39612

Выбор структурной схемы системы видеонаблюдения

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ. ОЦЕНКА ЗАТРА НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ. ВВЕДЕНИЕ За последние годы видеонаблюдение стало неотъемлемой частью комплексной системы безопасности объекта поскольку современные системы видеонаблюдения позволяют не только наблюдать и записывать видео но и программировать реакцию всей системы безопасности при возникновении тревожных событий или ситуаций.

Русский

2013-10-07

2.27 MB

160 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………

1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ      

  ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ…………………

2 ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ

  ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

  ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ …………………

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ

  ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ

  ОБЪЕКТОВ……………………………………………………………….....

4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ МОДЕМА ……

5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ………………………………………………..

6 РАЗРАБОТКА СИТУАЦИОННОГО ПЛАНА…………………………….

7 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ

  ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ…………………...

    7.1 Расчет высот подвеса антенн………………………………………….

    7.2 Расчет энергетического потенциала радиолинии……………………

    7.3 Расчет основных технических параметров антенн базовых станций

    7.4 Расчет системных параметров качества……………………………...

8 ОЦЕНКА ЗАТРА НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ

  СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО

  РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ……………...................................................

9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРИ

  ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА НА

  ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ WI-FI…………………………………………...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………...

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПРАВКА ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………...

ВВЕДЕНИЕ

 За последние годы видеонаблюдение стало неотъемлемой частью комплексной системы безопасности объекта, поскольку современные системы видеонаблюдения позволяют не только наблюдать и записывать видео, но и программировать реакцию всей системы безопасности при возникновении тревожных событий или ситуаций.

В зависимости от типа используемого оборудования системы видеонаблюдения делят на аналоговые и цифровые. Аналоговые системы видеонаблюдения используют там, где необходимо организовать видеонаблюдение в небольшом числе помещений и информацию с видеокамер записывать на видеомагнитофон. Для обеспечения безопасности особо ответственных или территориально разнесённых объектов используют цифровые системы видеонаблюдения, которые, как правило, интегрируются в комплексные системы безопасности. Такие комплексы фиксируют, записывают и анализируют информацию, поступающую от видеокамер, считывателей системы контроля доступа, охранных датчиков, а также "принимают решения" по защите охраняемого объекта в автономном режиме или по указанию оператора системы.

Так же следует отметить, что сегодня цифровые технологии видеонаблюдения постепенно теснят аналоговые системы по функциональным и техническим характеристикам, а по своей цене уже приближаются к стоимости аналоговых систем видеонаблюдения. Кроме того, при проектировании систем видеонаблюдения на открытой местности, в настоящее время, наметилась тенденция перехода, от кабельных сооружений к радиоканалам.

В ходе проектирования систем видеонаблюдения за пространственно разнесёнными объектом возникает целый ряд инженерных и не только задач. К этим задачам относится выбор оборудования и параметров системы, а именно разрешение видеопотока, его скорость записывания и воспроизведения, а также длительность сохранения видеоархивов, что в свою очередь диктует выбор видеокамер, оборудования передачи, системы управления, и концентраторов видеоинформации. Так как в нашем случаи система видеонаблюдения работает с применением технологии беспроводного радиодоступа Wi-Fi, то необходимо произвести энергетический расчёт беспроводной системы передачи данных, рассчитать радиус первой зоны Френеля, и определив тип интервала, определить необходимую высоту подвеса антенн. Так же необходимо оптимизировать расположение видеокамер таким образом, что бы в области наблюдения не оставалось так называемых слепых зон и при этом число камер было минимальным. Так же в случаи необходимости, нужно интегрировать систему видеонаблюдения в общую систему безопасности, как-то например обеспечить включение видеокамер только по сигналу датчика присутствия или при поступлении иного сигнала от комплексной системы обеспечения безопасности. Так же, в виду того что в непосредственной близости от работающей системы будут находиться люди, необходимо учесть возможное влияние вредных факторов на здоровье человека и оценить опасность воздействия данных факторов. В нашем случаи основным вредным фактором является электромагнитное поле, в виду чего необходимо произвести  расчёт санитарных зон. Так же необходимо произвести экономический расчет внедряемой системы, а именно рассчитать необходимые затраты на разработку и внедрение системы. Как видно из вышесказанного проектирование систем видеонаблюдения является сложной и многоплановой задачей.

В ходе выполнения дипломного проекта будет проведён тщательный библиографический и патентный поиск, итогом которого станет выбор структурной схемы системы видеонаблюдения. В данной структурной схеме отдельному анализу будет подвергнут модем, после чего будет выбрана структурная схема модемного устройства. На основе полученных структурных схем будет произведён выбор оборудования и дана его сравнительная характеристика. На основе выбранного оборудования будет составлен ситуационный план, а так же произведён технический расчёт системы. В ходе технического расчёта будут получены необходимые высоты подвеса антенн, произведёт расчёт энергетического потенциала радиолинии, также будут получены основные параметры антенн базовых станций и будет произведён расчёт системных параметров качества. Далее будет произведён экономический расчёт затрат на проектирование и внедрение системы видеонаблюдения, а так же расчёт санитарных зон, в виду наличия излучателей в составе системы.

Разработка и проектирование данных систем в настоящее время является актуальным, это обусловлено в первую очередь с совершенствованием способов проникновения на защищённые объекты. Кроме того, комплексные системы безопасности и в частности системы видеонаблюдения  позволяют постоянно контролировать обстановку на объекте и в случае возникновения тревожных событий или ситуаций, такой контроль позволяет значительно повысить эффективность работы персонала объекта, который призван бороться с подобными ситуациями.

1  СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ

   ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО

   РАЗНЕСЁННЫ ОБЪЕКТОВ       

       

Современные системы видеонаблюдения являются безусловно бурно развивающимся направлением, среди всей совокупности систем обеспечивающих безопасность. Круг вопросов, решаемых системами видеонаблюдения,  их сложность, а так же актуальность и востребованность непрерывно обновляемой информации по данной теме говорит о необходимости постоянного накопления знаний по данной теме, и дальнейшего её развития.

Основные задачи решаемые системами видеонаблюдения:

  1.  Видеофиксация объекта.
  2.  Видеодетекция движения.
  3.  Обработка видеоизображения.
  4.  Хранение видеоматериалов.
  5.  Структурирование видеоматериалов.
  6.  Предоставление доступа к видеоматериалам.
  7.  Предоставление своевременной информации силам реагирования.

 

Рисунок 1.1 – Структура системы видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения можно разделить по ряду следующих принципов построения:

  1.  По способу передачи информации от устройства видеорегистрации и  анализирующего устройства к решающему устройству, устройству памяти и устройству отображения:
  2.  Проводные –информация распостроняется идёт по кабелю.
  3.  Беспроводные – информация распостроняется в свободном пространстве по средствам радиоволн.

В свою очередь проводные системы видеонаблюдения можно разделить на следующие типы:

  1.  Системы работающие по коаксиальному кабелю.
  2.  Системы работающие по витой паре.

Следует отметить что системы работающие по коаксиальному кабелю в большинстве своём аналоговые, а системы работающие по витой паре – цифровые.

  1.  По способу обработки видеоинформации:
  2.  Цифровые системы видеонаблюдения – системы проводящие цифровую обработку видеоинформации.
  3.  Аналоговые системы видеонаблюдения – системы проводящие аналоговую обработку видеоинформации.

Цифровые системы можно разделить на:

  1.  Системы без сжатия цифрового потока.
  2.  Системы со сжатием цифрового потока.
  3.  По структуре систем видеонаблюдения можно разделить на:
  4.  Системы видеонаблюдения построенные по структуре звезда.
  5.  Системы видеонаблюдения построенные по древовидной структуре.

Рисунок 1.2 – Системы видеонаблюдения построенная по структуре звезда

Рисунок 1.3 – Системы видеонаблюдения построенная по древовидной структуре

  1.  По области действия:
  2.  Локальные – система видеонаблюдения, область действия и применения которой ограничена географически территорией здания или офиса.
  3.  Глобальные – система видеонаблюдения, область действия и применения которой ограничена географически территорией предприятия или организации.
  4.  По количеству центров управления:
  5.  Централизованная система – имеет один центр и некоторое количество видеокамер.
  6.  Децентрализованная система – представляет себя как совокупность нескольких централизованных, объединенных логически в одну структуру, но физически разделенных и способных функционировать независимо.

Система видеонаблюдения - система аппаратно-программных средств, предназначенная для осуществления видеонаблюдения. Её основными характеристиками является:

  1.  Разрешение изображения.
  2.  Скорость смены кадров.
  3.  Глубина видеоархива.
  4.  Наличие дополнительных средств автоматизации на основе видеоанализа.

В дипломном проекте будет рассматриваться цифровая система видеонаблюдения пространственно разнесённых объектов – цифровая система, работающая под единым управлением и предназначенная для видеофиксации незаконного проникновения индивидов  на территорию Республики Беларусь.

В первую очередь рассмотрим публикации в журналах по телекоммуникациям и охранным системам за последние несколько лет и патенты, размещенные в базах данных в сети Internet. Выявим тенденции в развитии систем видеонаблюдения и варианты их построения, которые можно применить для разрабатываемой системы.

В процессе написания пояснительной записки к дипломному проекту было рассмотрено некоторое количество периодической литературы. Все публикации, касающиеся вопроса проектирования и строительства систем видеонаблюдения, можно разделить на несколько групп в зависимости от темы, рассматриваемой в статье. В первую группу можно выделить статьи, касающиеся тенденций в развитии систем видеонаблюдения, прогнозирования востребованных в будущем сервисов и функций. Ко второй группе можно отнести статьи, рассказывающие про примеры построения конкретных систем и технологии, удобные для применения при их проектировании. К третьей группе можно отнести публикации, освещающие вопросы разработки и производства оборудования для систем видеонаблюдения.

Если рассматривать основные тенденции в будущем развитии систем видеонаблюдения то можно отметить ряд особенностей развития различных систем.

Аналоговые системы видеонаблюдения стали первопроходцами на рынке видеонаблюдения, но сегодня в чистом виде мало где применяются. Данные системы видеонаблюдения можно смело отнести к прошедшему этапу истории.

Рисунок 1.4 – Структура аналоговой системы видеонаблюдения

Основу аналоговых систем составляли, собственно, камеры видеонаблюдения - оптические приборы с ПЗС матрицей, образующей видеосигнал из светового потока, который предварительно проходил через объектив и линзы устройства. В аналоговой системе видеонаблюдения запись видеоматериала производилась на видеомагнитофон с выводом на монитор, что во многом обуславливало ограниченность функций такой системы.

В частности, чтобы просматривать архив, не прерывая записи, пользователю необходимо было установить два видеомагнитофона, затем потратить значительное количество времени на перематывание кассеты, а при распечатке необходимого кадра использовать специализированный и достаточно дорогостоящий принтер.

К прочим недостаткам аналоговой системы видеонаблюдения следует отнести отсутствие ресурса для расширения ее возможностей, неспособность поддерживать более одного аудиоканала, а также необходимость в постоянном обслуживании – смене кассет, чистки и замены видеоголовок в магнитофоне.

Но, несмотря на все недостатки, аналоговые системы видеонаблюдения оставили огромное наследие в виде уже установленных видеокамер наблюдения и специалистов, обученных с ними обращаться. В связи с этим сегодня достаточно большое распространение получили комбинированные системы, работающие по принципу: аналоговый сигнал – цифровая запись.

Рисунок 1.5 – Структура комбинированной системы видеонаблюдения с видеорегистратором

В качестве записывающего устройства в комбинированной системе выступают цифровые видеорегистраторы DVR с жестким диском, аналоговым входом для подключения коаксиального кабеля и аналогичным выходом для подключения монитора. Видеорегистраторы DVR выполняют функции одновременно квадратора или мультиплексора и видеомагнитофона. Заменить видеорегистратор может персональный компьютер с установленной в него платой видеозахвата и специальным программным обеспечением.

Рисунок 1.6 – Структура комбинированной системы видеонаблюдения с персональным компьютером

Нужно сказать, что принципиальных различий между этими структурами построения систем видеонаблюдения не существует. Каналы передачи аналоговых сигналов те же самые, а цифровых — определяются используемой структурированной кабельной системой, то есть системой кабельных элементов, которые представляют собой среду передачи оптических или электрических сигналов.

По сравнению с аналоговыми системами видеонаблюдения комбинированные имеют массу преимуществ – более высокое качество видеозаписи, отсутствие необходимости в частой замене источника хранения информации, возможность быстрого поиска и просмотра записанного события. Кроме того, наличие «интеллекта» в видеорегистраторе, например, датчика движения, позволяет записывать звук и видео только в момент движения объекта, что существенно облегчает процесс видеонаблюдения, а также экономит место на жестком диске.

Комбинированные системы видеонаблюдения успешно применяются на небольших объектах, таких как офисные помещения и жилые дома, например.

Для обеспечения безопасности на территориально-распределенных и наиболее ответственных объектах сегодня, как правило, используют гибридные системы видеонаблюдения которые включают как аналоговые, так и сетевые камеры, подключенные к видеосерверу или гибридному видеорегистратору. Стоимость таких решений более высока по сравнению с комбинированными, однако, и возможности намного шире.

В основе таких систем видеонаблюдения лежит гибридный видеорегистратор, который позволяет подключать как аналоговые, так и сетевые камеры за счет наличия в нем различных разъемов, а также имеет интерфейс для соединения с компьютерной сетью.

Рисунок 1.7 – Структура гибридной системы видеонаблюдения

Гибридные видеорегистраторы предоставляют пользователям возможность просматривать изображение не только локально, используя экран монитора, подключенный прямо к аппарату регистрации, но и удаленно. В последнем случае для просмотра видео используется специальное программное обеспеченье или стандартные браузеры, к примеру Microsoft Internet Explorer, Opera или Google Chrome. Постов визуального контроля при этом может быть несколько и с каждого возможен доступ к любой видеокамере системы видеонаблюдения.

Кроме того, с помощью гибридных видеорегистраторов снимаются ограничения по созданию территориально-распределенных систем видеонаблюдения. Плохо лишь то, что при значительном увеличении числа видеокамер и расширении функциональных возможностей нередко требуется замена дорогостоящего аппарата. Кроме того, разработка видеорегистраторов, как правило, отстает от темпа развития компьютерных систем.

Отдельно следует выделить гибридные системы наблюдения с сетевыми видеосерверами. В подобных системах видеонаблюдения сетевой видеосервер, или видеокодер, преобразует аналоговый сигнал от камеры в цифровой и осуществляет сжатие видео для передачи по компьютерной сети. Обычно видеосервер устанавливается рядом с камерой. В качестве приемной стороны выступает компьютер для просмотра и записи изображения. Системы видеонаблюдения такого вида имеют ряд преимуществ:

  1.  Использование обычного персонального компьютера для вывода и записи видеоинформации, вместо применения дорогостоящего видеорегистратора с наличием аналоговых входов.
  2.  Возможность одновременного применения в системе аналоговых и сетевых видеокамер наблюдения.
  3.  Возможность расположить источников формирования и записи изображения на любом расстоянии друг от друга, так как в качестве канала связи используется компьютерная сеть.
  4.  Хорошая масштабируемость системы, так как в данном случае нет необходимости учитывать количество видеовходов видеорегистратора, а также возможность добавления дополнительных камер по одной.

Сетевые системы видеонаблюдения основываются на IP-видеокамерах, которые имеют свой собственный IP-адрес и встроенное программное обеспечение, или, другими словами, «интеллект». Все это позволяет им функционировать как автономные сетевые устройства. Подключение всех элементов системы IP-видеонаблюдения осуществляется как на основе локальной сети Ethernet, так и напрямую, например, через модем, мобильный телефон, или беспроводный адаптер связи.

При этом в качестве записывающего устройства используется сетевой видеорегистратор, который представляет собой стандартный компьютерный сервер с установленным на него программным обеспеченьем для видеозаписи.

Рисунок 1.8 – Структура сетевой системы видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения на основе IP имеют ряд общих достоинств с комбинированными и гибридными системами видеонаблюдения, например, запись информации на жесткий диск, быстрый и беспроблемный поиск нужных данных в архиве, доступ к записям по Интернету и так далее. Однако в последнее время IP-системы видеонаблюдения значительно потеснили своих предшественников, и этому есть объективные причины:

  1.  На рынке представлено большое разнообразие сетевых камер производства Sony, AXIS, Аrecont Мision, Polivision, Avigilon и многих других известных компаний – от обычных корпусных до купольных и Wi-fi камер.
  2.  Более высокое качество изображения за счет отсутствия дополнительных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразований сигнала.
  3.  Возможность передачи не только видеоинформации, но и звука, дополнительных команд, а также питания для камеры по одному кабелю.
  4.  С помощью сетевых решений можно построить как сложные территориально-распределенные системы видеонаблюдения, состоящие из нескольких тысяч камер, так и простые, состоящие из одной-двух камер системы.
  5.  Дополнительные элементы сетевой системы видеонаблюдения могут наращиваться на основе существующей компьютерной сети, а также посредством беспроводных технологий, что значительно сокращает затраты на монтаж.
  6.  Технология сетевого видеонаблюдения предоставляет легко интегрируемую платформу, что отвечает требованиям времени, когда в единую систему объединяются системы контроля доступа, управления, кондиционирования и так далее.
  7.  Многообразие встроенных функций позволяют IP-камере принимать самостоятельные решения о необходимости подачи тревожного сигнала, увеличения разрешения изображения, отправки видео и тому подобного. Благодаря этому повышается качество принятия решений на базе сетевого видеонаблюдения.
  8.  Возможность организовать децентрализованное хранение и обработку видеоинформации, переключиться на резервную инфраструктуру в случае непредвиденных обстоятельств, например, аварии, эксплуатировать как серверную, так и архивную архитектуры.
  9.  Пользователь IP-комплекса безопасности может проводить визуальный контроль и выполнять функции администрирования системы не только локально, но и на удалении, например, при помощи КПК или сотового телефона.
  10.  В отличие от цифровых видеорегистраторов, представляющих собой закрытые технические решения, оборудование систем сетевого видеонаблюдения базируется на открытых стандартных, что позволяет применять оборудование разных производителей, например, маршрутизаторы, коммутаторы, серверы и прикладное программное обеспеченье. Данный факт снижает стоимость систем видеонаблюдения и увеличивает их технические качества.
  11.  Многочисленные примеры интеграции систем на базе сетевого видеонаблюдения доказывают, что они являются более достойной альтернативой комбинированным и гибридным системам.

И все же, при всех многочисленных достоинствах IP-систем, существует ряд факторов, несколько сдерживающих глобальную экспансию сетевого оборудования в области видеонаблюдения. Во-первых, присутствует временную задержку видеосигнала, которая возникает при декомпрессии и передачи потока данных по сети. Это значительно усложняет управление поворотными камерами вручную, например. Также только мегапиксельные видеокамеры могут обеспечивать действительно отличное качество изображения и большую площадь обзора.

Так же необходимо отметить, что, несмотря на некоторые недостатки, судя по сравнительным оценкам технических характеристик сетевых, комбинированных и гибридных систем видеонаблюдения, можно утверждать, что IP-видеонаблюдение является на сегодня самым выгодным, а также наиболее перспективным по функциональным возможностям способом визуального контроля.

Далее необходимо дать краткий обзор основных технологий применяемых в системах видеонаблюдения. Как уже отмечалось ранее, сетевые системы видеонаблюдения на данный момент являются наиболее перспективными, а основным компонентом любой системы видеонаблюдения является камера, в сетевой системы видеонаблюдения применяются так называемые IP-камеры.

Под IP-камерой понимают цифровую видеокамеру, особенностью которой является передача видеопотока в цифровом формате по сети Ethernet, использующей протокол IP. Каждая IP-камера в сети имеет свой IP-адрес. Огромным достоинством IP-камер является то, что в отличие от аналоговых камер, при использовании IP-камер, после получения видеокадра с матрицы камеры, изображение остаётся цифровым вплоть до отображения на мониторе. Как правило, перед передачей, полученное с матрицы изображение сжимается с помощью покадровых или потоковых методов видеосжатия.

Рассмотрим основные методы сжатия. При анализе развития систем видеонаблюдения можно проследить непрерывный переход к кодекам, которые экономят полосу пропускания и пространство. Раньше осуществлялся переход от MJPEG к MPEG-4 а в настоящее время идёт переход MPEG-4 к H.264 [A4]. Причина лежит в более быстром снижении затрат на процессоры для сжатия, в отличие от затрат на полосу пропускания и дисковое пространство. Можно предположить, что данный переход будет продолжаться и в дальнейшем. Единственным фактором сдерживающим переход к более поздним версиям кодеков в системах видеонаблюдения связана с ростом числа мегапиксельных камер. В течение многих лет, максимальное разрешение камер безопасности было постоянным, однако в последние годы с появлением мегапиксельных камер, разрешение камер было увеличено с 400% до 5000% или больше. А больше разрешение, резко повысило требования к частоте процессоров, скорости наращивания частоты пока не соответствует скорости роста разрешающей способности камер.

Так же, большинство IP-камер в настоящее время поддерживают технологию PoE [A2]. PoE или Power over Ethernet — технология позволяющая передавать удалённому устройству вместе с данными электрическую энергию через стандартную витую пару в сети Ethernet. Power over Ethernet стандартизирована по стандарту IEEE 802.3af-2003. Согласно данному стандарту обеспечивается постоянный ток с номинальным напряжением 48 В. через две пары проводников в четырёхпарном кабеле, с максимальным током 400 мА для обеспечения максимальной мощности 12,95 Вт. Стандарт определяет 5 классов устройств, питаемых по PoE: от 0 до 4. Каждому классу соответствуют свои параметры мощности и тока. Для IP-камер используется 1 класс. Для него входной ток равен 120 мА, а мощность может варьироваться от 0,44 до 3,84 Вт.

Технология подачи электропитания через Ethernet — это альтернативный способ электропитания сетевых устройств. Причем, ее применение возможно, как при организации новых сетей, так и при модернизации существующих. Чаще всего при модернизации сети требуется установка активного оборудования именно там, где нет поблизости источника питания и электрических розеток. Благодаря стандарту IEEE 802.3af появляется возможность установки оборудования в наиболее подходящих для этого местах, невзирая на отсутствие электропроводки. Например, можно установить Wi-Fi точку доступа в месте наилучшего приема сигнала, даже если там нет электрических розеток, или разместить IP-камеру в удобном для обзора месте. PoE позволяет не только существенно сэкономить на стоимости силовых кабелей и прочих компонентах, но и сократить время установки оборудования Ethernet.

В последние годы прослеживается тенденция по организации беспроводных сетевых системы видеонаблюдения. В качестве базовой технологии беспроводного доступа, была выбрана технология Wi-Fi [A1].

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров напрямую. Точка доступа передаёт свой идентификатор сети, называемый SSID, с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

  1.  Автономные точки доступа, они так же называются самостоятельные, децентрализованные, умные;
  2.  Точки доступа, работающие под управлением контроллера они так же называются легковесные, централизованные;
  3.  Бесконтроллерные, но не автономные точки доступа, они управляются без контроллера.

Преимущества Wi-Fi:

  1.  Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и расширения сети;
  2.  Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;
  3.  Wi-Fi устройства широко распространены на рынке и гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi;
  4.  Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка меньше, чем у сотового телефона.

Недостатки Wi-Fi:

  1.  Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы.
  2.  В Республике Беларусь точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с мощностью излучения превышающей 100 мВт или 20 дБм, подлежат обязательной регистрации.
  3.  Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации. Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены.

Так же в случаи работы камеры в условиях плохой освещённости вместе с камерой используется инфракрасный прожектор [А3]. Данный прожектор либо встроен в саму камеру, либо устанавливается отдельно и благодаря программному обеспеченью изменяя мощность излучения способен с более эффективной совместной работе с камерой.

2  ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ

   ТРЕБОВАНИЙК ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ

   ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО

   РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ   

При проектировании системы видеонаблюдения вблизи от пункта пропуска «Варшавский мост» необходимо учитывая то, что построение сети данной системы будет реализоваться с помощью технологии Wi-Fi, и как передатчики так и камеры наружного наблюдения будут располагаться вне зданий. И это, как и то что данная система наблюдения расположена на границе, обуславливает ряд требований как к оборудованию, так и к системе в целом.

Изначально рассмотрим требования предъявляемые к системе Wi-Fi:

  1.  В виду того, что оборудование Wi-Fi будет установлено вне помещения, оно должно выдерживать температуру от минус 40°С до плюс 50°С, относительную влажность 98% при температуре плюс 35°С. Данное требование продиктовано ГОСТ 12997-84. Так как  оборудование установлено вне помещения на него действуют такие факторы как непосредственный нагрев солнечными лучами, дождь, снег, град, обледенение. Могут  появляться резкие   изменения температуры, изделия могут быть влажными в результате конденсации, воздействия осадков, брызг и утечек.
  2.  В виду того что расстояния между базовой станцией и приёмопередатчиками, около камер, достигает 6 км, оборудование должно иметь высокую мощность передатчика и чувствительность. Данная рекомендация дана институтом инженеров по электротехнике и электронике. Стандарт IEEE 802.11g  оговаривает следующее, что при передачи информации по сети Wi-Fi на расстояния более 2 километров, необходимо использовать Wi-Fi точки с мощность передатчика более 20 дБм, в Республике Беларусь такие точки подлежат обязательной государственной регистрации и регламентируется постановлением министерства связи и информатизации республики Беларусь № 42 от 23 октября 2007 года «Об утверждении инструкции о порядке выдачи разрешения на приобретение, передачу в постоянное или временное пользование радиоэлектронных средств (или) высокочастотных устройств».

Требования к камерам следующие:

  1.  В виду того, что камеры будут установлены вне помещения и должны выдерживать температуру от минус 40°С до плюс 50°С, относительную влажность до 98% при температуре плюс 35°С. Данное требование продиктовано ГОСТ 12997-84. Так как  оборудование установлено вне помещения на него действуют такие факторы как непосредственный нагрев солнечными лучами, дождь, снег, град, обледенение. Могут  появляться резкие   изменения температуры, изделия могут быть влажными в результате конденсации, воздействия осадков, брызг и утечек.
  2.  Все камеры должны быть оборудованы термокожухами. Это требование обусловлено ГОСТ 14254-96. Данный ГОСТ применим, так как видеокамеры находятся под постоянный воздействием пыли и влаги, что может привести к их выходу из строя, поэтому для поддержания системы в рабочем состоянии исходя из ГОСТ 14254-96 степень защиты оболочки и корпуса от проникновения пыли и воды IP53 группа 2, все видеокамеры оборудуются защитными термокожухами.
  3.  Так как основной целью камеры является просто фиксация нарушителя границы, то достаточно скоростью записи является 5 кадров в секунду. Данный параметр был выбран со ссылкой на книгу Ю. М. Гедзберга «Охранное телевиденье», где говорится, что при низкой интенсивности и скорости движения, 5 кадров в секунду является достаточной скоростью записи, для последующего адекватного распознания действий нарушителя.
  4.  Для уменьшения скорости передачи, камера должна поддерживать алгоритм сжатия H.264. Данное требование продиктовано ограниченной пропускной способностью радиотракта, так  при использовании алгоритма сжатия предыдущего поколения MPEG-4, коэффициент сжатия которого меньше на 15 процентов, наблюдается рост необходимой скорости передачи, и как следствие уменьшение дальности передачи или ухудшение параметров качества.
  5.  Допускается работа камеры в чёрно-белом режиме. Данное требование продиктовано необходимостью снижения скорости передачи, что позволяет сохранить дальность передачи и заданные параметры качества, кроме того все видеокамеры при использовании инфракрасного прожектора переходят в чёрно-белый режим.
  6.  В виду того, что камеры будут установлены вне помещения, они должны иметь ночной режим работы и быть оборудованы инфракрасной подсветкой
  7.  Для адекватного распознания лица человека камера должна иметь разрешение не менее 0.48 мегапикселей. Данный параметр был выбран со ссылкой на книгу В. Дамьяновского «CCTV Библия охранного телевиденья», где говорится, что 0.48 мегапикселей минимально достаточная разрешающая способность для распознания лица человека, то есть разрешения кадра составит 800 на 600 пикселей.

Общие требования к системе:

  1.  Так как большую часть времени активность вблизи границы минимальна, нет необходимости в постоянной работе камер. Поэтому режим работы камер – по сигналу.
  2.  Так как возможен случай попытки перехода границы в двух местах одновременно, необходимо обеспечить одновременную работу всех камер.
  3.  Необходимую  скорость передачи между камерой и сервером можно насчитать пользуясь следующими соображениями: Разрешающая способность камеры: 0.5 мегапиксиля, каждый пиксиль кодируется 8 битами, а количество кадров в секунду равно 5, то при условии использования камерой алгоритма сжатия Н.264, для которого минимальный заявленный выигрыш для камер наблюдения составляет 80% получаем:  Мбит/с. Поднимем необходимую скорость до 4 Мбит/с, что бы обеспечить запас.

           3  ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

   СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО

   РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ

На основе проведённого патентного и библиографического поиска, а так же анализа действующих на сегодняшний день систем видеонаблюдения, а так же намечающихся тенденций в данной сфере была выбрана структурная схема системы видеонаблюдения пространственно разнесённых объектов.

В состав данной структурной схемы входит ряд следующих элементов. Блоки с 1 по 8 представляют собой камеры наружного наблюдения, они предназначены для видеоконтроля охраняемого отрезка периметра. Блоки с 9 по 16 – Wi-Fi модемы, их задача обеспечить физическое сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации. Блоки с 17 по 24 представляют собой приёмопередатчики сети Wi-Fi, их основной функцией является управление уровнем исходящего сигнала, и повышение, до требуемого, уровня входящего сигнала. Блоки с 25 по 32 являются параболическими антеннами, и их основной задачей является создание направленного пучка электромагнитных колебаний с их последующим излучением в пространство, а так же приём электромагнитных колебаний излучаемых секторной антенной базовой станции. Блок 33 – источник питания для абонентских станций системы видеонаблюдения, его основной задачей является питание Wi-Fi модемов абонентских станций, которые в свою очередь питают остальное оборудование на абонентской стороне используя технологию PoE. Блок 34 представляет собой адаптер Завеса-Ethernet, его задачей является преобразование сигналов сети датчиков «Завеса», в поток данных в форме пакетов Ethernet. Блок 35 – секторная антенна базовой станции сети Wi-Fi, её основной задачей является создание направленного пучка электромагнитных колебаний с их последующим излучением в пространство, а так же приём электромагнитных колебаний излучаемых параболическими антеннами абонентских станций. Блок 36 представляет собой базовую станцию сети Wi-Fi, данная базовая станция объединяет в себе функции как Wi-Fi модема, так и приёмопередатчика, и потому данная базовая станция Wi-Fi как обеспечивает физическое сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации, так и контролирует входные и выходные уровни сигналов. Блок 37 – это блок PoE, данный блок обеспечивает возможность использования технологии PoE при питании базовой станции сети Wi-Fi, данная технология, позволяет передавать удалённому устройству вместе с данными электрическую энергию через стандартную витую пару в сети Ethernet. Блок 38 – сервер, в нашем случае, программное обеспеченье, установленное на сервере выполняет функции управления всей системой, а именно:

  1.  Контроль работоспособности видеокамер.
  2.  Приём сигнала о видеорегистрации движения.
  3.  Компрессию видеоизображения.
  4.  Включение камер по сигналу тревоги от других систем безопасности, либо по команде оператора.
  5.  Быстрый поиск видеоинформации.
  6.  Возможность экспорта видеоинформации.
  7.  Вывод аналоговой видеоинформации.

Блок 39 представляет собой источник бесперебойного питания, его основная задача, поддерживать работу сервера при аварийном отключении электропитания, вплоть до момента включения резервных источников питания. Блок 40 – мониторный блок, его основной задачей является вывод аналоговой видеоинформации в форме доступной для пользователя.

Система функционирует следующим образом. В случае если нету попытки пересечь охраняемый участок периметра, система датчиков «Завеса» отправляет на сервер сигнал «Без нарушений». В свою очередь сервер удерживает в данное время камеры в режиме «Ожидание», в данное время оператор системы видеонаблюдения может работать с архивом видеозаписей, либо переведя одну или несколько камер в режим «Активна» производить наблюдения за периметром. При переводе одной и камер в режим «Активна» происходит следующее: сервер получив запрос от оператора, передаёт запрос на базовую станцию Wi-Fi, которая в свою очередь создаёт радиоканал с камерой которой был адресован запрос, при этом происходит частотная модуляция последовательности 0 и 1 с тактовой частотой 4 МГц, сигналом частотой 2.4 ГГц. Параболическая антенна входящая в кластер системы видеонаблюдения камеры, которой был адресован запрос принимает частотно модулированный сигнал. Приёмопередатчик усиливает данный сигнал, после чего Wi-Fi модем демодулирует  его, и передаёт запрос на камеру наружного наблюдения. Камера получает аналоговую информацию, оцифровывает её, сжимает оцифрованную информация по средствам кодеков и отправляет её на Wi-Fi модем. Wi-Fi модем производит этом происходит частотную модуляцию последовательности 0 и 1 с тактовой частотой 4 МГц, сигналом частотой 2.4 ГГц. Приёмопередатчик усиливает данный сигнал, после чего параболическая антенна излучает модулированный сигнал в пространство. Секторная антенна базовой станции принимает модулированный сигнал, после чего базовая станция поднимает его уровень и демодулирует полученный сигнал. Сервер получает уже оцифрованную видеоинформацию и по желанию оператора может как транслировать её прямо на мониторный блок, так и сохранить на жёсткий диск.

В случае если осуществляется попытки пересечь охраняемый участок периметра, система датчиков «Завеса» отправляет на сервер сигнал «Попытка нарушения». В свою очередь сервер получив данный сигнал от  системы датчиков «Завеса» переводит камеру на участке на котором произошло нарушение в режим «Активна», и информирует оператора системы видеонаблюдения о попытке пересечь охраняемый участок периметра. При переводе одной и камер в режим «Активна» происходит следующее: сервер получив запрос от системы датчиков «Завеса», передаёт запрос на базовую станцию Wi-Fi, которая в свою очередь создаёт радиоканал с камерой которой был адресован запрос, при этом происходит частотная модуляция последовательности 0 и 1 с тактовой частотой 4 МГц, сигналом частотой 2.4 ГГц. Параболическая антенна входящая в кластер системы видеонаблюдения камеры, которой был адресован запрос принимает частотно модулированный сигнал. Приёмопередатчик усиливает данный сигнал, после чего Wi-Fi модем демодулирует  его, и передаёт запрос на камеру наружного наблюдения. Камера получает аналоговую информацию, оцифровывает её, сжимает оцифрованную информация по средствам кодеков и отправляет её на Wi-Fi модем. Wi-Fi модем производит этом происходит частотную модуляцию последовательности 0 и 1 с тактовой частотой 4 МГц, сигналом частотой 2.4 ГГц. Приёмопередатчик усиливает данный сигнал, после чего параболическая антенна излучает модулированный сигнал в пространство. Секторная антенна базовой станции принимает модулированный сигнал, после чего базовая станция поднимает его уровень и демодулирует полученный сигнал. Сервер получает уже оцифрованную видеоинформацию и одновременно транслирует её на мониторный блок и записывает на жёсткий диск, так же сервер в это же время информирует о нарушении остальные системы безопасности. После того как система датчиков «Завеса» перестаёт фиксировать нарушение, видеокамера по сигналу оператора вновь возвращается в режим «Ожидание».

4  ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

   МОДЕМА

На основе проведённого патентного и библиографического поиска была выбрана структурная схема модема. Модем  — это устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации, то есть переносе его на несущую с модуляцией, и выполняющее функцию модуляции и демодуляции этого.

Рисунок 4.1 – Структурная схема модема

В состав данной структурной схемы входит ряд следующих элементов. Блок 1 – кодер, он предназначены для защиты от ошибок и сжатия данных. Защита от ошибок предполагает включение в пакеты передаваемых данных избыточного циклического кода CRC, и использование помехоустойчивого кодирования. Блок 2 – декодер, его основная задача вернуть сигнал в исходное состояние, то есть сделать его таким, каким сигнал был до обработки кодером. Блок 3 – скремблер, он производит такое преобразование передаваемого сигнала, которое исключает влияние длинных цепочек из логический нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости прореживает такие последовательности за счет сложения по модулю два исходной последовательности с М-последовательностью, делая преобразованные данные псевдослучайными. Блок 4 – дескремблер, его основной задачей является вернуть сигнал в изначальное состояние, дескремблер складывает по модулю два псевдослучайную последовательность, после данного сложения псевдослучайная последовательность принимает вид исходной.  Блок 5 представляет собой модулятор, его основная задача изменять параметры несущего сигнала в соответствии с изменениями передаваемого сигнала. В нашем случае модулятор производить частотную модуляцию. Блок 6 – демодулятор, производит операцию обратную. Блоки 7 и 8 – фильтры.

Система функционирует следующим образом. Исходный входной сигнал попадает на кодер, кодер осуществляет WPA2 шифрование, использующее алгоритмы AES – симметричный алгоритм блочного шифрования и CCMP – протокол блочного шифрования с кодом аутентичности сообщения и режимом сцепления блоков и счётчика. Далее полученная последовательность 0 и 1, проходит операцию скремблирования, и поступает на модулятор. На модуляторе происходит перенос несущей с 4 МГц на 2.4 ГГц. Далее фильтры отфильтровывают лишние гармоники из спектра передаваемого сигнала. Демодулятор производит операцию обратную операции модулятора и на выходе мы получаем скремблированную последовательность 0 и 1. Дескремблер производит умножение данной последовательности на заранее заданную М-последовательность и на выходе получаем закодированную последовательность 0 и 1. Декодер выполняет операцию обратную операции Кодера, и на выходе декодера мы получаем исходную последовательность 0 и 1.  

5  ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

После создания общей структурной  схемы системы видеонаблюдения наступает время окончательно определится с выбором оборудования. Общая протяжённость отрезка, на котором ведётся проектирование составляет порядком 700 метров. Местность на участке преимущественно открытая. Количество камер которые необходимо разместить на участке 8 единиц, к каждой камере подключён приёмопередатчик и Wi-Fi модем. Питание системы осуществляется по технологии PoE. На стороне центра управления расположен сервер, который ведёт контроль за работой видеокамер и обрабатывает поступающую видеоинформацию. К серверу, через PoE адаптер подключена базовая станция сети Wi-Fi.

Рассмотрим ряд возможных видеокамер которые удовлетворяют требованиям представленным в техническом задании:

Камера AXIS 1225-H.264 имеет высокое разрешение до 1 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду с шагом в 5 кадров. Температурный диапазон от минус 10°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Так же возможно удалённое управление объективом, что сильно упрощает настройку камеры. Так же AXIS 1225-H.264 поддерживает спецификации ONVIF, что гарантирует совместимость с программными комплексами сторонних производителей. Так же данная камера поддерживает технологию PoE. Основным недостатком является дальность встроенной инфракрасной подсветки, которая составляет только 50 метров. Стоимость 2850 долларов.

Камера Smartec 1926-2MP имеет высокое разрешение до 2 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду с шагом в 5 кадров. Температурный диапазон от минус 20°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Невозможно удалённое управление объективом, что сильно усложняет настройку камеры. Так же Smartec 1926-2MP не  поддерживает спецификации ONVIF. Так же данная камера поддерживает технологию PoE. Основным недостатком является дальность встроенной инфракрасной подсветки, которая составляет только 50 метров. Стоимость 2600 долларов.

Камера Arecont Mision H.264-HD-356B имеет высокое разрешение до 2 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду. Температурный диапазон от минус 20°С до плюс 70°С, возможна установка термокожуша. Arecont Mision H.264-HD-356B не поддерживает спецификации ONVIF. Данная камера поддерживает технологию PoE. Дальность встроенной инфракрасной подсветки составляет только 100 метров. Цена составляет 3500 долларов Основными недостатками являются отсутствие поддержки спецификации ONVIF и невозможность удалённого управления обьективом.

Камера AL-TW105 имеет высокое разрешение до 1.5 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду. Температурный диапазон от минус 20°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Так же возможно удалённое управление объективом, что сильно упрощает настройку камеры.  AL-TW105 не поддерживает спецификации ONVIF. Данная камера поддерживает технологию PoE. Дальность встроенной инфракрасной подсветки составляет только 100 метров. Цена составляет 2550 долларов.

Камера Polivision H.264-3MP-2B имеет высокое разрешение до 3 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду. Температурный диапазон от минус 10°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Так же возможно удалённое управление объективом, что сильно упрощает настройку камеры.  Polivision H.264-3MP-2B поддерживает спецификации ONVIF. Данная камера поддерживает технологию PoE. Дальность встроенной инфракрасной подсветки составляет только 100 метров. Цена составляет 3750 долларов Основным недостаткам является высокая цена

Камера Sony 3MP-O-H.264-HD имеет высокое разрешение до 3 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду. Температурный диапазон от минус 20°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Так же возможно удалённое управление объективом, что сильно упрощает настройку камеры.  Sony 3MP-O-H.264-HD поддерживает спецификации ONVIF. Данная камера поддерживает технологию PoE. Дальность встроенной инфракрасной подсветки составляет только 100 метров. Цена составляет 4050 долларов Основным недостаткам является высокая цена

Камера Avigilon 2.0MP-HD-H264-B имеет высокое разрешение до 2 мегапикселей, что удовлетворяет задачам которые она должна выполнять. Так же возможна настройка количества передаваемых кадров в секунду. Температурный диапазон от минус 20°С до плюс 60°С, возможна установка термокожуша. Так же возможно удалённое управление объективом, что сильно упрощает настройку камеры.  Avigilon 2.0MP-HD-H264-B поддерживает спецификации ONVIF. Данная камера поддерживает технологию PoE. Дальность встроенной инфракрасной подсветки составляет только 100 метров. Цена составляет 3550 долларов.

Построим сводную таблицу в которую внесём основные параметры рассматриваемых камер:

Таблица 5.1 - сводная таблица основных параметров рассматриваемых камер

Марка

камеры

Разре-шающая спосо-бность,

Мпикс.

Настро-

йка

Коли-чества кадров в секунду

Темпер-атурный

Диапазон,

°С

Термо-

кожух

Управ-ление

Объек-тивом

ONVIF

Цена

AXIS 1225-H.264

1

да

   от -10

   до+60   

да

да

да

2850

Smartec 1926-2MP

2

да

   от -20

   до+60   

да

нет

нет

2600

Arecont Mision H.264-HD-356B

2

да

  

   от -20

до+70   

да

нет

нет

3500

AL-TW105

1.5

да

   от -20

   до+60   

да

да

нет

2550

Polivision H.264-3MP-2B

3

да

   от -10

до+60   

да

да

да

3750

Sony 3MP-O-H.264-HD

3

да

   от -20

   до+60   

да

да

да

4050

Avigilon 2.0MP-HD-H264-B

2

да

   от -20

до+60   

да

да

да

3550

Камера Avigilon 2.0MP-HD-H264-B является оптимальной так как она полностью удовлетворяет требованиям изложенным в техническом задании, не имеет недостатков AXIS 1225-H.264 и Arecont Mision H.264-HD-356B и  значительно дешевле чем Sony 3MP-O-H.264-HD и Polivision H.264-3MP-2B.

Рисунок 5.1 – Габариты видеокамеры Avigilon 2.0MP-HD-H264-B

Рисунок 5.2 – Видеокамера Avigilon 2.0MP-HD-H264-B

В качестве оборудования для создания Wi-Fi сети была выбрана станция Rocket M2 AirMAX MIMO. Данная станция имеет пропускную способность до 15 Мбит/с и заявленную дальность работы до 10 км. Одной из главных особенностей данной абонентской станции является возможность поднять излучаемую мощность до 28 дБм, что является уникальным для систем Wi-Fi, нормированная излучаемая мощность для которых составляет 20 дБм. Rocket M2 является так же всепогодной станцией, и способна работать при температурах от минус 40°С градусов, до плюс 80°С. Диапазон частот 2.3–2.5 ГГц.

Рисунок 5.3 – Wi-Fi станции Rocket M2 AirMAX MIMO

Кроме того, станция работает совместно с антенной совмещённой с приёмопередатчиком: NanoBridge M2. Данная антенна имеет коэффициент усиления порядка 10 dB, а приёмопередатчик высокую чувствительность, порядка  -93 дБм при скорости работы до 4 Мбит/с.

Рисунок 5.4 –приёмопередатчик совмещённый с антеной NanoBridge M2

Рисунок 5.5 – Диаграмма направленности NanoBridge M2, вертикальной и горизонтальной плоскостях для горизонтальной и вертикальной поляризации соответственно.

В качестве оборудования базовой станции была выбрана станция NanoStation2. NanoStation2 является комплектной для станций Rocket M2 AirMAX MIMO. Так же станция является всепогодной всепогодной станцией, диапазон рабочих температур от минус 40°С градусов, до плюс 60°С. Излучаемая мощность станции 25 дБм.

Рисунок 5.6 – Wi-Fi станции NanoStation2

Wi-Fi точка доступа имеет встроенную секторную антенну с диаграммой направленности 60 градусов, не требующую специального монтажа. Так же возможно подключение дополнительной секторной антенны с диаграммой направленности в 60 градусов. Диапазон частот 2.3-2.5 ГГц. Максимальная заявленная дальность работы составляет 10 км.

Рисунок 5.7 – Диаграмма направленности NanoStation2, вертикальной и горизонтальной плоскостях для горизонтальной и вертикальной поляризации соответственно.

В итоге мы получили рабочую систему видеонаблюдения способную вести контроль как в светлое так и в тёмное время суток, и при этом сеть системы видеонаблюдения построена на основе технологии Wi-Fi.

6  РАЗРАБОТКА СИТУАЦИОННОГО ПЛАНА

Общая протяжённость участка на котором проводится видеонаблюдение составляет 710 метров, участок границы не абсолютно прямой, а имеет один перегиб. Для покрытия всего участка нам понадобится 8 камер, расстояние между камерами составляет порядком 100м, это обусловлено в первую очередь дальностью инфракрасной подсветки. Расстояние от границы до центра управления составляет порядком 5 километров.

Рисунок 5.1 – Ситуационный план системы видеонаблюдения

На схемы пространственного размещения системы видеонаблюдения показан участок границы А-Б на котором ведётся видеонаблюдения, видеокамеры с 1 по 8, и центр управления – ЦУ. Так же представим Схему размещения линейной части видеорегистрационного комплекса.

Трасса носи слабопересечённый характер, местность представляет собой открытое пространство с небольшими перепадами высот, умеренно холмистая. Так же следует отметить отсутствие на трассе каких либо крупных водоёмов и высоких лесистых насаждений  При прокладке трассы  были предприняты меры минимизации высот подвеса антенн.

Рисунок 6.2 – Схема расположения линейной части видеорегистрационного комплекса

Следует отметить что окончательное решение о местах размещения камер и направления прокладки трасс можно будет сделать, только после расчёт высот подвеса антенн и общей энергетики системы.

7  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ

   ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

   7.1 Расчёт высот подвеса антенн

           

Профиль трассы отображает вертикальный разрез местности между базовой станцией Wi-Fi и приёмопередатчиком, со всеми высотными отметками включая строения, лес, реки, озера и т.д. Построение продольных профилей осуществляется с помощью топографических карт.

При построении профилей используется параболический масштаб. Профили строят в прямоугольных координатах, откладывая расстояния не по окружности, как в действительности, а по оси абсцисс; а высоты - не по радиусам, а по оси ординат. В этом случае линия, изображающая на профиле условный нулевой уровень, от которого отсчитываются все высоты, имеет вид параболы[1].

Изначально необходимо определится с высотами подвеса антенн, так как антенна базовой станции является секторной и она работает одновременно со всеми базовыми станциями, высота её подвеса будет равна максимальной полученной, при расчёте всех интервалов.

Произведём расчёт для первого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по заданной формуле [1]:

                                     (7.1)               

 где:

  1.  к = Ri / R0;  
  2.  k – относительная координата заданной точки;
  3.  Ri – расстояние до текущей точки;
  4.  R0 – длина интервала;
  5.  Rз – радиус земли, равный 6370 км;

Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу. Общая протяжённость интервала составляет R0 = 4.85 км.

Таблица 7.1 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 1

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

144

148

146

145

143

148

142

147

146

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.1 – Профиль первого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Критерием для расчета высот подвеса антенн является не только условие прямой видимости, но и условии, при котором напряженность поля в точке приема  Епр должна быть равна напряженности поля в свободном пространстве Е01. Это достигается на трассах с величиной просвета Н0. На формирование поля в месте приема влияет некоторая существенная область пространства, представляющая собой в однородной среде  на трассах радиосвязи эллипсоид вращения с фокусами в точках передачи и приема. Поэтому для получения напряженности поля Е0 , а соответственно и мощности сигнала Р0пр , необходима не только геометрическая видимость, но и  свободная от затенения, Н0 соответствует радиусу минимальной зоны Френеля[1]:

                                    (7.2)

где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается следующим образом[1]:

где   - радиусу минимальной зоны Френеля[1],  - приращение просвета при наличии рефракции[1], а  – параметр характеризующий статистическую зависимость приращения просвета при наличии дифракции от типа интервала[1],  – средний градиент диэлектрической проницаемости воздуха для территории Республики Беларусь, и он равен .

                                                        (7.4)

Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда 0.085 м.

Для сохранения просвета равному минимальной зоне Френеля опустим точки подвеса антенн на 0,085 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет 5.785 м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря равна[1]:

                                        (7.5)

в итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.2 - Диаграмма высот подвеса антенн на первом интервале.

Произведём расчёт второго интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.2 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 2.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

146

149

138

138

137

142

140

145

145

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.3 – Профиль второго интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.05 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет 4.35 м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.4 - Диаграмма высот подвеса антенн на втором интервале.

Произведём расчёт третьего интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5.15 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.3 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 3.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

148

150

141

139

139

142

142

146

146

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.5 – Профиль третьего интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.055 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет 4.405 м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.6 - Диаграмма высот подвеса антенн на третьем интервале.

Произведём расчёт четвёртого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5.25 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.4 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 4.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

146

148

145

143

143

146

146

148

146

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.7 – Профиль четвёртого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.1 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет 5.9 м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.8 - Диаграмма высот подвеса антенн на четвёртом интервале.

Произведём расчёт пятого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5.3 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.5 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 5.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

144

147

145

144

145

147

149

147

146

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.9 – Профиль пятого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.15 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет   м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.10 - Диаграмма высот подвеса антенн на пятом интервале.

Произведём расчёт шестого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5.13 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.6 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 6.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

144

146

145

144

144

145

146

144

146

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.11 – Профиль шестого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.15 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет   м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.12 - Диаграмма высот подвеса антенн на шестом интервале.

Произведём расчёт седьмого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5.05 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.7 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 7.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

144

146

145

144

143

141

143

144

145

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.13 – Профиль седьмого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (7.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.05 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет 4  м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.14 - Диаграмма высот подвеса антенн на седьмом интервале.

Произведём расчёт восьмого интервала. Линию условного нулевого уровня при нулевой рефракции строим по формуле (7.1), при этом учтём что длинна второго интервала R0 = 5 км. Высоту рельефа местности будем откладывать от линии условного нулевого уровня и занесем в таблицу.

Таблица 7.8 – Абсолютное значение высоты рельефа местности интервала 8.

k

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

y(k)

144

145

144

143

140

140

140

143

145

142

143

Построим так же  нулевые условные уровни при условии положительной рефракции (Кэ=1.3) и отрицательной рефракции (Кэ=0.7), в виду достаточно небольшой протяжённости интервала линия нулевого уровня вносит весьма малую поправку в середине интервала менее 0.7 м. Построим профиль интервала. Учтём при этом застройку местности, зелёные насаждения и прочие возможные преграды.

Рисунок 7.15 – Профиль восьмого интервала

Далее определим необходимую высоту подвеса антенн. Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля, используя формулу (6.2). Где ,  ГГц,  м/с. Тогда  м. Самой высокой точкой на местности является точка с координатой .  Тогда  м.

Далее учтём явление рефракции. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета трассы. В общем случае изменение просвета учитывается с помощью формулы (7.3). Для этого по формуле (7.4) рассчитаем приращение просвета при наличии рефракции: 0.15 м.

Для открытых и полуоткрытых интервалов величина . В итоге получим  м.

Высоты подвеса антенн определяются исходя из профиля трассы. Точки подвеса антенн будем выбирать с учетом радиуса минимальной зоны Френеля и профиля интервала при условии отрицательной рефракции. Изменение (увеличение)  высоты наивысшей точки профиля с учетом отрицательной рефракции составляет   м. Таким образом высота подвеса антенн относительно уровня моря определяется по формуле (7.5)

В итоге получим м. Тогда высоты подвеса антенн относительно земли равны:  м. и  м. соответственно.

Рисунок 7.16 – Диаграмма высот подвеса антенн на восьмом интервале.

Из полученных данных видно что максимальная высота подвеса антенны базовой станции составляет 9.35 метра. В виду того, что антенна базовой станции является секторной, все лучи абонентских станций с лёгкостью попадают в главный лепесток диаграммы направленности антенны базовой станции.

  7.2 Расчёт энергетического потенциала радиолинии

Определим величину потерь на наибольшем интервале и запас на замирание. Наибольший интервал был выбран, так как оборудование на всех интервалах идентичное, и все интервалы являются открытыми, значит если энергетический баланс сойдётся для наибольшего интервала, то он сойдётся и для всех остальных интервалов. Суммарные затухания и усиления в тракте рассчитываются по формуле[1]:

                    (7.6)

где:

  1.   – затухание в свободном пространстве;
  2.   – коэффициент усиления приемной антенны;
  3.   – коэффициент усиления передающей антенны;
  4.   – потери, обусловленные наличием обтекателей;
  5.   – запас на замирание;
  6.   – потери в атмосфере обусловленные затуханием электромагнитной волны в парах воды и кислороде;
  7.   – Потери в фидере.

В свободном пространстве мощность электромагнитных волн уменьшается как квадрат расстояния между передатчиком и приемником или . В линейной форме затухание в свободном пространстве описывается формулой[1]:

                                         (7.7)

где:

  1.    длинна волны сигнала;
  2.   – длина интервала.

Представим уравнение (7.7) в логарифмической форме:

                (7.8)

где:

  1.   – центральная частота;
  2.   – Скорость света.

Рассчитаем затухание в свободном пространстве, для наибольшего интервала, учитывая что его протяжённость составляет   километра, а центральная частота . Тогда по формуле (7.8) мы получим:

Коэффициенты усиления антенн, приведены в описании оборудования и равны соответственно .

Потери обусловленные наличием обтекателей, исходя из параметров оборудования, составляют дБ.

Ослабление радиосигналов в атмосфере могут вносить находящиеся в ней частицы различных веществ и воды, а также пыли и дыма. Ослабление в данном случае обусловлено рассеянием и поглощением части энергии электромагнитных колебаний. Затухание радиосигналов пропорционально относительному размеру частиц по отношению к длине волны, их концентрации и диэлектрической проницаемости. Частицы пыли и дыма, благодаря их малым относительным размерам и низкой диэлектрической проницаемости, практически никакого влияния на ослабление сигналов в рассматриваемом диапазоне частот не оказывают. Влияние кристаллов льда в виде ледяных облаков не ощущается, поскольку диэлектрическая проницаемость льда существенно ниже, чем воды. Влияние водяных облаков и тумана так же мало из-за малого размера и концентрации частиц в этих образованиях. В нашем случае ослабление в атмосфере рассчитывается исходя из длинны интервала и коэффициента ослабления в парах воды и кислороде. Коэффициенты ослабления в парах воды и кислороде можно определить из следующего рисунка (7.17).

