4. MATERIA NAUCZANIA. 4.1 Systemy telewizji u ytkowej. Zasady projektowania systemu telewizji u ytkowej Materia nauczania

Transkrypt

1 4. MATERIA NAUCZANIA 4.1 Systemy telewizji uytkowej. Zasady projektowania systemu telewizji uytkowej Materia nauczania Telewizja uytkowa jest jednym z najczciej stosowanych rodków prewencyjnych, daje due moliwoci kontroli i obserwacji z moliwoci zapisu obrazu i jego odtwarzania. Systemy CCTV (z jz. ang. Closed Circuit Television telewizja w obwodzie zamknitym) powinny by projektowane zgodnie z zaleceniami normy EN Norma ta zawiera wytyczne stosowania systemów dozorowych CCTV w zabezpieczeniach. Przystpujcym do wdraania systemów CCTV zaleca si postpowanie wedug nastpujcej procedury: 1. Opracowanie wymaga uytkowych pozwala na prawidowe zaprojektowanie inwestycji oraz optymalny dobór sprztu uwzgldniajcy wymagania i koszty. Aby okreli wymagania uytkowe projektowanego systemu naley okreli: jakiego rodzaju zagroenia maj by monitorowane - czy moe wystpi zagroenie ycia ludzkiego, jaka jest warto dóbr materialnych podlegajcych ochronie, teoretyczna czstotliwo zagroe, czy system bdzie naraony na dewastacj oraz zaniki zasilania, jaki obszar ma by monitorowany na planie obiektu naley zaznaczy obszary podlegajce monitorowaniu, co pozwoli dobra ilo i rozmieszczenie kamer oraz odpowiednie obiektywy, zagroenia jakie mog wystpowa w poszczególnych strefach, jaka powinna by reakcja systemu na naruszenie poszczególnych stref, jaki powinien by czas reakcji systemu, w jakich warunkach rodowiska maj funkcjonowa urzdzenia (temperatura, zapylenie, wilgotno, naraenie na wybuchy, zakócenia elektromagnetyczne, zmiany owietlenia), ile jednoczesnych zdarze powinien obsuy system, jaki ma by zasig i bezpieczestwo transmisji sygnau, w jakiej formie i przez kogo ma by prowadzona konserwacja systemu. 2. Projektowanie systemu na tym etapie naley okreli: czy nadzór nad obiektami bdzie lokalny, czy zdalny (w tym drugim przypadku ju w fazie projektowania naley zabezpieczy odpowiednie cza telekomunikacyjne), czy system bdzie kolorowy czy czarno biay (kolorowy pozwala na lepsz obserwacj szczegóów, ale wymaga lepszego owietlenia), jakiej jakoci obrazu oczekujemy (jest ona zwizana ze stosowaniem odpowiednich kamer, toru transmisji, obróbki sygnau, sposobu zapisu i wizualizacji), czy stosowa urzdzenia stae czy sterowane (zoom, ostro przesona, zmiana pooenia kamery), sposób zapewnienia bezpieczestwa systemu kamery w obudowach odpornych na zniszczenie, ukryte kamery (np. w zegarach), atrapy kamer, sposób prowadzenia kabla zabezpieczajcy go przed uszkodzeniem (przeciciem), 3. Uzgodnienie wyboru urzdze ilo i rodzaj stosowanych urzdze powinien by zgodny z wymaganiami stawianymi w projekcie. 4. Zainstalowanie i uruchomienie systemu pracownik projektujcy oraz wykonujcy instalacj powinien mie licencj na wykonywanie takich prac (II lub I stopnia). 5. Ustawienie tablic o dziaajcym systemie CCTV wizualna informacja o instalacji monitoringu ma znaczenie odstraszajce. Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 7

2 6. Przekazanie systemu klientowi wraz z systemem klient powinien otrzyma pisemn instrukcj obsugi systemu, biecej konserwacji, sposobach naprawy drobnych usterek. 7. Konserwacja (utrzymanie w ruchu) urzdzenia mechaniczne wymagaj smarowania, obudowy sprawdzenia szczelnoci, obiektywy czyszczenia, gowice magnetowidowe wymiany naley okreli osob odpowiedzialn za nadzorowanie czynnoci konserwacyjnych. Przykady systemów telewizji uytkowej Najprostszy system telewizji uytkowej skada si z dwóch elementów: kamery (urzdzenie przetwarzajce obraz na sygna elektryczny) i monitora (urzdzenie umoliwiajce wizualizacj obrazu dostarczonego do punktu obserwacyjnego w postaci sygnau elektrycznego). W przypadku gdy obraz otrzymywany z kamery ma by rejestrowany naley rozbudowa system telewizji uytkowej o urzdzenie zapisujce. Mog to by urzdzenia analogowe (np. magnetowid poklatkowy). S one jednak w chwili obecnej wypierane przez urzdzenia realizujce zapis cyfrowy (np. karty przechwytujce wideo, rejestratory cyfrowe). Jeeli system monitoringu wymaga obserwacji obrazu z kilku kamer naley zastosowa dodatkowo zmieniacz (pozwala na sekwencyjne wywietlanie obrazów z kilku kamer na jednym monitorze) lub dzielnik, czsto nazywany z jzyka angielskiego quadem (umoliwia równoczesn obserwacj obrazu z kilku kamer na jednym monitorze). Na rysunkach przedstawiono przykadowe rozwizania systemów telewizji uytkowej: najprostszy system telewizji uytkowej monitor + kamera, Rys. 1. Najprostszy system monitoringu (monitor + kamera) [1] system pozwalajcy na obserwacj obrazu z kilku kamer równoczenie, Rys. 2. System pozwalajcy na obserwacj obrazu z kilku kamer jednoczenie [1]. najprostszy system z moliwoci zapisu obrazu, Rys. 3. Najprostszy system z moliwoci zapisu obrazu [1]. Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 8

3 system z moliwoci rejestracji obrazu z kilku kamer. Rys. 4. System z moliwoci rejestracji obrazu z kilku kamer [1]. Na rys. 5. przedstawiono system telewizji uytkowej zaprojektowany na zlecenie waciciela maego sklepu spoywczego. System skada si z czterech kamer, rejestratora oraz monitora. Jedna z kamer zostaa umieszczona na zewntrz obserwuje otoczenie przed sklepem (witryny sklepowe i wejcie do sklepu). Jedna z kamer wewntrznych zostaa umieszczona w magazynie i skierowana na drzwi wejciowe, pozostae dwie obserwuj wntrze sklepu. Rys. 5. System telewizji uytkowej w maym sklepie [1] Pytania sprawdzajce Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste przygotowany do wykonania wicze. 1. Czy potrafisz wymieni obiekty, w których system telewizji uytkowej pomaga podnie bezpieczestwo obiektu i ludzi w nim przebywajcych? 2. Czy potrafisz wymieni aspekty systemu telewizji uytkowej, konieczne do uwzgldnienia podczas opracowywania wymaga uytkowych systemu? 3. Czy wiesz która norma okrela jak powinny by wdraane systemy CCTV? 4. Czy potrafisz omówi procedur wdraania systemów telewizji uytkowej zgodnego z norm EN ? 5. Czy potrafisz poda przykady systemów telewizji uytkowej i moliwe zastosowania takich systemów? Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 9

4 4.1.3 wiczenia wiczenie 1 Opracowanie wymaga uytkowych systemu telewizji uytkowej. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) przypomnie sobie zalecenia normy EN odnonie opracowywania wymaga uytkowych systemu telewizji uytkowej, 2) wypunktowa pytania, które zadasz inwestorowi planujcemu wdroenie systemu CCTV w swoim zakadzie, 3) opracowa wymagania uytkowe dla projektowanego systemu CCTV, 4) zaprezentowa rozwizanie koledze, 5) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia, 6) na wykonanie wiczenia masz 45 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: biay papier formatu A4. wiczenie 2 Opracowanie wstpnego projektu systemu telewizji uytkowej nadzorujcego ma stacj benzynow. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) przygotowa projekt systemu telewizji uytkowej nadzorujcego ma stacj benzynow, 2) w projekcie uwzgldni wszystkie wymagania uytkowe wynikajce ze specyfiki obiektu (okreli jakie zagroenia bd monitorowane, jaki obszar bdzie monitorowany, w jakich warunkach bdzie pracowa sprzt elektroniczny wykorzystany do budowy systemu, jaka bdzie oczekiwana reakcja systemu na sygna alarmowy), 3) na rysunku pogldowym obiektu zaznaczy miejsca, w których planujesz zainstalowa kamery oraz w którym miejscu umiecisz stanowisko operatorskie (monitor + urzdzenia do nagrywania obrazu), 4) w projekcie zamieci pen specyfikacj systemu (czy nadzór lokalny czy zdalny, czy system kolorowy czy czarno biay, jaka bdzie oczekiwana jako obrazu, które urzdzenia bd stae, a które sterowane, sposób zapewnienia bezpieczestwa systemu), nie naley zagbia si w szczegóy dotyczce wyboru konkretnych urzdze, 5) zaprezentowa wyniki swojej pracy, 6) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia, 7) na wykonanie wiczenia masz 90 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: rysunek pogldowy przykadowej stacji benzynowej (zaznaczone pomieszczenia, magazyny, dystrybutory z paliwem), biay papier formatu A3 dla kadego zespou. Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 10

5 4.1.4 Sprawdzian postpów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymieni obiekty monitorowane przez zastosowanie telewizji uytkowej? 2) okreli wymagania uytkowe wystpujce w znanych Ci obiektach? 3) wymieni aspekty, które powinny by uwzgldniane podczas opracowywania wymaga uytkowych systemów CCTV? 4) wyjani skrót CCTV? 5) omówi procedur wdraania systemów CCTV zgodn z norm EN ? 6) poda przykady systemów telewizji uytkowej i moliwych zastosowa? 7) dla podanych wymaga uytkowych zaproponowa jeden ze znanych systemów telewizji uytkowej? 8) wykona projekt systemu telewizji uytkowej zgodne z okrelonymi wymaganiami uytkowymi? Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 11

6 4.2 Dobór podzespoów systemu telewizji uytkowej Materia nauczania Monitory Kineskopy monitorów stosowanych w systemach telewizji przemysowej powinny by przeznaczone do cigej pracy. Stosowanie do wywietlania nieruchomego obrazu zwykego telewizora moe si skoczy wypaleniem luminoforu i uszkodzeniem urzdzenia. Wybierajc monitor naley zwróci uwag przede wszystkim na nastpujce parametry uytkowe: rozdzielczo okrela zdolno do odtwarzania szczegóów, z reguy podawana w iloci linii (dla monitorów kolorowych ponad 400TVL, dla monochromatycznych ponad 1000), zdarza si, e jest podawana w pikselach, warunki rodowiska, w których producent zapewnia poprawn prac monitora (najczciej wilgotno do 90% i temperatura z zakresu - 10C do 55C), zasilanie (typowo 230V, ale monitory poniej 7 mog by zasilane napiciem 12V lub 15V DC), pobór mocy (typowo dla monitora monochromatycznego o przektnej 20 48W, dla monitora kolorowego 80W), pasmo przenoszenia (typowo 100Hz do 10MHz), stosowane zcza typowo BNC lub chinch (przykadowe gniazda umieszczone z tyu monitora przedstawiono na Rys. 6 1 BNC IN, 2 BNC OUT, 3 mini DIN SVHS, 4 przecznik wej, 5 RCA IN, 6 RCA OUT, 7 - SCART), Rys. 6. Gniazda stosowane w monitorach [1] moliwo regulacji H-hold, V-hold, kontrast, jaskrawo, nasycenie kolorów (monitory kolorowe), ostro (monitory LCD), Rodzaje monitorów: - CRT (monitory z lamp kineskopow) stosunkowo due i cikie, wikszy pobór mocy ni monitory LCD, duo nisza cena, odporne na uszkodzenia, - LCD oraz plazmowe mae rozmiary pozwalajce na montowanie takich monitorów np. w autobusach, obraz wysokiej jakoci, wysoka cena, podatno na uszkodzenia mechaniczne oraz na tzw. wypalanie pikseli. Na rynku dostpne s monitory z wbudowanym zmieniaczem lub quadem, pozwalajce na obserwacj kilku obrazów równoczenie. Najczciej s 2 lub 4 kanaowe. Kryteria wyboru monitorów: Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 12

7 wybierajc midzy monitorem kolorowym a czarno-biaym naley zwróci uwag na wasnoci obserwowanego obiektu (owietlenie, ilo szczegóów poddanych obserwacji), przektna monitora dla obrazów multipleksowanych powinna wynosi co najmniej 12, minimalne rozmiary obiektu na ekranie monitora (dla potrzeb identyfikacji obiekt powinien zajmowa co najmniej 120% powierzchni ekranu, dla potrzeb rozpoznania co najmniej 50%, dla potrzeb detekcji intruza co najmniej 10%, dla potrzeb kontroli tumu co najmniej 5%), liczb monitorów naley wyznaczy biorc pod uwag liczb zainstalowanych kamer (max. 10 kamer na 1 monitor), maksymaln ilo równoczesnych alarmów, ilo operatorów penicych obowizki w tym samym czasie. Kamery Kamera skada si z: obiektywu, zestawu urzdze elektronicznych, które dokonuj obróbki sygnau elektrycznego, przetwornika, który przetwarza obraz obiektu na sygna elektryczny. Stosuje si obecnie przetworniki wykonywane w dwóch technologiach: CCD (Charged Coupled Device) jest to przetwornik oparty na zasadzie gromadzenia adunku na sensorze pod wpywem wiata, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) przetwornik produkowany w oparciu o technologi produkcji ukadów scalonych, gdzie wiato steruje bramk tranzystora, bdcego pojedynczym sensorem. Nowoczesne kamery charakteryzuj si wysok jakoci oraz s wyposaone w dodatkowe opcje takie jak detekcja ruchu, zdalne sterowanie przez zcze RS232, datownik, oraz menu ekranowe. Dziki zastosowaniu technologii DSP (Digital Signal Processing), w której sygna zostaje przetworzony na posta cyfrow na poziomie poszczególnych elementów wiatoczuych, kamery charakteryzuj si lepszym kontrastem, moliwoci redukcji efektu rozmycia obrazów punktami o bardzo duej jasnoci, detekcji zmiany owietlenia oraz elektronicznym zoomem. Podstawowe parametry kamer: 1. Rozmiar przetwornika definiuje wielko geometryczn przetwornika, wyraany jest w calach; spotykane s kamery o przetworniku 1, 2/3, 1/2, 1/3 i 1/4 1/6. Do wielkoci przetwornika musi by dopasowany obiektyw. Im wikszy przetwornik, tym lepsza jako obrazu, poniewa zwiksza si liczba punktów reagujcych na impuls wietlny (pikseli). Obecnie wystarczajc rozdzielczo mona osign ju przy przetworniku 1/4. Naley pamita, i rozmiar przetwornika wymusza uycie obiektywu takiego samego lub wikszego, co wpywa na rozmiary kamery. 2. Czuo kamery jest wyznaczana przez owietlenie przetwornika obrazu niezbdne do wytworzenia okrelonej amplitudy cakowitego (kolorowego) sygnau wizyjnego, przy okrelonej wartoci stosunku sygna/szum. Podajc warto czuoci kamery naley okreli w jakich warunkach zostaa ona zmierzona. Pomiar czuoci powinien by wykonany przy wyczonej automatycznej regulacji wzmocnienia (ang. AGC), musi by podana albo informacja, e czuo ustalono przy pomiarze owietlenia na przetworniku, lub e czuo ustalono przy pomiarze owietlenia na obiekcie, lecz wtedy naley jeszcze poda jasno zastosowanego obiektywu oraz wspóczynnik odbicia wiata na obiekcie. 3. Rozdzielczo kamery okrela zdolno rozróniania drobnych szczegóów na ekranie. Podawana jest w liniach telewizyjnych, jest okrelana zarówno dla pionu, jak i dla poziomu. Zaley ona od iloci pikseli przetwornika, przy czym nie jest to zaleno jednoznaczna. Pod wzgldem rozdzielczoci kamery mona podzieli na: kamery o maej rozdzielczoci Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 13

8 (okoo linii telewizyjnych, najczciej kamery CMOS), kamery o standardowej rozdzielczoci (okoo linii telewizyjnych), kamery o podwyszonej rozdzielczoci (okoo 600 linii telewizyjnych). 4. Stosunek sygna/szum jest to parametr okrelajcy zdolno kamery do generacji obrazu wymaganej jakoci, porednio jest zwizany z czuoci, wyraany jest w db (mierzony przy AGC wyczonym). 5. Maksymalny zakres zmian temperatur, w którym kamera moe bezawaryjnie pracowa, utrzymujc zaoone parametry. Zazwyczaj od 10 do + 45 stopni C. Dla zachowania warunków poprawnej pracy kamery stosuje si grzaki, wentylatory, szczelne obudowy lub inne techniki chodzenia kamer. 6. Zasilanie kamer jest realizowane za porednictwem zewntrznego zasilacza 12V, typowy pobór prdu waha si od 100 ma do 250 ma. Czasami s spotykane kamery zasilane napiciem 5V lub wyposaone we wbudowany zasilacz sieciowy. Poza zapewnieniem odpowiednie wartoci napicia zasilania równie wanym elementem jest dobór wydajnoci prdowej zasilacza - zazwyczaj stosowane s zasilacze od 250 ma do 2,5A. Obecnie coraz czciej urzdzenia CCTV podczane s do awaryjnych róde popularnych UPS-ów. Zabezpiecza to urzdzenia przed zakóceniami w sieci (tzw. piki napicia zasilania, chwilowe zaniki napicia). Zastosowanie UPS-a pozwala na znaczn popraw stabilnoci systemu i zwiksza wspóczynnik pewnoci i bezpieczestwa dziaania caego systemu. 7. Gniazda i elementy regulacyjne. Rys. 7. Widok tylnej cianki kamery (zcza i przeczniki) [1] VIDEO gniazdo cakowitego sygnau wizji 1 Vpp/75. Informacja o obrazie jest przekazywana w pojedynczym sygnale skadajcym si ze zmodulowanego sygnau chrominancji (C) z sygnaem luminancji (Y). Z tego powodu uzyskany obraz ma redni jako i jest podatny na zakócenia, Y/C OUT - alternatywne gniazdo sygnau wizji (mini-din). Informacja o obrazie jest przenoszona odrbnymi sygnaami luminancji (Y) i chrominancji (C), przecznik Video/DC umoliwiajcy wybór zastosowanego obiektywu, LEVEL potencjometr sucy do ustalenia poziomu jasnoci, ustala ilo wiata jaka ma by dopuszczona do przetwornika. Uwaga: ustawienie zbyt duej iloci wiata padajcej na przetwornik sprawia, e kamera jest bardziej czua, jednak w przypadku intensywnego (silnego) owietlenia obraz z kamery moe by przewietlony. Potencjometr ten suy Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 14

9 do ustawienia poziomu jasnoci jedynie w przypadku zastosowania obiektywów z automatyczn przyson o sterowaniu DC. W przypadku obiektywów z przyson automatyczn o sterowaniu VIDEO potencjometr LEVEL i ALC (szybko reakcji na zmiany owietlenia) znajduje si na obiektywie. W przypadku stosowania prostych obiektywów bez przysony lub z przyson rczn, regulacja potencjometru LEVEL nie ma wpywu na obraz z kamery, L.L.V.P. potencjometr sucy do regulacji fazy odchylania pionowego, AES/ME potencjometr sucy do zmiany trybu pracy migawki (czas nawietlania przetwornika) w przedziale od 1/50s do 1/10000s. Wyduenie czasu nawietlania przetwornika powyej 1/50s powoduje, e kamera ma wiksz czuo, powoduje to jednak zmniejszenie czstotliwoci odwieania obrazu widocznego na monitorze (w przypadku dugiego czasu nawietlania widoczna jest poklatkowo obrazu). W pozycji AES ustawienia przyjmowane s automatycznie. zestaw mikroprzeczników: L.L./INT. przecznik pozwala na synchronizacj z sieci zasilajc lub synchronizacj z wewntrznego ukadu wbudowanego w kamerze, BLC kompensacja wiata wstecznego (warto zaczy t funkcj w przypadku duego owietlenia za kamer np. gdy kamera zamontowana jest pod lamp na supie owietleniowym), AGC automatyczna regulacja wzmocnienia pozwala na dodatkowe zwikszenie poziomu jasnoci. AWB/PWB balans bieli, w pozycji AWB (automatyczny balans bieli) temperatura kolorów wynosi st. K, w pozycji PWB moliwo regulacji przy pomocy przecznika PUSH przecznika wyboru temperatury kolorów (rczny balans bieli). 8. Obudowa bardzo wane dla prawidowej pracy kamery jest utrzymanie warunków nie pozwalajcych na wykraplanie si pary wodnej na obiektywie (punkt rosy) do tego celu stosuje si grzaki z termostatami. W droszych modelach do zapewnienia równomiernej temperatury wewntrz obudowy stosowane s dodatkowo wentylatory. Obudowy powinny posiada informacj o zgodnoci z norm PN-92/E (kod IP), która mówi o odpornoci na przenikanie cia staych (pierwsza liczba) oraz szczelnoci na wod (druga liczba). Stosowane s zazwyczaj obudowy IP65 lub IP66, co oznacza, e s w peni odporne na zapylenie i czciowo zabezpieczone przed wpywem wody. W przypadku pracy w warunkach duej wilgotnoci naley stosowa kamery oznaczone: IP67 lub IP68, przy czym ta ostania moe pracowa pod wod. Obudowy powinny by odporne na wandalizm, umoliwia atwy dostp do kamery, obiektywu itp. dla celów konserwacji, zapewnia optymalne warunki pracy kamery uwzgldniajce wzrost temperatury wewntrz obudowy wskutek wydzielania si ciepa. Dobór kamer Dobór kamer i obiektywów wymaga uwzgldnienia szeregu czynników, takich jak: pory roku, warunki atmosferyczne, wielko przedmiotów i osób w polu widzenia i inne. Wybór: kolorowa czy czarno - biaa jest uwarunkowany zastosowaniem kamery. Wedug normy EN kryteria wyboru powinny by nastpujce: zestaw kamerowy powinien spenia wymagania uytkowe dla wszystkich podanych warunków rodowiskowych, zestaw kamerowy powinien uwzgldnia przepisy bezpieczestwa uytkowania zwizane z obiektem, dobierajc zestaw kamerowy dla danego zastosowania naley zwróci uwag nastpujce parametry: balans bieli kamer telewizji kolorowej, przysona, dugie czasy nawietlania (w zwizku z rozmazaniem konturów obiektów poruszajcych si), czuo widmowa (w zwizku z typem owietlenia), synchronizacja zewntrzna, zasilanie rezerwowe. Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 15

