Компьютер как охранная система

Денис Степанцов, 

Обзор цифрового программно-аппаратного комплекса видеонаблюдения на базе модуля Sivinea Expeed 4.

Когда мне приходилось слышать словосочетание «охранная система», в голове непременно возникал огромный пульт со всякого рода тумблерами, кнопками и надписями под ними. Венчало все это сооружение несколько специальных мониторов, за которыми неотрывно следил мрачноватого вида дядька с формой или без, но обязательно имевший на поясе дубинку или того страшнее — ПМ или УДАР в кобуре. Разумеется, всякого рода пожарные датчики или детекторы перемещения не в счет, однако когда я узнал, что в качестве полноценной охранной системы можно использовать обыкновенный РС, я слегка удивился.

Дело в том, что российская компания DSSL (ООО «Цифровые Системы») предоставила нам один из вариантов собственной продукции, а именно цифровой программно-аппаратный комплекс видеонаблюдения на базе модуля Sivineya 4 (по-русски это расшифровывается как система видеонаблюдения) серии Expeed.

Забегая немного вперед, сделаю небольшое отступление: спектр выпускаемых компанией изделий достаточно широк, от серийных ОЕМ-продуктов (Sivineya Expeed, Sivineya Pro, внешний модуль Sivineya LPT), до готовых решений, пригодных для малого офиса, помещения средних размеров и решений масштаба предприятия, монтируемых в промышленную стойку и надежно защищенных от внешних воздействий. Несмотря на разнообразие ассортимента, продукцию компании объединяет одно качество — все продукты или решения построены с использованием стандартных PC-компонентов.
Вот примерный список объектов, которые, по мнению разработчиков, могут (и должны) использовать в своей деятельности подобные системы:
• Супермаркеты и магазины
• Гостиницы и отели
• Банки и финансовые учреждения
• Промышленные объекты
• Казино и игорный бизнес
• Офисы компаний
• Муниципальные сооружения
• Загородные дома и коттеджи (это уже скорее, для новых русских — прим. авт.)

Что касается понятия безопасность в условиях российской специфики — думаю, пояснений не требуется. Младшие решения от DSSL при их компактности и относительно невысокой стоимости могут подойти даже для банального обменного пункта, поскольку один и тот же системный блок может выполнять как стандартные рабочие операции, так и обслуживать одну-две видеокамеры, что для последующего опознания нарушителей порядка будет как весомой помощью в розыске, так и доказательством факта нарушения.

Однако перечислять все возможные конфигурации систем, моделей плат, а также расхваливать достоинства нужды нет — у DSSL есть достойный сайт по адресу www.sivineya.ru, где заинтересованный пользователь может найти буквально любую заинтересовавшую его информацию. Мы же с вами рассмотрим вариант построения цифровой охранной системы, скажем, для небольшого офиса на 3-4 помещения, используя тот самый OEM-экземпляр платы Sivineya 4 Expeed на четыре камеры слежения.

Аппаратная часть комплекса
Сама плата Expeed представляет собой четырехканальный мультиплексор на шину PCI, а цифра 4 обозначает количество BNC-видеовходов (каналов) 75 Ом, каждый из которых обеспечивает ввод видео со скоростью до 25 кадров в секунду.

expeed4.jpg

Каждый из каналов обслуживается собственным АЦП, если выразиться точнее — EVIC (Enhanced Video Input Processor) SAA7111A от Philips.

На сайте DSSL есть список платформ (точнее, материнских плат), с которыми их продукт должен работать гарантированно. Наша Gigabyte 8IRX для Pentium 4 в этом «списке Шиндлера» не присутствовала, но, тем не менее, превосходно приняла плату в один из слотов PCI, и после установки софта все заработало как по маслу. Кстати, небольшое лирическое отступление: все платы Sivineya очень чувствительны к частоте шины PCI — если таковая превышает отведенные ей судьбой 33 МГц, работать плата будет, однако изображение может передаваться с артефактами. Так заявляет производитель, и это проверено нами на практике.

Что касается ОЕМ-версии своих продуктов, то компания поставляет их по принципу «as is» — покупатель получает симпатичную коробку с упакованной платой, и диск, на котором содержится клиентская и серверная версии ПО, а также подробнейшее описание по установке и эксплуатации в формате Word и PDF. По заявлению представителей компании DSSL, всю остальную работу должны брать на себя дилеры — это подбор необходимой камеры слежения (цветной или черно-белой), промер и прокладка коаксиального кабеля, монтаж оборудования, в общем, все необходимое для законченной функционирующей системы.

