РУБРИКИ |
Системы цифрового видеонаблюдения при организации охранных структур на особо охраняемых объектах |
РЕКОМЕНДУЕМ |
|
Системы цифрового видеонаблюдения при организации охранных структур на особо охраняемых объектахПервичный интерфейс обмена (Primary Rate Interface, PRI) состоит из 30 каналов B на 64 кбит/с и одного канала D, также на 64 кбит/с. Как и в предыдущем случае, каналы B предназначены для передачи данных, а канал D - для служебной информации. Для PRI вы должны используют линию E-1 в 2,048 Мбит/с центральной АТС. Время установления связи составляет всего от 1 до 3 секунд, благодаря тому что цифровая сигнализация по каналу D исключает медленный процесс генерации и декодирования тональных сигналов, а также необходимость согласования параметров связи модемами. Кроме того, канал D может использоваться не только для передачи сигнальной информации, но и для передачи данных телеметрии, электронной почты и т. п. SS7 - система Общей канальной сигнализации номер 7. Она была разработана и стандартизована CCITT (или ITU) для увеличения возможностей по интеграции речи и данных, эффективного использования в телефонии компьютерных систем, быстрой установки соединений и качественной маршрутизации вызовов, использования единых информационных баз данных, интеграции и полной совместимости различных видов связи (телефония, сотовая связь, передача данных) вне зависимости от страны или региона и, в итоге, получения качественно нового уровня сервиса. SS7 охватывает три нижних уровня семиуровневой модели информационных сетей ISO и состоит из двух подсистем: Message Transfer Part (MTP) отвечает за передачу сообщений сигнализации, осуществляет функции обнаружения и исправления ошибок и ряд дополнительных функций; UP (User Part) - подсистема более высокого уровня - отвечает за поддержку пользователя и включает в себя часть ISUP (Integrated Services User Part), отвечающую за ISDN-сети, часть TUP (Telephone User Part), отвечающую за телефонию, и ряд других. Компоненты ISDN В число компонентов ISDN входят: 1. терминалы 2. терминальные адаптеры (ТА) 3. устройства завершения работы сети 4. оборудование завершения работы линии 5. оборудование завершения коммутации Имеется два типа терминалов ISDN. Специализированные терминалы ISDN называются "терминальным оборудованием типа 1" (terminal equipment type 1) (TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не для ISDN, такие, как DTE, которые появились раньше стандартов ISDN, называются "терминальным оборудованием типа 2" (terminal equipment type 2) (TE2). Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDN через цифровую линию связи из четырех скрученных пар проводов. Терминалы ТЕ2 подключают к сети ISDN через терминальный адаптер, фактически терминальные адаптеры заменяют собой модем.. Teрминальный адаптер (ТА) ISDN может быть либо автономным устройством, либо платой внутри ТЕ2. Если ТЕ2 реализован как автономное устройств, то он подключает к ТА через стандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232, V.24 или V.35). Примерами TE2 могут служить обычные аналоговые телефоны, ASCII-терминалы и компьютеры с последовательным портом RS-232. Следующей точкой соединения в сети ISDN, расположенной за пределами устройств ТЕ1 и ТЕ2, является NT1 или NT2. Это устройства завершения работы сети, устройства завершения работы сети служит для подключения четырехпроводной проводки в помещении заказчика к обычной двухпроводной абонентской линии. NT1 устанавливается оператором связи в помещении заказчика (в отличие от США, в Европе NT1 является, как правило, собственностью оператора связи) и связывает его с коммутатором ISDN на центральной АТС по витой паре, по которой ранее подключался обычный телефон. NT1 имеет разъем для пассивной шины. К этой шине заказчик может подсоединить до восьми ISDN-телефонов, терминалов и других устройств аналогично тому, как подобные устройства подключаются к локальной сети. NT2 - фактически УАТС - позволяет обеспечить реальный интерфейс для телефонов, терминалов и другого оборудования. Как правило, NT2 используется с PRI, а не с BRI. NT2 выполняет функции протоколов второго и третьего уровня, а также функции концентрации. Однако NT2 может выполнять лишь часть или вообще не выполнять протокольные функции; в последнем случае он является "прозрачным". Кроме того, комбинированное устройство NT1/2 осуществляет функции и NT1 и NT2. Оконечное оборудование сети NT1 Ввиду его важности в данном разделе NT1 рассматривается подробнее. Оконечное оборудование сети NT1 обеспечивает интерфейс между двумя проводами витой пары со стороны телефонной компании и четырьмя проводами витой пары со стороны терминального оборудования конечного пользователя, т. е. он осуществляет подключение внутренней шины S к внешнему интерфейсу U. Внутренняя шина S представляет собой четырехпарный кабель (с 8-контактными модульными разъемами). Она используется для подключения, а также в некоторых ситуациях для электрического питания. NT1 получает питание от общей сети переменного тока, однако некоторые устройства имеют встроенные аккумуляторы, чтобы телефонная связь не прерывалась во время сбоев питания (в отличие от обычных телефонов, ISDN-телефоны имеют активные электронные устройства и нуждаются в электропитании). Из четырех пар кабеля шины S две предназначены для передачи данных, а еще две - для подачи питания на ISDN-телефоны и другие подключенные устройства. Опорные точки ISDN Опорные точки или точки доступа представляют собой интерфейсы между различными функциональными устройствами ISDN. Основными опорными точками являются R, S, T, U. Опорная точка R обеспечивает