10 Obiektywy Obiektyw kamery jest to ukad optyczny sucy do projekcji obrazu podanej sceny na powierzchni wiatoczu przetwornika obrazu. Podzia obiektywów: ze wzgldu na kt widzenia: wskoktne (teleobiektywy ogniskowa wiksza od przektnej przetwornika), standardowe (ogniskowa zbliona do przektnej przetwornika), szerokoktne (ogniskowa mniejsza od przektnej przetwornika), ze wzgldu na rodzaj przysony: bez przysony (tanie, przeznaczone do stosowania w prostych kamerach), z przyson rczn, z przyson automatyczn, ze wzgldu na rodzaj ogniskowej: staa (produkowane obiektywy maj wartoci typowe np. 2,5; 3,6; 4,0; 6,0; 12,0; 16,0; 25,0), zmienna (zoom zalecane gdy wielko obiektu si zmienia lub wymagana jest swoboda doboru ogniskowej), regulowana zdalnie (tak zwane obiektywy moto-zoom). Podstawowe parametry obiektywów: Ogniskowa czyli odlego, w jakiej od centrum optycznego obiektywu powstaje obraz obiektu pooonego w nieskoczonoci, jest ona mierzona w milimetrach. Dla danego rozmiaru przetwornika i danej ogniskowej mona wyliczy kt widzenia kamery. Zaleno miedzy ogniskow, a ktem widzenia kamery jest odwrotnie proporcjonalna, czyli dugie ogniskowe - may kt widzenia, krótkie - szeroki kt. Z kolei im wikszy przetwornik tym wikszy kt widzenia. Przysona mechanizm regulacji otworu wzgldnego (apertury), zmieniajcy ilo wiata przechodzcego przez obiektyw i padajcego na przetwornik obrazu kamery CCTV. Obiektywy o staej przysonie s oznaczane jako "no IRIS" (bez przysony). Liczba aperturowa obiektywu jasno obiektywu (F): Wskanik teoretycznej zdolnoci przepuszczania wiata obiektywu. Ze wzrostem liczby F maleje ilo wiata przepuszczanego przez obiektyw. W tabeli podano iloci wiata przepuszczanego przy rónych wartociach przesony. Tabela 1. Ilo wiata przepuszczanego przy rónych wartociach przesony Ilo Liczba F przepuszczanego wiata 1,0 100% 1,4 50% 2,0 25% 2,8 12,5% 4,0 6,3% 5,6 3,13% 8,0 1,6% 16 0,8% Najczciej podawane s dwie wartoci liczby F, pierwsza z nich okrela maksymalne otwarcie przysony, a druga minimalne. Gbia ostroci to zakres odlegoci od obserwowanego obiektu, w którym znajdujce si obiekty s odwzorowywane ostro. Gbia ostroci zwiksza si z przymykaniem przysony oraz ze skracaniem ogniskowej. T zasad wykorzystuj m.in. fotograficy, którzy chcc uzyska du gbie ostroci dobrze owietlaj ujcie i zmniejszaj przyson. Jeeli mamy obiektyw z automatyczn przyson i nastpi zmniejszenie owietlenia, to w zwizku z otwieraniem przysony nastpi take zmniejszenie gbi ostroci. Dymy by gbia ostroci sigaa nieskoczonoci, czyli by przedmioty lece dalej ni pewna minimalna Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 16

11 odlego byy widziane ostro. Przy duej gbi ostroci, regulacja ostroci w szerokich granicach nie wpywa na ostro obrazu. Liczba transmisyjna obiektywu (T) jest to wskanik rzeczywistej zdolnoci przepuszczania wiata przez obiektyw. Skala ta pozwala na bezwzgldn ocen jakoci obiektywu, gdy uwzgldnia wpyw np. gatunku szka na przepuszczanie rónych czstotliwoci wiata. Inne wane parametry to: maksymalna rozdzielczo, ostro i kontrastowo otrzymywanych obrazów, korekcja kolorów. Stosowanie obiektywów o zmiennej ogniskowej pozwala po pewnym czasie dziaania systemu zmieni (zawzi lub poszerzy) pole widzenia. Wybierajc kamer naley pamita, i czuo kamer jest podawana przy danej przysonie (np. 0,05 luksa przy przysonie F=1,2).Zastosowanie obiektywu z przyson wiksz spowoduje, e czuo kamery bdzie mniejsza, gdy mniej wiata bdzie docierao do jej przetwornika. Stosowanie obiektywów o liczbie F=1,0 w poczeniu z kamer o duej czuoci umoliwia prowadzenie obserwacji w bardzo trudnych warunkach owietleniowych. W wypadku przewietlenia obrazu naley zastosowa obiektyw o duej liczbie okrelajcej minimaln przyson, wzgldnie zmieni kamer na mniej czu. Innym rozwizaniem jest stosowanie filtrów szarych, ograniczaj one jednak czuo przy sabym owietleniu. Przy naprawd duym nasonecznieniu, mona si spotka z sytuacj, w której nawet zastosowanie obiektywu z automatyczn przyson nie da zadawalajcych efektów. Na ekranie monitora obraz nie bdzie jednakowej jasnoci. W zalenoci od ustawie obiektywu moe zdarzy si, e np. w rodkowej czci bdzie przewietlony, z kolei w bocznych czciach niedowietlony. Rozwizaniem tego problemu s obiektywy dodatkowo wyposaone s w specjalny filtr tzw. plamkowy. W warunkach staego owietlenia, (np. wewntrz budynków) stosuje si obiektywy z przesonami regulowanymi rcznie. Regulacja polega na jednorazowym ustawieniu piercienia lub dwigni przysony. Poza przyson rczn, wystpuj dwa rodzaje przyson automatycznych. Elektroniczna przysona ("EAI" - Electronic Auto Iris lub "EI" - Electronic Iris) jest stosowana w warunkach mao zmiennego owietlenia, i z obiektywem o rcznie regulowanej przysonie. Automatyczna przysona ("AI" - Auto Iris) utrzymuje sta ilo wiata padajcego na przetwornik, bez wzgldu na warunki owietlenia. Migawka elektroniczna ustawia si na 1/50s, natomiast obiektyw z AI jest przymykany i otwierany stosownie do natenia owietlenia. Kamera i obiektyw z AI s w stanie pracowa poprawnie w warunkach bardzo duych zmian owietlenia. Z reguy kamery do obserwacji zewntrznej w dzie i w nocy wymagaj takiego obiektywu. Kamera z AI jest wyposaona w specjalne wyjcie sterujce obiektywem z AI. W zalenoci od sygnau na tym wyjciu obiektyw zamyka lub otwiera przyson utrzymujc ilo wiata padajcego na obiektyw na staym poziomie. Fabryczny obiektyw wyposaony w AI jest wyregulowany i zazwyczaj ingerencja uytkownika nie jest konieczna. Zdarza si jednak, e regulacj trzeba przeprowadzi. Naley wtedy ustawi regulatorów Level i AGC w pooenie rodkowe, nastpnie potencjometrem Level naley ustawi podany poziom jasnoci obrazu. Kolejnym krokiem jest ustawienie potencjometru ALC, w zalenoci od sposobu reakcji na owietlenie, a potem zaoenie filtru szarego i wyregulowanie ostroci. Brak ostroci to jeden z najczciej spotykanych problemów podczas instalacji i regulacji kamer i obiektywów. Dotyczy on zarówno obiektywów o staej jak i o zmiennej ogniskowej. Zdarza si, e dokonujc regulacji ostroci w obiektywie nie mona uzyska ostrego obrazu, najczciej wystpuje to w skrajnych pooeniach regulacji ostroci obiektywu. W takim wypadku naley poluzowa kluczem imbusowym rub mocujc piercie, w który wkrcamy obiektyw, a nastpnie ustawi moliwie najlepsz ostro obrazu. Regulacja powinna by przeprowadzona przy najkrótszej ogniskowej i ostroci ustawionej na nieskoczono. Regulacji ostroci naley dokonywa przy maksymalnym otwarciu Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 17

