THIẾT kế hệ THỐNG CAMERA GIÁM sát GIAO THÔNG tại TỈNH VĨNH PHÚC

Tỷ lệ gia tăng số lượngphương tiện hàng năm là rất lớn cần có một sự quản lý theo dõi khi cảnh sá giao thôngkhông thể túc trực ở mọi vị trí 24/24 thì camera giao thông sẽ giúp giải quyết

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án đề tài camera giao thông tại tỉnh vĩnh phúc lời đầu tiên em xinbày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy giáo: PGS.TS LÊ NHẬT THĂNG – người

đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Học Viện Công Nghệ Bưu ChínhViễn Thông đã tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình họctập trên ghế nhà trường và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin cảm ơn phòng Kỹ Thuật Công Ty TNHH Kỹ Thuật BENTA đã tạo điềukiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng em kính chúc thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệpcao quý Đồng kính chúc các anh chị trong Công Ty TNHH Kỹ Thuật BENTA dồi dàosức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Quang Thắng

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CAMERA GIÁM SÁT GIAO THÔNG TẠI TỈNH VĨNH PHÚC 2

1.1 Đặc điểm camera giám sát giao thông tại tỉnh vĩnh phúc 2

1.2 Các thông số kỹ thuật và điều kiện hoạt động của camera 5

1.3 Ưu nhược điểm camera PTZ 6

1.3.1 Ưu điểm 6

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 9

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT GIAO THÔNG TẠI TỈNH VĨNH PHÚC 10

2.1 Giới thiệu tình hình và hệ thống giao thông tỉnh Vĩnh Phúc 10

2.2 Lợi ích của hệ thống camera giám sát giao thông 11

2.3 Lựa chọn công nghệ cho hệ thống 11

2.3.1 Sử dụng đường truyền Cáp Quang 11

2.3.2 Công nghệ áp dụng truyền tải quang 13

2.3.3 Sử dụng công nghệ GPON 15

2.4 Hệ thống camera 15

2.5 Các thành phần của hệ thống 16

2.5.1 Hệ thống truyền dẫn hữu tuyến 16

2.5.2 Hệ thống camera giám sát 17

2.5.3 Chức năng các thiết bị 18

2.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 19

2.6.1 Hệ thống camera hữu tuyến 19

2.6.2 Cách thức và Băng thông tối thiểu truyền tín hiệu của camera 22

2.7 Thông số kỹ thuật các thành phần trong hệ thống 23

2.7.1 Hệ thống truyền dẫn hữu tuyến 23

Trang 3

2.7.2 Chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống camera 24

2.7.3 Chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống hiển thị và thiết bị 25

2.8 Hệ thống chống sét 29

2.8.1 Hệ thống chống sét trực tiếp 29

2.8.2 Hệ thống chống sét lan truyền đường điện nguồn 29

2.8.3 Hệ thống chống sét đường tín hiệu Video tại cột lắp đặt camera 30

2.8.4 Hệ thống chống sét đường nguồn cho thiết bị tại cột lắp đặt camera 30

CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT GIAO THÔNG TẠI TỈNH VĨNH PHÚC 31

3.1 Quy mô triển khai và tổ chức hoạt động của hệ thống 31

3.2 Triển khai hạ tầng truyền dẫn quang 34

3.2.1 Thi công hạ tầng cáp quang 34

3.2.2 Kiểm tra, đo thử cáp 34

3.2.3 Hàn nối cáp, gắn thẻ và đánh số cáp 35

3.2.4 Lắp đặt măng xông cáp quang và kết nối cáp quang 35

3.2.5 Kiểm tra, đo kiểm nghiệm thu tuyến cáp quang 35

3.3 Hệ thống camera kết nối kết nối với trung tâm chỉ huy 35

3.4 Quản lý và vận hành hệ thống 39

3.5 Khả năng mở rộng và phát triển của hệ thống 41

3.5.1 Khả năng mở rộng 41

3.5.2 Khả năng phát triển 42

3.6 Sự cố có thể xảy ra 46

3.6.1 Lỗi mất tín hiệu truyền về trung tâm chỉ huy 46

3.7 Hiệu quả của dự án 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

DANH SÁCH HÌN

Trang 4

Hình 1.1 : Camera PTZ 2

Hình 1.2 : So sánh chất lượng hình ảnh 9

Hình 2.1: Cấu tạo sợi cáp quang 12

Hình 2.2 : Sơ đồ chức năng WDM 14

Hình 2.3: Sơ đồ kết nối mạng quang 17

Hình 2.4 : Sơ đồ hệ thống camera hữu tuyến 21

Hình 2.5 : Switch 24 port 26

Hình 2.6 : Đầu ghi hình camera 27

Hình 2.7 : Bàn điều khiển camera 28

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống camera giá m sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc 33

Hình 3.2 Sơ đồ tại trung tâm chỉ huy 34

Hình 3.3 Converter kết nối ổn định 36

Hình 3.4 Kết nối đưa ra màn hình hiển thị 38

Hình 3.5 Trung tâm chỉ huy camera giao thông 39

Hình 3.6 : Câu hình đầu ghi hình 39

Hình 3.7 Quản lý camera qua trình duyệt web 40

Hình 3.8 Hình ảnh camera hiển thị trên máy tính 41

Hình 3.9 Lưu trữ dữ liệu trên icloud server 42

Hình 3.10 : Mô hình mạng VPN truy nhập từ xa 44

Hình 3.11 Hệ thống camera vô tuyến 46

Hình 3.12 : Bộ chuyển đổi quang điện mất tín hiệu LAN 47

Hình 3.13 : Bộ chuyển đổi quang điện mất tín hiệu quang 47

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 : So sánh camera IP PTZ với camera analog 4

Bảng 2.1 : Khối lượng thiết bị 20

Bảng 3.1: Quy mô triển khai camera hữu tuyến 31

Bảng 3.2 : Nhận biết đèn tín hiệu của switch 37

Trang 6

Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục các từ viết tắt và thuật ngữ

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ

Chữ viết

NTSC National Teltevision System

FCC Federal Communication Commission Hội đồng truyền thông liên bang

mỹISO International Organization for

Standardization

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

HD-SDI High Definition - Serial Digital

OSI Open Systems Interconnection

Reference Model

Mô hình tham chiếu kết nối

IEEE Institute of Electrical and Electronics

TCP/IP

mạng

PPPoE Point-to-Point Protocol over Etherne Giao thức kết nối điểm điểm qua

Ethernet

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình động máy

chủ

Trang 7

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời mở đầu

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với quá trình phát hiện đại hóa công nghiệp hóa đang phát triển ngàycàng mạnh mẽ , quá trình phát triển đô thị hóa cũng kéo theo Tỷ lệ gia tăng số lượngphương tiện hàng năm là rất lớn cần có một sự quản lý theo dõi khi cảnh sá giao thôngkhông thể túc trực ở mọi vị trí 24/24 thì camera giao thông sẽ giúp giải quyết vấn đềnhức nhối giao thông hiện nay cũng góp phần không nhỏ nâng cao ý thức người thamgia giao thông giảm thiểu không nhỏ tình trạng mất an toàn giao thông như vượt đèn

đỏ lạng lách đánh võng giảm thiểu không nhỏ tình trạng xe khách phóng nhanh vượt

ẩu dừng đỗ không đúng nơi quy định Với mong muốn kết hợp những kiến thức đã hoc

ở giảng đường đại học với thực tế trong cuộc sống và giúp ích cho công việc chotương lai của mình em đã tìm hiểu về hệ thống camera giao thông tại Vĩnh Phúc cáchtruyền tín hiệu camera hữu tuyến và cách xử lý tín hiệu truyền về trung tâm chỉ huy.Nội dung báo cáo của em bao gồm các phần :

Chương 1 : Giới thiệu về camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc

Chương 2 : Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc

Chương 3 : Triển khai hệ thống camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông tại tỉnh vĩnh phúc

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CAMERA GIÁM SÁT GIAO THÔNG TẠI

Camera PTZ có thể đáp ứng các yêu cầu này do có sự kết hợp của chân-đế quét/lên-xuống và một ống kính thu-phóng hình ảnh Khả năng thu phóng hình ảnhcủa một camera PTZ là một sự kết hợp của khả năng zoom kỹ thuật số và khả năngzoom quang học Zoom kỹ thuật số sử dụng bản mạch điện tử kĩ thuật số điều khiển(phần mềm) để phóng to ra trong khi đó zoom quang học sử dụng ống kính chuyển-dịch tự động điều chỉnh tiêu-cự (phần cứng) Tổng số zoom của camera có thể đượctính bằng cách nhân zoom kỹ thuật số cùng với zoom quang học, camera zoom hiệnđại có tính năng tự điều chỉnh để đạt độ nét của mục tiêu quan sát khi thu phóng hìnhảnh dù nhanh hay chậm,mức độ đáp ứng tự chỉnh này nói lên chất lượng của ống kínhzoom cũng như camera gắn kèm theo

quay-Camera sử dụng PTZ phải là sự lựa chọn đặc biệt có các tính năng thích hợp, nếukhông sẽ không phát huy được ưu thế PTZ mà sẽ làm cho hình ảnh quan sát chungchung lúc nào cũng mờ,thiếu nét và hình ảnh có thể nẩy-giật thường xuyên khi quéthoặc thu phóng nhanh Theo như chức năng PTZ , bàn phím điều khiển có thể kết nối

Pan: quét quangTilt: quét dọcZoom: phóng to

Trang 9

trực tiếp đến camera PTZ hoặc qua thiết bị xử lý hình ảnh trung tâm như đầu ghi-hình

và nhận được yêu cầu để vận hành các thao tác PTZ chính xác, nhanh nhạy nhất

Hầu hết, các kiểu mẫu thích hợp nhất cho an ninh là PTZ dome camera được thiết

kế với đầy đủ tính năng cần thiết, kể cả phần vỏ treo có vỏ bọc nhôm chống phá hoạikết cấu theo chuẩn quốc tế

Camera PTZ được thực hiện cho cả các ứng dụng ngoài trời và trong nhà, thêm vàotính linh hoạt của chủng loại về hình dáng PTZ camera ngoài trời có chân đế pan/tiltchịu đựng được mọi thời tiết, áp dụng cho các nhiệm vụ nặng, và trở nên mạnh mẽ hơn

so với các kiểu mẫu dùng trong nhà

Lý do cho điều này là chân-đế ngoài trời thường cần phải mang theo nhiều thiết bịphụ luôn nặng hơn và kèm các trang bị phụ như đèn hồng ngoại và bộ phát sóng khôngdây.Các Camera PTZ dùng trong nhà máy thường sử dụng vỏ bên ngoài làm từ nhựa

và do đó nhẹ hơn kể các các loại nhựa - nhôm chống phá hoại gọi là Vandal DomePTZ camera…

Một phát triển gần đây của camera có chân-đế quay PTZ là sự phổ biến của cameraPTZ dome Camera PTZ Dome hoạt động theo cách thức giống như Camera PTZtruyền thống nhưng khác nhau ở cả hai chỉ số chân - đế về quay - quét và lên - xuống(Pan/Tilt) và phần điều khiển điện tử nằm bên trong mái vòm (domed) Những thiết kếcho chụp che hình vòm trong suốt hoặc một nửa trong suốt đến mờ đục, làm chocamera hình - vòm dome rất thích hợp cho tất cả các ứng dụng riêng biệt PTZ domecamera có một số lợi thế hơn hẳn so với PTZ camera an ninh truyền thống Vòm trònrộng rất hiệu quả giúp camera có thể di chuyển theo mọi hướng mà người thường nhìnkhông biết đang hướng ống kính về đâu, bao gồm 360 độ quay tròn và xem thẳng haylên - xuống Thiết kế được chọn lọc từ nhà sản - xuất cho camera, ống kính thích hợpvới thiết bị PTZ ở mọi tốc độ và thu phóng hình ảnh tự chỉnh một cách tốt nhất, tránhđược các lỗi về camera PTZ do người dùng tự chọn kết hợp không đúng và làm thấtbại cho nhu cầu quan sát (đã đề cập ở trên)

PTZ Dome Camera còn có mẫu sử dụng kèm theo phần phát hiện các chuyển động(motion detector) giúp cho camera tự động xoay qua lại hay lên xuống để xem rõ mộtmục tiêu hay một đối tượng nào đó di chuyển trực tiếp bên dưới camera Chức năngcộng thêm này (hệ Plus) gọi là Auto-flip cho phép camera an ninh để xoay tự động khi

có chuyển động từ bất cứ đâu chung quanh camera để hỗ trợ người dùng xử lý ngaylập tức trên các màn hình quan sát trung tâm

Nhiều camera PTZ có khả năng lập trình với nhiều vị trí ấn định sẵn và có thể đượcthực hiện để khảo sát qua lại các địa điểm này một cách thường xuyên Số lượng vị tríđịnh sẵn (pan preset) thay đổi theo nhà sản xuất camera và mô hình của camera, tính

Trang 10

năng cài đặt trước thông thường trung bình từ 8 đến 32 địa chỉ (vị trí quay - quét), loạicao cấp hơn cho phép 128 địa chỉ hoặc tùy thuộc theo số lượng camera

Độ chính xác về khả năng của camera để quay trở lại vị trí định sẵn, thao tác thayđổi dựa trên cơ khí, điện tử, và phần mềm Ngoài vị trí định sẵn, camera PTZ có thểđược thiết lập cho hoạt động chỉ khi nào có một sự thay đổi cụ thể xảy ra, như mộtchuyển động, tiếng ồn, hoặc các thay đổi nhiệt độ Điều này được thực hiện khi kết nốivới các thiết bị như thiết bị dò chuyển động, kể cả thiết bị báo khói, báo cháy đều kếtnối thích hợp với camera PTZ Bằng cách này, hệ thống camera giúp cho người dùnggiảm thiểu cao nhất các sự kiện, sự cố ngoài ý muốn

Hơn nữa, phải kể đến IP camera PTZ đi kèm với một thiết kế có sẵn về địa chỉ IP,cho phép giám sát từ xa ,từ bất cứ nơi nào trên thế giới khi sử dụng một trình duyệtweb chuẩn Người dùng chỉ cần kết nối camera với mạng và sau đó có thể tận dụngnhiều tính năng thông thường dựa trên phần mềm kèm theo bao gồm một máy chủweb, máy chủ FTP, và một e-mail client

Một tính năng phổ biến cho camera PTZ là tính năng che chắn các phần riêng tư.Điều này cung cấp khả năng ấn định các khu vực có cài-đặt mặt nạ (masking) tùythuộc vào quan điểm của người dùng camera, chẳng hạn như che-đi một cửa sổ hoặccửa một số nhà Các vị trí của mặt nạ (mask) có thể khóa chết hoặc thay đổi kích thướccho phù hợp để đảm bảo rằng những gì phía sau mặt nạ cần phải được che khuất cho