интерфейс между терминалом и терминальным адаптером. Стандарт на точку R отсутствует, и разрабатывать его не предполагается, так как в принципе терминальный адаптер должен быть частью терминала ISDN. Опорная точка S реализует интерфейс между терминалом ISDN (или терминальным адаптером в случае не ISDN терминала) и оконечным оборудованием сети NT2. Терминальное оборудование со встроенным NT2 может подключаться к прозрачному NT2 или напрямую к NT1. Опорная точка T служит для интерфейса между оконечным оборудованием сети NT2 и NT1. Последнее реализует функции физического уровня. Опорная точка U обеспечивает интерфейс между NT1 в помещении заказчика (абонентском пункте) и NT1 на центральной АТС (узле коммутации) по абонентской линии. Стандарт на интерфейс U полностью не определен, общие рекомендации имеются только относительно скорости передачи. Достоинства ISDN Преодолевают порог56 Кбит/с для скорости обмена данными между компьютерами по обычной телефонной сети. ISDN позволяет оперировать одновременно несколькими цифровыми каналами по одной телефонной проводке, и таким образом использовать ее для передачи цифрового, а не аналогового сигнала. С помощью протоколов объединения каналов типа BONDING или многоканального PPP базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости передачи несжатых данных в 128 кбит/с. Кроме того, задержка, т. е. время от отправки вызова до установления связи, для линий ISDN меньше в несколько раз. До ISDN каждому устройству была необходима отдельная телефонная линия, если они должны были работать одновременно. Например, отдельная линия была нужна для телефона, факса, модема, моста/маршрутизатора и системы видеоконференций. В случае ISDN сигналы от нескольких источников можно комбинировать для передачи по одной линии, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех источников. Вместо отправки вызова по основному каналу абонента в случае обычной телефонной системы ISDN посылает цифровой пакет по отдельному внешнему каналу. С одной стороны, этот сигнал никак не влияет на уже установленные соединения, с другой - установление связи происходит очень быстро. Сигнализация позволяет также определить, кто звонит, а телефонное оборудование ISDN может автоматически принимать решение, куда перенаправить звонок. Мобильные технологии Я считаю, что передача данных с помощью мобильных технологий на сегодняшний день является одной из самых перспективных, и есть необходимость поподробнее остановится на передаче картинки с видеокамеры при помощи мобильного телефона. Данный вопрос становится актуальным, когда есть потребность наблюдать за объектом, находящимся на большом расстоянии и нет возможности использовать обычную компьютерную или телефонную сеть для просмотра картинки с видеокамеры. Итак, здесь имеются две возможности: Первая - это подключиться с помощью мобильного телефона к сети Internet, и «сбрасывать» фрагменты видеозаписи на заданный почтовый ящик. Вторая - прямое соединение с другим мобильным телефоном, который также подключен к компьютеру, и передача видеоизображения непосредственно на этот ПК. Активизироваться система может при срабатывании датчика, от сигнала тревоги с детектора движения, может включаться по расписанию, уставленным пользователем, управляться пользователем с помощью определенных SMS сообщений. Для реализации первого и второго метода передачи изображения с помощью мобильного телефона необходимо: Мобильный телефон. Сложившаяся практика вынуждает покупать телефон у того, кто предоставляет услуги связи. В Москве это БИЛАЙН и МТС. У первого телефоны дешевле, и для передачи данных надо заводить отдельный номер. Правда, учитывая низкий стартовый взнос, это будет примерно то же самое, что и за один номер у МТС. С 13 сентября МТС позволяет пользоваться одним номером для передачи голоса и данных. Для передачи данных через телефон необходимо подключить его к компьютеру, это можно сделать с помощью инфракрасного порта, но цены на телефоны с ИК портом запредельны, или последовательного порта. Телефоны с возможностью передачи через последовательный порт дешевле, и к тому же можно быть уверенным, что последовательный порт есть на любом ПК. Програмное обеспечение. Требуется специальное ПО, которое бы позволило наладить связь между компьютером и мобильным телефоном, иметь возможность настройки командами, приходящих с мобильного телефона, должна быть реализована функция дозвона и выхода в Internet. Далее раскрыт принцип функционирования протоколов мобильной связи. GSM - Global System for Mobile Communications Малая, по современным меркам, скорость передачи данных (9600 бит/с) не позволяет пересылать объемные файлы. Да и роуминговые возможности не так уж безграничны - Америка и Япония развивают свои, несовместимые с GSM, цифровые системы беспроводной связи. Основные части системы GSM, их назначение и взаимодействие друг с другом. Самая простая часть структурной схемы - переносной телефон, состоит из двух частей: собственно "трубки" - МЕ (Mobile Equipment - мобильное устройство) и смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module - модуль идентификации абонента), получаемой при заключении контракта с оператором. Cотовый телефон имеет собственный номер - IMEI (International Mobile Equipment Identity - международный идентификатор мобильного устройства), который может передаваться сети по ее запросу. SIM, в свою очередь, содержит так называемый IMSI (International Mobile Subscriber Identity - международный идентификационный номер подписчика). Центральной системой сети является NSS (Network and Switching Subsystem - подсистема сети и коммутации), а компонент, выполняющей функции процессора называется MSC (Mobile services Switching Center - центр коммутации). MSC в сети может быть и не один, например, на момент написания диплома московский оператор Билайн внедрял второй коммутатор (производства Alcatel). MSC занимается маршрутизацией вызовов, формированием данных для биллинговой системы, управляет многими процедурами. Следующими компонентами сети, также входящими в NSS, я бы назвал HLR (Home Location Register - реестр собственных абонентов) и VLR (Visitor Location Register - реестр перемещений). HLR, грубо говоря, представляет собой базу данных обо всех абонентах, заключивших с рассматриваемой сетью контракт. В ней хранится информация о номерах пользователей (под номерами подразумеваются, во-первых, упоминавшийся выше IMSI, а во-вторых, так называемый MSISDN-Mobile Subscriber ISDN, т.