Миниатюрная камера слежения SK2005 (Sun Kwang Electronics Co.) была предоставлена отдельно всё той же DSSL, и, надо признаться, она нас не подвела.

camera.jpg

Правда, для ее функционирования оказалось необходимым занять еще одну розетку 12-ти вольтовым и достаточно громоздким блоком питания, но ради получения результата с этим пришлось примириться. Я не стану утомлять вас обилием характеристик данной камеры, но всем интересующимся настоятельно рекомендую зайти на сайт компании «KOMKOM Electronics». Вообще, до момента посещения этого ресурса, я и не подозревал, какое кошмарное количество хитроумных вещей успело изобрести человечество с одной лишь целью — вторжения в наш с вами частную (личную) жизнь. Чрезвычайно интересно, хотя немного пугает.

Для завершения процесса нам еще понадобился кусок коаксиального кабеля, два BNC-коннектора (для подключения к камере и к первому разъему платы).

coax

Таким образом, проблема монтажа аппаратной части была решена. Да, поскольку испытания мы проводили на процессоре Pentium 4 1.5 ГГц с 512 Мб оперативной памяти, думаю, стоит привести минимальные требования производителя для построения подобной системы:
• CPU не менее Intel Pentium III 600 MHz
• Видеокарта (можно интегрированная) с поддержкой режима 800х600 True Color
• ОЗУ не менее 128 MB
• Жесткий диск объемом не менее 20 Гб
• Один или более свободных PCI слотов (как вы понимаете, в один системный блок можно установить несколько модулей Sivineya)
• Сетевая карта 100BaseX Ethernet
• Звуковая карта от 8 бит и колонки.

Программная часть

main_window.gif

Программная часть комплекса достаточно проста и состоит, по сути, из двух модулей. Первый и основной является одновременно серверной частью (в том случае, если вы планируете делать разветвленную систему по принципу «клиент-сервер»), и в то же время позволяет получить доступ ко всем аппаратным настройкам комплекса. Единственным и необходимым условием при инсталляции будет установка программы в каталог C:\Sivineya\. После перезагрузки в меню пуск возникнет программная группа Sivineya и можно будет приступить к работе.

Управление программой очень легкое и интуитивное. Поскольку наличествует разграничение доступа, то для работы можно выбирать три режима: Администратор, Дежурный и Охрана. Естественно, что администратор имеет абсолютно полный доступ ко всем настройкам, дежурный может делать практически все то же, что и администратор (кроме изменения пароля доступа к настройкам) а охранник вообще ничего не может, даже изображения с камер просматривать. Зато может прийти на рабочее место и привести систему в действие.

image1.jpg

Это изображение с первой камеры со скоростью ввода около 10 кадров в секунду. Как видите, даже одной камеры в верхнем углу достаточно для полного обзора помещения.

image2.jpg

Кнопка 1..4 включает все четыре изображения одновременно, а кнопка Х — выключает все.

В пассивной системе слежения не было бы ничего примечательного, если бы не масса различных настроек управления камерами. Описывать их детально смысла нет, проще будет изучить серию скриншотов, где все выглядит вполне доступно.

parameters.gif

В этом разделе можно управлять качеством изображения, передаваемого камерами

parameters2.gif

Это «святая святых программного комплекса». Изображение, передаваемое камерой, можно записывать в архив на жесткий диск, причем разными способами. Можно, конечно, не записывать совсем, но тогда без толстого дядьки с дубинкой не обойтись — все прелесть системы заключается в автономности ее работы. Но имейте в виду, что жесткий диск не резиновый, и если запись вести в постоянном режиме, то новый винчестер вам придется покупать, без преувеличения, еженедельно. Очень удобна в этом смысле запись по расписанию — если охраняемый объект нуждается в присмотре время от случая к случаю, то можно составить некий «планировщик заданий», который будет включать запись в нужном месте и в нужное время.

sheduler.gif

Самое время теперь рассказать поподробнее, что такое детектор движения, детектор покоя и чем они друг от друга отличаются.

Программный детектор движения

motion_detector.gif

Программный детектор движения производит анализ на изменение уровня яркости (256 градаций) в любой области кадра, но при этом следует помнить, что слишком большая зона будет замедлять работу системы, а очень маленькая зона (минимальный размер — 4х4 пиксела) будет слишком чувствительна к посторонним шумам и помехам. Всего можно вручную задать восемь зон детектирования, выделив мышкой те места, которые по определению владельца системы наиболее важны. При этом система будет регистрировать изменения лишь тех объектов, размеры которых равны зонам или больше их. Глубина фильтра детектора движения — это значение, которое определяет его продолжительность во времени.

detector_zone.jpg

Голова автора явно больше зоны, заданной администратором системы. Камера 1 тут же это заметила — ее цвет изменился на красный.

Детектор оставленных предметов или детектор покоя
Алгоритм данного анализа следующий: система устанавливает т.н. «эталонный кадр», то есть исходное состояние предметов с точки зрения камеры. После того, как пройдет время, установленное регулировкой «задержка включения», система сравнит эталонный кадр с текущим и выдаст тревогу, если были замечены изменения, равные или превышающие по размерам объекты. Тревога может сопровождаться звуковым сигналом, который должен быть записан заранее и различаться для каждой камеры

Цвета индикатора каналов соответствуют его определенному состоянию:
• Синий — пассивное состояние канала, могут быть установлены одна или более зон детектора движения, но движения в кадре нет
• Красный — установлена одна или более зон детектора движения, в кадре движение есть
• Зеленый — установлена запись по активности детектора движения, но  движения в кадре нет
• Желтый — установлена запись по активности детектора движения,  движение в кадре есть и идет запись фрагмента
• Голубой — установлена принудительная запись, идет запись фрагмента
• Серый — ввод видео не производится

Помимо уже перечисленных возможностей, программа может также работать в режиме «клиент-сервер», при наличии в офисе локальной сети или через Интернет. На рабочую станцию клиента устанавливается клиентское ПО, при этом клиент получает возможность просмотра изображения со всех камер, а также просмотра видеоархивов. Сетевая структура сервера не накладывает никаких ограничений на количество серверных и пользовательских компьютеров, задействованных в сети. Правда, если серверов и камер в сети большое количество, следует обратить внимание на пропускную способность, которая в среднем может варьироваться от 400 Кбайт до 3 Мбайт для каждого сервера.

Для работы в сети Интернет для соединения с сервером требуется только его IP-адрес, поэтому если вы хотите иметь постоянный доступ к серверу через Интернет, необходима выделенная линия с постоянным внешним IP-адресом для сервера.

Модуль просмотра видеоархивов SvnPlay

svnplay.gif

Программа просмотра архивов представляет собой самостоятельную программу, которая используется отдельно, если вы хотите просмотреть архивы как на локальном компьютере, так и на сетевом.

Архив представляет собой набор фрагментов, отсортированный по дате и времени начала записи. При срабатывании детектора движения для каждой камеры создается отдельный архив видеофрагментов. Если длительность записи превышает 10 минут, видеофрагмент автоматически завершается и для продолжения записи открывается новый фрагмент. Каждый фрагмент сопровождается информацией о номере камеры, дате и времени начала записи и о текущем времени каждого кадра фрагмента.

archive.gif

Программа циклической записи SvnClear
Данная программа является служебной и не имеет настроек и возможности управления. Обеспечивает цикличность записи, стирая самые старые архивные файлы, и поддерживает примерно 500 Мбайт свободного места вне зависимости от емкости диска.

Напоследок перечислю технические характеристики Sivineya Expeed 4:
Параметры видеосигнала:
Вход 1Vp-p, BNC, 75 Ом, несимметричный
Отношение сигнал/шум 44 дБ
Формат видеосигнала PAL/SECAM 50 Гц
Разрешение записи: 170х140; 340х280; 680х560 точек (~500 ТВ линий при максимальном разрешении).
Входной разъем:
Для мультиплексоров 2 и 4 видеоканала BNC (2 и 4 соответственно).
Питание/потребление: +3.3V/5V/3.0A.
АЦП:
для мультиплексоров 2 и 4 1 АЦП на канал.

В розничной продаже стоимость модуля Sivineya Expeed 4 составляет 533 доллара.


Выражаем благодарность компании DSSL за любезно предоставленное оборудование.
Автор
Денис Степанцов

Комментарии