ВСТУП

В даний час будь-яку сучасну систему безпеки неможливо уявити без такого невід'ємного елементу, як відеоспостереження. За допомогою системи відеоспостереження, яку можна охарактеризувати, як програмно-апаратний комплекс, що включає в себе відеокамери, монітори, об'єктиви, реєстратори та інше обладнання, можна організувати відеоконтроль на локальних, а також територіально віддалених об'єктах.

Завдяки інноваційним розробкам у сфері відеоохоронних систем можна не тільки проводити запис відео і спостерігати за окремими зонами, але й запрограмувати всю встановлену систему безпеки на випадок виникнення різних непередбачених ситуацій.

Системи відеоспостереження в залежності від застосовуваного обладнання поділяють на аналогові та цифрові (IP-відеоспостереження).

Як правило, аналогове відеоспостереження застосовується при необхідності здійснення відеоконтролю в невеликій кількості приміщень. У даному випадку інформація записується на відеореєстратор. Аналогове відеоспостереження з кожним днем займає все меншу нішу на ринку відеосистем.

Цифрові системи відеоспостереження відмінно зарекомендували себе при здійсненні відеоконтролю за територіально-розподіленими об'єктами, а також в системах безпеки великих компаній. Основними перевагами IP-відеоспостереження можна назвати можливість здійснення локального і віддаленого (з КПК, мобільного телефону тощо) візуального контролю.

Незважаючи на більш високу в порівнянні з аналоговими системами вартість, монтаж цифрових систем відрізняється невисокими витратами. Крім того, існує можливість підключення відеоспостереження за допомогою використання бездротових технологій. У цифрових системах по одному кабелю може передаватися не тільки відеосигнал, а й звук. Крім того, завдяки застосовуваному формату MPEG-4 ефективніше використовуються мережеві ресурси. Відмінними і вагомими позитивними характеристиками цифрового відеоспостереження є висока якість зображення, а також можливість ведення запису з необмеженої кількості камер.

В моєму дипломі буде розглядатись система відео спостереження на основі маршрутизатора та камери.

1 Огляд систем відеоспостереження

1.1 Системи відео спостереження

Систем відеоспостереження на ринку безліч і звичайному обивателю дуже складно прийняти правильне рішення, яка з них найбільше підходить для його випадку. Навіть, якщо запросити спеціалізовану організацію, ви не завжди отримаєте повноцінну відповідь — кожен кулик своє болото хвалить. Тому, навіть плануючи замовити послугу установки в спеціалізованій компанії, клієнтові треба розбиратися в базових речах, щоб не переплатити за непотрібні йому функції і опції.

Найбільш поширені на ринку безпеки наступні системи відеоспостереження:

1. Система відеоспостереження, побудована на базі відеореєстратора.

2. Система відеоспостереження, побудована на базі персонального комп’ютера і плат відеозахоплення.

3. Система відеоспостереження, побудована на базі персонального комп’ютера і IP-камер.

1.2 Відеоспостереження на базі відеореєстратора

1.2.1 Апаратна частина.

Відеореєстратор представляє собою закінчений пристрій з вигляду ідентичнезвичайному DVD програвачу, як показано на рисунку (1) . По внутрішньому устрою, відеореєстратор, схожий на персональний комп’ютер. Він має материнську плату, процесор, оперативну пам’ять, жорсткий диск, роз’єми відеовходів і відеовиходів, USB порт, порт управління PTZ камерою.

Рисунок 1.1 Відеореєстратор та способи його підключення

По внутрішньому устрою, відеореєстратор, схожий на персональний комп’ютер. Він має материнську плату, процесор, оперативну пам’ять, жорсткий диск, роз’єми відеовходів і відеовиходів, USB порт, порт управління PTZ камерою. Все це реалізовано на одній платі і не має можливості будь-якої модернізації. Багато відеореєстратори мають тривожні входи і виходи для підключення охоронних датчиків (датчики об’єму, витоку газу, води) і зовнішніх оповіщають і виконавчих пристроїв, наприклад, сирени, електромеханічних замків, сповіщувачів по GSM каналам, пульта охорони.

Зазвичай відеореєстратори мають 4, 8 або 16 відеовходів для підключення камер відеоспостереження. При цьому вам зовсім не обов’язково використовувати всі відеовходи відразу, деякі можуть залишатися в резерві. Чим більше кількість відеовходів, тим вище ціна пристрою, причому подвоєння ціни при подвоєнні кількості відеовходів не відбувається.

Використовувані в даній системі відеоспостереження камери є аналоговими. Даний тип камер перетворює відеосигнал у формат, який може бути отриманий телевізійним або іншим приймачем, наприклад охоронним монітором. У той же час система відеоспостереження є цифровий, так як отримані дані зберігаються на цифровий носій.

Продуктивність системи відеоспостереження практично повністю залежить від продуктивності процесора. Показником продуктивності процесора є тактова частота і архітектура. Частота процесора, застосовуваного в відеореєстраторові, зазвичай коливається між 500 МГц і 1000 МГц, що обумовлено складністю відведення тепла. У даній системі всі ресурси спрямовані на обробку відеосигналу і не використовуються сторонніми програмами, тому такий, на перший погляд не високої частоти процесора, більш ніж достатньо.

Відеореєстратор підключається до звичайного телевізора через відеовхід VIDEO-IN, так само його називають «тюльпан» або RCA, або комп’ютерного монітора через VGA.

1.2.2 Програмна частина

В якості операційної системи в відеореєстраторах використовуються різні клони системи Linux, часто розроблені спеціально для цього пристрою.

Фахівці однозначно визначають операційну систему Linux, як найбільш стабільну при довгостроковій безперервній роботі і стійку до зовнішніх впливів — віруси, піратські зломи і т.п.

Відеореєстратори дають користувачеві обмежений доступ до програмної частини, наприклад, ви не можете встановити нові програми або драйвера, видалити старі — тільки виконання тих команд, які передбачені в меню, як при роботі з будь-яким DVD-плеєром або телевізором. Це є запорукою безперебійної роботи і більш високої надійності системи.

1.2.3 Управління системою

Управляється відеореєстратор допомогою графічного меню, яке відображається на екрані телевізора, до якого підключена система. Робота в меню проводиться кнопками лицьовій панелі відеореєстратора і пультом ДУ і повністю аналогічна управлінню телевізором або DVD плеєром. Багато відеореєстратори так само мають можливість управління звичної всім комп’ютерною мишею.

1.2.4 Інтеграція з іншими охоронними системами

Відеореєстратор має обмежені можливості інтеграції з іншими охоронними системами: охоронною та пожежною сигналізацією, системами управління доступом і т.п. Це обумовлено «жорсткістю» його апаратної та програмної частини. Відеореєстратори мають стандартні тривожні входи. Кількість тривожних входів зазвичай збігається з кількістю відеовходів.

До тривожного входу можна підключити будь-який з охоронних датчиків, наявних на ринку, так як принцип роботи у всіх однаковий — вони або розмикають ланцюг при спрацьовуванні і називаються нормально-замкнутими, або замикають її — нормально-розімкнуті. Будь датчик підключається до відеореєстратора звичайним двожильним кабелем, який називають «локшиною». Так само ви маєте можливість підключити до одного тривожного входу кілька охоронних датчиків, з’єднаних їх між собою. Така послідовно з’єднана між собою ланцюг з датчиків називається «контуром». Якщо у вас вже встановлена ​​сигналізація, ви можете підключити тривожні входи відеореєстратора до її тривожним входів тієї ж «локшиною».

При спрацьовуванні охоронного датчика відеореєстратор може виконати наступні дії: почати запис відео з обраних вами камер, подати звуковий сигнал через вбудований динамік, подати сигнал тривоги на зовнішній пристрій. Зовнішнім пристроєм може бути: сирена, сповіщувач по GSM каналу, який відправить вам СМС на стільниковий телефон, пульт охорони. При цьому на один тривожний вихід можна підключити всі ці пристрої одночасно.

З одного боку можливості відеореєстратора по інтеграції з іншими охоронними системами обмежені, але з іншого боку дозволяють вирішити більшість типових завдань.

1.2.5 Маштабованість і модернізація

Цифрова система відеоспостереження, побудована на базі відеореєстратора абсолютно масштабируема. Немає можливості збільшити число відеовходів або тривожних входів, додати ще один USB порт або встановити мережеву карту. Відеореєстратор є закінченим, «жорстко зібраним» пристроєм з чітко визначеним набором функціональних можливостей.

Масштабованість системи відеоспостереження можлива тільки при підключенні декількох відеореєстраторів до локальної мережі і наявності спеціального програмного забезпечення, що дозволяє виробляти їх перегляд в одному вікні на віддаленому комп’ютері.

1.3 На базі ПК і плат відеозахоплення

1.3.1 Апаратна частина

Система відеоспостереження на базі персонального комп’ютера і плат відеозахоплення складається з персонального комп’ютера, як показано на рисунку 1.2 зі спеціальною платою захоплення відеозображення.

Рисунок 1.2 Плата відеозахоплення та способи її підключення

Кожна така плата, найчастіше, має вузьку спеціалізацію. Тобто для можливості використання тривожних входів і виходів або PTZ камери потрібно покупка додаткової плати, яку також буде необхідно інсталювати в комп’ютер. Але кожна додаткова інсталяція буде знижувати як надійність, так і взагалі працездатність системи в цілому у зв’язку з можливістю виникнення конфліктів пристроїв. Чим більше додаткових плат, тим швидше вони почнуть конфліктувати.