е. телефонный номер). В отличие от HLR, который в системе один, VLR`ов может быть и несколько - каждый из них контролирует свою часть сети. В VLR содержатся данные об абонентах, которые находятся на его территории (причем обслуживаются не только свои подписчики, но и зарегистрированные в сети роумроуминга). Как только пользователь покидает зону действия какого-то VLR, информация о нем копируется в новый VLR, а из старого удаляется. Еще раз обращаю внимание читателя на принципиальное отличие HLR от VLR: в первом расположена информация обо всех подписчиках сети, независимо от их местоположения, а во втором - данные только о тех, кто находится на подведомственной этому VLR территории. В HLR для каждого абонента постоянно присутствует ссылка на тот VLR, который с ним (абонентом) сейчас работает (при этом сам VLR может принадлежать чужой сети). Полный состав долгосрочных данных, хранимых в HLR и VLR: 1. Международный идентификационный номер подписчика. 2. Телефонный номер абонента. 3. Категория подвижной станции. 4. Ключ идентификации абонента. 5. виды обеспечения дополнительными услугами. 6. Индекс закрытой группы пользователей. 7. Код блокировки закрытой группы пользователей. 8. Состав основных вызовов которые могут быть приняты. 9. Оповещение вызывающего абонента. 10. Идентификация номера вызывающего абонента. 11. График работы. 12. Оповещение вызываемого абонента. 13. Контроль сигнализации при соединении абонентов. 14. Характеристики закрытой группы пользователей. 15. Льготы закрытой группы пользователей. 16. Запрещенные исходящие вызовы в закрытой группе пользователей. 17. Максимальное количество абонентов. 18. Используемые пароли. 19. Класс приоритета доступа. 20. Полный состав временных данных, хранимых в HLR. 21. Параметры идентификации и шифрования. 22. Временный номер мобильного абонента. 23. Адрес реестра перемещения, в котором находится абонент. 24. Зоны перемещения подвижной станции. 25. Номер соты при эстафетной передаче. 26. Регистрационный статус. 27. Таймер отсутствия ответа. 28. Состав используемых в данный момент паролей. 29. Активность связи. 30. Полный состав временных данных, хранимых в VLR. 31. Временный номер мобильного абонента. 32. Идентификаторы области расположения абонента (LAI). 33. Указания по использованию основных служб. 34. Номер соты при эстафетной передаче. 35. Параметры идентификации и шифрования. NSS содержит еще два компонента - AuC (Authentication Center - центр авторизации) и EIR (Equipment Identity Register - реестр идентификации оборудования). Первый блок используется для процедур установления подлинности абонента, а второй, отвечает за допуск к эксплуатации в сети только разрешенных сотовых телефонов. Исполнительной, если так можно выразиться, частью сотовой сети, является BSS (Base Station Subsystem - подсистема базовых станций. BSS состоит из нескольких частей BSC (Base Station Controller - контроллер базовых станций), а также BTS (Base Transceiver Station - базовая станция). Базовые станции можно наблюдать повсюду - фактически это просто приемно-передающие устройства, содержащие от одного до шестнадцати излучателей. Каждый BSC контролирует целую группу BTS и отвечает за управление и распределение каналов, уровень мощности базовых станций и тому подобное. Обычно BSC в сети не один, а целое множество (базовых станций же вообще сотни). Одна BTS - одна "сота", ячейка. Для упрощения функционирования системы и снижения служебного трафика, BTS объединяют в группы - домены, получившие название LA (Location Area - области расположения). Каждой LA соответствует свой код LAI(Location Area Identity). Один VLR может контролировать несколько LA. И именно LAI помещается в VLR для задания местоположения мобильного абонента. В случае необходимости именно в соответствующей LA будет произведен поиск абонента. При перемещении абонента из одной соты в другую в пределах одной LA перерегистрация и изменение записей в VLR/HLR не производится, но стоит ему (абоненту) попасть на территорию другой LA, как начнется взаимодействие телефона с сетью. При смене LA код старой области стирается из VLR и заменяется новым LAI, если же следующий LA контролируется другим VLR, то произойдет смена VLR и обновление записи в HLR. Здесь есть одна проблема, слишком мелкие LA приведут к частым перерегистрациям телефонов и, как следствие, к возрастанию трафика разного рода сервисных сигналов и более быстрой разрядке батарей мобильных телефонов. Если же сделать LA большими, то, в случае необходимости соединения с абонентом, сигнал вызова придется подавать всем сотам, входящим в LA, что также ведет к неоправданному росту передачи служебной информации и перегрузке внутренних каналов сети. Далее рассмотрим алгоритм handover`ра (такое название получила смена используемого канала в процессе соединения). Во время разговора по мобильному телефону вследствие ряда причин (удаление "трубки" от базовой станции, многолучевая интерференция, перемещение абонента в зону так называемой тени и т.п.) мощность и качество сигнала может ухудшиться. В этом случае произойдет переключение на канал (может быть, другой BTS) с лучшим качеством сигнала без прерывания текущего соединения. Handover`ы принято разделять на четыре типа:
