầu ghi hình đƣợc phân loại thành một số loại:
DVR: Đầu ghi hình chuyên dùng cho các hệ thống mở có thể có nhiều kết nối với các hệ thống khác và yêu cầu điều khiển hệ thống từ xa.
Card ghi hình: Chun dùng để tích hợp hệ thống camera cùng với máy tính
PC
NVR: Thết bị ghi hình qua mạng.
VCR: Thiết bị ghi hình sử dụng băng từ.
Tuy nhiên hệ thống này không phù hợp với phần lớn đối tƣợng khách hàng cá nhân hộ gia đình bởi vì một số lí do sau:
Thứ nhất là chi phí đầu tƣ ban đầu của hệ thống lớn. Với hệ thống này ngƣời dùng sẽ phải bỏ thêm chi phí đầu ghi hình. Với một chiếc đầu ghi hình thì chi phí cũng khơng phải là thấp.
Tuy nhiên dù phải đầu tƣ thêm chiếc đầu ghi hình thì thực ra chi phí cũng chỉ là một phần. Mà vấn đề quan trọng hơn là ngƣời dùng sẽ phải bảo trì thiết bị này bao gồm cả thiết bị lƣu trữ.
Thứ ba là ngƣời dùng cũng sẽ gặp khó khăn trong việc cấu hình hệ thống và vận hành hệ thống bới chính họ, những ngƣời hầu nhƣ khơng có kinh nghiệm.
2. Hệ thống cảnh báo:
Đi cùng với hệ thống giám sát bằng camera là hệ thống cảnh báo dùng một số loại cảm biến đã giới thiệu ở phần trƣớc. Hệ thống này bao gồm bộ điều khiển, báo động trung tâm và các cảm biến khác nhau. Khối báo động trung tâm này kết nối với tất cả các cảm biến và nhận tín hiệu cảnh báo từ các cảm biến này. Sơ đồ của hệ thống đƣợc mô tả trong Hình 4-2 sau đây:
Cảm biến Cảm biến ga chuyển động
Khối báo động trung tâm
Loa Đèn chớp
Cảm biến vùng
Khối báo động trung tâm thƣờng đƣợc đặt ở những nơi kín đáo, có tính năng chính dùng để lập trình, điều khiển hoạt động của tồn hệ thống nhƣ nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến, đƣa ra các cảnh báo có trộm tức thời ra loa, cịi, thiết lập các chế độ hoạt động cho từng khu vực …
Các loại cảm biến (Sensor): Có chức năng phát hiện các hành vi xâm nhập trái phép, phát hiện khói, dị gas, kính vỡ. Khi phát hiện thấy có các hiện tƣợng bất thƣờng, các cảm biến sẽ gửi tín hiệu về tủ trung tâm, tủ trung tâm sẽ báo động bằng còi hú, loa, đèn chớp, đồng thời thông báo đến các số điện thoại đƣợc cài đặt trƣớc.
Có hai loại hệ thống cảnh báo chính là hệ thống có dây và hệ thống khơng dây. Với hệ thống nối dây thì các thiết bị của hệ thống đƣợc kết nối với trung tâm báo động bằng cáp tín hiệu. Cịn trong hệ thống khơng dây thì các thiết bị kết nối bằng sóng cao tần. Tùy theo nhu cầu thực tế mà chúng ta lựa chọn loại nối dây hay khơng dây để có đƣợc hiệu quả sử dụng tốt nhất.
4.2.2 Mơ hình hệ thống đề xuất
Từ việc phân tích và tổng kết những nhƣợc điểm của hệ thống giám sát và cảnh báo thông qua mạng Internet của FPT, Viettel và VNPT cùng với việc phân tích ƣu và nhƣợc điểm của các hệ thống giám sát bằng camera và hệ thống cảnh báo bằng cảm biến thì mơ hình đề xuất của hệ thống giám sát và cảnh báo đƣợc đƣa ra và đối tƣợng khách hàng trƣớc tiên đó là khách hàng cá nhân hộ gia đình. Dựa vào thống kê nhu cầu thị trƣờng thì có 2 mơ hình đƣợc đề xuất và cân nhắc để có thể thƣơng mại hóa thành dịch vụ cho ngƣời dụng:
Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo cơ bản
Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo chun nghiệp
Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo cơ bản để đáp ứng nhu cầu cơ bản cho những khách hàng cá nhân hộ gia đình cịn hệ thống chuyên nghiệp nhằm đáp ứng những khách hàng với nhu cầu cao cấp hơn. Theo đánh giá của nghiên cứu thì trong giai đoạn hiện tại thì khách hàng của mơ hình giám sát và cảnh báo cơ bản sẽ đáp ứng đại đa số khách hàng cá nhân hộ gia đình. Với hệ thống chuyên nghiệp thì đáp ứng một bộ phận khách hàng nhất định với nhu cầu đảm bảo an ninh ở mức cao và chi phí cũng cao hơn.
4.1.2.1 Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo cơ bản
Mơ hình giám sát cơ bản đƣợc đề xuất với hai yếu tố. Yếu tố thứ nhất là đảm bảo cả chức năng cảnh báo lẫn giám sát. Yếu tố thứ hai là thiết kế một dịch vụ an ninh hữu ích cho khách hàng cá nhân hộ gia đình mà khách hàng chỉ phải bỏ một khoản đầu tƣ rất là hợp lí. Hệ thống giám sát và cảnh bảo đƣợc mơ tả trong Hình 4-3 dƣới đây:
Máy chủ dịch vụ Cảnh báo Tải lên ảnh cảnh báo Xem ảnh
Cảnh báo cảnh báo cho ngƣời
Giám sát thời gian thực
Địa điểm cần giám sát
Cảnh báo
Ảnh tại thời điểm cảnh báo Dữ liệu streaming
Hình 4-3: Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo cơ bản
Hệ thống cơ bản có những chức năng chính nhƣ sau:
Giám sát thời gian thực: Hệ thống cho phép thực hiện chức năng giám sát thời
gian thực thông qua mạng Internet và 3G dễ dàng thông qua các thiết bị nhƣ máy tính, máy tính bảng và điện thoại. Việc giám sát thời gian thực trên thiết bị ngƣời dùng có thể thơng qua trình duyệt hoặc dịch vụ sẽ cung cấp ứng dụng cho khách hàng. Việc thực hiện giám sát thời gian thực này sẽ khác với các dịch vụ của FPT, Viettel hay VNPT. Với các dịch vụ hiện tại thì đầu tiên máy chủ dịch vụ sẽ ghi lại hình lên máy chủ và ngƣời dùng sẽ xem video trên máy chủ chứ khơng phải trực tiếp từ camera. Với quy trình nhƣ vậy thì các nhà cung cấp dịch vụ sẽ phải bỏ ra rất nhiều chi phí để đảm bảo băng thơng. Chính vì lí do đó mà các nhà cung cấp dịch vụ này cũng chính là nhà cung cấp dịch vụ ADSL nên họ mới có khả năng cung cấp các dịch vụ này. Nhƣng với đề xuất này thì việc
giám sát sẽ thực hiện trực tiếp từ ngƣời dùng tới camera sẽ giúp sử dụng băng thông hiệu quả hơn.