Плати відеозахоплення, аналогічно відеореєстраторів, зазвичай мають 4, 8 або 16 відеовходів. Використовувані тут камери також є аналоговими, а система відеоспостереження — цифровий.

Тактова частота сучасного комп’ютера становить порядку 3 ГГц, що перевищує тактову частоту відеореєстратора в 3 рази. Доречно буде зазначити, що сучасна архітектура процесора, яка застосовує сучасну оперативну пам’ять, дає ще більш ніж дворазовий приріст продуктивності. Таким чином, продуктивність комп’ютера вище продуктивності відеореєстратора більш ніж у 6 разів. Говорити про необхідність такого потенціалу для приватного домоволодіння і малого бізнесу складно, зате вартість такої системи буде неухильно зростати разом з продуктивністю і можливістю розширення. І може відрізнятися від системи на базі відеореєстратора в 2-3 рази і більше. Оцінити цю величину точно не представляється можливим, так як в системах відеоспостереження на базі персонального комп’ютера і плат відеозахоплення істотний внесок у загальну вартість вносить ПО, ціна якого іноді дорівнює вартості системи.

Для перегляду зображення, як і будь-який звичайний комп’ютер, система відеоспостереження на базі ПК і плат захоплення підключається до монітора або телевізора. Інтерфейс підключення залежить від відеокарти або материнської плати персонального комп’ютера.

1.3.2 Програмна частина

Операційна система Windows — найбільш популярне рішення для систем відеоспостереження на базі ПК. Великий набір функціональних можливостей посуває користувачів систем відеоспостереження на їх використання, а загальна комп’ютерна грамотність з використання саме Windows створила армію псевдо-професіоналів, які вміють встановити комп’ютерну гру, але не усвідомлюють можливі наслідки цієї дії для сучасної системи безпеки. Сучасні програми підміняють деякі системні файли, ускладнюючи або роблячи неможливою роботу системи відеоспостереження. Забираючи всі ресурси процесора, вони не дають нормально функціонувати спочатку досить вимогливою до ресурсів системи. І навіть якщо користувачі не грають на комп’ютері, вони здатні кількома некваліфікованими діями повністю порушити роботу системи. Навіть у тому випадку, якщо система відеоспостереження підміняє Windows Explorer і завантажується до завантаження оболонки, охоронці чудово знають, як переключитися між завданнями (Ctrl-Alt-Del) і завантажити іншу програму. При цьому для надійного захисту від зовнішніх впливів (різних вірусів і атак) в операційній системі Windows потрібний комплексний підхід і покупка дорогого спеціалізованого програмного забезпечення, що не завжди доступно звичайному користувачеві.

З вищесказаного можна зробити висновок, що для стабільної і зручної роботи системи відеоспостереження на базі ПК потрібен окремий комп’ютер, який буде надійно захищений. Є думка, що використання робочого комп’ютера як знизить вартість системи, так і не вплине на стабільність роботи. Це думка помилкова. Технічне обслуговування системи відеоспостереження вимагає використання послуг інсталяторів через складність встановлення і налаштування програмного забезпечення. А постійні збої в роботі при використанні робочого комп’ютера, швидше за все, приведуть до покупки окремого ПК.

1.3.3 Управління системою

Інтерфейс користувача в комп’ютерній системі являє собою звичне для більшості користувачів рішення на базі операційної системи Windows. Після включення комп’ютера буде потрібно запустити спеціалізовану програму, в діалоговому вікні якої і буде відбуватися вся робота. Управління обмежується клавіатурою і мишкою, що цілком звично і зручно звичайному користувачеві. З іншого боку, простота доступу може зіграти злий жарт як при спробі доступу до системи зловмисника, так і звичайної дитини. Інтеграція з іншими охоронними системами.

Велика кількість додаткового програмного забезпечення для комп’ютерних систем відеоспостереження дозволяє рішенням на пазі ПК мати підвищену гнучкість в порівнянні з рішеннями на базі відеореєстраторів. Це викликано тим, що, використовуючи поширену платформу операційної системи Windows, значно простіше створити велику кількість підсистем з різними функціональними можливостями, а також інтегрувати розробки інших виробників як програмні, так і апаратні. Комп’ютерна система відеоспостереження здатна інтегруватися з касовим робочим місцем у магазині роздрібної торгівлі, працювати спільно з системою контролю доступу, розпізнавати автомобільні номери і обличчя людей, працювати спільно з системами охоронно-пожежної сигналізації. Щоб отримати всі вищевикладені можливості необхідно витратити багато часу і сил, а, що найважливіше грошей. Необхідно зазначити, що витрати на можливий функціонал, як і на будь-які інші програмні продукти, часом, не відповідають очікуваним результатам.