Рисунок 7.17 – Зависимость коэффициентов поглощения для кислорода О2 и водяных паров Н2О от частоты. А – шкала для О2 и Н2О при f>10ГГц; В –шкала для О2 при f<10Ггц.

Из графика видно что коэффициент поглощения составляет порядком 0.007 дБ/км, следовательно суммарные потери в атмосфере определяющиеся по формуле[1]:

                                                 (7.9)

где: k – коэффициент поглощения. И тогда  

Потери в фидере, обусловлены затуханием сигнала при прохождении его по фидеру, и данные потери рассчитываются по формуле[1]:

                                                (7.10)

где:

  1.   – коэффициент затухания в фидере;
  2.   – протяжённость фидера;

Тогда потери в фидере, при условии что заявленный коэффициент затухания  дБ/м, а рассчитанные по формуле (7.10) равны:  дБ.

Суммарные затухания и усиления в тракте  без учета запаса на замирание[1]:

                         (7.11)

тогда по формуле (6.11)  дБ.

Рассчитаем предварительный запас на замирание[1]:

(7.12)

где:

  1.   –  ослабление, обусловленное многолучевостью распространения.  – длинна интервала в км.
  2.  ослабление, обусловленное  рельефом поверхности.

А-коэффициент неравномерности рельефа, равный для пересеченной местности 1.

В-коэффициент преобразования вероятности худшего месяца года в среднегодовую, равный для умеренного и континентального климата 0.25;

  1.   коэффициент надёжности равный 0.9999.

Тогда предварительный запас на замирание рассчитанный по формуле (7.12) будет равен:  дБ.

Суммарные затухания и усиления в тракте равны[1]:

                                       (7.13)

и тогда суммарные затухания и усиления в тракте рассчитываются по формуле (7.13) будут равны:  дБ.

Сопоставление величины потерь с коэффициентом системы. Коэффициент системы показывает, какие потери аппаратура способна перекрыть[1]:

                                          (7.14)

и тогда соответственно коэффициент системы рассчитанный по формуле (6.14) равен  дБ.

Сравним коэффициент системы с величиной потерь на интервале:  

Таким образом, получаем разницу между коэффициентом системы и суммарными затуханиями и усилениями на тракте 2.8 дБ. Эта разница может служить резервом системы и использоваться при появлении необходимости, дождь высокой интенсивности, туман, снег. Так же можем использовать ее уменьшения энергопотребления системы и добиваясь минимальной разницы между коэффициентом системы и всеми потерями в тракте .

На основе данных полученных при расчёте энергетики системы построим диаграмму уровней.

              7.3 Расчёт основных технических параметров антенн базовых

                    станций

В ходе расчёта было установлено, что необходимый коэффициент усиления антенн составляет 10 дБ. Коэффициент усиления однозначно связан с диаметром антенны формулой[1]:

                                                                  (7.15)

где:

  1.  dдиаметр антенны;
  2.    длинна волны;
  3.    коэффициент использования поверхности.

Далее из формулы (7.15) выразим диаметр антенны, и в итоге получим[1]:

                                        ,                                               (7.16)

рассчитаем необходимый радиус антенны, учитывая что:  метра,  и , тогда   метра. Далее зная необходимый радиус антенны мы можем рассчитать все основные её геометрические размеры.

Рисунок 7.19 – Основные геометрические размеры параболической антенны

Сначала найдём фокусное расстояние параболической антенны, данное расстояние определяется из соотношения[1]:

                                                   (7.17)

Тогда фокусное расстояние будет равно:  метра. Далее определим глубину зеркала[1]:

                                          .                                                     (7.18)

В итоге получим глубину зеркала равную: . Далее проведём расчёт угла апертуры:

                                                                 (7.19)

угол апертуры в итоге равен: .

              7.4 Расчёт системных параметров качества

Произведём расчёт основных параметров качества радиосистемы. Рассчитаем  – процент времени, при котором ослабление опускается ниже минимально допустимого значения множителя ослабления. Изначально необходимо определить затухание в гидрометеорах, данное затухание, определяется по формуле[1]:

                                       (7.20)

в данном выражении представлено два параметра  – коэффициент ослабления  в гидрометеорах,    который рассчитывается как[1]:

                                                 (7.21)

где:

  1.  интенсивность дождя
  2.  коэффициенты, для Республики Беларусь соответственно равные ,

Так же присутствует параметр эффективная длинна интервала, в пределах которой коэффициент ослабления  является постоянной величиной, данный параметр определяется по следующей формуле[1]:

.                              (7.22)

Для наглядности построим графическую зависимость затухания в гидрометеорах от интенсивности дождя.

Рисунок 7.20 – Зависимость  затухания в гидрометеорах от интенсивности дождя.

Таким образом, из рисунка (7.20) видно, что запас на замирание может перекрыть ослабления, вызванные дождем, интенсивностью в 135 мм/ч. Далее для определения значение  используем номограмму статистического распределения среднеминутных значений интенсивности дождей для Республики Беларусь.

Рисунок 7.21 –  Номограмма статистического распределения

среднеминутных значений интенсивности дождей для Республики Беларусь.

Республика Беларусь на номограмме отмечена 4 кривой. Из номограммы видно, что вероятность возникновения дождя   в Республике Беларусь интенсивностью 135 мм/ч равна 0.0008% времени.

8 ОЦЕНКА ЗАТРАТ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ

  СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО

  РАЗНЕСЁННЫХ ОБЪЕКТОВ   

8.1 Характеристика объекта

За последние годы видеонаблюдение стало неотъемлемой частью комплексной системы безопасности объекта, поскольку современные системы видеонаблюдения позволяют не только наблюдать и записывать видео, но и программировать реакцию всей системы безопасности при возникновении тревожных событий или ситуаций.

Проектируемая система представляет собой систему видеонаблюдения за участком государственной границы республики Беларусь - «Варшавский мост». Общая протяжённость участка составляет порядка 700 метров и на данном отрезке необходимо разместить 8 камер наружного наблюдения. Так как система рассчитана на работу и в ночное время, то каждая камера оснащается инфракрасной подсветкой. Система передачи информации будет построена на основе технологии Wi-Fi.

Осуществим расчет сметной калькуляции проектируемой сети согласно методического пособия «Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. Часть 2. Расчет экономической эффективности инвестиционных проектов».

Технико-экономическое обоснование посвящено решению  следующих задач:

- расчет сметы затрат на проектирование;

- расчет сметы затрат на строительство.

8.2 Расчёт затрат на проектирование системы видеонаблюдения

Таблица 8.1  – Расчет основной заработной платы исполнителей

Исполнитель

Количество исполнителей

Трудоемкость, мес.

Месячная заработная плата, тыс.руб.

Сумма, тыс.руб.

1. ГИП

1

1

1800

1800

2. Инженер-проектировщик

1

1

1500

1500

3.  Инженер-системотехник

1

1

1500

1500

4. Техник-проектировщик

2

1

900

1800

Всего, основная заработная плата

6600

Основная заработная плата составляет:

В статью затрат «Дополнительная заработная плата» входят выплаты стимулирующего характера. Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле [6]:

где НД – норматив дополнительной заработной платы, НД = 20%. =

Отчисления в фонд социальной защиты населения рассчитываются по формуле [6]:

где НСОЦ  – ставка отчислений в Фонд социальной защиты населения, НСОЦ= =34%. И тогда:

Отчисления в бюджет рассчитываются по формуле [6]:

где НБ  – норматив отчислений в бюджет, НБ = 1%.

Командировочные расходы рассчитываются по формуле [6]:

где НК  – норматив на командировочные расходы, НК = 10%.

Прочие расходы включаю в себя всевозможные мелкие затраты и рассчитываются по формуле [6]:

где НПР − норматив прочих расходов, НПР = 8%. И тогда

В статью затрат «Накладные расходы» включается административно-хозяйственные расходы, расходы по обслуживанию работников, расходы на организацию работы, прочие расходы и рассчитывается по формуле [6]:

где ННАКЛ – норматив накладных расходов, ННАКЛ = 170%.

Полная себестоимость проекта рассчитывается по формуле [6]:

                   

и тогда,=6600+1320+2693+80+660+528+11220=23101 тыс.руб.

Плановая прибыль [6]:

где РП – уровень рентабельности проекта, равный 20%.

Отпускная цена без НДС [6]:

 

и тогда получим  Ц*=23101+4621=27722 тыс.руб.

НДС рассчитывается от отпускной цены [6]:

где НДС – ставка налога на добавленную стоимость, НДС = 20%.

Зная величину НДС, можно вычислить отпускную цену с НДС [6]:

И тогда ЦОТП =27722+5545=33276 тыс.руб.

Результаты проделанных расчётов приведены в таблице 8.2.

   Таблица 8.2 – Расчет затрат на проектирование

Наименование статьи затрат

Условные обозначения

Сумма,

тыс. руб.

Основная   заработная плата     исполнителей

ЗО

6600

Дополнительная заработная плата исполнителей

ЗД

1320

Отчисления в Фонд социальной защиты

РСОЦ

2690

Отчисления в бюджет

РБ

80

Командировочные расходы

РК

660

Прочие расходы

РПР 

528

Накладные расходы

РНАКЛ

11220

Полная себестоимость проекта

СП

23101

Плановая прибыль

ПП

4621

Отпускная цена без НДС

Ц*

27722

НДС

НДС

5545

Отпускная (свободная) цена

ЦОТП. ПР.

33276

8.3 Расчёт затрат на внедрение системы видеонаблюдения

  Таблица 8.3  – Расчет затрат на оборудование

Статья затрат

Стоимость единицы оборудования,

тыс. руб.

Необходимое количество оборудования,

шт.

Общая стоимость,   тыс. руб.

1

Базовая станция Wi-Fi

423

1

423

2

Абонентская станция Wi-Fi

235

8

1880

3

Сервер

6600

1

6600

4

Вышки

385

9

3465

5

Камера видеонаблюдения

11715

8

93720

Итого

106088

  Таблица 8.4  – Расчет затрат на материалы

Статья затрат

Общая стоимость,   тыс. руб.

1

Кабельная продукция

180

2

Материалы установки вышек

2370

3

Материалы прокладки кабельных линий

410

Итого

2960

 Подсчитаем затраты на оборудование и материалы (транспортные затраты примем равными 5%): РМК=1.05·(106088+2960)=114500 тыс.руб.

Таблица 8.5 – Расчет основной заработной платы исполнителей

Исполнитель

Количество исполнителей

Трудоемкость, мес.

Месячная заработная плата одного специалиста, тыс.руб.

Сумма, тыс.руб.

1. Монтажник

3

2

2100

12600

2. Инженер испытательной лаборатории

1

1

1700

1700

3. Начальник испытательной лаборатории

1

1

2000

2000

4. Главный инженер

1

2

2500

5000

Всего, основная заработная плата

21300

Основная заработная плата составляет:

В статью затрат «Дополнительная заработная плата» входят выплаты стимулирующего характера. Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле [6]:  

где НД – норматив дополнительной заработной платы, НД = 20%. И тогда

Отчисления в фонд социальной защиты населения рассчитываются по формуле [6]:

где НСОЦ – ставка отчислений в Фонд социальной защиты населения,   НСОЦ = =34%. И тогда  тыс. руб.