Tích hợp camera và cảm biến: Đây là chức năng cho phép camera kết nối với
các cảm biến. Đầu ra của cảm biến là đầu tín hiệu vào của camera, khi cảm biến phát ra cảnh báo thì cảnh báo sẽ đƣợc truyền tới camera, camera sẽ thông báo cảnh báo này tới máy chủ dịch vụ và ngƣời dùng. Với chức năng này thì ta có thể xem cảnh báo đồng thời với ảnh camera tại thời điểm xảy ra cảnh báo. Điều này sẽ giúp ích cho ngƣời dùng trong việc đánh giá hiện trạng của cảnh báo, xem đó là 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 một sự kiện nào đó. Theo hệ thống đề xuất thì máy chủ chỉ lƣu ảnh từ camera khi có sự kiện cảnh báo. Khi có cảnh báo từ camera hoặc từ cảm biến thì ảnh tại thời điểm đó sẽ đƣợc tải lên máy chủ sau khi đã có tin nhắn cảnh báo đƣợc gửi lên máy chủ trƣớc đó. Hệ thống cũng cho phép ngƣời dùng có thể xem thơng tin của các cảnh báo trong lịch sử cảnh báo của hệ thống theo thời gian của từng camera hoặc từng loại cảnh báo. Chức năng cảnh báo của camera: Hiện nay trên thị trƣờng rất nhiều loại
camera đƣợc tích hợp khả năng phát hiện chuyển động, phát hiện sự xuất hiện của con ngƣời nhƣ: camera của Panasonic, Sony và Axis. Đây là một trong những vấn đề đƣợc cân nhắc khi hình thành giải pháp. Đây là một ƣu điểm của camera loại này với camera thông thƣờng. Với chức năng này hệ thống giám sát và hệ thống cảm biến truyền thống có thể đƣợc tích hơp với nhau. Các loại cảm biến nhƣ cảm biến phát hiện đột nhập, cảm biến khói sẽ đƣợc cài đặt để gửi cảnh báo tới cả camera thay vì chỉ hộp cảnh báo trung tâm.
Cài đặt/kích hoạt/hủy/đặt lịch cho chế độ cảnh báo: Chức năng này cho phép ngƣời
dùng cài đặt chi tiết cho chế độ cảnh báo:
o Cài đặt: ngƣời dùng có thể cài đặt vùng cần giám sát và cảnh báo cho
từng camera để đảm báo quyền riêng tƣ. Với chức năng này thì chỉ một số loại camera hỗ trợ. Việc chọn loại camera cho dịch vụ sẽ đƣợc trình bày chi tiết trong phần tiếp theo.
o Kích hoạt: kích hoạt dịch vụ giám sát và cảnh báo, tức là chức năng gửi
thông báo cảnh báo và tải lên ảnh tại thời điểm cảnh báo lên máy chủ dịch vụ.
o Hủy: bỏ chế độ giám sát và cảnh báo
o Đặt lịch: lập lịch cho chế độ giám sát và cảnh báo. Cài đặt này cho phép
ngƣời dùng quyết định thời gian nào trong ngày hay trong tháng sẽ kích hoạt dịch vụ giám sát và cảnh báo cho từng camera.
Chức năng cảnh báo cho ngƣời dùng: Hệ thống sau khi nhận cảnh báo từ nơi
giám sát thì sẽ gửi thơng tin cảnh báo cho khách hàng. Tùy theo lựa chọn của khách hàng thì việc thơng báo có thể thực hiện thông qua một số phƣơng thức sau:
o Cảnh báo thông qua email
o Cảnh báo thông qua tin nhắn tới ứng dụng Client của ngƣời dùng o Cảnh báo thông qua tin nhắn SMS
o Cảnh báo thơng qua cuộc gọi
Ngồi ra hệ thống cũng có thể phát cảnh báo tại chỗ nhƣ: loa, còi hay đèn nháy.
Quản lí thơng tin ngƣời dùng và dữ liệu: Một chức năng cơ bản của hệ thống
là phải đảm bảo bảo mật thông tin ngƣời dùng và ảnh từ camera. Đây là một trong những yếu tố khiến nhiều khách hàng e ngại khi sử dụng dịch vụ giám sát và cảnh báo. Dịch vụ phải chứng minh đƣợc tính an tồn và bảo mật của hệ thống để chống lại sự đột nhập trái phép vào thông tin của ngƣời dùng.