ẩn đi sẽ luôn ẩn

Bảng 1.1 So sánh camera IP PTZ với camera analog

1 Chất lượng hình ảnh

Thu được hình ảnh với độ nét và chất

lượng megapixel cao, đem lại hình ảnh rõ

nét trung thực

Hình ảnh thu được chỉ giới hạn ở độphân giải TVL

Tuy nhiên, với công nghệ mới hiện nay,

đã có nhiều dòng camera HD trên nêntảng Analog

2 Hệ thống cáp

Một lợi thế của camera IP là khả năng Camera analog sử dụng hệ thống cáp

Trang 11

Phải nối dây cáp từ mắt camera kéo vềđầu ghi hình

3 Truyền tải hình ảnh

Lưu lượng tính hiệu IP có thể gặp

phải vấn đề trong truyền tải: giới hạn

băng thông, tác nghẽn mạch, thay đổi tỉ

lệ bit, kích thướng file lớn, cân bằng

tải, virus và độ trễ

Nếu mạng có vần đề chỉ trong giây lát

hình ảnh các bạn thu được sẽ bị gián

đoạn, hoặc kém chất lượng

Lưu lượng tính hiệu IP có thể gặpphải vấn đề trong truyền tải: giới hạnbăng thông, tác nghẽn mạch, thay đổi tỉ

lệ bit, kích thướng file lớn, cân bằngtải, virus và độ trễ

Nếu mạng có vần đề chỉ trong giây láthình ảnh các bạn thu được sẽ bị giánđoạn, hoặc kém chất lượng

4 Bảo mật

Dữ liệu camera IP có thể được mã hóa

và khó nhận biết nội dung bị đánh cắp

Vì hệ thống mạng đang là đối tượng

cho virus và các phần mềm khác tấn

công Do đó, camera IP và các thiết bị

mạng khác cũng có thể là mục tiêu tấn

công của những hacker

Tuy nhiên, ở Việt Nam điều này là rất

hiếm, vì nhu cầu sử dụng của chúng ta

chủ yếu đơn thuần là để giám sát

Tín hiệu analog ít an toàn hơn và có thể

bị đánh cắp hoặc theo dõi bởi bất kỳ ai

đó có quyền truy cập vào hệ thốngcamera quan sát

Tuy nhiên vì hệ thống analog gần nhưmiễn dịch với các loại virus và phầnmềm Nên các hacker nếu muốn lấy dữliệu không có cách nào khác là phải trựctiếp có mặt tại công trình có lắp đặt hệthống

5 Bảo trì

Trang 12

Camera IP là một thiết bị mạng và cần

được quản lý liên tục

Người quản lý cần phải có kỹ năng

chuyên môn về hệ thống IP mới có thể

xử lý tốt các tình huống xảy ra

Camera analog là thiết bị đơn giản,không cần phải quản lý, cũng không cóđịa chỉ IP để quản lý

Người sử dụng chỉ cần sử dụng đơngiản Có thể tự khắc phục khi có tìnhhuống xảy ra

6 Độ tương thích, khả năng mở rộng.

Camera IP cần một đầu ghi hình IP để kết

nối với từng camera cụ thể

Một đầu ghi hình analog có thế chấp nhậnbất kỳ camera analog nào

1.2 Các thông số kỹ thuật và điều kiện hoạt động của camera

Với những yêu cầu cụ thể của hệ thống camera giám sát giao thông, camerađược lựa chọn có các tính năng kỹ thuật như sau :

 Các camera được trang bị là loại IP Dome camera có chức năng PTZ Đây là loại camera được tích hợp đồng bộ và có kích thước nhỏ, hình thức đẹp đảm bảo đáp ứng yêu cầu mỹ quan tại các điểm quan sát

 Camera mầu kỹ thuật số, sử dụng cảm biến 1/4 in type EXview HAD

 Độ phân giải hình ảnh : 720x576 PAL

 Chuẩn nén ảnh : H264, MPEG4, MJPEG

 Độ nhạy cao với chức năng ngày/đêm: 0.018 lx (Color), 0.001 lx (B/W) at F1.4~F4.5

 Độ phóng đại 36x zoom quang độ phân dải VGA với 12x zoom số tạo ra zoom 432x

 Chế độ cân bằng trắng : tự động

 Quay ngang : 0 - 360 độ, cúi ngẩng 90 độ

 Quay ngang với chức năng auto flip : 0 – 180 độ

 Có khả năng đặt trước vị trí quan sát của camera

 Dải nhiệt độ làm việc -400C đến 500C

 Phù hợp với các tiêu chuẩn CE, FCC, ROSH, ISO 9001

 Sử dụng nguồn 24 VAC tần số 50Hz/60Hz

Trang 13

Minimum Illumination: cường độ ánh sáng nhỏ nhất Thường được tính bằng Lux.Thông số này nói lên rằng, Camera chỉ có thể hoạt động ở cường độ ánh sáng lớn hơncường độ ánh sáng nhỏ nhất Trong điều kiện quá tối, nếu không phải là Camera cóchức năng hồng ngoại thì sẽ không hoạt động được

Ánh nắng mặt trời: 4000 lux

Mây: 1000 lux

Ánh sáng đèn tuýp: 500 lux,

Bầu trời có mây: 300 lux

Ánh sáng đèn tuýp đỏ 500 lux, trắng (300 lux) trắng sáng 1lux

Đêm không trăng: 0.0001 Lux

Xin chú ý đến loại Camera quan sát có chức năng Auto Iris (Tự động hiệu chỉnhánh sáng) Đặc điểm của Camera loại này là chỉ với 1 nguồn sáng nhỏ, nó có thể tựđộng khuyếch đại nguồn sáng đó lên để có thể quan sát được

Power Supply: các camera quan sát bình thường sử dụng nguồn 12VDC các

camera PTZ dạng cỡ lớn sử dụng nguồn 24 VDC và chỉ một số ít các camera dùng nguồn khác Tuy nhiên, bạn không phải lo lắng đến vấn đề nguồn 12VDC, vì phần lớn các công ty bán camera quan sát đều bán bộ chuyển đổi nguồn, do đó bạn có thể sử dụng trực tiếp nguồn 220VAC Operatinon Temperature: Dải nhiệt độ hoạt động, các camera quan sát đều cho phép hoạt động trong dải nhiệt độ -40C ~ + 50C, nếu camera của bạn được sử dụng trong những điều kiện khắc nghiệt như trong công nghiệp, khu vực có nhiệt độ cao, hoặc trong kho lạnh, môi trường ẩm ướt thì nên sử dụng các loại camera giám sát chuyên dụng Operational Humidity: Độ ẩm cho phép, thường độ ẩm cho phép là 90% RH (độ ẩm tương đối)

1.3 Ưu nhược điểm camera PTZ

1.3.1 Ưu điểm

Những lợi thế của camera quan sát an ninh PTZ (Pan / Tilt / Zoom) cung cấp nhiềulợi ích hơn các camera an ninh thông thường (loại cố định) Với khả năng quay quétZoom 360 độ, chúng ta có thể điều khiển hoặc cài đặt chế độ tự động cho cameraquay, phóng to hình ảnh vào những khu vực cần giám sát Camera PTZ cung cấp sựlinh hoạt tuyệt vời và cài đặt một cách đơn giản Cũng giống như các camera quan sát

an ninh khác của chúng tôi, camera PTZ cung cấp phần mềm xem từ xa, do đó bạn có

Trang 14

thể xem và thậm chí kiểm soát camera của bạn từ máy tính của bạn máy tính xách tay,iPad / iPhone, điện thoại Android, hoặc điện thoại thông minh khác Camera PTZ cungcấp bảo mật cao, tùy thuộc vào các tính năng cần thiết

 Lợi ích khi lắp đặt camera quan sát

Camera quan sát khu vực rộng: Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt nó có thể bao phủ mộtdiện tích 360 độ trong bán kính 50 đến 300 mét Hầu hết các camera PTZ cho phép càiđặt để thiết lập một số chế độ giám sát dựa trên những khu vực bạn cần thấy Chế độquét xoay tròn, nghiêng lên xuống và phóng to – thu nhỏ hình ảnh có thể được lậptrình trước Điều này cung cấp cho bạn một cách dễ dàng cài đặt cho các địa điểm nhưbãi đỗ xe hoặc mái nhà mà thông thường sẽ phải có một máy ảnh đa cài đặt Đôi khi,một hoặc hai camera quan sát PTZ có thể bao phủ toàn bộ khu vực rộng lớn, giúp giảmthiểu chi phí của bạn trong khi tối đa hóa mức bảo vệ

 Tích hợp theo dõi chuyển động

Tất cả các camera quan sát PTZ có thể được thiết lập để phát hiện chuyển động vàtheo dõi người hoặc đối tượng trong tầm quan sát của camera, tự động di chuyển mànhình, nghiêng hoặc phóng to để theo người hoặc đối tượng khi nó di chuyển Đây làmột lợi ích lớn và sẽ cung cấp cho bạn với các bằng chứng video bạn cần trong trườnghợp trộm cắp hoặc phá hoại tài sản của bạn Đừng giảm bớt tính năng này khi mua mộtcamera PTZ – chắc chắn rằng nó có khả năng theo dõi chuyển động đầy đủ

 Tầm nhìn ban đêm camera

Tầm nhìn ban đêm của camera quan sát là một lợi ích rất quan trọng khi bạn cầnphải giám sát ở trong khu vực có điều kiện ánh sáng kém Lượng ánh sáng là rất quantrọng để chụp hình với chất lượng cao Các camera quay quét PTZ phát triển trong vàinăm qua có khả năng chụp ảnh trong bóng tối Điều này được thực hiện với việc sửdụng các đèn LED nhỏ phát ra ánh sáng hồng ngoại và một bộ lọc IR đặc biệt cho cácống kính máy ảnh, cho phép các máy ảnh PTZ chụp hình ảnh video tuyệt vời ngay cảtrong điều kiện rất tốt Tia hồng ngoại là không thể nhìn thấy được bằng mắt thường,nhưng thông qua việc sử dụng một bộ lọc IR camera thấy một khu vực nổi ánh sáng

Đó là một ý tưởng tốt để thiết lập camera PTZ của bạn trong điều kiện ánh sáng cùng

họ sẽ được ghi hình lại, cho dù tối hoặc sang

 Camera khả năng chống chịu với thời tiết

Camera quan sát PTZ vẫn thực hiện quay lên xuống hay ngang dọc được ngay cảtrong những yếu tố khắc nghiệt nhất Camera PTZ được xây dựng cho các trình giámsát ngoài trời khắc nghiệt Gió, mưa, tuyết sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc

Trang 15

Điều này mang đến cho bạn khả năng cài đặt chúng ngay cả trong những địa điểm xanhư mái nhà và các mặt của tòa nhà cao tầng

 Tính năng Zoom

Camera PTZ có sẵn với khả năng phát hiện 50 mét vào cuối thấp và lên đến 300mét trên các mô hình đắt tiền hơn Khả năng phóng to một người hoặc đối tượng là từkhoảng 12X đến 36X cho các cấp độ cao hơn PTZ Speed Dome Thông thường cácPTZ cao cấp hơn với khả năng theo dõi sẽ zoom 36X cung cấp một hình ảnh rõ ràngcủa một người hoặc đối tượng vài trăm feet Điều này là tuyệt vời cho các bãi đậu xelớn hoặc xây dựng vì nó cho phép camera được kín đáo ngoài tầm nhìn của hầu hếtmọi người trong khi vẫn đem lại cho bạn khả năng phóng to cho một bức tranh rõ ràng

về những gì đang xảy ra

 Nhiều đầu vào báo động.

Hầu hết các camera giám sát PTZ có bốn đầu vào báo động Điều này cho phép bạnkết nối các thiết bị quan trọng khác như phát hiện chuyển động, liên hệ cửa kính vàcảm biến đột phá Khi có bất kỳ hoạt động xảy ra trong những điểm nóng, các cameraPTZ có thể được lập trình để ngăn chặn tất cả các hoạt động theo chương trình khác vàkhông ở trên khu vực để ghi lại những gì đang xảy ra

 Chống mất cắp

Địa điểm lý tưởng cho một camera quan sát PTZ được gắn cao trên mặt đất Điềunày cho phép xem tốt nhất có thể và cho phép nó giám sát trong phạm vi 360 độ rộng.Điều này đã tạo cho nó một mức độ bảo vệ nhất định Ngoài ra, hầu hết các cameraPTZ được xây dựng với vỏ kim loại cứng và sử dụng cường độ cao mái vòm poly-carbonate mà hầu như không vỡ để những kẻ phá hoại, trong khi vẫn cung cấp hìnhảnh rõ ràng và cung cấp cho bạn đầy đủ chức năng quay lên xuống, ngang dọc và điềukhiển zoom

 Tự động điều chỉnh độ nét.

Không giống như một số camera mái vòm hoặc thân trụ rẻ hơn, tất cả các camera

an ninh PTZ có đầy đủ chức năng tự động lấy nét Điều này đảm bảo rằng không cóvấn đề nơi bạn xoay, nghiêng, hoặc zoom máy ảnh, hình ảnh kết quả sẽ luôn luôn được

rõ ràng Hầu hết camera PTZ cũng có chế độ tự động điều chỉnh IR LED nó nhanhchóng tập trung các hình ảnh khi di chuyển máy ảnh trong khu vực tăm tối hoàn toàn –một tính năng gần như luôn luôn thiếu từ camera an ninh giá rẻ hơn

Trang 16

Như đã đề cập trước đó, camera PTZ có thể bảo vệ một phạm vi rộng lớn hơnnhiều thậm chí nhiều camera cố định cũng được đặt Thay vì bỏ một số tiền nhỏ để bạngiám sát rất nhiều chỗ đậu xe, nhà để xe, hay bất động sản với nhiều camera an ninh cốđịnh, bạn nên xem xét liệu một hoặc hai camera PTZ có thể đáp ứng nhu cầu của bạn

Nó thường có thể đáp ứng được, và nếu như vậy, bạn sẽ tiết kiệm rất nhiều về cả chiphí ban đầu cũng như thời gian dành cài đặt hệ thống của bạn

 Tùy chọn độ nét cao.

Ngoài dòng PTZ thông thường cũng có sẵn trong các phiên bản IP cung cấp độphân giải từ 720P đến 1080p Ngoài ra, bạn cũng có thể chọn từ PTZ tính năng mới sửdụng công nghệ HD-SDI Camera PTZ HD-SDI cung cấp video độ nét cao ở độ phângiải 1080p đầy đủ và dễ dàng hơn để cài đặt và ổn định hơn so với camera IP CameraHD-SDL được cài đặt và thiết lập chính xác như các camera analog tiêu chuẩn Cả haidòng camera HD-SDI và camera IP được sử dụng khi bạn cần hình ảnh độ phân giảicao nhất có thể cho cài đặt của bạn

+ Nhược điểm camera

+ Chi phí lắp đặt cao hơn camera thông thường rất nhiều

+ Đòi hỏi mạng phải ổn định và có băng thông tối thiểu 10Mb

Chất lượng hình ảnh giữa camera ptz và camera thông thường

Hình 1.2 : So sánh chất lượng hình ảnh

Trang 17

Trang 18

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông tại tỉnh vĩnh phúc

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT GIAO

THÔNG TẠI TỈNH VĨNH PHÚC

2.1 Giới thiệu tình hình và hệ thống giao thông tỉnh Vĩnh Phúc

Tỉnh Vĩnh Phúc có diện tích tự nhiên 1370 km2, dân số xấp xỉ 1,2 triệu người Tiếpgiáp với thủ đô Hà Nội và các tỉnh phía Bắc, có vị trí rất quan trọng về an ninh quốcphòng Toàn tỉnh có 9 huyện, thành thị Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm chính trị,kinh tế, văn hóa của tỉnh Tuyến đường quốc lộ 2A là trục giao thông nối liền Thủ đô