Смена каналов в пределах одной базовой станции Смена канала одной базовой станции на канал другой станции, но находящейся под патронажем того же BSC. Переключение каналов между базовыми станциями, контролируемыми разными BSC, но одним MSC Переключение каналов между базовыми станциями, за которые отвечают не только разные BSC, но и MSC. В общем случае, проведение handover`а - задача MSC. Но в двух первых случаях, называемых внутренними handover`ами, чтобы снизить нагрузку на коммутатор и служебные линии связи, процесс смены каналов управляется BSC, а MSC лишь информируется о происшедшем. Во время разговора мобильный телефон постоянно контролирует уровень сигнала от соседних BTS (список каналов (до 16), за которыми необходимо вести наблюдение, задается базовой станцией). На основании этих измерений выбираются шесть лучших каналов, данные о которых постоянно (не реже раза в секунду) передаются BSC и MSC для организации возможного переключения. Существуют две основные схемы handover`а: "Режим наименьших переключений" (Minimum acceptable performance). В этом случае, при ухудшении качества связи мобильный телефон повышает мощность своего передатчика до тех пор, пока это возможно. Если же, несмотря на повышение уровня сигнала, связь не улучшается (или мощность достигла максимума), то происходит handover. "Энергосберегающий режим" (Power budget). При этом мощность передатчика мобильного телефона остается неизменной, а в случае ухудшения качества меняется канал связи (handover). Маршрутизация вызовов.( абонент находится в зоне действия гостевой сети) MSC пересылает в HLR номер (MSISDN) абонента. HLR, в свою очередь, обращается с запросом к VLR гостевой сети, в которой находится абонент. VLR выделяет один из имеющихся в ее распоряжении MSRN (Mobile Station Roaming Number - номер "блуждающей" мобильной станции). HLR домашней сети получает от VLR присвоенный абоненту MSRN и, сопроводив его IMSI пользователя, передает коммутатору домашней сети. Заключительной стадией установления соединения является направление вызова, сопровождаемого IMSI и MSRN, коммутатору гостевой сети, который формирует специальный сигнал, передаваемый по PAGCH (PAGer CHannel - канал вызова) по всей LA, где находится абонент. Прошло немногим более двух десятилетий с момента появления первых мобильных телефонов, но мобильная связь уже подверглась существенным изменениям. Cистемы первого поколения, основанные на аналоговом принципе, использовались исключительно для телефонной связи и лишь впоследствии обзавелись некоторыми базовыми сервисами. Cистемы второго поколения так назывфаемые 2G, включая стандарт GSM, предоставляют улучшенное качество передачи и защиту сигнала, дополнительные сервисы, низкоскоростную передачу данных, и для систем GSM - автоматическую службу т.н. роуминга для удобства передвижения абонента по разным странам и континентам. Однако использование данног стандарта было практически невозможно для передачи видео изображения, так как не обеспечивались нормальные скорости при передачи данных, поэтому вскоре после появления второго поколения мобильных систем, начались приготовления к проектированию стандартов мобильной связи следующего поколения. Технология третьего поколения (3G) обеспечивает высококачественную передачу речи, изображений (скорость предположительно будет достигать 2 Мбит/с вместо 9.6 Кбит/с, доступных сегодня), и доступ в Internet, а также обмен данными между мобильным телефоном и компьютером. В то же самое время 3G технологии должны улучшить качество cервиса сетей вторых поколений, добавляя им множество новых услуг. Спецификация 3G все еще в процессе развития. Для новой 3G системы были выделены следующие частотные диапазоны: 1885-2025 МГЦ, и 2110-2200 МГЦ для дальнейшего развития 3G, в частности для спутниковой части 3G выделены диапазоны 1980-2010 и 2170-2200 МГЦ соответственно. GPRS - General Packet Radio System GPRS - одна из важнейших технологий в переходном периоде от систем второго поколения к 3G. GPRS часто упоминается как GSM-IP (GSM Internet Protocol), так как это - технология, предлагающая абоненту GSM прямой доступ к провайдеру Internet со скоростью до 115 Кбит/с. Еще одной отличительной особенностью GPRS от систем старого поколения является то, что GPRS позволяет абоненту иметь постоянную связь с ISP и пребывать в так называемом режиме online. Новая система потребует введения нового принципа оплаты: Ваша плата будет зависеть только от объема принятых/переданных данных вне зависимости от времени использования радио канала. К тому же, введение GPRS будет способствовать более бережливому и рациональному распределению радиочастотного ресурса: "пакеты" данных предполагается передавать одновременно по многим каналам (именно в одновременном использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости) в паузах между передачей речи. И только в паузах - голосовой трафик имеет безусловный приоритет перед данными, так что скорость передачи информации определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования, но и загрузкой сети. Подчеркну, что в GPRS ни один канал не занимается под передачу данных целиком - и это основное качественное отличие новой технологии от используемых