Подписка на новости

Опрос

Нужно ли ввести комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

2007 №4

Аппаратно-программная реализация системы видеонаблюдения подвижных объектов

Редько Александр


На пике роста высоких технологий и многократного удешевления стоимости трафика мобильной передачи данных по каналам сотовой связи (GPRS, EDGE) уже не первый год встает вопрос по созданию аппаратно-программного комплекса для объединения обычных GSM/GPRS-радиомодемов с JPEG-видео камерами, образуя таким образом «интеллектуальную» сеть видеонаблюдения.

Огромное количество компаний-производителей занимается сегодня разработками подобного класса сетей из так называемых умных видеокамер с устройством передачи и дальнейшей обработки изображений на удаленном сервере баз данных либо отображения состояния охраняемого объекта на сотовые телефоны владельцев охраняемых объектов. В соответствии с концепцией реализации процесса видеонаблюдения система должна иметь следующее оборудование:

  • комплект видеокамер;
  • коммутационное оборудование;
  • приемопередающий радиотракт (Bluetooth-модуль);
  • систему дистанционного контроля, управления и регистрации;
  • систему электропитания;
  • программное обеспечение управления.

Для автоматического обмена информацией между блоком передачи данных GSM/GPRS-радиомодема и JPEG-видеокамеры было предложено использовать беспроводные Bluetooth-модули производства компании Mitsumi (WML-C46), которые идеально подходят для решения подобного рода задач. Беспроводные JPEG-видеокамеры, пользуясь «коллективным эфирным радиопространством», принимают и анализируют события, попадающие в объектив. Таким образом, строится платформа, на основе которой возможно развернуть из достаточно небольшого количества простых компонентов полнофункциональную систему видеонаблюдения, способную распознавать вторжение в охраняемую зону либо дистанционно следить за подвижными объектами.

На базе Объединенного технико-консультационного центра по микроэлектронике (ОТКЦМ) совместно с компанией «Пет роИнТрейд» была разработана концепция и опытный образец устройства, сочетающего в себе все вышеописанные функциональные компоненты, что в комплексе воплощает в себе систему GSM/GPRS видеомониторинга и охранной сигнализации. Данное устройство способно передавать как изображение, так и тревожную информацию на удаленный сервер баз данных.

При реализации представленной системы разработчики основывались на конкретных условиях функционирования подвижного объекта, к которым, прежде всего, следует отнести:

  1. Особенности реализации и функционирования (перемещения) на местности (в пространстве).
  2. Климатические условия размещения элементов системы.
  3. Особенности и возможности по реализации системы электропитания.
  4. Факторы (показатели) оперативности системы дистанционного контроля и управления.
  5. Требования по обеспечению непрерывности функционирования системы.
  6. Показатели скрытности и помехоустойчивости функционирования элементов и системы в целом.
  7. Выделенный (допустимый) экономический ресурс на реализацию.

Оптимальность принимаемых решений по построению системы видеонаблюдения с учетом перечисленных особенностей и условий функционирования, а также оперативных требований по обеспечению поставленных задач существенным образом зависит от обоснованного выбора применяемой элементной базы и технологии реализации основных составляющих.

Структура системы видеонаблюдения подвижного объекта представлена на рис. 1.

Структура системы видеонаблюдения подвижного объекта

Реализация систем, представленная на рис. 1, зависит от конкретных условий функционирования подвижного объекта, а также от системы его подвижного объекта.

Важнейшими факторами, влияющими на выбор принципов реализации данной системы, являются конкретные особенности функционирования элементной базы системы в целом, к которым, прежде всего, следует отнести:

  • особенности размещения и функционирования системы;
  • климатические условия;
  • особенности и возможности по реализации системы электропитания элементов схемы;
  • факторы (показатели) оперативности системы дистанционного контроля и управления;
  • условия непрерывности функционирования системы;
  • показатели скрытности и помехозащищенности функционирования элементов и систем в целом.

Для примера рассмотрим реализацию системы видеонаблюдения подвижного объекта, реализованного на современной цифровой элементной базе в сетях передачи данных оператора сотовой связи GSM. Структура такой системы представлена на рис. 2.

Структура системы видеонаблюдения подвижного объекта, реализованного на современной цифровой элементной базе

Как только Bluetooth-видеорегистратор распознает появляющийся или выходящий из кадра объект, программа посылает по каналу радиосвязи сообщение соседним видеорегистраторам. Они, в свою очередь, передают сигнал «по цепочке» всем близлежащим регистраторам. В результате сообщение появляется во всей системе, а управляющий контроллер, принимая сигнал по радиоканалу Bluetooth, передает сообщение и видеоизображение по GPRS/EDGE-соединению на удаленный компьютер.

Как видно из рис. 2, основным элементом представленной структуры является связка GSM-модем + микроконтроллер + Bluetooth-модуль + видеорегистратор + компрессор изображения. В настоящее время на рынке электронных компонентов большой выбор оборудования для решения поставленной задачи. Основные критерии, по которым выбирались компоненты цепи, — оптимальное соотношение цена/качество и рабочий температурный диапазон (промышленный). Стоит также отметить, что именно температурный диапазон должен быть оптимальным с точки зрения функционирования всей системы. В качестве базового GSM-модуля был взят модуль GSM0308 (Enabler IIIG) производства компании Enfora (рис. 3). Видеокамера C328 — от компании Comedia (рис. 4). Эта камера позволяет на выходе последовательного интерфейса получить уже скомпрессированное видеоизображение с разрешением 640×480, 320×240 или 160×120 точек (формат JPEG). Уровень компрессии в зависимости от необходимого качества изображения может быть оптимальным образом настроен. Угол обзора камеры — 58°, минимальная дистанция фокусировки — 0,2 м.

Модуль GSM0308 (Enabler IIIG) компании Enfora
Видеокамера производства компании Comedia C328

На управляющем микроконтроллере прописан алгоритм синхронизации видеокамеры и GSM-модуля GSM0308, что позволило передавать на сервер баз данных не только изображение с охраняемого объекта, но и звуковое сопровождение в реальном масштабе времени. В микроконтроллере может быть осуществлен программно восстановленный WAP 2.0 протокол, что дает возможность передавать MMS-сообщения на экраны мобильных телефонов, имеющих поддержку передачи и приема MMS или SMS. В том случае, если телефон не имеет поддержки MMS, абонент не сможет использовать сотовый телефон для просмотра изображений, однако остается возможность отправлять изображения на адрес электронной почты и получать SMS-уведомления о поступлении нового изображения на мобильный телефон.

Для старта работы всей системы требуется SIM-карта с включенной поддержкой GPRS, а также MMS. Программная реализация управления построена таким образом, что все настройки для работоспособности системы можно установить дистанционно.

Смонтировав подобную систему в доме либо в офисе, вы сможете получать на свой телефон сообщения о том, что кто-то двигался перед камерой, получать предупреждения о падении или увеличении температуры окружающей среды до определенной отметки. И всегда остается возможность позвонить и услышать, что творится в помещении, где установлена система. Данную видеорегистрирующую систему следует рассматривать не только как единичную системную реализацию видеонаблюдения. При развертывании целого комплекса видеорегистраторов несколько объектов можно связать в сеть подконтрольных дистанционных объектов. Огромный потенциал видеорегистрирующей системы именно в том, что она сориентирована как на потребительский рынок охранных устройств, так и на охрану промышленных объектов. Это своего рода компромиссное универсальное решение за относительно небольшие деньги.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Беспроводные технологии PDF


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке