پيش درآمد:
سيستم دوربين ديجيتالي به منظور ارايه در لحظه (Real-time) جريان ويديويي از طريق شبکه هاي محلي، شبکه جهاني اينترنت و ساير شبکه هاي کامپيوتري پيشرفت کرد. اين سيستم در برگيرنده موارد زير است:
- TCP/IP
- دوربينهاي فرمانبرداريکه مي توانند بصورت مستقيم به شبکه وصل شوند.
- نرم افزارهاي کاربردي نمونه براي سمت (PC-Side).
- برنامه هاي کاربردي دقيق API (Application Programming Interface ).
- و محيطي که مشتريها را قادر مي سازد که به ميل خويش برنامه را تغيير دهند (customize).
برنامه کاربردي اجازه مي دهد تا هر يک از تصاوير به دست آمده از دوربينها به دلخواه به نمايش در آيند. کنترلهاي گسترش يافته شامل سويچينگ بين دوربينها، سيستمهاي کنترلي دوربينها ( مثل حرکت افقي دوربينها، کج کردن و بزرگنمايي )، و کنترل حجم اطلاعاتي ويدئويي مورد ارسال مي توانند موثر واقع شوند.
مقدمه :
علاقه مراکز جرم و جنايت، سوپرمارکتها و ساير مراکز تجاري به نصب سيستمهاي اعلام خطر، ميزان نياز روزافزون به سيستمهاي مونيتورينگ را نشان مي دهد. در کنار دل بستن به شرايط دلخواه اقتصادي، آمريکا شاهد شکوفايي ساختاري در هتلهاي لوکس و گرايش واضح و صريح کازينوها در به تصوير کشيدن ويديويي تا تصاوير معمولي بوسيله دوربينهاي گنبدي شکل وجود دارد.
با کمک تکنولوژي، بازار اين دوربينها سالانه بين 10 تا 20 درصد در حال رشد است. شرکت هيتاچي در حال تهيه دوربينهاي قابل بزرگنمايي گنبدي بر روي يک بستر ( OEM : Original Equipment Mann fact user ) است و در حال حاضر سهم 60 درصدي از بازار را به خود اختصاص داده است. دو بخش از بازرا بطور اخص، پتانسيل ويژه اي براي رشد سريع در سالهاي آينده دارند:
- مونيتورينگ از راه دور
- مونيتورينگ از خارج (outdoor monitoring )
بطور خاص، مونيتورينگ کنترل از راه دور ديجيتال پتانسيل فوق العاده اي براي محقق کردن نسبتا ارزان سيستمهاي مونيتورينگ روي شبکه هاي محلي توسعه يافته و شبکه جهاني اينترنت دارد.
شکل 1 - نگاه کلي بر سيستمهاي دوربين شبکه اي.
سيستم دوربين تحت شبکه هاي گسترده و اينترنت، آن هم بصورت Real-time خدمت بزرگي به دنياي کامپيوتر ارزاني داشته است. با مشخص کردن آدرس هر دوربين، تصوير بدست آمده توسط آن دوربين مي تواند روي سيستم کامپيوتر به نمايش درآيد. کنترلهاي گسترش يافته شامل سويچينگ بين دوربينها، سيستمهاي کنترلي دوربينها ( مثل حرکت افقي دوربينها، کج کردن و بزرگنمايي )، و کنترل حجم اطلاعاتي ويدئويي مورد ارسال مي توانند موثر واقع شوند.
شکل 2 - مثالي از برنامه نرم افزاري.
صفحه نمايش به کاربر امکان مي دهد تا تصوير تهيه شده توسط يک دوربين خاص را با کنترل حرکات دوربين و کنترل ميزان تغيير حجم تبادل اطلاعات مشاهده نمايد. براي تغذيه نياز اين بازار در حال رشد، هيتاچي سيستم دوربين تحت شبکه را عرضه نموده که در شکل 1 توصيف شده. اين تصوير دوربينهاي MPEG، انکودر MPEG سازگار با TCP/IP، برنامه کاربردي سيستم و API مربوطه را نمايش مي دهد. شکل 2 صفحه نمايش سيستم را در يک برداشت از يک برنامه نرم افزاري پيش رفته را که به کاربر امکان انتخاب و کنترل حرکات هر دوربين و همچنين مقدار حجم اطلاعات مورد نظر جهت تبادل در واحد زمان مي دهد را نمايش مي دهد.