ныне. Построение GPRS сетей Доработку GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи данных GPRS можно условно разделить на две формы - программную и аппаратную. Если говорить о программном обеспечении, то оно нуждается в замене или обновлении практически всюду - начиная с реестров HLR-VLR и заканчивая базовыми станциями BTS В частности, вводится режим многопользовательского доступа к временным кадрам каналов GSM, а в HLR, например, появляется новый параметр Mobile Station Multislot Capability (количество каналов, с которыми одновременно может работать мобильный телефон абонента). Ядро системы GPRS (GPRS Core Network) состоит из двух основных блоков - SGSN (Serving GPRS Support Node - узел поддержки GPRS) и GGPRS (Gateway GPRS Support Node - шлюзовой узел GPRS). SGSN является центральным процессором GPRS сети. В некотором роде SGSN можно назвать аналогом MSC - коммутатора сети GSM. Он выполняет следующие функции. SGSN контролирует доставку пакетов данных пользователям. взаимодействует с реестром собственных абонентов сети HLR, проверяя, разрешены ли запрашиваемые пользователями услуги. ведет мониторинг находящихся online пользователей. организует регистрацию абонентов вновь "проявившихся" в зоне действия сети и т.п. Так же как и MSC, SGSN, в системе может быть и не один - в этом случае каждый узел отвечает за свой участок сети. Например, SGSN производства компании Motorola имеет следующие характеристики: каждый узел поддерживает передачу до 2000 пакетов в секунду, одновременно контролирует до 10000 находящихся online пользователей. Всего же в системе может быть до 18 SGSN Motorola. Назначение GGSN следующее - грубо говоря, это шлюз между сотовой сетью (вернее, ее частью для передачи данных GPRS) и внешними информационными магистралями (Internet, корпоративными интранет-сетями, другими GPRS системами и так далее). Основной задачей GGSN, таким образом, является роутинг (маршрутизация) данных, идущих от и к абоненту через SGSN. Вторичными функциями GGSN является адресация данных, динамическая выдача IP-адресов, а также отслеживание информации о внешних сетях и собственных абонентах (в том числе тарификация услуг). Внутри ядра GPRS-системы (между SGSN и GGSN) данные передаются с помощью специального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol). Еще одной составной частью системы GPRS является PCU (Packet Control Unit - устройство контроля пакетной передачи). PCU стыкуется с контроллером базовых станций BSC и отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к SGSN. При ориентации системы на мобильный Интернет возможно добавление специального узла - IGSN (Internet GPRS Support Node - узел поддержки Интернет). Прежде чем приступить к работе с GPRS, мобильная станция, так же как и в обычном случае передачи голоса, должна зарегистрироваться в системе. Как уже было сказано, регистрацией (а, точнее, "прикреплением" (attachment) к сети) пользователей занимается SGSN. В случае успешного прохождения всех процедур (проверки доступности запрашиваемой услуги и копирования необходимых данных о пользователе из HLR в SGSN) абоненту выдается P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - временный номер мобильного абонента для пакетной передачи данных), аналогичный TMSI, который назначается мобильному телефону для передачи голоса (кстати, если абонентский терминал относится к классу А, то ему при регистрации выделяется как TMSI, так и P-TMSI). Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети, причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика. Но если если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом возрастает. Чтобы найти разумный компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса: IDLE (неработающий). Телефон отключен или находится вне зоны действия сети. Очевидно, что система не отслеживает перемещение подобных абонентов. STANDBY (режим ожидания). Аппарат зарегистрирован (прикреплен) в GPRS-системе, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не работает с передачей данных. Местоположение STANDBY-абонентов известно с точностью до RA (Routing Area - область маршрутизации). RA мельче, чем LA (каждая LA разбивается на несколько RA, но, тем не менее, RA крупнее, чем сота, и состоит из нескольких элементарных ячеек). READY (готовность). Абонентский терминал зарегистрирован в системе и находится в активной работе. Координаты телефонов, находящихся в режиме READY, известны системе (а, точнее, SGSN) с точностью до соты. EDGE - Enhanced Data GSM Environment. EDGE - заключительная ступень на пути к 3G. Она позволит операторам GSM предлагать абонентам мультимедиа сервисы при 384 Кбит/с. Полагают, что операторы GSM смогут предоставлять услуги EDGE за относительно низкую цену, поскольку это потребует всего лишь небольших изменений в программном обеспечении и оборудовании операторов. Система будет использовать TDMA интерфейс (Time Division Multiple Access) и типичный для GSM шаг 200 КГЦ. Глава 2 Программа управления камерами предназначена для непосредственного управления камерой или группой камер. Управление возможно с помощью мыши, клавиатуры, джойстика, задания камере предустановок (определенной последовательности команд). Как и в любой системе управления, имеется субъект и объект управления. Субъект управления - оператор системы безопасности. Объектами управления являются поворотный механизм камеры и трансфокаторы. Поворотный механизм отвечает за повороты камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях, вверх и влево, вверх и вправо, вниз и вправо, вниз и влево. Трансфокаторы отвечают за управлением зумированием и фокусировкой.
Схема функционирования. В качестве протокола для управления камерами выбран RS-232, который связывает компьютер (с соответствующим программным обеспечением) и преобразователь интерфейсов. Протокол RS-422 предназначен для передачи управляющих воздействий на контроллер поворотных механизмов камер и трансфокаторов. В данном случае такой выбор протоколов обмена обусловлен их техническими характеристиками и принципами работы. Технические характеристики RS- протоколов Протоколы RS-232 и RS-422 являются дуплексными протоколами, применение дуплексного протокола позволяет принимать и передавать информацию одновременно, то есть оба оконечных устройства могут быть приемниками и передатчиками одновременно. Важное отличие протокола RS-232 состоит в том, что они используют небалансный сигнал, в то время как RS-422 использует балансный. Небалансный сигнал передается по несбалансированной линии, которая представляет собой «землю» и одиночный сигнальный провод. Балансный сигнал передается по сбалансированной линии, в котором присутствуют «земля» и пара проводов, разница напряжений между которыми используется для приема и передачи сигнала. Сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем несбалансированный. Ниже в таблице приведены технические характеристики протоколов RS-232 RS-422 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
RS-232 |
RS-232 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Соединения |
Одиночный провод |
Одиночный провод/много соединений допустимо |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Количество устройств |
1 передатчик |
5 передатчиков |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вид протокола |
дуплексный |
Дуплексный |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Макс. длинна провода |
~15.25 м. При 19.2Kbps |
~1220 м. При 100Kbps |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Макс. скорость передачи |
19.2Kbps для 15 м. |
10Mbps для 15 м |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сигнал |
небалансный |
Балансный |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
двоичная 1 |
-5В мин. |
2В мин. (A>B) 6В макс. (A>B) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
двоичный 0 |
5В мин. |
2В мин. (B>A) 6В макс. (B>A) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мин. входное напряжение |
+/- 3В |
0.2В |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Выходной ток |
500мА |
150мА |
Принцип работы протокола RS-232
Все оборудование, соединяемое по RS-232 протоколу, разделяют на DCE оборудование - передачи данных, и DTE - терминальное оборудование. Различие заключается в разъемах и разводке разъемов.
DCE
DTE
Pin 1
Защитное заземление
Защитное заземление
Pin 2
Прием данных
Передача данных
Pin 3
Передача данных
Прием данных
Pin 4
Запрос на прием
Запрос на передачу
Pin 5
Запрос на передачу
Запрос на прием
Pin 6
Готов выход
Готов вход
Pin 7
Земля сигнальная
Земля сигнальная
Pin 8
Несущий выход
Несущий вход
Pin 9
Не указано
Не указано
Принцип работы протокола RS-422
RS-422 используют экранированную витую пару, экран в качестве сигнальной «земли», земля не используется для определения логического состояния линии, при этом сигнал уровня RS-422 является парафазным. Стандарт на RS-422 предусматривает 32 пары передатчик/приемник. На данный момент возможности протокола RS-422 расширены, теперь он поддерживает от 128 до 255 устройств на одной линии. Протокол RS-422 предусматривает использование четырехжильной экранированной витой пары, при этом получается полный дуплекс. В таком случае необходимо, чтобы одно из устройств было сконфигурировано как ведущее, а остальные как ведомые. Тогда все ведомые устройства общаются только с ведущим устройством, и никогда не передают ничего напрямую друг другу.
RS-422 использует строго разделенные две пары проводов, одну пару для приема, одну для передачи и еще по одной на каждый сигнал контроля/подтверждения.
Принцип взаимодействия протоколаRS-232 и преобразователя интерфейсов
Программа управления камерами вырабатывает управляющие сигналы, в зависимости от данных поступивших от оператора системы видеонаблюдения, по протоколу (RS-232) соответствующие биты кода команды передаются на преобразователь интерфейсов.
Преобразователь интерфейсов
Идея интерфейсного преобразователя состоит в том, чтобы со стороны управляющего компьютера, при передаче данных, преобразовать сигнал уровня RS-232 в сигнал уровня Транзисторно-Транзисторной Логики (ТТЛ) или Комплиментарных полупроводников со структурой металл – оксид – полупроводник (КМОП), а затем в парафазный сигнал, соответствующий передающей среде RS-422. При обратной передаче, парафазный сигнал преобразуется в уровень ТТЛ, а затем в сигнал соответствующий интерфейсу RS-232.
Контроллер поворотного механизма камеры и трансфокатора.
Контроллер поворотного механизма камер и трансфокаторов предназначен для преобразования управляющего сигнала, поступившего от оператора системы и полученного по интерфейсу RS-422, в управляющие воздействия, которое направлено на включение двигателей поворотного механизма и механизма управления трансфокаторами.
Контроллер - восьмиразрядное устройство, то есть за каждый такт, вырабатываемый своим генератором частот, контроллер может обработать восемь бит информации, из которых четыре бита должно идти на код команды и еще четыре - на код адреса камеры. Таким образом, используя этот контроллер интерфейсов, можно закодировать до шестнадцати команд и управлять шестнадцатью камерами. Контроллер обрабатывает первые четыре бита, как код адреса камеры, вторые четыре бита, как код команды.
Контроллер преобразует команды, пришедшие от оператора в соответствии с алгоритмом, заложенном в ПЗУ, и подает на свои выходы, электрические потенциалы согласно данным, полученным после обработки. Каждый выход данного контроллера соединен с входом двигателя, который вращается в соответствии с поступившим сигналом. От двигателей движение передается на камеру или на объектив.
Другая задача контроллера - это следить за положением камеры во время поворота и за положением ее объектива. При достижении камерой или объективом крайнего положения контроллер перестает подавать соответствующие управляющие воздействия на свои выходы.
Ниже приведены команды управления камерами, которые программа выставляет на шину RS-232 согласно действиям оператора системы видеонаблюдения. Помимо команд управления на шину необходимо подать адреса контроллеров и соответствующие им адреса камер.
Команды.
Вверх 0000
Вниз 0001
Влево 0010
Вправо 0011
Вверх-влево 0100
Вверх-вправо 0101
Вниз-влево 0110
Вниз-вправо 0111
STOP-Telemetry(Возвращение поворотного механизма камеры в исходное положение) 1000
Фокус (плюс) 1001
Фокус (минус) 1010
Zoom (плюс) 1011
Zoom (минус) 1100
STOP-Transfokator (Возвращение механизма управления трансфокаторами камеры в исходное положение) 1101
Авто 1110
(Автоматическое вращение Вправо-влево)
STOP-Авто 1111
Предустановки
Предустановка, заранее предусмотренная оператором системы безопасности, - последовательность движения камеры с возможностью настройки фокуса и зумирования.
Предустановка №1(П1) Влево - STOP-Telemetry – Вправо - STOP-Telemetry – Вниз - STOP-Telemetry – Вверх - STOP-Telemetry.
Предустановка №2 (П2) Вверх-влево - STOP-Telemetry - Вниз-вправо - STOP-Telemetry.
Предустановка №3 (П3) Вверх-вправо - STOP-Telemetry - Вниз-влево - STOP-Telemetry.
Предустановка №4 (П4) Zoom (плюс) – Влево - STOP-Telemetry – Zoom (минус) – Вправо - STOP-Telemetry - Zoom (плюс) – Вверх-влево - STOP-Telemetry – Zoom (минус) – Вниз-вправо - STOP-Telemetry.
Алгоритм управления
Пояснения к схеме
Запуск программы
Программы для ввода команд управления камерами должна запускаться в следующих случаях:
1. Запуск макроса программы непосредственно в блоке видеорегистрации выбором соответствующего пункта.
2. Запуск программы в блоке видеорегистрации нажатием клавиши, которой в исходном коде блока отведена данная функция (быстрая клавиша).
3. Запуск программы при активизации джойстика в блоке видеорегистрации. Активизация джойстика возможна при его правильном подключении, правильной настройке и нажатии соответствующей клавиши в меню команд блока видеорегистрации.
4. Запуск программы из меню задач операционной системы отдельно от блока видеорегистрации для ее самостоятельной работы или отладки программистом.
Выбор камеры
Выбор камеры оператором системы видеонаблюдения заключается в выборе одной или нескольких камер, с последующим объединением их в группу, из списка активных камер.
Выбор камеры зависит от оперативной ситуации на охраняемом объекте или изображения, которое требуется получить в данный момент времени.
Камера занята?
Два оператора одновременно не могут управлять одной и той же камерой. Поэтому при выборе занятой камеры (используется другим оператором системы видеонаблюдения) последует сообщение о том, что она занята, с просьбой выбрать другую камеру. При наличии списка всех активных камер занятые и свободные обозначаются разным цветом.
Выбор метода управления
Управление возможно с использованием джойстика, мыши, или выбором соответствующих предустановок. Невозможно одновременное управление камерой при помощи комбинации перечисленных выше способов.