Отчисления в бюджет рассчитываются по формуле [6]:

где НБ  – норматив отчислений в бюджет, НБ = 1%. И тогда мы получим    тыс. руб.

Командировочные расходы рассчитываются по формуле [6]:

где НК  – норматив на командировочные расходы, НК = 10%. И тогда

Прочие расходы включаю в себя всевозможные мелкие затраты и рассчитываются по формуле [6]:

где НПР − норматив прочих расходов, НПР = 8%. И тогда

В статью затрат «Накладные расходы» включается административно-хозяйственные расходы и прочие расходы рассчитывается по формуле [6]:

где ННАКЛ – норматив накладных расходов, ННАКЛ = 170%, и тогда

Полная себестоимость проекта рассчитывается по формуле [6]:

                        СП = РМК + ЗО + ЗД + РСОЦ + РБ + РК + РПР + РНАКЛ                

И тогда СП =114500+21300+4260+8690+256+2130+1704+36210=189050 тыс.

Плановая прибыль:

где РП – уровень рентабельности проекта, равный 20%.

Отпускная цена без НДС:

 

и тогда получим  Ц*=189050+37810=226860 тыс.руб.

НДС рассчитывается от отпускной цены:

где НДС – ставка налога на добавленную стоимость, НДС = 20%.


и тогда ЦОТП =226860+45372=272232 тыс.руб.

  Таблица 8.6  – Расчет затрат на строительство

Наименование статьи затрат

Условные обозначения

Сумма,

тыс. руб.

Материалы и оборудование

РМК

114500

Основная   заработная плата     исполнителей

ЗО

21300

Дополнительная заработная плата исполнителей

ЗД

4260

Отчисления в Фонд социальной защиты

РСОЦ

8690

Отчисления в бюджет

РБ

256

Командировочные расходы

РК

2170

Прочие расходы

РПР 

1704

Накладные расходы

РНАКЛ

36210

Полная себестоимость проекта

СП

189050

Плановая прибыль

ПП

37810

Отпускная цена без НДС

Ц*

226860

НДС

НДС

45372

Отпускная (свободная) цена

ЦОТП. М.

272232

Итоговая стоимость внедрения проекта складывается из стоимости создания проекта и стоимости строительства и составляет:

Ц= ЦОТП. ПР.. + ЦОТП. М. =33276+272232=305508тыс.руб.

9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ    

  ПОЛЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОГО                                                                           

  ДОСТУПА НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ WI-FI.

 

Диапазон работы проектируемой системы находится в пределах 2230-2550 МГц, при этом её максимальная излучаемая мощность составляет 38 дБм. Так же необходимо отметить, что оборудование имеет встроенную функцию дистанционного управления, и поэтому не требует постоянного контроля. Но предполагается выполнение следующих наладочных и ремонтных работ:

  1.  выявление и устранение дефектов, замена вышедших из строя деталей и узлов;
  2.  включение и проверка работоспособности;
  3.  измерение параметров цифровых станций с помощью контрольно-измерительной аппаратуры.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод о том, что персонал будет подвергаться воздействию вредных факторов при выполнении наладочных и ремонтных работ. К перечню основных источников электромагнитных полей проектируемой системы можно отнести:

  1.  открытые участки контрольно-измерительной аппаратуры;
  2.  неэкранированные высокочастотные выводы;
  3.  антенные системы.

В установленных абонентских передающих станциях имеются передающие антенны, которые являются источниками электромагнитного излучения. Исходя из технологических требований построения системы беспроводного доступа, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90%) сосредоточена в довольно узком луче. Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны приёмопередающих станций, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы, что сводит к минимуму облучение пользователей. А сигнал базовой станции на которой установлена секторная антенна с широкой диаграммой направленности, доходит до абонентов сильно ослабленным и потому тоже не несёт вредного действия.

Основными причинами и источниками облучения наладчиков электромагнитными излучениями являются:

  1.  некачественное выполнение и соединение всех элементов ВЧ трактов;
  2.  неправильное расположение рабочего места относительно источника излучения.

При воздействии электромагнитного поля СВЧ диапазона на организм человека происходят определенные функциональные сдвиги со стороны нервной, сердечнососудистой и дыхательной систем, изменяются показатели крови, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез. Но по субъективным ощущениям и объективным реакциям организма человека не наблюдается особых различий при воздействии всего диапазона радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ, но наиболее характерны проявления и неблагоприятны последствия воздействия СВЧ электромагнитных волн.

Значительное влияние на  электромагнитный фон Земли, который ранее формировался главным образом за счет естественных источников космического, земного и околоземного происхождения, стали оказывать искусственные источники электромагнитного поля (ЭМП).

Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.  Общим в характере биологического действия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который выражается в нагреве отдельных тканей или органов. Особенно чувствительны к тепловому эффекту хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь и некоторые другие органы.

Технические параметры оборудования системы, влияющие на экологическую безопасность представлены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Основные технические параметры проектируемой системы

№ п/п

Наименование параметра

Фактическое значение параметра

Рабочие полосы радиочастот, МГц

2412-2462

2

Максимальная выходная мощность передатчика базовой станции, дБм

38

3

Максимальная выходная мощность передатчика абонентской станции , дБм

18

4

Коэффициент усиления антенн базовой станций и абонентской станции , дБ

10

5

Ширина диаграммы направленности антенн базовой станций и абонентской станции по уровню минус 3 дБ:

  1.  в горизонтальной плоскости, ˚
  2.  в вертикальной плоскости, ˚

60 и 16

26 и 10

6

Высота подвеса антенны базовой станции, м

34

7

Высота подвеса антенны абонентской станции, м

6,885

8

Время работы в сутки базовой станции, ч

8,885

9

Время работы в сутки абонентской станции, ч

24

Так как технические характеристики абонентских  станций одинаковые, расчеты проведём для одного интервала.

В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность электромагнитного поля (ЭМП) характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ), энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия (Т)  и рассчитывается по формуле [4]:

   (8.1)

Предельно допустимые уровни ППЭ ЭМИ в частотном диапазоне  300 МГц - 300 ГГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формуле[4]:

   (8.2)

где  

  1.  ППЭПДУ  - предельно допустимый уровень плотности потока энергии, Вт/м2;
  2.  ЭНППЭ – энергетическая экспозиция плотности потока энергии , для диапазона частот 300 МГц - 300 ГГц  ПДУ равен 2 Вт∙ч/м2 ;
  3.  К- коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 1 для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн;
  4.  Т- время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Подставляя известные значения в формулу (8.2), получаем ППЭПДУ=0,25 Вт/м2 при восьмичасовом облучении.

Санитарно-защитной зоной (СЗЗ) является площадь, примыкающая к территории радиотехнического объекта, внешняя граница которой определяется на высоте 2 м от поверхности земли по значению предельно допустимого уровня напряженности ЭМП. Внешняя граница зоны ограничения застройки (ЗОЗ) определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки, на уровне верхнего этажа которых уровни ЭМП не превышают предельно допустимых уровней.

Поверхностная ППЭ ЭМП в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц определяется по формуле [5]:

                                 (8.3)

где  

  1.  P – мощность передатчика, Вт;
  2.  G – коэффициент усиления антенны;
  3.   – коэффициент потерь в антенно-фидерном тракте;
  4.  R – расстояние от геометрического центра антенны до расчетной точки, м;
  5.  F(φ) – нормированная диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости;
  6.  F(θ) – нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости;
  7.  φ и θ – углы места и азимута соответственно, град;
  8.  К=1,5 – коэффициент, учитывающий влияние подстилающей поверхности.

Исследование проводим в направлении главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости ( F(φ)=1).

В качестве нормированной диаграммы направленности в вертикальной плоскости,  ввиду отсутствия экспериментальных характеристик, целесообразно выбрать аппроксимацию главного лепестка кривой Гаусса, которая определяется, как[5]:

(θ)=exp(-0.069),     (8.4)

где θ0.5 - ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости на уровне 0,5.

Для проектируемого радиотехнического оборудования P=5600 мВт,  G=10 дБи, , Kф=1,5. При расчёте принималось θ=1 (F(θ)=1), для всех других углов θ, значения поверхностной плотности потока энергии не будут превышать рассчитанных значений. Выразив R из формулы и подставив расчётные значения, получим:

                                    =                                      

Радиус СЗЗ для абонентской станции, исходя из формулы (8.4) равен 51 м. Таким образом, при восьмичасовой работе станции  на расстоянии 51 м создаваемая ППЭ не будет превышать предельно допустимого значения. Учитывая расположение центра управления на расстоянии в 5 км, воздействию ЭПМ могут быть подвержены лица, непосредственно находящиеся вблизи антенны.

                                       =               

             

Радиус СЗЗ для базовой станции, исходя из формулы (8.4) равен 5.1 м.

Таким образом, при восьмичасовой работе станции  на расстоянии 5.1 м создаваемая ППЭ не будет превышать предельно допустимого значения. Учитывая расположение излучающей антенны на уровне 7 м над поверхностью земли, воздействию ЭПМ могут быть подвержены лица, непосредственно находящиеся вблизи антенны.

Для снижения интенсивности поля в рабочей зоне принято применять инженерно-технические способы и средства, а также организационные и лечебно-профилактические мероприятия.

К организационным мероприятиям относятся следующие:

  1.  Рациональное размещение оборудования, излучающего электромагнитную энергию.
  2.  Удаление рабочих мест и мест несения службы от источника ЭМП.
  3.  Установление рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала, а также проведения инструктажа о правилах техники безопасности при работе в радиочастотном поле, проведение систематического контроля ЭМП на рабочих местах.

Для исключения возможности переобучения работающих в помещении за счет отражения от экранирующих поверхностей, все внутренние поверхности облицовываются радиопоглощающим материалом.

Контрольные измерения плотности потока энергии ЭМП следует проводить не реже одного раза в год, а также в следующих случаях:

  1.  При вводе в действие новых установок.
  2.  При внесении изменений в конструкцию, размещение и режим работы действующих установок.
  3.  Во время и после проведения ремонтных работ, которые могут сопровождаться изменением излучаемой мощности.
  4.  При внесении изменений в средства защиты от ЭМП.
  5.  При организации новых рабочих мест.

Лечебно-профилактические мероприятия направлены на предупреждение заболевания, которое может быть вызвано воздействием ЭМП, а также на своевременное лечение работающих при обнаружении заболевания.

Для предупреждения профессиональных заболеваний лиц, работающих в условиях ЭМП, следует применять такие меры, как: предварительный (для поступающих на работу) и периодический (не реже одного раза в год) медицинский контроль, а также ряд мер, способствующих повышению устойчивости организма человека к действию ЭМП.

Медицинский контроль позволяет выявить людей с такими патологическими изменениями в организме, при которых работа в условиях облучения ЭМП запрещена, и определить необходимость проведения лечения.

К мероприятиям, способствующим повышению сопротивления организма к ЭМП, могут быть отнесены:

  1.  Регулярные физические упражнения.
  2.  Рационализация времени труда и отдыха.
  3.  Использование специализированных лекарственных препаратов и общеукрепляющих витаминных комплексов.