سيستم دوربين شبکه:
سيستم دوربين شبکه توليد شده توسط هيتاچي مي تواند بطور مستقيم به شبکه هاي يکپارچه، اتصالات سويچينگ نلفني و ساير تجهيزات شبکه اي وصل شود. از آنجا که سيستم، تصوير Real-time را بدون نياز به تجهيزات خاص گرانقيمت ارائه مي کند، مي تواند بمنظور مراقبتهاي با دقت بالا و البته با قيمت ارزان، مونيتورينگ و ساير امور نظارتي مورد استفاده قرار گيرد. فايلهاي ويديويي بدون نياز به اتصال هر گونه وصيله الحاقي مي توانند بر روي يک کامپيوتر معمولي ذخيره شوند. همچنين اين امکان وجود دارد تا بصورت Remote access به هر يک از دوربينها دسترسي يابند – حتي اگر پشت ميز کار خود نشسته باشند. اين سيستم مي تواند به راحتي با سيستمهاي Wireless سازگاري پيدا کند. اکنون اجازه دهيد تا نگاهي عميقتر به اين سيستم داشته باشيم:
1- اتصال به شبکه با کمک TCP/IP: تمام دوربينهاي سيستم شبکه دوربينها بطور مرکزي توسط پرتکل ارتباطي TCP/IP به هم کتصل هستند. اولين تصوير، تصويري کلي از شماي اصلي سيستم را نشان مي دهد. حتي اگر هر دوربين روي شبکه با هدف ديگري نصب شده باشد و در شبکه اي ديگر (زيرگروه خاص ) قرار گرفته باشد، به سادگي با اعلام آدرس IP منحصر به فرد آن دوربين قابل دسترسي است.
2- عمليات کنترل از راه دور: هر نما از فعاليت دوربينها مي تواند توسط ورود فرامين از طريق Host کنترل شود: تصوير ويديويي تهيه شده مي تواند قطع يا وصل شود و يا سرعت انتقال داده ها کنتل شود. توانايي تنظيم سرعت انتقال داده ها به کاربران اين امکان را مي دهد تا سيستم خود را با عرض باند موجود سازگار کنند و در نتيجه بازدهي کافي و کاملي با هر ساختار شبکه از اينترنت تا شبکه هاي داخلي را پيدا کنند.
3- تبادل تصاوير بصورت Wireless: با استفاده از کارت شبکه هاي Wireless، سيستم مي تواند با سيستمهاي غير استاندارد تبادل ويدئويي که ذاتا با ابزارهاي آنالوگ مشکل دارند، هماهنگي کامل پيدا کند.بخصوص که شرايطي قابل رخ دادن است که در آن مسيرهايي براي تبادل اطلاعات وجود دارد که کمتر از يک مايل هستند. با توجه به قدرت محدود امواج يا محل دريافت امواج متناوب و يا موانعي که بر سر راه امواج وجود دارد، سيستم راهع حلهاي مناسبي جهت تبادل داده فراهم نموده است.
4- تبادل اطلاعات از طريق مراکز سويچينگ عمومي :
تبادل ويديويي مي تواند به راحتي توسط( PSDN : Public Switched Telephone Network ) و تنها با استفاده از يک کارت مودم يا يک کارت( PHS : Personal Hand phone System ) انجام گيرد. اگرچه شبکه هاي عمومي فقط اخيرا مي توانند تبادل تصويري متناوب را پشتيباني کنند ( آن هم با توجه به محدوديت در عرض باند )، اما با وجو تمام اين مسائل، تصاوير مي توانند از سراسر دنيا فرستاده يا دريافت شوند.
تنظيمات دوربين شبکه:
- تنظيمات کلي:
شکل 3 يک نمودار کلي از شبکه دوربينها است.در اين مقاله ما اساس به جنبه هاي مربوط به انتقال تصوير از طريق شبکه مي پردازيم. شکل 4 طرح کلي لايه هاي نرم افزاري را نشان مي دهد که شامل مي شود از دوربين تحت شبکه تا کامپيوترهاي کاربران. بي ترديد داده هاي تصويري دريافت شده توسط کامپيوتر کاربران مي تواند نمايش داده يا ذخيره شوند.به علاوه ميان افزارهاي در فرم( DLL : Dynamic linking library ) نيز توليد شده تا کاربران يا برنامه نويسان رده سوم بتوانند برنامه هايي توليد کنند که با نيازهايشان سازگار باشد.
شکل 3: تنظيمات دوربين شبکه: دوربين شبکه از يک انکودر Real-time براي MPEG/JPEG و يک پردازنده SH براي به انجام رساندن ارتباطات و کنترل از خارج دوربين تشکيل شده. دوربين مي تواند بطور مستقيم به شبکه وصل شود در صورتيکه کارت شبکه سازگار با شبکه به آن وصل شود.
شکل 4: لايه هاي نرم افزاري داده تصويري از يک دوربين شبکه بوسيله مدل TCP/IP توسط کامپيوتر دريافت مي شود و به نمايش در مي آيد يا ذخيره مي شود.DLL ها نيز جهت دادن امکان تغيير در برنامه هاي کاربردي توليد شده اند.
مدير MPEG Handler - MPEG :
دوربينهاي شبکه جهت سازگاري با سرعتهاي انتقال 30kbit/s تا 2Mbit/s طراحي شده اند تا بتوانند در طول تجهيزات شبکه با سرعتهاي متفاوت حرکت نمايند. همزمان، استاندارد MPEG، 30فريم در ثانيه توليد مي کند تا تصويري مناسب و صاف از جريان ويديويي تنظيم شود. اين بسيار مشکل است که فشرده سازي مورد نياز خود را به شکلي انجام دهد که ديکودر را قانع کند تا فايل مورد نظر را علي رقم تغييرات اعمالي باز نمايد. راه حلي به کمک تغيير ميزان فشرده سازي فريمهاي داخلي و همچنين سرعت پخش فريمها با توجه به سرعت انتقال پيدا شد. اين مسئله باعث مي شد تا پخش تصاوير را با کيفيت تصويري و سرعت پخش مناسب، ثابت نگاه داريم. مدير MPEG قادر مي ساخت اين کنترل ارزشمند توسط وفق دادن درجه فشرده سازي تصوير فريم داخلي و سرعت پخش فريمها در واحد زمان با سرعت انتقال هماهنگ شود. شکل 5 ميزان انتقال داده را در مقابل ميزان بازپخش فريم در ثانيه نشان مي دهد. در اين مثال :
1- وقتي ميزان انتقال از 384kb/s بيشتر مي شود: با استفاده از هر 3 نوع( IPB: intra, predicted, bi-directional ) از فريمها در حداکثر سازگاري با روش معمول استاندارد MPEG .
2- وقتي ميزانم انتقال زير 384kb/s است: در اين رده سرعت، از فريمهاي B صرفه نظر مي شود. جريان ويديويي بصورت …IPPPPIPP کد مي شود و تصوير ويديويي با سرعت 10fpsپخش مي شود. به سادگي، حذف فريمهاي خاص، جريان را از سازگاري با استاندارد MPEG1 خارج مي کند. اين به اين معني است که هيچ يک از ديکودرهاي استاندارد قادر به نمايش اين فايل نخواهند بود! به همين علت يک «کد حذف فريم» در هر کجا که فريمي حذف شده است اضافه کرده ايم. کد حذف فريم به ديکودر مي گويد که اين فريم بايد توسط I يا P باز شود (بجاي استفاده از MPEG استاندارد )
3- وقتي سرعت زير 192kb/s است: در اين رده سرعتي، تعداد فريمها در واحد زمان با 5 کد حذف فريم بين هر دو فريم فرستاده مي شود. پس 5 فريم در ثانيه نشان داده مي شود.
شکل 5: تعداد بيتها در مقابل تعداد فريمها
پروتکل پشته ای TCP/IP:
سيستم يک پردازشگر 54KHz SH-3 را براي MPU در اختيار مي گيرد و اين همانجايي است که استک TCP/IP ارايه مي شود. آنچه بصورت عمومي به عنوان پروتکل TCP/IP ارائه مي شود در واقع کلکسيوني از قابليتهايي است که البته در اينجا تمام آنها مورد نياز نيستند و بديهي است که تمام آنها در طراحي استفاده نشده اند. البته با توجه به افزايش عمليات استفاده از ساير قابليتها نيز در دستور کار است. جدول 1 پروتکلهايي که در حال حاضر اضافه شده اند را نشان مي دهد. از اين جدول به وضوح مشخص است که علاوه بر IP و TCP، UDP، ARP، ICMP، و چند پروتکل ديگر نيز در حال حاضر اضافه شده اند. وظيفه پروتکلهاي نشان داده شده در پايين جدول آن است که بصورت ديناميک آدرسهاي IP را از سرورهايي که در طول مسير مقدار IP و subnet mask را تعيين مي کند ( DNS Servers ) را مي گيرد. البته بصورت پيش فرض اين پورتها روي پورتهاي سريال ست شده اند.
جدول 1: استک پروتکلهاي TCP/IP درايورهاي کارت شبکه: 3 مدل درايور کارت شبکه بطور پيش فرض قرار گرفته اند که به سيستم اين امکان را مي دهد که با 3 شبکه زير ارتباط داشته باشند:
- خطوط سيمي ( Wire line connection )
- LAN Card Driver
- خطوط بدون سيم:
- Wireless LAN Card Driver
- PHS Card Driver
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر