CẢI TIẾN CAMERA GIÁM sát

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNGKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGUYỄN THANH TRƯỜNG Lớp 12CĐ_ĐT1 CẢI TIẾN CAMERA GIÁM SÁT ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TIỂU LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN NGUYỄN H

NGUYỄN THANH TRƯỜNG

Lớp 12CĐ_ĐT1

CẢI TIẾN CAMERA GIÁM SÁT

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TIỂU LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TP HỒ CHÍ MINH - 2013

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

NGUYỄN THANH TRƯỜNG

Lớp 12CĐ_ĐT1

CẢI TIẾN CAMERA GIÁM SÁT

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TIỂU LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN NGUYỄN HUỲNH LIÊN

PHẦN NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

Trang

CẢI TIẾN CAMERA GIÁM SÁT

Dự kiến sản phẩm nghiên cứu: sản phẩm sẽ là công cụ hỗ trợ đắt lực cho cá nhân, cơ quan, tổ chức có nhu cầu quản lí

A PHẦN Ý TƯỞNG/ MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

- Ngày nay công nghệ số đang rất phát triển và được rất nhiều ngành ứng dụng.Nó làm thay đổi toàn diện bộ mặt của chúng ta , mọi khía cạnh trong đời sống của chúng ta Như chúng ta đã biết nhờ ứng dụng công nghệ số mà giờ đây bạn có thể đọc báo, đọc sách ngay trên điện thoại di động, thậm chí ta

có thể quan sát không gian ngôi nhà của chính mình bằng thiết bị số(smartphone, laptop…) thông qua hệ thống camera được lắp đặt tại nhà.Vì thế mà các thiết bị nghe nhìn ngày nay đóng vai trò rất quan trọng, một trong số đó là camera dùng để quan sát

- Ở các cửa hàng, ở công ty khách sạn, nhà máy sản xuất Lượng người vào ra là rất lớn Bạn đau đầu với việc quản lý, giám sát con người cũng như tài sản

Một giải pháp giá rẻ đa chức năng cho bạn:

- An toàn chống lại cướp

- Giảm thiểu tình trạng trộm cắp

- Giảm thiểu nhân viên trộm cắp

- Giảm thiểu bảo hiểm

Tất cả những yếu tố trên cho thấy tầm quan trọng của camera trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hiện đại ngày nay

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Chúng ta có thể điểm qua các cột mốc chính như sau:

- Năm 1949 khái niệm về camera quan sát được giới thiệu bởi George Orwell

- Năm 1951 ra đời đoạn băng ghi hình đầu tiên

- Năm 1966 NASA dùng camera quan sát ghi hình lại bề mặt của mặt trăng

- Năm 1969 bằng sáng chế về camera dân dụng được cấp cho Marie Brown

- Năm 1972 hãng Texas Instrument cho ra đời camera ghi hình không cần phim

- Năm 1973 chip hình ảnh CCD được giới thiệu và phổ biến cho đến ngày nay

- Năm 1980 camera quan sát bắt đầu được áp dụng theo dõi trộm cắp và lừa đảo

- Năm 1986 hãng Kodak giới thiệu chiếc camera megapixel đầu tiên với độ phân giải 1.4 MP

- Năm 1992 camera quan sát trẻ em và người già được phát triển ngày càng mạnh hơn

- Năm 1996 chiếc camera ip đầu tiên được hãng Axis sản xuất có tên là Neteye 200

- Năm 2001 Khi World trade Center bị tấn công, mọi người quan tâm nhiều hơn đến camera dành cho công việc cũng như gia đình

- Năm 2003 công nghệ nhận diện khuôn mặt được áp dụng tại trường Royal Palm Middle School để quản lí các bé

- Năm 2007, 95% giao tiếp từ xa được thực hiện trên internet

- Internet mở ra một kỷ nguyên mới mà chúng ta có thể thấy được sự hiện diện của camera quan sát ở bất cứ nơi đâu