В качестве инженерно-технических методов и средств применяются:

  1.  Экранирование излучателей, помещений или рабочих мест.
  2.  Уменьшение напряженности и плотности потока энергии в рабочей или жилой зоне за счет уменьшения мощности источника (если позволяют технические условия) и использование ослабителей (аттенюаторов) мощности и согласованных нагрузок (например, эквивалентов антенн).
  3.  Применение средств индивидуальной зашиты.

В качестве защиты персонала от электромагнитного излучения в данном случае бут приняты организационно-технические меры, а именно:

  1.  Регулярное проведение инструктажа по технике безопасности при работе в радиочастотном поле;
  2.  Регулярный контроль уровня электромагнитного поля;
  3.  Координация между работниками, выполняющими работы в зоне действия радиоволн, и инженерно-технические мероприятия, а именно  уменьшение мощности источника радиоизлучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате дипломного проектирования был проведён тщательный библиографический и патентный поиск. Основным итогом библиографического и патентного поиска стал выбор структурной схемы системы видеонаблюдения. В качестве основы для системы видеонаблюдения была выбрана сетевая модель. Данный выбор был продиктован рядом объективных причин приведенных выше.

На основе полученных структурных схем был произведён выбор оборудования и дана его сравнительная характеристика.  В основе выбора оборудования лежал принцип минимизации расходов при сохранении заданных параметров качества. Данный принцип был взят за основу, так как в ближайшее время не предвидится модернизации или расширения  проектируемой системы.

На основе выбранного оборудования был составлен ситуационный план, а так же произведён технический расчёт системы. В ходе технического расчёта были получены основные технические параметры системы. Были получены необходимые высоты подвеса антенн, при данном расчёте были получены радиусы первой зоны Френеля для всех интервалов, а основным условием являлось отсутствие закрытых или полузакрытых интервалов. Расчёт энергетического потенциала радиолинии был произведён на основе параметров оборудования и при учёте потерь сигнала в свободном пространстве. Так же были получены основные параметры антенн базовых станций. И был произведён расчёт системных параметров качества, на основе зависимость  затухания в гидрометеорах от интенсивности дождя и статистического распределения среднеминутных значений интенсивности дождей для Республики Беларусь.

Далее был произведён экономический расчёт затрат на проектирование и внедрение системы видеонаблюдения, а так же расчёт санитарных зон, в виду наличия излучателей в составе системы.

В итоге можно сделать вывод о том, что спроектированная система видеонаблюдения является экономичной и простой в эксплуатации. Она позволяет вести круглосуточный контроль за границей Республики Беларусь на необходимо высоком качестве. А экономический расчёт показывает относительно малою стоимость системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате дипломного проектирования был проведён тщательный библиографический и патентный поиск. Основным итогом библиографического и патентного поиска стал выбор структурной схемы системы видеонаблюдения. В качестве основы для системы видеонаблюдения была выбрана сетевая модель. Данный выбор был продиктован рядом объективных причин приведенных выше.

На основе полученных структурных схем был произведён выбор оборудования и дана его сравнительная характеристика.  В основе выбора оборудования лежал принцип минимизации расходов при сохранении заданных параметров качества. Данный принцип был взят за основу, так как в ближайшее время не предвидится модернизации или расширения  проектируемой системы.

На основе выбранного оборудования был составлен ситуационный план, а так же произведён технический расчёт системы. В ходе технического расчёта были получены основные технические параметры системы. Были получены необходимые высоты подвеса антенн, при данном расчёте были получены радиусы первой зоны Френеля для всех интервалов, а основным условием являлось отсутствие закрытых или полузакрытых интервалов. Расчёт энергетического потенциала радиолинии был произведён на основе параметров оборудования и при учёте потерь сигнала в свободном пространстве. Так же были получены основные параметры антенн базовых станций. И был произведён расчёт системных параметров качества, на основе зависимость  затухания в гидрометеорах от интенсивности дождя и статистического распределения среднеминутных значений интенсивности дождей для Республики Беларусь.

Далее был произведён экономический расчёт затрат на проектирование и внедрение системы видеонаблюдения, а так же расчёт санитарных зон, в виду наличия излучателей в составе системы.

В итоге можно сделать вывод о том, что спроектированная система видеонаблюдения является экономичной и простой в эксплуатации. Она позволяет вести круглосуточный контроль за границей Республики Беларусь на необходимо высоком качестве. А экономический расчёт показывает относительно малою стоимость системы.

Список литературы

[1] Немировский, А. С. Радиорелейные и спутниковые системы передачи/ О. С. Данилович, Ю. И. Маримонт – М.: Радио и связь, 1986. – 392с.

[2] Гедзберг, Ю. М. Охранное телевидение / Ю. М. Гедзберг – М.: Горячая линия - Телеком, 2005. – 310с.

[3] Дамьяновский, В. CCTV. Библия охранного телевиденья / В. Дамьяновский – М.: ООО «ИСС», 2002. – 352с.

[4] СанПиН 2.2.4/2.1.8.9-36-2002 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)».

[5]  Н.К. Бабель, Н.Ф. Матохтна, А.В. Лепехин  Определение уровней электромагнитных излучений радиотехнических средств высокочастотного, очень высокочастотного, ультравысокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов. — 2008.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Справка о патентном исследовании

Наименование объекта поиска: Способы организации систем видеонаблюдения; оборудование систем видеонаблюдения, основные технологии применяющиеся при построении систем видеонаблюдения.

Поиск был выполнен по информационно-поисковым системам www.fips.ru, www.wipo.int и www.uspto.gov за 2004-2010 год.

Таблица А.1 – справка об исследовании патентной литературы

Название выявленных аналогов, источников

Отличительные признаки, сущность аналогов

[А.1] Патент: 2003103729/09, РФ

МПК: H04L12/54

«Способы взаимодействия различных протоколов потокового видео Ethernet, при взаимодействии с технологией Wi-Fi»

Источник:

www.fips.ru.

         Цель изобретения: обеспечение устойчивую работу в широком диапазоне скоростей и необходимого качества обслуживания мультимедийного трафика разных классов обслуживания при передаче трафика различного вида: данных, речи, видео и т.д., по сетям Ethernet, использующим в качестве технологии передачи технологию Wi-Fi.

          Состав изобретения: программное обеспечение мультимедийной сети, ориентированной на совместную работу технологий Ethernet и Wi-Fi.

[А.2] Патент: 1290122007/05, Великобритания

МПК: H04N 7/18

«Питание удалённого устройства через витую пару в сети Ethernet»

Источник: www.wipo.int.

         Цель изобретения: обеспечить возможность передавать удалённому устройству вместе с данными электрическую энергию через стандартную витую пару в сети Ethernet.

          Состав изобретения: PoE адаптер, управляющее устройство PoE, программное обеспечение необходимое для совместной работы оборудования.

Продолжение таблицы А.1

Название выявленных аналогов, источников

Отличительные признаки, сущность аналогов

[А.3] Патент: 0241930004/04, США

МПК: F21V 23/00

«Инфракрасный прожектор для работы с переменным полем зрения»

Источник: www.wipo.int.

         Цель изобретения: обеспечить возможность производить удалённое видеонаблюдение в тёмное время суток с возможностью увеличение изображения.

          Состав изобретения: инфракрасный прожектор программно сопряжённый с видеокамерой, что позволяет ему изменять угол и интенсивность инфракрасного излучения в зависимости от состояния объектива видеокамеры, что позволяет значительно увеличить чёткость изображения при увеличении или уменьшении изображения.

[А.4] Патент: 0864264358/06, США

МПК: G06K 9/36

«H.264 квантование»

Источник: www.wipo.int.

         Цель изобретения: Обеспечить возможность компрессии видеоинформации, для уменьшения необходимой скорости передачи.

          Состав изобретения: набор программных средств необходимых для компрессии видеоинформации.

По результатам патентного поиска можно сделать вывод, что построение систем видеонаблюдения является актуальной задачей, однако фокус сместился с разработки принципов и технологий на совершенствование уже имеющихся, а также организацию взаимодействия данных систем с мультисервисными сетями, построенными на различных технологиях.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37053. Осторожно мошенники. Классный час 65.71 KB
  Речи таких продавцов фальсификаторов могут начинаться словами Мы проводим уникальную акцию с раздачей призов Вы можете приобрести супер предметы нетупящиеся ножи эксклюзивные вина. Слова – пустышки Жаргонизмы Канцеляризмы Сквернословие Задания Найти слово которое используется в составе приведенных фразеологизмов. Прочтите слова правильно расставляя ударение Выберите правильный вариант. Слова – пустышки Слайд 2 Это лишние слова словосочетания предложения словапустышки.
37054. НАРКОТИКИ. Классный час 73.5 KB
  Как повашему что такое наркотики Ответы 5 мин. В течение 10 минут каждый ряд должен нарисовать плакат на тему Мы против наркотиков. За 10 минут каждый ряд должен придумать 10 убедительных отказов человеку предлагающему вам наркотик. Как вы думаете можно ли избавиться от наркотической зависимости Каким образом Ответы 5 мин.
37056. Конверт откровения. Классный час 58.5 KB
  Бывает ли любовь с первого взгляда Сколько раз в жизни может любить человек Может ли быть любовь длиною в жизнь Следует ли прислушиваться к мнению других например родителей когда любишь Что делает людей родными Что делать если в равной степени любишь двоих и не в силах сделать выбор в чьюлибо пользу Всегда ли следует говорить любимому человеку правду Стоит ли обсуждать с любимым человеком то что не нравится в ваших с ним отношениях Почему многие считают что романы между учителем и ученицей или...
37057. КЛАССНЫЙ ЧАС, посвященный Дню Победы 63.5 KB
  Ветеранам мы дарим гвоздики Вспоминаем отважных бойцов Не забудем мы подвиг великий Наших дедов и наших отцов Дымова: 9 мая в 67 раз наша страна праздновала День Победы в ВОВ. Карева Какими путями прошли вы солдаты Какие преграды сумели сломить Стираются лица стираются даты Военных дорог никогда не...
37058. Классный час Поговорим о дружбе 20.66 KB
  Ход классного часа: Ребята послушайте стихотворение: Дружба – главное чудо всегдаСто открытий для всех настоящееИ любая беда – не бедаЕсли рядом друзья настоящие. Дружба крепка не лестью а правдой и честью. Дружба как стекло: разобьешь не сложишь.
37060. Интернет и зависимость от него 28.47 KB
  Информацию черпают И чего здесь только нет Как же сеть ту называют Ну конечно Интернет Поднимите руки кто хотя бы один раз играл в Онлайн игры Говорите ли вы с друзьями об играх кодах уровнях и т. Примерно такие вопросы задают психологи когда хотят убедиться страдает ли человек Интернет зависимостью. Я задала эти вопросы не случайно и хочу чтобы вы посмотрели на себя со стороны оценили свое отношение к компьютеру и Интернету.
37061. Минута славы 51 KB
  Ведущий 1 Здравствуйте ребята Сегодня мы рады приветствовать вас на прекрасном мероприятии которое приготовили ваши талантливые одноклассники. Ведущий 2 Вам кажется что вы знаете все о своих одноклассниках Ведущий 3 Вы ошибаетесь Имя фамилия и оценки в классном журнале это еще не все. Ведущий1 Сегодня мы предоставим каждому свою минуту славы И вы увидите что они этой славы достойны. Ведущий 2 Итак сегодня мы проведем игру Минута славы.