Hà Nội với các tỉnh phía Bắc

Địa bàn trung tâm thành phố Vĩnh Yên có 15 giao lộ ngã ba và ngã tư Lưu lượngngười, phương tiện hoặt động ngày càng gia tăng Năm 2010, toàn tỉnh có 293.533phương tiện, trong đó: 7.865 xe ôtô Công nông: 195.668 Mô tô xe máy Tháng 6 năm

2007, số lượng phương tiện tăng lên 231.743 xe, trong đó: 8.988 xe ô tô các loại:222.755 mô tô xe máy Đặc biệt trên tuyến quốc lộ 2A, trung bình có 22.791 lượt/1ngày đêm Dự kiến các năm tiếp theo lưu lượng phương tiện tăng lên trên 300.000 lượtxe/1 ngày đêm

Theo thống kê của các cơ quan chức năng Việt Nam có khoảng 12.000 người chếttrong các vụ tai nạn giao thông mỗi năm Việc vượt đèn đỏ, phóng nhanh vượt ẩu, điquá tốc độ cho phép gây ra khoảng 46.000 vụ đụng xe mỗi năm trong đó có khoảng5.750 vụ gây nguy hiểm đến tính mạng

Các vụ phóng nhanh vượt quá tốc độ cho phép, vượt đèn đỏ đụng xe gây nguyhiểm đến tính mạng đang gia tăng, việc gia tăng phương tiện giao thông cũng làm giatăng các vụ đụng xe gây nguy hiểm chết người khác Tại Việt Nam ảnh hưởng kinh tếcủa các vụ đụng xe trên tổng thể có thể ước tính hàng trăm tỷ đồng mỗi năm tính vàocác chi phí y tế, thời gian không làm việc, sự tăng chi phí bảo hiểm và tổn thất về tàisản, và đặc biệt là tổn thất về sinh mạng là điều không thể tính nổi

Để giảm thiểu số lượng các vụ tai nạn giao thông, trong nhiều năm qua, Đảng vàNhà nước đã đầu tư rất nhiều tiền của cho công tác đảm bảo an toàn giao thông, ngoàiviệc phát triển các hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông tại các giao lộ, hệ thốngCamera giám sát quá trình tham gia giao thông của các phương tiện cơ giới cũng đãbước đầu được đầu tư và ngày càng được chú trọng Mục đích chủ yếu của các hệthống Camera kiểm tra trật tự an toàn giao thông là làm giảm số vụ tai nạn giao thôngtại những nơi thường xảy ra tai nạn và phức tạp về trật tự xã hội, giao thông…

Những công nghệ thu ghi hình ảnh tự động có phạm vi quan sát rộng dùng cho việckiểm tra giao thông cung cấp những khả năng và là công cụ có hiệu lực để thay đổihành vi lái xe không an toàn

Với mục đích thiết lập sự giám sát trật tự an toàn giao thông bằng việc thu ghi hìnhảnh các phương tiện và chủ thể tham gia giao thông, các thiết bị Camera và chươngtrình kiểm tra chấp hành an toàn giao thông và trật tự công cộng bằng Camera kỹ thuật

số đã đưa đến những kết quả rất ấn tượng

Ví dụ, theo các tài liệu nước ngoài, trong vòng 12 tháng đầu tiên tại Ventuna, CA,

đã có được sự giảm đáng kể các vụ va chạm do vượt đèn đỏ tại các nơi được giám sát

Trang 19

bằng hệ thống Camera khoảng từ 37%- 70% Ventuna cũng giảm 19% các vụ va chạm

do vượt đèn đỏ trong khắp thành phố từ khi bắt đầu chương trình

Báo cáo của đội giao thông thuộc Bộ cảnh sát Toledo cho thấy có sự giảm các vụtai nạn giao thông trên tổng thể là 26% tại các nơi được giám sát bằng Camera, đặcbiệt tại một số giao lộ, thống kê đã chỉ ra sự giảm số vụ tai nạn giao thông đến 65%

2.2 Lợi ích của hệ thống camera giám sát giao thông

Các kết quả được chứng minh về việc sử dụng các giải pháp thu ghi hình ảnh cácphương tiện tham gia giao thông và trật tự công cộng bằng Camera cho thấy An toàncông cộng bao gồm sự giảm đáng kể các chấn thương trên đường, tiết kiệm cơ sở hạtầng có giá trị thực tế và những lợi ích mạnh mẽ, không thể nhìn thấy được của nhữngchấn thương và những sinh mạng được cứu thoát là rõ ràng Rõ ràng là các cộng đồngdân cư muốn có những con đường an toàn hơn Những nghiên cứu dựa trên thăm dòcho thấy, hầu hết 80% những người lái xe ô tô ủng hộ chương trình sử dụng những hệthống Camera thu ghi hình ảnh, kiểm tra tốc độ và tín hiệu đèn đỏ từ xa và tập trunghơn là sự hiện diện của cảnh sát giao thông tại các giao lộ cũng như trên các tuyếnđường quốc lộ hay tỉnh lộ

2.3 Lựa chọn công nghệ cho hệ thống

Hệ thống truyền dẫn hữu tuyến là một hệ thống sử dụng các đường truyền dẫn cápđồng, cáp xoán đôi, cáp đồng trục và cáp quang để truyền tín hiệu Tín hiệu hình ảnh

có thể là tín hiệu số hay tín hiệu tương tự Hệ thống truyền dẫn này đưa tín hiệu hìnhảnh từ camera quan sát về trung tâm quan sát trên các tuyến cáp được lắp đặt giữa cácđiểm quan sát với trung tâm Hiện nay, có 2 công nghệ được sử dụng cho hệ thốngđường truyền hữu tuyến Công nghệ số sử dụng đường truyền IP (sử dụng cáp UTPhoặc cáp quang) và công nghệ tương tự sử dụng đường truyền cáp đồng trục Với hailoại đường truyền này nếu sử dụng cáp đồng trục, hay cáp UTP rất khó có thể truyền

đi với cự ly xa (chỉ được vài trăm mét) vì vậy phải phối hợp với cáp quang thì mới cóthể tăng khoảng cách truyền dẫn Chi phí cho một hệ thống mạng quang khá tốn kém

và cần nhiều thời gian cho việc thi công lắp đặt tuyến cáp

Đối với các hệ thống truyền dẫn hữu tuyến, công việc triển khai sẽ phức tạp dophải thi công lắp đặt tuyến truyền dẫn, dẫn đến thời gian hoàn thành rất lâu, có thể kéodài trong nhiều năm Mặt khác, nếu triển khai trên tuyến dài (vài chục km) rất khó pháthiện lỗi xảy ra khi gặp sự cố đứt cáp và rất khó bảo quản đường truyền khỏi việc bị cắttrộm

Do đó, đường truyền hữu tuyến (cáp quang) cho camera sẽ phù hợp với hệ thốngnhỏ, số lượng ít và triển khai trên diện tích hẹp

2.3.1 Sử dụng đường truyền Cáp Quang

Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánhsáng để truyền tín hiệu

Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của mộtsợi tóc Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng đểtruyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu

Trang 20

bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt vớitốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn

- Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đãđược tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng Sợi quangđược tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu

- Tốc độ Internet cao phụ thuộc hoàn toàn vào cáp quang

a Thành phần cáp quang

Hình 2.1: Cấu tạo sợi cáp quang

Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi

Lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating hay còn gọi coating, primary buffer)

Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vàolõi

Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt

Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket

Ưu điểm cáp quang :

 Mỏng hơn – Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp đồng

 Dung lượng tải cao hơn – Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợiquang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng Điều nàycho phép nhiều kênh đi qua cáp của bạn

 Suy giảm tín hiệu ít – Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cápđồng

 Tín hiệu ánh sáng – Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu ánhsáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp Điềunày làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn

 Sử dụng điện nguồn ít hơn – Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máyphát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao đượcdùng trong cáp đồng

 Tín hiệu số – Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặcbiệt hữu dụng trong mạng máy tính