Lịch sử phát triển camera quan sát đã trải một quá trình hơn 50 năm với xu hướng chuyển dịch dần từ Analog sang Camera IP Dù camera analog vẫn đang thích nghi từng ngày khi tích hợp thêm các công nghệ kết nối qua internet tuy nhiên tương lai vẫn là camera ip

1 Mục tiêu nghiên cứu

- Tạo ra mạch điều khiển cho hệ thống giám sát bằng camera đã được lắp đặt tại khu vực cần khảo sát

- Tăng khả năng quan sát

- Ngăn chặn và kiểm soát được các hoạt động xâm nhập của mọi đối tượng trong khu vực cần quan sát

- Dễ dàng trong việc theo dõi hình ảnh, thuận tiện trong thao tác các chức năng và quản lý dữ liệu cũng như thiết bị trong quá trình giám sát và theo dõi.

2 Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: từ nhu cầu nghe nhìn cá nhân tới hộ gia đình, công ty, nhà xưởng, khách sạn, ngân hàng, trường học, bệnh viện,v.v

- Đối tượng nghiên cứu: camera kĩ thuật số thu tín hiệu hình ảnh âm thanh,Động

cơ bước, Mạch điều khiển động cơ bước, ngôn ngữ matlab

3 Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Phần cứng

Webcam này kết nối với máy tính bằng cổng USB thông dụng Trước khi hoạt động, webcam cần được cài sẵn driver của nhà sản xuất

Camera được gắn trực tiếp lên trục động cơ đặt thẳng đứng Khi trục động cơ quay, camera quay trong mặt phẳng ngang vuông góc với trục động cơ

ly quang và IC đệm công suất để cấp xung cho các cuộn dây của động cơ

- Phần mềm

tính toán mạnh đồng thời hỗ trợ nhiều hàm thu thập và xử lý hình ảnh từ các thiết bị số như camera

giao diện người dùng-gần gũi với các ứng dụng windows, dễ vận hành, điều khiển, thao tác

4 Phạm vi nghiên cứu.

Trên tất cả các thiết bị ghi hình(camera) kết nối được với máy vi tính thông qua cổng USB

5 Giả thuyết khoa học.

ảnh động của camera với chất lượng rõ ràng, hình ảnh được bảo mật, chọn lựa ưu tiên giữa tốc độ truyền hoặc chất lượng hình ảnh, có thể kết nối trên internet, trên mạng LAN, ADSL… tại bất kỳ nơi nào có thể kết nối internet được, kể cả không dây và có thể sử dụng trên nhiều phương tiện như máy vi tính, laptop, điện thoại di động, smart phone, PDA.… việc ứng dụng hệ thống này vào các hoạt động của doanh nghiệp, sẽ giúp cho doanh nghiệp tiết kiệm thời gian, chi phí, nhân sự…

6 Phương pháp nghiên cứu

7 Dự kiến kết cấu của công trình nghiên cứu.

8 Kế hoạch nghiên cứu.

Tổng quan camera và

vi điều khiển

Camera Tako01 0,3MP, IC ULN2003A, còi, đèn báo động.

và viết code

chương trình

Thanh Trường

Phù hợp với phần cứng được sử dụng

Giám sát được khu vực và kích hoạt động

cơ bước theo yêu cầu

vấn đề nghiên

cứu

Thanh Trường

Báo cáo đầy

đủ và khoa học

B PHẦN NỘI DUNG

 Ý tưởng

Với mong muốn đơn giản và hiện đại hóa công việc quản lí cho cá nhân, doanh nghiệp, tổ chức nhà nước.v.v…nhằm tạo mọi điều kiện cho sự phát triển ổn định bền vững, con người ta đã đùng đến camera giám sát và hơn thế nữa,với sự phát triển của kĩ thuật vi xử lí đã giúp chúng ta có cơ hội tiếp xúc và nghiên cứu sự kết

hơp giữa camera giám sát và hoạt động của động cơ bước thông qua sự tác động của

Vi điều khiển.Đây sẽ là một cãi tiến đầy sáng tạo, thông minh và có ảnh hưởng lớn đến hoạt động quản lí đã từng tồn tại trong quá khứ trước đây