12 przysony, stosujc np. filtr szary. Nawet waciwy dobór ogniskowej i przysony nie zawsze pozwala osign dobry obraz. Czstym problemem s rónego rodzaju odblaski od cian, podóg, witryn, mebli, a take od szyb, przez które prowadzimy obserwacj. W zasadzie jedyn moliwoci wyeliminowania odblasków jest stosowanie filtrów polaryzacyjnych montowanych przed obiektywem. Filtr polaryzacyjny przepuszcza fale wietlne tylko jednej polaryzacji. Obracajc filtr wokó jego osi mona znale takie pooenie, w którym dominujca polaryzacja wiata odbitego zostanie maksymalnie wytumiona, a tym samym odblask zostanie zminimalizowany. Dobór obiektywu. Wybór prawidowego typu obiektywu jest tak samo wany, jak wybór kamery. Za jako obiektywu moe znacznie obniy ogóln jako funkcjonowania systemu. Wedug normy EN naley bra pod uwag nastpujce czynniki: pole widzenia obiektywu (podawane przez producentów w tabeli danych) moe by zmniejszone wskutek zbyt duego rastra obrazu w urzdzeniu wywietlajcym, owietlenie sensora obrazu w kamerze (okrelone przez liczb aperturow oraz liczb transmisyjn obiektywu), wewntrzne odbicia wiata w obiektywie lub mora mog znacznie pogorszy jako obrazu, niektóre obiektywy o zmiennej ogniskowej naraone s na zjawisko rampingu, (zwikszanie si efektywnej liczby aperturowej obiektywu przy wzrocie ogniskowej). Urzdzenia przeczajce i przetwarzajce obraz Podstawow rol urzdze przeczajcych jest umoliwienie obserwacji z uyciem wicej ni jednej kamery. Pozwalaj one na doczenie do jednego monitora i magnetowidu kilku kamer. Wród urzdze przeczajcych wyróniamy: 1. Zmieniacze (zwane te przecznikami) s urzdzeniami pozwalajcymi na doczanie w okrelonym czasie sygnau jednej wybranej kamery do wejcia monitora. Wybór kamery moe by realizowany rcznie (przez nacinicie przycisku skojarzonego z dan kamer) lub automatycznie (przeczenie wskutek detekcji ruchu w pomieszczeniu z dan kamer lub przeczanie sekwencyjne mona ustali czas po którym nastpuje zmiana). Zmieniacze posiadaj od kilku do kilkunastu wej (najczciej spotykane s o 2, 4, 8, 12 i 16 wejciach) i jedno lub dwa wyjcia do podczenia monitora. Drugie wyjcie suy zazwyczaj do podczenia dodatkowego monitora, celem obserwacji obrazu z jednej wybranej kamery. Podobnie jak monitory, zmieniacze mog posiada tzw. przelot, czyli dodatkowe wyjcia. Niektóre zmieniacze s wyposaone w wejcia i wyjcie alarmowe, które s zgodne ze standardem stosowanym w centralkach alarmowych, czy w czujnikach podczerwieni. Na wejcie alarmowe mona doczy np. czujk ruchu, wtedy pojawienie si ruchu wymusi na zmieniaczu natychmiastowe przeczenie na kamer skojarzona z danym wejciem alarmowym. Dodatkowo na wyjciu alarmowym pojawia si sygna, który mona wykorzysta do wczenia alarmu. 2. Quady (dzielniki) to urzdzenia pozwalajce na równoczesny podgld obrazu z kilku kamer na jednym monitorze. Aby uzyska taki efekt niezbdna jest obróbka cyfrowa. Sygna jest przetwarzany na posta cyfrow, dokonywane jest jego zmniejszenie, np. poprzez wybranie co drugiej linii i co drugiego punktu w linii. Nastpnie obrazy z poszczególnych kamer s czone w jeden, który jest zamieniany na posta analogow. Stosowanie obróbki obrazu pogarsza jako. Dzielniki o liczbie wywietlanych równoczenie obrazów wikszej ni 4 maj zazwyczaj za zadanie jedynie umoliwi stwierdzenie ruchu w dane strefie. Poza prac w trybie równoczesnego podgldu, wikszo Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 18

13 dzielników moe pracowa jako zmieniacze, przewanie z moliwoci dowolnego programowania sekwencji przeczajcej. 3. Multipleksery w starszych instalacjach byy stosowane do obróbki sygnau przed zapisem na magnetowidach. Urzdzenie to czy wszystkie cechy zmieniaczy i dzielników. Do odtwarzania obrazu zapisanego przy uyciu multipleksera naley uy go powtórnie. Wywietlanie obrazu wprost na monitor daoby efekt wywietlania kolejnych klatek pochodzcych z rónych kamer Obecnie multipleksery zostay wyparte przez rejestratory cyfrowe. 4. Matryca wideo jest to urzdzenie posiadajce wiele wej i wiele wyj, pozwalajce na czenie dowolnego wejcia z dowolnym wyjciem. Podstawow zalet matryc jest moliwo równoczesnej pracy kilku operatorów, z których kady moe oglda obraz z kadej kamery, oczywicie w ramach przyznanych uprawnie. We wspóczesnych systemach CCTV wystpuj dwa rodzaje zapisu nagrywanych obrazów: zapis analogowy lub cyfrowy. Systemy z cyfrowym zapisem obrazów staj si coraz bardziej popularne i stwarzaj wiksze moliwoci obróbki zarejestrowanych obrazów i sytuacji. W analogowych systemach rejestracji powszechnie stosowane s magnetowidy poklatkowe (time-lapse VCR). Nazwa magnetowid poklatkowy oznacza, e urzdzenie dokonuje zapisu tylko wybranych klatek, dziki czemu urzdzenie to ma moliwo zapisu nawet kilkuset godzin obrazów na tradycyjnej tamie E-180 z zapisem 3-godzinnym. Nadmierne wyduanie czasu nagrywania na tamie E-180 powoduje niecigoci odtwarzanego obrazu. Jest to spowodowane duszym odstpem czasowym pomidzy dwiema kolejnymi nagrywanymi klatkami. Im duszy jest planowany czas nagrywania i wicej kamer obsugiwanych przez jeden magnetowid w systemie, tym wikszy jest odstp czasu pomidzy nagrywanymi kolejnymi klatkami z tej samej kamery. Odstp kilkusekundowy moe spowodowa braki zdarze w nagrywanym, a potem odtwarzanym materiale. Dlatego naley odpowiednio dopasowa czas nagrywania i liczb obsugiwanych przez magnetowid kamer. Analogowe magnetowidy poklatkowe s obecnie wypierane przez urzdzenia do rejestracji cyfrowej. Zapis cyfrowy obserwowanych zdarze moe by dokonywany na rejestratorach cyfrowych, twardych dyskach specjalizowanych komputerów lub na kartach przechwytujcych wideo montowanych w komputerach. Do najwaniejszych zalet zapisu cyfrowego naley zaliczy wysok, niezmienn w czasie jako zapisu, dugi czas rejestracji, brak zuycia nonika zapisu, atwe wyszukiwanie zarejestrowanych sekwencji wedug rónych kryteriów oraz moliwo zdalnej transmisji danych i administrowania systemem. Istnieje moliwo blokowania dostpu za pomoc systemu hase. Dodatkowo, kady system cyfrowy moe by zabezpieczony przed zapisem danych pochodzcych z innych róde. Oznacza to, e nie mona obrabia przechowywanych zdj na zewntrznym PC i umieszcza ich na twardym dysku systemu cyfrowego, tak jak gdyby pochodziy z kamery. To zabezpieczenie zapewnia, e tylko zdjcia rejestrowane z wej wideo s rejestrowane w pamici systemu. W celu zwikszenia wiarygodnoci, do kadego przechowywanego zdjcia s dodawane czas i data. Dostp do systemu powinien by zabezpieczony hasem na 3 poziomach dostpu: konfiguracja systemu (administrator), zarzdzanie systemem (lokalny administrator), obsuga systemu funkcje konfiguracji i zarzdzania s zablokowane (operator). Decydujc si na wybór systemu zapisu cyfrowego naley bra pod uwag podstawowe cechy tych urzdze: 1. Karty przechwytujce wideo s to karty rozszerze montowane w komputerach PC. Gówn zalet karty jest prosta instalacja, prosta obsuga oraz moliwo dalszej rozbudowy systemu (dodanie wikszej liczy kart zwikszenie liczby wej i prdkoci zapisu). Oferuj najwiksze moliwoci przy najniszej cenie. Problemem jest waciwy dobór sprztu, oprogramowania i zabezpieczenie przed modyfikacj przez osoby lub wirusy. Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 19

14 Zawodno systemów wyposaonych w takie karty wynika gównie z nieprawidowego dziaania systemu operacyjnego lub bdnej konfiguracji sprztowej (np. mao wydajne zasilacze komputerowe). 2. Specjalizowane komputery z wasnym systemem operacyjnym sprzedawane s w postaci pyt z wasnym systemem operacyjnym (czsto Linux), wymagajce tylko zasilania i podpicia dysków. Mona je zabudowywa w obudowach typowych komputerów PC, równie równolegle do pracujcego komputera (praktycznie biorc 2 komputery w jednej obudowie). W zwizku z tym nie maj wad zwizanych z doborem sprztu i modyfikacjami oprogramowania. 3. Rejestratory cyfrowe to urzdzenia, które pozwalaj na rejestracj (obrazu, dwiku) na dysku komputerowym. Wystpuj one w wersjach rónicych si m. in. liczb wej wideo i audio oraz innymi funkcjami majcymi wpyw na prac systemu. Charakteryzuj si bardzo prost obsug, porównywaln do obsugi typowego magnetowidu analogowego telewizji przemysowej lub magnetowidu domowego. Umoliwiaj natomiast rejestracj znacznie wikszej liczby póobrazów w cigu sekundy, ni przy zastosowaniu standardowego rozwizania analogowego. Jednak systemy wyposaone w rejestratory s trudne do rozbudowy i modyfikacji. Wad prostych rejestratorów jest to, e odtwarzanie archiwum moliwe jest wycznie na urzdzeniu rejestrujcym. Nie mona wyj dysku i podczy go bezporednio do komputera.. Takie moliwoci dostpne ju s w droszych rejestratora, gdzie odbiorca dostaje dodatkowo specjalne oprogramowanie do odtwarzania plików archiwalnych. Wyróniamy rejestratory jednokanaowe i wielokanaowe (posiadaj wbudowany multiplekser). Moliwy jest zakup urzdze z funkcj pracy w sieci Pytania sprawdzajce Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste przygotowany do wykonania wicze. 1. Czy potrafisz wymieni i scharakteryzowa parametry monitorów? 2. Czy potrafisz wyjani czym róni si dwie technologie wykonania przetworników : CCD i CMOS? 3. Czy potrafisz wymieni i scharakteryzowa parametry kamer? 4. Czy potrafisz zidentyfikowa gniazda i elementy regulacyjne wystpujce w monitorach i kamerach? 5. Czy potrafisz wymieni i porówna rodzaje obiektywów? 6. Czy potrafisz wymieni i zastosowa kryteria wyboru kamery i obiektywu? 7. Czy potrafisz scharakteryzowa urzdzenia przeczajce i przetwarzajce obraz? 8. Czy potrafisz wymieni sposoby zabezpiecze dostpu do systemu? 9. Czy potrafisz porówna urzdzenia rejestrujce obraz? wiczenia wiczenie 1 Porówna dwa dostpne na rynku monitory czarno biay i kolorowy pod wzgldem zastosowania w projektowanym systemie CCTV dla maej stacji benzynowej. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) okreli wymagania uytkowe dla poszukiwanych monitorów, 2) wyszuka w katalogach firmowych oraz na stronach internetowych oferty dwóch monitorów speniajcych warunki zadania, Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 20

15 3) zapozna si z dokumentacj techniczn wyszukanych monitorów, 4) porówna parametry wyszukanych monitorów, zebrane informacje przedstawi w postaci tabeli, 5) na podstawie przedstawionej tabeli wskaza ten monitor, który zaproponowaby inwestorowi, uzasadni swój wybór, 6) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia, 7) na wykonanie wiczenia masz 45 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy wyposaony w odpowiednie oprogramowanie oraz dostp do Internetu, katalogi sprztu stosowanego w systemach CCTV rónych producentów, arkusze biaego papieru A3. wiczenie 2 Porówna dostpne na rynku kamery i obiektywy pod wzgldem zastosowania w projektowanym systemie CCTV dla maej stacji benzynowej. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) okreli wymagania uytkowe dla poszukiwanych kamer i obiektywów, 2) wyszuka w katalogach firmowych oraz na stronach internetowych oferty kamer i obiektywów speniajcych warunki zadania, 3) zapozna si z dokumentacj techniczn wyszukanych kamer i obiektywów, 4) porówna parametry wyszukanych urzdze, zebrane informacje przedstawi w postaci tabeli, 5) na podstawie przedstawionej tabeli wskaza ten zestaw kamera + obiektyw, który zaproponowaby inwestorowi, 6) uzasadni swój wybór, 7) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia, 8) na wykonanie wiczenia masz 45 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy wyposaony w odpowiednie oprogramowanie oraz dostp do Internetu, katalogi sprztu stosowanego w systemach CCTV rónych producentów, arkusze biaego papieru A3. wiczenie 3 Porówna dostpne na rynku urzdzenia przeczajce pod wzgldem zastosowania w projektowanym systemie CCTV dla maej stacji benzynowej. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) okreli wymagania uytkowe dla poszukiwanych urzdze przeczajcych, 2) wyszuka w katalogach firmowych oraz na stronach internetowych oferty urzdze przeczajcych speniajcych warunki zadania, 3) zapozna si z dokumentacj techniczn wyszukanych urzdze przeczajcych, Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 21