 Không cháy – Vì không có điện xuyên qua Cáp quang, vì vậy không cónguy cơ hỏa hạn xảy ra

Trang 21

 Kích thước và trọng lượng nhỏ so với một cáp đông có cùng dung lượng,cáp sợi quang có đường kính nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn nhiều Do đó

dễ lắp đặt chúng hơn, đặc biệt ở những vị trí có sẵn dành cho cáp (như trongcác đường ống đứng trong các tòa nhà), ở đó khoảng không là rất ít

 Cáp quang chinh phục được khoảng cách dài hơn: Cáp quang không chỉ cókhả năng tải dữ liệu nhiều vượt trội so với cáp đồng, mà còn có thể truyềntải những thông tin đó với những khoảng cách dài hơn hẳn

 Cáp quang không bị nhiễu: Do sợi cáp quang được làm từ thủy tinh, chúngkhông dẫn điện Điều này giúp loại trừ nhu cầu cần thiết phải tiếp đất, vàgiúp cáp quang miễn nhiễm với bất kỳ loại nhiễu điện nào, kể cả sét Nhờkhả năng chống chịu được nhiễu và các điều kiện khí quyển, cáp quang cóthể được sử dụng ngoài trời, thậm chí đặt ngay cạnh dây cáp điện cũngkhông sao

 Cáp sợi quang chịu được điều kiện khắc nghiệt: Sợi thủy tinh không chỉ loạitrừ nhiễu, chúng còn gần như hoàn toàn không bị ăn mòn Trong khi cápđồng rất nhạy cảm với nước và hóa chất, cáp quang có thể hoạt động mộtcách trơn tru và hầu như không gặp phải nguy cơ hư hỏng gì do các yếu tốkhắc nghiệt tác động Vì thế, sợi cáp quang có thể dễ dàng chịu đựng đượcnhững “điều kiện sống” mà cáp đồng không thể, chẳng hạn như tiếp xúctrực tiếp với đất hoặc để gần hóa chất

Nhược điểm của cáp quang:

 Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt

 Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng

2.3.2 Công nghệ áp dụng truyền tải quang

Sử dụng công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM Truyền dẫn ghép phân bướcsóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing): ghép thêm nhiều bước sóng để cóthể truyền trên một sợi quang, không cần tăng tốc độ truyền dẫn trên một bước sóng.Công nghệ WDM có thể mang đến giải pháp hoàn thiện nhất trong điều kiện côngnghệ hiện tại Thứ nhất nó vẫn giữ tốc độ xử lý của các linh kiện điện tử ở mức 10Gbps, bảo đảm thích hợp với sợi quang hiện tại Thay vào đó, công nghệ WDM tăngbăng thông bằng cách tận dụng cửa sổ làm việc của sợi quang trong khoảng bước sóng

1260 nm đến 1675 nm Khoảng bước sóng này được chia làm nhiều băng sóng hoạtđộng như minh hoạ trên bảng 1.1 Thoạt tiên, hệ thống WDM hoạt động ở băng C (doEDFA hoạt động trong khoảng băng sóng này)

Về sau, EDFA có khả năng hoạt động ở cả băng C và băng L nên hệ thống WDMhiện tại dùng EDFA có thể hoạt động ở cả băng C và băng L Nếu theo chuẩn ITU-T,xét khoảng cách giữa các kênh bước sóng là 100 Ghz (đảm bảo khả năng chống xuyênnhiễu kênh trong điều kiện công nghệ hiện tại), sẽ có 32 kênh bước sóng hoạt độngtrên mỗi băng Như vậy, nếu vẫn giữ nguyên tốc độ bit trên mỗi kênh truyền, dùngcông nghệ WDM cũng đủ làm tăng băng thông truyền trên một sợi quang lên 64 lần

Trang 22

Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM là các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau

ở đầu phát được ghép kênh và truyền trên cùng một sợi quang Ở đầu thu, tín hiệu gồmnhiều bước sóng đến từ sợi quang đó được tách kênh để thực hiện xử lý theo yêu cầucủa từng bước sóng

Như vậy, WDM có nghĩa là độ rộng băng quang của các kênh được ghép kênh ởcác vùng phổ cố định, không chồng lấn trong băng thông truyền dẫn của sợi quang.Mỗi vùng tương ứng với một kênh có bước sóng λxác định Các kênh khác nhauthì độc lập với nhau và truyền với các tốc độ xác định Điều này cho phép WDM đượcxem như là hệ thống truyền dẫn mà tín hiệu được truyền trong suốt đối với dạng mã vàtốc độ bit

Ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) là côngnghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang” Ởđầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) đểtruyền đi trên một sợi quang

Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh), khôi phục lại tín hiệugốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau

MUX : Bộ ghép kênh bước sóng quang

DEMUX : Bộ ghép kênh bước sóng quang

TX, RX : Bộ chuyển bước sóng quang

.

Trang 23

2.3.3 Sử dụng công nghệ GPON

Ưu điểm:

 GPON sử dụng các thiết bị chia quang Splitter không cần cấp nguồn điện, nên

có giá thành rẻ và có thể đặt ở bất kỳ đâu, không phụ thuộc vào các điều kiện môitrường, không cần phải cung cấp năng lượng cho các thiết bị giữa phòng máy trungtâm và phía người dùng

 Không bị suy giảm tốc độ như công nghệ quang chủ động do phụ thuộc vào cácthiết bị chuyển mạch Quang-Điện khi truyền đi trong hệ thống

 Giúp giảm được chi phí bảo dưỡng, vận hành

 Cung cấp dịch vụ cho mọi yêu cầu khách hàng với tốc độ download lên đến 2,5Gb/s và hỗ trợ dịch vụ Triple&Play như data, thoại, hình ảnh…

 Đảm bảo dịch vụ cáp quang băng rộng FTTx có đường truyền Internet đạt chấtlượng cao, không bị suy hao hay suy giảm chất lượng kết nối theo khoảng cách – tối

đa có thể lên tới 20km

 Công nghệ GPON đã được ITU chuẩn hoá trong các tiêu chuẩn ITU G984.x,phát triển từ công nghê BPON và hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường độ bảo mật, lựachọn lớp 2 giao thức ATM, GEM và Ethernet với hiệu suất băng thông cao

 Vấn đề tắc nghẽn lưu lượng và những vấn đề liên quan của mạng truy nhậpquang tốc độ cao được giải quyết bằng các thủ tục định cỡ (ranging) và cấp phát băngthông động

 Các thủ tục điều khiển và báo hiệu trong GPON đơn giản nhưng vẫn đảm bảogiải quyết các vấn đề cơ bản về kỹ thuật của mạng truy nhập băng rộng tốc độ cao, đápứng các yêu cầu kỹ thuật của dịch vụ, điều đó khiến cho GPON là công nghệ sử dụngbăng thông hiệu quả nhất trong các loại công nghệ PON hiện có

2.4 Hệ thống camera

Hệ thống camera có thể được sử dụng với hai công nghệ chính là công nghệ tương

tự (camera analog) và công nghệ IP (camera IP)

Hệ thống camera analog thường sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp quang để kết nốitrực tiếp tới màn hình hiển thị Băng thông của camera đòi hỏi khá lớn tầm(6Mbps/1camera) Việc điều khiển camera từ trung tâm lại phải thông qua một đường

Trang 24

truyền dẫn dữ liệu khác, như vậy để lắp đặt 1 camera ta phải mất đến hai dây dẫn, rấtmất thời gian cho việc đi lắp đặt

Việc lưu trữ hình ảnh cho hệ thống camera analog này rất tốn kém vì đòi hỏi rấtnhiều ổ cứng Ngoài ra, muốn triển khai ứng dụng giám sát đối với camera analog rấtkhó khăn, phải cần các thiết bị tích hợp bên ngoài