Выбор метода управления осуществляется следующим способом:
Нажатие клавиши F1 – активизация джойстика, дальнейшее управление возможно только при помощи джойстика.
Нажатие клавиши F2 – активизация манипулятора типа «мышь» дальнейшее управление возможно только при помощи мыши
Нажатие клавиши F3 – активизация меню предустановок, дальнейшее управление возможно только путем задания соответствующих предустановок.
Свернуть окно управление
Данная операция связана с отсутствием необходимости дальнейшего использования окна управления камерами при выборе джойстика в качестве инструмента управления, в этом случае окно минимизируется и может быть восстановлено нажатием соответствующей клавиши.
Выбор плоскости управления
После выбора пункта управления с помощью мыши необходимо выбрать плоскость, в которой камера будет передвигаться, это сделано для предотвращения ложных срабатываний и поворота камеры в не требуемую плоскость. Таким образом, если будет выбрано только движение в горизонтальной плоскости, то остальные команды будут игнорироваться, независимо от передвижения мыши.
Выбор предусановок
Выбор соответствующих предустановок из меню предустановок, которое активизируется после выбора соответствующего метода управления.
Окончание работы
Для окончания работы с выбранным ранее методом управления требуется нажать одну из ниже перечисленных клавиш:
Нажатие клавиши END приведет к завершению работы программы телеметрии с джойстиком, при этом все команды с системной шины будут сняты, камера станет доступной для использования другими операторами, окно ввода команд программы телеметрии будет восстановлено.
Нажатие клавиши CTRL приведет к завершению работы программы телеметрии с манипулятором типа «мышь» все команды с системной шины также будут сняты, используемая камера или группа камер станет доступной.
Нажатие клавиши ENTER приведет к завершению работы программы телеметрии в режиме управления камерами при помощи предустановок. Управляющие сигналы будут сняты с шины, используемые при этом камеры, станут доступными.
Окончание работы с программой управления камерами осуществляется нажатием кнопки выход. При этом все управляющие команды будут сняты с шины, программа будет выгружена из памяти компьютера.
Глава3
В настоящее время на рынке цифровых видеорегистраторов и устройств передачи видеоизображения по компьютерным сетям наблюдается настоящий бум. Многие пользователи стали серьезно рассматривать цифровые системы как реальную альтернативу аналоговым. Это связано со следующими факторами.
1. Падение стоимости хранения данных на различных носителях.
2. Доступность мощных вычислительных средств.
3. Развитие и удешевлением аппаратных и программных средств.
Эти факторы обусловили появление на рынке значительного числа всевозможных цифровых систем, различающихся как по качеству и функциональным возможностям, так и по стоимости.
Многие государственные организации и частные коммерческие фирмы захотели защитить свою собственность подобными средствами. И здесь многими компаниями была допущена серьезная ошибка - системы приобретались непродуманно, без консультации специалистов.
Не было учтено, что для нормального функционирования системы охранного видеонаблюдения на объекте, и во избежание недоразумений связанных с тем, что система не выполняет возложенных на нее функций, хотя затраченные средства оказались непомерно высоки, необходимо было грамотно и тщательно подойти к оценке и выбору системы перед ее закупкой и инсталляцией.
Именно в этом случае встала необходимость анализа состояния рынка систем цифрового видеонаблюдения и разработки четкого алгоритма выбора этих систем, по требованиям и предпочтениям заказчика.
Данный алгоритм включает в себя набор действий, следовать которым необходимо для правильного выбора системы цифрового видеонаблюдения.
Алгоритм выбора системы видеонаблюдения
Описание алгоритма
Определение области использования системы
Приступая к непосредственному выбору системы, необходимо определить ее область применения. Это связано с тем, что разные заказчики предъявляют к системам, ее возможностям и техническим параметрам различные требования. В дальнейшем при выборе системы эти критерии будут необходимы для определения весовых коэффициентов.
Мною было выделено три области применения систем видеонаблюдения:
Military - система используется силовыми структурами. При выборе системы этими организациями ценится:
1. Простота эксплуатации.
2. Надежность.
3. возможность скрытного применения.
4. возможность интеграции с другими системами, вооружением и техникой.
Особоважные объекты (VIO) – система используется на объектах имеющих важнейшее государственное значение (Ядерные, химические, денежные хранилища и др.). Основополагающими факторами при выборе системы данными организациями являются.
1. Надежность.
2. Возможность интеграции в ранние системы без особо капитальных вложений.
3. правовая разрешенность.
SOHO – малые система для дома и офиса.
1. Доступность.
2. Простота конструкции.
3. Ремонтопригодность возможность быстрого и дешевого ремонта.
Выбор технических параметров оценки
После выбора области применения необходимо выбрать технические параметры, которыми должны обладать оцениваемые системы. При выборе данных параметров необходимо воспользоваться рекламными проспектами, рассылаемыми фирмами производителями, спецлитературой, всевозможными журналами, которые работают в этой области.
|
© 2010 |
|