Với hệ thống này thì nhà cung cấp dịch vụ sẽ tốn ít chi phí khi triển khai vì khơng cần thiết bị ghi hình hay lƣu trữ quá lớn trên máy chủ dịch vụ. Đồng thời chỉ có dữ liệu cảnh báo là đƣợc lƣu trữ trên máy chủ còn việc giám sát thời gian thực đƣợc thực hiện trực tiếp từ thiết bị kết nối của khách hàng tới camera nên nhà cung cấp dịch vụ cũng khơng cần tốn q nhiều chi phí cho việc đảm bảo băng thông cho hệ thống.
Chức năng cảnh báo của hệ thống đƣợc thiết kế theo mơ hình hƣớng sự kiện. Sơ đồ trong Hình 4-4 thể hiện tuần tự từng bƣớc từ khi hệ thống phát hiện ra cảnh báo đến khi cảnh báo đƣợc xác nhận và kết thúc:
Ảnh cảnh báo đƣợc lƣu trữ vào CSDL Hệ thống phát hiện ra sự cố cần cảnh báo FTP Camera tải ảnh
cảnh báo lên máy chủ dịch vụ
Ngƣời dùng truy cập máy chủ để xem thông tin chi tiết
của cảnh báo
Ngƣời dụng kiểm tra thực tế bằng xem camera thời gian thực
Ngƣời dùng xác nhận cảnh báo
Camera gửi cảnh báo tới máy chủ
dịch vụ Hệ thống gửi cảnh báo tới khách hàng Khách hàng nhận cảnh báo Hệ thống cập nhật thơng tin về cảnh báo Hình 4-4: Quy trình xử lí cảnh báo 29
Với mơ hình đề xuất này thì đã khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của các dịch vụ mà các nhà cung cấp nhƣ Viettel, FPT và VNPT đang cung cấp, đồng thời nó giúp việc sử dụng và bảo trì hệ thống giám sát và cảnh báo trở nên dễ dàng hơn với ngƣời dùng, dịch vụ hƣớng tới ngƣời dùng, cung cấp những gì ngƣời dùng cần chứ khơng phải những gì các thiết bị, hệ thống có thể làm.
Tuy nhiên một điểm yếu của mơ hình này là khơng có chức năng ghi hình, lƣu trữ và ngƣời dùng có thể xem lại ở thời điểm bất thƣờng. Đây là chức năng cơ bản của hệ thống giám sát bằng camera truyền thống. Chức năng này sẽ có ích với một số đối tƣợng khách hàng cá nhân hộ gia đình. Mặc dù vậy thì ngƣời dùng cũng cảm thấy thích thu hơn với chức năng ghi hình thành video và xem lại. Chính vì thế mà sau khi đề xuất mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo cở bản, thì mơ hình giám sát và cảnh báo chuyên nghiệp cũng đƣợc đề xuất nhằm thỏa mãn u cầu của khách hàng.
4.1.2.2 Mơ hình hệ thống giám sát và cảnh báo chuyên nghiệp
Dựa theo nghiên cứu thị trƣờng thì có một số khách hàng có những nhu cầu về giám sát và cảnh báo ở mức cao hơn:
Khách hàng u cầu có chức năng ghi hình trong thời gian dài để có thể xem lại khi có vấn đề gì đó xảy ra, khơng chỉ có hình ảnh ở những thời điểm có cảnh báo. Có khách hàng yêu cầu ghi hình đƣợc thực hiện ở ngay thiết bị của khách hàng. Trong khi đó có khách hàng u cầu ghi hình lên chính máy chủ dịch vụ Có một số khách hàng yêu cầu cả dịch vụ hỗ trợ giám sát từ xa khi khách hàng
đi vắng trong một thời gian nhất định
Với nhu cầu thứ hai thì ngƣời cung cấp dịch vụ cũng đóng vai trị nhƣ là khách hàng, thay khách hàng để giám sát và xử lí tình huống khi có cảnh báo từ hệ