1.3.4 Маштабованість і модернізація

Масштабованість даного рішення не викликає питань. Наприклад, для збільшення кількості підключаються камер або для підключення охоронних датчиків необхідно придбати і встановити в комп’ютер ще одну плату з відповідними функціональними можливостями. З іншого боку, можливо, в цьому випадку доведеться міняти програмне забезпечення або, як мінімум, його перенастроювати. А, так як самостійна настройка практично неможлива через її складність, виникне необхідність використання послуг інсталятора, що в черговий раз призведе до додаткових грошових витрат.

1.4 IP відеоспостереження

Система відеоспостереження, побудована на базі персонального комп’ютера і IP-камер в чому аналогічна попередньої. Центром управління системою також є персональний комп’ютер. Є декілько способів підключення, які показані на рисунках 1.3, 1.4, 1.5.

Рисунок 1.3 Підключення провідної IP-камери до роутера (потрібна прокладка додаткового кабелю UTP від роутера до камери)

Рисунок 1.4 Підключення бездротової IP-камери до роутера (прокладка додаткового кабеля UTP не потрібна)

Основною відмінністю від попередньої є спосіб передачі сигналу від камери до ПК і відсутність плат захоплення відеозображення. Сигнал передається з мережевого кабелю. Це зручно коли структура мережі добре організована, а робота стабільна. Замість плат тут використовується мережеве обладнання (маршрутизатори, роутери, мости) і програмне забезпечення, що вимагає ще більш високої кваліфікації інсталяторів, з глибоким знанням мережевих технологій. А, як відомо, праця професіоналів коштує дуже дорого.

Рисунок 1.5 Підключення провідної IP-камери до комп'ютера (потрібна прокладка додаткового кабелю UTP і наявність другої мережевої карти в ПК для підключення камери)

Камера для системи IP відеоспостереження як мінімум в 3 рази дорожче звичайної. Якщо гнатися за дозволом 1-3 МП, то для цього вже потрібні гігабітні мережі (а не 100-мегабітні, як скрізь), що піднімає вартість у порівнянні з відеореєстраторами на порядок. І в 2-3 рази дорожче системи на базі ПК і плата відеозахоплення. Одна камера на 3 МП може коштувати як повний комплект з 4 камер і відеореєстратора.

Управління системою здійснюється в діалоговому вікні програми в операційному середовищі Windows з усіма її мінусами. Необхідно відзначити, що версія операційної системи тут скоріше буде не домашня — XP або Vista, а мережева — NT або Server.

За інтеграції та масштабованості дана система обходить всіх конкурентів, але не потрібно забувати, що і витрати на це будуть найбільшими в порівнянні з конкурентами.

1.5 Стандартні завдання систем відеоспостереження

Стандартні завдання, що стоять перед відеоспостереженням на будь-якому об’єкті, будь то великий, малий бізнес або приватний будинок, схожі. Виділимо основні:

- поточне спостереження;

- робота з архівом відеозаписів;

- дистанційний перегляд поточного зображення та архіву;

- запис відеозображення по детектору руху, а також при спрацьовуванні охоронних датчиків або втрати сигналу.

На великому об’єкті до стандартних додаються такі завдання:

- інтеграція з системою охоронної та пожежної сигналізації;

- інтеграція з апаратно-програмним комплексом системи контролю та управління доступом (СКУД);

- засштабованість і модернізація системи відеоспостереження за необхідності;

- поточне спостереження і керування всією системою з однієї точки, в тому числі організація відеоспостереження через Інтернет.

1.6 Способи підключення

Power over Ethernet (PoE) ­- технологія, що дозволяє передавати віддаленому пристрою електричну енергію разом з даними, через стандартну виту пару в мережі Ethernet. Дана технологія призначається для IP-телефонії, точок доступу бездротових мереж, IP-камер, мережевих концентраторів та інших пристроїв, до яких небажано або неможливо проводити окремий електричний кабель.

Джерело безперебійного живлення (англ. Uninterruptible Power Supply, UPS) - джерело вторинного електроживлення, автоматичний пристрій, чиє призначення;

- забезпечити підключене до нього електрообладнання безперебійним постачанням електричною енергією в межах норми.

Internet Protocol (IP, досл. «Міжмережевий протокол») ‑ маршрутизації протокол мережевого рівня стека TCP / IP. Саме IP став тим протоколом, який об'єднав окремі комп'ютерні мережі у всесвітню мережу Інтернет. Невід'ємною частиною протоколу є адресація мережі.