16 4) porówna parametry wyszukanych urzdze, zebrane informacje przedstawi w postaci tabeli, 5) na podstawie przedstawionej tabeli wskaza to urzdzenie przeczajce, które zaproponowaby inwestorowi, 6) uzasadni swój wybór, 7) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia; 8) na wykonanie wiczenia masz 45 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy wyposaony w odpowiednie oprogramowanie oraz dostp do Internetu, katalogi sprztu stosowanego w systemach CCTV rónych producentów, arkusze biaego papieru A3. wiczenie 4 Porówna dostpne na rynku urzdzenia zapisujce pod wzgldem zastosowania w projektowanym systemie CCTV dla maej stacji benzynowej. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) okreli wymagania uytkowe dla poszukiwanych urzdze zapisujcych, 2) wyszuka w katalogach firmowych oraz na stronach internetowych oferty urzdze zapisujcych speniajcych warunki zadania, przy czym przynajmniej jedno z wyszukanych urzdze powinno realizowa zapis analogowy i przynajmniej jedno cyfrowy, 3) zapozna si z dokumentacj techniczn wyszukanych urzdze, 4) porówna parametry wyszukanych urzdze, zebrane informacje przedstawi w postaci tabeli, 5) na podstawie przedstawionej tabeli wskaza to urzdzenie, który zaproponowaby inwestorowi, 6) uzasadni swój wybór, 7) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia, 8) na wykonanie wiczenia masz 45 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy wyposaony w odpowiednie oprogramowanie oraz dostp do Internetu, katalogi sprztu stosowanego w systemach CCTV rónych producentów, arkusze biaego papieru A3. wiczenie 5 Opracowanie projektu systemu telewizji uytkowej nadzorujcego ma stacj benzynow. Sposób wykonania wiczenia Aby wykona wiczenie powiniene: 1) przygotowa projekt systemu telewizji uytkowej nadzorujcego ma stacj benzynow, 2) na rysunku pogldowym obiektu zaznaczy miejsca, w których planujesz zainstalowa kamery oraz w którym miejscu umiecisz stanowisko operatorskie (monitor + urzdzenia do nagrywania obrazu) Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 22

17 3) okreli wymagania uytkowe dla urzdze zastosowanych w projekcie, 4) wyszuka w katalogach firmowych oraz na stronach internetowych oferty urzdze speniajcych okrelone wymagania uytkowe, 5) zapozna si z dokumentacj techniczn wyszukanych urzdze, 6) przygotowa specyfikacj projektowanego systemu (poda w niej typy wybranych urzdze, parametry i ceny), 5) przedstawi pozostaym grupom swój projekt, uzasadniajc wybór poszczególnych elementów systemu, 7) dokona oceny poprawnoci wykonanego wiczenia; 8) na wykonanie wiczenia masz 90 minut. Wyposaenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy wyposaony w odpowiednie oprogramowanie oraz dostp do Internetu, katalogi sprztu stosowanego w systemach CCTV rónych producentów, arkusze biaego papieru A Sprawdzian postpów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymieni i scharakteryzowa parametry monitorów? 2) wymieni gniazda wystpujce w monitorach i scharakteryzowa ich przeznaczenie? 3) wymieni i zastosowa kryteria wyboru monitorów? 4) wyjani czym róni si dwie technologie wykonania przetworników: CCD i CMOS? 5) wymieni i scharakteryzowa parametry obiektywów i kamer? 6) zidentyfikowa gniazda i elementy regulacyjne wystpujce w kamerach? 7) wymieni i zastosowa kryteria wyboru obiektywu i kamery? 8) wymieni i porówna rodzaje urzdze przeczajcych i przetwarzajcych obraz? 9) porówna dwa sposoby zapisu sygnau wizyjnego: analogowy i cyfrowy? 10) wymieni sposoby zabezpiecze dostpu do systemu? 11) wymieni i scharakteryzowa urzdzenia realizujce zapis cyfrowy? 12) opracowa projekt systemu telewizji uytkowej? 13) okreli wymagania uytkowe dla urzdze stosowanych w systemie telewizji uytkowej? 14) dobra urzdzenia systemu CCTV do okrelonych wymaga uytkowych? Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 23

18 4.3 Transmisja sygnau wizyjnego Materia nauczania Centra monitoringu ze wzgldu na bezpieczestwo oraz redukcj kosztów z reguy s projektowane w pewnej odlegoci od monitorowanych obiektów. Decydujce znaczenie ma wtedy szybkie przesanie obrazu dobrej jakoci. Obecnie, równolegle obok siebie, wystpuj dwie technologie transmisji sygnau wizyjnego: analogowa i cyfrowa. Analogowa transmisja sygnau wizyjnego. Analogowy sygna wizyjny zawiera si w pamie 50 Hz do kilku MHz. Podstawowym parametrem charakteryzujcym przydatno medium do transmisji sygnaów analogowych jest szeroko przenoszonego pasma, czyli rónica midzy górn i doln czstotliwoci graniczn, które kana jest zdolny przenie z nierównomiernoci nie gorsz ni 3 db. Taki sposób przesyu sygnau wizyjnego jest stosowany w lokalnych instalacjach, gdzie odlegoci s niewielkie. Zaletami analogowej transmisji sygnau wizyjnego s: tanie, proste w instalacji i obsudze urzdzenia, natomiast wadami: ograniczony zasig transmisji, wraliwo na zakócenia, ograniczony dostp dla wikszej grupy rozproszonych uytkowników. Budowa analogowego ukadu transmisji. Ukady analogowego przesyania sygnaów wizyjnych skadaj si najczciej z: kamery przetwarza obraz na cigy sygna elektryczny, przetwornika - ma za zadanie dostosowanie sygnau wejciowego i wyjciowego do rodzaju medium transmisyjnego - tymi urzdzeniami mog by: transmitery, modulatory, transformatory, filtry, adaptery, kanau transmisji (medium transmisyjnego), odbiornika (monitor), czyli urzdzenia przetwarzajcego sygna elektryczny na obraz. Cyfrowa transmisja sygnau wizyjnego Dla przekazów cyfrowych o moliwoci transmisji decyduje przepustowo, która mówi ile bitów danych mona przesa w cigu jednej sekundy. Zwyky kabel koncentryczny zapewnia transmisj ok.600 Mb/s, nowoczesne skrtki kategorii 5 - do 100 Mb/s, w kablach wiatowodowych prdko ta dochodzi do 10 Gb/s. Cyfrowe systemy transmisji sygnau wizyjnego borykaj si z dwoma gównymi problemami: przygotowaniem sygnau do transmisji, czyli przeksztaceniem go z postaci analogowej na cyfrow, oraz kompresj, któr stosuje si, poniewa po zamianie na posta cyfrow sygna przekazywany zajmowaby pasmo wielokrotnie szersze od sygnau oryginalnego. Kompresja sygnau polega na czciowym usuniciu z sygnau informacji nieodbieranych przez czowieka lub nioscych dane nieistotne. Dla kadego rodzaju kompresji istnieje granica, powyej której nawet niewielkie zwikszenie stopnia kompresji w znacznym stopniu odbija si na jakoci. Zaczynaj by wtedy widoczne znieksztacenia, których przyczyn jest odrzucenie zbyt duej iloci informacji dotyczcych krawdzi, gradientu kolorów, ksztatów itp. Rozwój cyfrowych systemów transmisji sygnaów wizyjnych wie si z wykorzystaniem sieci informatycznych opartych na protokole TCP/IP (zwaszcza Internet). Naley pamita, e nie wszystkie sieci pozwalaj na zadawalajce jakociowo transmisje. Kamera kolorowa generuje strumie informacji ok. 160 Mb/s, po kompresji moe on si zmniejszy kilkudziesiciokrotnie, jednak przesanie takiej iloci informacji moe by niemoliwe w istniejcej sieci. Cyfrowa transmisja sygnau wizyjnego w sieciach informatycznych ma t zalet, e pozwala transmitowa wszystkie sygnay zwizane ze zdaln obsug obiektów (tzn. sygnay alarmowe, sterujce, dane, gos). Wykorzystanie transmisji Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 24