Hệ thống camera IP là hệ thống mới, ứng dụng công nghệ tiên tiến để tích hợp chocamera nhiều tính năng nổi bật với khả năng tự động quan sát phân tích hình ảnh (tínhnăng này cho phép người quản lý dễ dàng hơn trong việc theo dõi cũng như phát hiệnsai phạm), bám theo đối tượng, phát hiện các đối tượng khả nghi Các tín hiệu hìnhảnh và điều khiển được truyền trên cùng một đường truyền mạng dựa trên nền IP

Hệ thống camera IP là tốn ít dung lượng đường truyền, hình ảnh được nén vớinhiều chuẩn mới nhất do đó dung lượng ổ cứng để lưu trữ không cao Mỗi một camerađược tích hợp như một trạm máy tính, vì vậy người vận hành có thể cài đặt và thiết lậpmột cách dễ dàng Công nghệ số phát triển và cho phép kết nối và quản lý các camera

Trang 25

Hình 2.3: Sơ đồ kết nối mạng quang

Hệ thống mạng quang có độ ổn định cao, băng thông lớn, tương thích với nhiềuứng dụng truyền dữ liệu cũng như phân tích dữ liệu do được hoạt động trên giao thứcTCP/IP vì thế thích hợp với việc truyền hình ảnh thời gian thực

Việc phối hợp với camera IP rất đơn giản vì bộ chuyển đổi quang – IP, đã thựchiện chuyển đổi để đưa tín hiệu ra trên giao diện RJ45 với giao thức truyền dẫn góiTCP/IP

Tại các điểm lắp đặt camera sẽ sử dụng các hộp kỹ thuật ngoài trời, các thiết bị lắpđặt bên trong theo chuẩn công nghiệp có kích thước nhỏ, làm việc trong môi trườngkhắc nghiệt như nóng, ẩm, bụi, từ trường Các thiết bị được tích hợp trong các hộp cókích thước nhỏ có thể treo lắp trên hoặc trong các cột tại hiện trường đảm bảo mỹ quan

đô thị

Thiết bị thu phát quang được sử dụng để biến đổi tín hiệu Analog và tín hiệu IPsang tín hiệu quang và truyền về trung tâm, tại trung tâm các thiết bị thu phát quang sẽlàm nhiệm vụ chuyển đổi ngược lại về các tín hiệu ban đầu để sử dụng cho việc điềukhiển, lưu trữ và hiển thị hình ảnh

 Thuật toán nén hình: MPEG4/H.264

 Khả năng quay quét không giới hạn (Pan: 3600, Tilt: 900)

 Khả năng zoom quang lớn: 36x

 Có các chức năng nhận diện chuyển động

 Hoạt động cả ngày lẫn đêm, trong các điều kiện ánh sáng thấp

Trang 26

2.5.3 Chức năng các thiết bị

1 Camera quan sát

Là các mắt điện tử, có thể nhìn thấy hình ảnh tại nơi chúng ta cần theo dõi Nhiệm

vụ của camera là ghi (thu) lại hình ảnh và truyền tín hiệu về nơi nhận dữ liệu hình ảnh

2 Converter quang

Về mặt cấu trúc mạng, bộ chuyển đổi quang điện hoạt động ở lớp vật lý (physicallayer) của mô hình 7 lớp OSI, chức năng của nó chỉ đơn thuần là nhận tín hiệu, chuyểntín hiệu (từ điện sang quang và ngược lại quang sang điện) và truyền tín hiệu đi, dữliệu đi qua converter quang là "trong suốt" (transparent) vì vậy nó không can thiệpvào QoS hay chuyển mạch gói Mạng cáp đồng trong trung tâm chỉ huy cần kết nối vớimạng cáp quang từ camera thì converter quang giúp kết nối hai mạng cáp đồng và cápquang lại với nhau Giúp kết nối hai mạng nội bộ (LAN) cách nhau từ vài met , vài

km hay vài chục km Kết nối hệ thống camera giám sát ở khoảng cách xa

3 Thiết bị chuyển mạch switch

Nhiệm vụ dùng để kết nối các đoạn mạng lại với nhau theo mô hình mạng hìnhsao Theo mô hình này, switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tínhđều được nối về đây

Làm việc như một Bridge nhiều cổng Switch nhận tín hiệu, chuyển đổi thành dữliệu, từ một cổng, kiểm tra địa chỉ đích rồi gửi tới một cổng tương ứng

Trong mô hình tham chiếu OSI, switch hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, ngoài ra

có một số loại switch cao cấp hoạt động ở tầng mạng

4 Bàn điều khiển camera : hỗ trợ chức năng điều khiểm PTZ 3 chiều (quay trái,

phải, zoom in, Zoom out )

5 Đầu ghi hình

Là nơi tập trung tín hiệu hình ảnh thu được từ camera

Trên đầu ghi thông thường sẽ có 5 loại cổng mà ta đáng lưu ý:

 Cổng Video Input: đây là cổng thu tín hiệu từ các camera vào

 Cổng Video Output: đây là cổng chuyển hình ảnh ra các thiết bị mà ta muốnquan sát (Máy tính, điện thoại, tivi…)

 Cổng Audio Input: cổng thu âm thanh (nếu cần ghi lại âm thanh)

 Cổng Audio Output: Cổng ra âm thanh (nếu cần nghe lại)

 Cổng RJ45: Cổng kết nối trao đổi dữ liệu qua internet

6 Máy tính điều khiển : điều khiển tín hiệu video truyền về trung tâm chỉ huy

và đưa ra màn hình

7 Bộ decoder Chuyển tín hiệu số sang tín hiệu tương tự.

Trang 27

2.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

2.6.1 Hệ thống camera hữu tuyến

Triển khai tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ trung tâm chỉ huy đặt tại Phòng cảnhsát tỉnh đến trung tâm chỉ huy công an tỉnh

Lắp đặt 31 camera tại 14 giao lộ trọng điểm bảo đảm khả năng quan sát toàn khuvực

Lắp đặt 14 bộ chuyển đổi quang điện đơn kênh tại vị trí của 31 camera làm nhiệm

vụ thu nhận tín hiệu video của camera chuyển đổi thành tín hiệu quang truyền qua cápquang về trung tâm chỉ huy

Triển khai tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ trung tâm chỉ huy đặt tại Phòng cảnhsát tỉnh đến trung tâm chỉ huy công an tỉnh Tổng chiều dài cáp quang từ trung tâm chỉhuy đặt tại phòng cảnh sát tỉnh đến Trung tâm chỉ huy công an tỉnh là: 4 km

Triển khai các tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ các Camera đến trung tâm chỉ huyđặt tại phòng cảnh sát tỉnh Hệ thống cáp quang từ các Camera đến trung tâm chỉ huyđược chia thành 4 tuyến Tổng chiều dài cáp quang từ Camera đến trung tâm chỉ huyđặt tại Phòng cảnh sát tỉnh là: 48,3km Hệ thống trung tâm điều hành gồm 02 trung tâmđược kết nối với nhau qua modul quang trên switch hoặc 01 bộ chuyển đổi quang điệngiao diện Ethernet

Trung tâm 1 đóng vai trò quản lý và điều phối chính Tại đây, hệ thống hiển thịhình ảnh gồm 48 màn hình LCD chuyên dụng 19inch và 04 màn hình ghép tấm lớn 55inch cho phép hiển thị tất cả các camera truyền về trung tâm Việc điều khiển hình ảnhchọn lựa camera nào hiển thị trên màn hình nào được nhân viên điều hành lựa chọnthông qua phần mềm điều khiển được cài đặt trên máy tính quản lý

Hệ thống lưu trữ hình ảnh trên một thiết bị Video server hỗ trợ quản lý lên đến 128camera đồng thời

Nội dung thiết kế cụ thể là:

+ Tuyến 1 có tổng chiều dài 10,5 km kéo qua 9 điểm sau: Trung tâm Chỉ huy đặt tạiphòng cảnh sát tỉnh, Ngã 3 Mê Linh – Tôn Đức Thắng, Ngã ba Mê Linh – Hai BàTrưng, Ngã ba Mê Linh – Nguyễn Tất Thành, Ngã tư Mê Linh – Lê Duẩn, Ngã tư MêLinh – Nguyễn Trãi, Ngã tư đường Hùng Vương- QL 2B (Dốc Láp), Ngã tư HùngVương- Kim Ngọc, ngã ba đường Hùng Vương – Lam Sơn

Từ trung tâm chỉ huy đặt tại phòng cảnh sát qua ngã ba Mê Linh - Nguyễn Tất Thànhđến ngã ba Mê Linh - Hai Bà Trưng sử dụng cáp quang F8 loại 48 sợi với tổng chiềudài cáp là: 2,5 km

Từ ngã ba Mê Linh – Hai Bà Trưng qua ngã tư Mê Linh – Tôn Đức Thắng đến Ngã

tư Mê Linh- Lê Duẩn sử dụng cáp quang F8 loại 32 sợi với tổng chiều dài cáp là: 2km

Từ ngã tư Mê Linh – Lê Duẩn qua Ngã tư Mê Linh – Nguyễn Trãi, qua ngã tư đườngHùng Vương – QL 2B (Dốc Láp), qua ngã tư Hùng Vương – Kim Ngọc đến ngã bađường Hùng Vương – Lam Sơn sử dụng cáp quang F8 loại 16 sợi với tổng chiều dàicáp là 6 km

Trang 28

+Tuyến 2 có tổng chiều dài 18 km sử dụng cáp quang F8 loại 16 sợi Tuyến 2 đi quacác điểm sau: Trung tâm chỉ huy đặt tại phòng cảnh sát tỉnh, ngã 4 QL2A -QL23 (Ngã

ba đi Tân Phong), Ngã ba QL2A – QL2C (đi Vĩnh Thịnh)

+Tuyến 3 có tổng chiều dài 14 km sử dụng cáp quang F8 loại 16 sợi Tuyến 3 đi quacác điểm sau: trung tâm chỉ huy đặt tại phòng cảnh sát tỉnh, Ngã tư Ngô Quyền-Nguyễn Viết Xuân, Ngã ba Hùng Vương - Lý Thường Kiệt, Ngã tư Hùng Vương-Nguyễn Thị Minh Khai (Quán Tiên).1

+Tuyến 4 có tổng chiều dài 6,3 km sử dụng cáp quang F8 loại 16 sợi Tuyến 4 đi quacác điểm sau: Trung tâm chỉ huy đặt tại phòng cảnh sát tỉnh, ngã tư Nguyễn Tất Thành– Tôn Đức Thắng

Xây dựng các hộp đấu nối ODF cho các điểm giao lộ cần thiết, tại các điểm mụctiêu yêu cầu lắp hộp kỹ thuật ngoài trời

Bảng 2.1 : Khối lượng thiết bị

Hệ thống camera sử dụng 31 camera IP PTZ kết nối với trung tâm chỉ huy các camera được treo ở ngoài trời tại các cột cao từ 8-10m các camera được thiết kế với bộ cắt lọcsét thiết bị converter quang và thiết bị nguồn UPS Hệ thống sử dụng dây fiber optic cable để truyền dẫn tín hiệu

Trang 29

Hình 2.4 : Sơ đồ hệ thống camera hữu tuyến

Tại trung tâm chỉ huy:

 Lắp đặt 01 bộ biến đổi quang điện hỗ trợ tối thiểu 16 đầu vào quang, cónhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu quang truyền về trung tâm thành các tínhiệu video

 Lắp đặt 31 màn hình chuyên dụng 19inch LCD inch có nhiệm vụ tiếp nhận

và hiển thị trực tiếp hình ảnh từ 31 camera lắp đặt cố định truyền về (Trongtổng số 48 màn hình 19 inch tại trung tâm)

Trang 30

 Lắp đặt 01 hệ thống màn hình lớn LCD/LED 04 module x 55 inch để hiểnthị các hình ảnh camera cũng như các chương trình khác khi cần thiết (hệthống bản đồ số hóa, hệ thống hội nghị truyền hình…)

 Lắp đặt 01 Switch tối thiểu 24 cổng có cổng quang tại trung tâm CSGT Tỉnh

và 01 Switch tối thiểu 8 cổng có công quang tại trung tâm tại Công an Tỉnh

để thiết lập hệ thống mạng LAN và tiếp nhận các tín hiệu IP các thiết bịthuộc hệ thống camera và chia sẻ các nguồn dữ liệu, hình ảnh khi cần thiết

 Lắp đặt thiết bị ghi và lưu trữ các luồng video IP, đảm bảo khả năng lưu trữhình ảnh tối thiểu trong 15 ngày, đảm bảo khả năng ghi tối thiểu đồng thờicho 128 luồng Video IP Thiết bị này được kết nối bằng cáp mạng vàoSwitch trung tâm

 Lắp đặt 06 máy trạm giám sát hình ảnh (tại 02 Trung tâm) có nhiệm vụ giámsát quản lý hình ảnh của camera truyền về

 Trang bị 02 bàn điều khiển quay quét camera có khả năng zoom video hoặcchọn video để hiển thị ra màn hình chính zoom chi tiết

 Trang bị 05 bộ giải mã tín hiệu hiển thị camera IP có nhiệm vụ chuyển tínhiệu hình ảnh IP truyền về từ các Camera vô tuyến và đưa ra các màn hìnhhiển thị chuyên dụng 19 inch LCD, mỗi bộ giải mã tín hiệu hiển thị camera

IP hỗ trợ 04 đầu ra màn hình, cho phép lựa chọn hiển thị camera một cáchlinh hoạt

 Ngoài ra tại trung tâm giám sát trang bị các hệ thống phụ trợ như hệ thốngchống sét đường điện nguồn, hệ thống chống sét lan truyền đường tín hiệu,

hệ thống lưu điện UPS, hệ thống tủ giá màn hình và bàn điều phối…

2.6.2 Cách thức và Băng thông tối thiểu truyền tín hiệu của camera

Luồng tín hiệu video từ camera hữu tuyến sẽ được đi qua bộ chuyển đổi quang điện

có chức năng chuyển tín hiệu video từ camera chuyển thành tín hiệu quang đượctruyền tải trên đường truyền quang (sử dụng dây cat5e)

Khi luồng tín hiệu này đến trung tâm chỉ huy sẽ đi qua bộ chuyển đổi quang điện

để chuyển tín hiệu quang này thành tín hiệu video, luồng video này kết nối với 01Switch tối thiểu 24 cổng có cổng quang, thiết bị ghi và lưu trữ các luồng video IP, đảmbảo khả năng lưu trữ hình ảnh tối thiểu trong 15 ngày, đảm bảo khả năng ghi tối thiểuđồng thời cho 128 luồng Video IP

Thiết bị này được kết nối bằng cáp mạng vào Switch trung tâm và máy trạm giámsát hình ảnh (tại 02 Trung tâm) có nhiệm vụ giám sát quản lý hình ảnh của cameratruyền tại switch 24 cổng có bàn điều khiển quay quét camera để zoom video được nốitrực tiếp với 6 máy tính có nhiệm vụ giám sát quản lý hình ảnh truyền về Luồng videonày qua bộ phân phối đưa màn hình hiển thị trực tiếp tín hiệu video

Với camera Băng thông tối thiểu truyền tin

Với camera full HD 1920x1080 pixel , tốc độ ghi hình là 30fps

Camera hữu tuyến cần băng thông 10 Mbps để cho chất lượng tín hiệu truyền hìnhảnh về ổn định, đạt đúng thông số tín hiệu truyền của camera

Tương tự camera vô tuyến cần băng thông 10Mbps

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	4,79 MB