Sản phẩm làm ra sẽ đơn giản hóa việc quản lí, giảm nhẹ gánh nặng về mặt sức khỏe cũng như sao lưu các hoạt động một cách chính xác, khoa học nhất Đáp ứng nhu cầu của đại đa số mọi người và phù hợp với xu hướng công nghệ hóa của thế giới cũng như chủ trương “ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”

bám đối tượng khá chính xác

1.1.2.Camera

webcam kí hiệu Tako01 Một số đặc điểm kỹ thuật:

 Độ phân giải ảnh : 300000 pixels

 Có 6 đèn hồng ngoại có thể chụp ảnh vào ban đêm

 Kết nối máy tính qua cổng USB

 Tốc độ chụp ảnh còn hạn chế, tuy

nhiên đáp ứng khá tốt mục tiêu đã đặt ra

của đề tài

1.1.3 Mạch điều khiển động cơ

1 6 2

5 4

1 6 2

5 4

1 6 2

5 4

1 6 2

5 4

1 6 2

5 4

1 6 2

5 4

• Khối kết nối với cổng LPT máy tính

P 1

C O N N E C T O R D B 9

5 9 4 8 3 7 2 6

• Khối cách ly quang: cách ly mạch lực động cơ và mạch điều khiển từ cổng LPT, đảm bảo an toàn cho cổng máy in.

2

5 4

2

5 4

2

5 4

2

5 4

2

5 4

2

5 4

1 2 V

C 1

• Khối IC đệm: sử dụng IC ULN2003A

1 2 V L

S

U 7

U L N 2 0 0 3 A

1 B 1

2 B 2

3 B 3

4 B 4

5 B 5

6 B 6

7 B 7

• Khối báo động: còi báo động và đèn báo động

Mỗi ảnh thu được từ webcam là ảnh số hóa RGB, có thể coi như một ma trận 2 chiều 3 lớp Bức ảnh được chia thành các ô nhỏ gọi là pixel: với kích thước 352x288 Mỗi pixel là sự pha trộn của ba màu đỏ(Red), xanh lá cây (Green), xanh

da trời (Blue) Mỗi màu tại mỗi pixel được đặc trưng bởi một giá trị từ 0-255 Để tiện xử lý, ta chuyển ảnh này sang ảnh xám, tức chỉ gồm 2 màu đen trắng

• Trừ 2 ảnh1 và ảnh2 cho nhau và lấy giá trị tuyệt đối của hiệu thu được

Việc trừ 2 ảnh được thực chất là trừ giá trị số hóa của mỗi màu đen, trắng của mỗi ảnh cho nhau ứng với từng điểm ảnh

trên xấp xỉ giá trị 0 ứng với mỗi điểm ảnh Ngược lại, nếu có đối tượng chuyển động thì hiệu trên sẽ có giá trị khác 0 ở những điểm ảnh ứng với khu vực chuyển động của đối tượng

phát hiện được biên trái và biên phải Lấy trung bình cộng tọa độ biên trái và biên phải này ta sẽ xác định tọa độ trung bình của đối tượng Giả sử tọa độ trung bình <

176 (ảnh 352x288) thì đối tượng đang ở bên trái của bức ảnh, ta điều khiển camera quay về bên trái Ngược lại, giả sử tọa độ trung bình > 176 (ảnh 352x288) thì đối tượng đang ở bên phải của bức ảnh, ta điều khiển camera quay về bên phải

2.2 Điều khiển động cơ bước

Để điều khiển động cơ bước, ta cần phát xung qua cổng LPT của máy tính Hỗ trợ việc này, matlab cần sử dụng 2 thư viện liên kết động là io32.dll và inpout32.dll.Đầu tiên, khai báo sử dụng thư viện này như sau:

obj_io=io32;

status=io32(obj_io);

Để xuất giá trị 60 qua cổng LPT:

io32(obj_io,address,60)Giả sử để xuất xung điều khiển động cơ quay theo chiều thuận, ta phát các chùm xung tương ứng (cách điều khiển 2 pha cả bước):

0011 1100

0011 0110

0011 0011

0011 1001

Trong đó: 0011 để điều khiển còi và loa báo động (bit 1)

Hàm quay trái của động cơ:

pause(0.01);

end

io32(obj_io,address,0);

2.3 Code chương trình chính

% MYCAMERAGUI M-file for myCameraGUI.fig

% MYCAMERAGUI, by itself, creates a new MYCAMERAGUI or raises the existing

% existing singleton* Starting from the left, property value pairs are

% applied to the GUI before myCameraGUI_OpeningFunction gets called An

% unrecognized property name or invalid value makes property application

% stop All inputs are passed to myCameraGUI_OpeningFcn via varargin

%

% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu Choose "GUI allows only one

% instance to run (singleton)"

%

% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

% Edit the above text to modify the response to help myCameraGUI

% Last Modified by GUIDE v2.5 25-May-2009 03:24:48

% Begin initialization code - DO NOT EDIT

% End initialization code - DO NOT EDIT

% - Executes just before myCameraGUI is made visible

% This function has no output args, see OutputFcn

% hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% varargin command line arguments to myCameraGUI (see VARARGIN)

%khai bao cong vao ra LPT

%khai bao cac doi tuong anh

=

% - Outputs from this function are returned to the command line

% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);

% hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% - Executes on button press in startStopCamera

%function startStopCamera_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject handle to startStopCamera (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

%==========================================================

================

% hObject handle to startStopCamera (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Camera is off Change button string and start camera.

 Khoanh vùng trọng tâm đề tài sẽ nghiên cứu.

 Tìm hiểu chi tiết đề tài đã lựa chọn thông qua các tư liệu sách, báo, nghe nhìn.v.v…

 Chuẩn bị đầy đủ những thiết bị hỗ trợ cho việc nghiên cứu.

 Tiến hành thực nghiệm từ cơ sở lí thuyết.

 Đưa ra đánh giá, nhận xét.

 Kết luận về vấn đề nghiên cứu.

 Viết bài tiểu luận.

4.1 Đánh giá

Sản phẩm (phần cứng+phần mềm) đã đảm bảo được mục tiêu mà đề tài hướng tới Quá trình thử nghiệm tại nhà cũng như chạy khi báo cáo đều tốt, bám sát được đối tượng chuyển động, đưa ra được cảnh báo (còi và đèn) kịp thời, hiệu quả

Với giao diện thân thiện, dễ sử dụng cùng nhiều tính năng, sản phẩm phần nào đáp ứng được chức năng là một camera giám sát an ninh hiệu quả, ổn định, tin cậy với chi phí vừa phải

Tuy vậy, đề tài cũng có một vài hạn chế nhất định

cứng

động cùng lúc

4.2 Đề nghị

Từ đề tài này có thể phát triển lên, xây dựng nhiều ứng dụng giám sát an ninh

có hiệu quả trong thực tế Em đề xuất một số hướng phát triển sau:

tượng, giúp cho việc bám đối tượng thêm hiệu quả

hoạt, theo nhiều chiều trong không gian

 Phụ lục

• Help của Matlab

• Kỹ thuật ghép nối máy tính – Ngô Diên Tập

Một số tài liệu khác

Sản phẩm được lấy ý kiến từ những người đã sử dụng qua những phiếu hỏi về chất lượng cũng như giá thành Kết quả được khảo sát với 100 người dung

3 Bạn muốn sản phẩm được cãi thiện

- có khả năng chống nước

- có thể cảnh báo chống cháy nổ