19 cyfrowej przeamao szereg barier w instalacjach systemów CCTV, umoliwiajc przede wszystkim: transmisj obrazu na due odlegoci (moliwo podgldu i sterowania systemem ochrony), prac sieciow, rozszerzenie moliwoci sterowania, automatyzacji, rozszerzenie wspópracy z systemami alarmowymi i telekomunikacyjnymi (moliwo poczenia systemów telewizji dozorowej z innymi systemami tj. system alarmowy, przeciwpoarowy, powiadamiania przez lub SMS). Media transmisji sygnau wizji: 1. Kabel koncentryczny zasadniczym elementem kabla koncentrycznego jest wewntrzny przewód miedziany otoczony warstw izolatora, ekranem metalowym (miedziany ekran w postaci siatki bd paszcza chronicy przed wpywem zewntrznego pola elektromagnetycznego) oraz zewntrzn warstw ochronn. Rys. 8. Budowa kabla koncentrycznego [1] Kable koncentryczne do transmisji sygnau wizji charakteryzuj si typow impedancj falow 75. Zaletami kabla koncentrycznego s m. in.: dopasowanie falowe do wej typowych urzdze audio wideo, ekran metalowy zapobiegajcy wyciekowi sygnau. Natomiast gównymi wadami takiego rozwizania s: rónica rezystancji przewodów sygnaowych (przewodu i ekranu), co moe skutkowa pojawieniem si napicia zakócajcego w torze transmisji, ekran nie zapewnia cakowitego tumienia zakóce elektromagnetycznych, co wyranie pogarsza jako obrazu, wzmacnianie sygnau w torze kabla wzmacnia zakócenia. Poczenie kamery z monitorem moe by realizowane na odlego rzdu metrów za pomoc przewodu o impedancji 75. Odlego silnie zaley od jakoci kabla. Podstawowe parametry kabli koncentrycznych: impedancja falowa - jest to stosunek napicia do prdu w dowolnym miejscu kabla, gdy nie wystpuj odbicia, tzn. znajduje si on w warunkach penego dopasowania, tumienno falowa (podawana w db/100m) charakteryzuje zmniejszenie amplitudy sygnau wzdu linii, wynikajce z zamiany na ciepo energii elektromagnetycznej, zwiksza si wraz ze wzrostem czstotliwoci; duy wpyw na tumienno ma rednica yy (maleje ze wzrostem) oraz rodzaj izolacji (najlepsze z polipropylenu i polietylenu), wspóczynnik odbicia jest to stosunek amplitudy fali odbitej, do fali pierwotnej; uycie w torze transmisyjnym niejednorodnego kabla lub innych elementów o rónych impedancjach powoduje pojawienie si fal odbitych, znieksztacajcych sygna, pojemno liniowa (podawana w F/m) wynikajca z wzajemnego oddziaywania przewodu i ekranu jako okadek kondensatora), skuteczno ekranowania (podawana w db) jest to odporno na indukowanie si w kablu napi zakócajcych pod wpywem promieniowania zewntrznych róde, rezystancje (podawane w ): zewntrzna (ekranu) i wewntrzna (przewodu). 2. Para przewodów miedzianych (skrtka) s to pary przewodów miedzianych pokrytych izolacj, skrconych spiralnie dookoa siebie. Kady z przewodów wewntrz posiada inny kolor izolatora. Uywane s do transmisji pojedynczego sygnau wideo (na jednej parze) lub poczenia wielokrotnego z zastosowaniem gniazda RJ45. Zaletami stosowania skrtki miedzianej s m.in.: moliwo transmisji kilku sygnaów w jednym kablu, szeroki obszar Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 25

20 zastosowa (sieci telefoniczne, sieci komputerowe, sieci dozorowe), wysoka odporno na zakócenia zewntrzne (wynika z nadawania takich samych sygnaów w obu przewodach, ale w przeciwnych fazach, oraz zastosowania wzmacniaczy rónicowych na kocu linii), zakócenia pojawiajce si jednakowo w obu liniach. Wady takiego rozwizania to: konieczno zastosowania skomplikowanych systemów nadawania i odbioru sygnau, impedancja falowa 50 konieczno stosowania ukadów dopasowujcych do wej i wyj wideo. Zadowalajce parametry transmisji otrzymuje si w ukadach z uyciem transformatorów dopasowujcych na odlegociach do 300m, natomiast transmiterów na odlegociach do 900m. Rys. 9. Budowa skrtki Podstawowe parametry skrtki: tumienno falowa okrela zmniejszanie, strat sygnau wzdu kabla, (im wiksza czstotliwo, tym wiksze tumienie), tumienno przesuchu zblinego informuje o tym, jaka cz sygnau przenikna z pary zakócajcej do zakócanej, dla koców par lecych po tym samym kocu kabla, tumienno przesuchu zdalnego informuje o tym, jaka cz sygnau przenikna z pary zakócajcej do zakócanej, dla koców par lecych po przeciwlegych kocach kabla, stosunek tumiennoci do przesuchów charakteryzuje moliwoci transmisyjne przewodu, informuje o odstpie pomidzy zakóceniami pochodzcymi od ssiednich par a sygnaem uytecznym. Dostpne s nastpujce rodzaje skrtki: UTP (nieekranowana), FTP (ekranowana poprzez foliowanie), FTP LSOH - (niepalna nie rozprzestrzenia ognia) stosowana w obiektach, które musz spenia najwysze wymogi z zakresu ochrony przeciwpoarowej, UTP PE zewntrzna (elowana) odpowiednia powoka umoliwia pooenie przewodu w ziemi. 3. wiatowody to cienkie wókna (rdzenie) szklane otoczone szklanym paszczem. Mniejszy wspóczynnik odbicia wiata w rdzeniu powoduje uzyskanie cakowitego wewntrznego odbicia dla transmitowanych promieni wietlnych, generowanych przez laser sterowany impulsami elektrycznymi. Zaletami wiatowodów s: odporno na zakócenia elektromagnetyczne, brak generacji zakóce elektromagnetycznych, brak prdów bdzcych, brak rónic potencjaów, maa tumienno, dua trwao, dua prdko transmisji. Natomiast wadami takiego rozwizania s: wysoka cena oraz trudno w czeniu linii. W zwizku tym wiatowody stosowane s w systemach o duej przepustowoci danych lub wymaganej duej odlegoci przesyu. Gównymi parametrami wókien szklanych s: rozmiar, tumienno liniowa, liczba modów, moliwo stosowanie zwielokrotnienia czstotliwociowego (kolorów promieni), tumienie odbi (pochodzcych od miejsc poczenia i kocówek), maksymalny czas propagacji. 4. Transmisje bezprzewodowe stosowane s w ukadach mniej odpowiedzialnych, poniewa s podatne na zakócenia. Opacalne jest stosownie takiego sposobu transmisji tam, gdzie wystpuj trudnoci z pooeniem kabli, jak równie w instalacjach monitoringu okresowego (imprezy, zgromadzenia). Ze wzgldu na niewielk szeroko pasma Projekt wspófinansowany ze rodków Europejskiego Funduszu Spoecznego 26