Автоматизована система управління відеоспостереженням

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра комп’ютерної інженерії

КУРСОВА РОБОТА

Автоматизовані системи управління телекомунікацій

на тему

Автоматизована система управління відеоспостереженням

Полтава — 2014

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛАСТІ ТА ОБ'ЄКТА ДОСЛІДЖЕННЯ

1. 1 Аналогові системи відеоспостереження

1. 2 Цифрові системи відеоспостереження

1. 3 Відеокамери

2. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОЇ СИСТЕМИ АСУ

2. 1 Обгрунтування вибору Trace Mode

2. 2 Розробка загальної структури керування

2. 3 Основні загальні визначення

2. 4 Послідовність дій по реалізації

3. ТЕСТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АСУ

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Людство зростає чисельно та розвивається інтелектуально у геометричній прогресії. Зростають за обсягом, складністю та якістю його потреби. Відповідно сучасне виробництво в усіх сферах характеризується високою складністю та різноманіттям технологічних процесів. Воно вже неможливе без створення систем керування, які забезпечують його ефективність, надійність та безпеку [1].

Сучасні системи безпеки немислимі без використовування підсистем відеоспостереження. На відміну від охоронних сигналізацій такі підсистеми не тільки повідомляють про факт проникнення на об'єкт, що охороняється, але і надають співробітникам служби безпеки достатньо повну інформацію про зловмисників. Це у свою чергу дозволяє охороні оцінити ступінь небезпеки і ухвалити адекватне рішення, яке при певних обставинах допоможе уникнути безглуздих жертв. Крім того, цінність систем відеоспостереження полягає також і в тому, що зображення з камер може записуватися на аналогові (що сьогодні зустрічається досить рідко) і цифрові носії, які потім можуть бути використані, як доказ вини зловмисників і правильності дій охорони.

Привабливою якістю так само є те, що охоронне відеоспостереження дає прекрасну можливість не тільки фіксувати порушення режиму охорони об'єкта, але і контролювати обстановку навколо об'єкта, визначати причини спрацьовування охоронної сигналізації, вести приховане спостереження і проводити відеозапис місця або предмету, що охороняється, фіксуючи дії порушника.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛАСТІ ТА ОБ'ЄКТА ДОСЛІДЖЕННЯ

Можна виділити основні переваги систем відеоспостереження перед іншими засобами безпеки. Це автоматичне виявлення та відеоконтроль подій, миттєве виявлення несанкціонованого проникнення на територію, що охороняється, виключення помилкових спрацьовувань за рахунок інтелектуальної обробки інформаційних потоків, що надходять, наочне відображення всієї інформації, можливість тісної інтеграції з іншими підсистемами безпеки. Серед недоліків таких систем можна виділити затруднену роботу в несприятливих погодних умовах, наприклад, туман.

Основними критеріями систем відеоспостереження при їх розробці є надійність, інформативність, достовірність і своєчасність.

Перший критерій досягається при використанні тільки найкращих компонентів від ведучих світових виробників, використанням перевірених на практиці і глибоко продуманих конструктивних рішень. Все це дозволяє досягти найбільшого часу роботи системи між відмовами і мінімального періоду відновлення.

Дотримання другого критерію дозволяє забезпечити одночасну і безперервну роботу відеодетекції руху, відеозапису, відображення на екран, відтворення і резервної архівації по кожній з підключених камер. Достовірність — основний критерій для оператора системи і працівників служби безпеки об'єкту на якому встановлена система відеоспостереження. Досягається шляхом мінімізації помилкових спрацьовувань за рахунок інтелектуальних алгоритмів обробки потоків відеоінформації, збільшення зображення за умов недостатньої видимості.

Своєчасність забезпечує прямий доступ авторизованих осіб до відео архівів, показ передісторії подій, тобто відеозаписи, які були отримані за декілька секунд до спрацьовування тривоги, можливість ухвалення рішення системою самостійно без участі оператора, згідно закладеного алгоритму.

В даний час використовується два принципи побудови систем відеоспостереження: аналогові та цифрові. Далі коротко будуть показані та описані схеми побудови цих систем, також спробуємо виділити основні переваги і недоліки кожного виду побудови [2].

1.1 Аналогові системи відеоспостереження

Відеокамера, вона є очима системи. Відеокамера перетворює світловий потік в електричний сигнал, величина якого пропорційна інтенсивності світлового потоку. Потім дані від відеокамери можуть передаватися до подальших пристроїв як по дротах, (коаксіальний кабель, вита пара, оптоволокно), так і по системах радіозв'язку, як правило, працюючі в гігагерцовому діапазоні.

В аналогових системах, щоб ефективно управляти камерами, застосовуються такі пристрої, як перемикачі, мультиплексори і матричні системи.

Перемикач (квадратор) — цей пристрій, що має декілька входів для відеокамер і дозволяє оператору довільно перемикати те, що виводиться на монітор, або записуване зображення з будь-якої камери, або включати послідовне автоматичне перемикання камер. Можливості таких пристроїв обмежені, тому їх застосування доцільно тільки в найпростіших системах.

Мультиплексор — дозволяє виводити на один монітор декілька камер і одночасний запис з декількох джерел відеосигналу. На відміну від квадратора мультиплексор може містити в собі детектор руху та більш ефективно управляти камерами.

Матричні системи — наступний рівень розвитку мультиплексорів. Вони призначені для обслуговування великих підприємств, де встановлено велике число камер і є декілька операторів.

Монітор для відеоспостереження відрізняється від звичайного телевізора більш чітким зображенням і високою роздільною здатністю. Люмінофор, що використовується в таких моніторах, має підвищену стійкість, оскільки зображення може довго залишатися нерухомим.

Як правило, в системах відеоспостереження використовуються спеціальні пристрої запису, що записують на стандартну відеоплівку, але розраховані на більший час запису, оскільки не завжди необхідне плавне зображення з частотою 25 кадрів в секунду. Відеомагнітофони, які найбільш часто застосовуються спільно з системами спостереження, відносяться до класу TLVR (відеомагнітофонів із затримкою часу). Такі пристрої дозволяють стандартну тригодинну плівку «розтягнути» при використанні до 960 годин. Швидкість протягування плівки в даному випадку змінюється східчасто (3 години; 12 годин; 24 години; 48 годин). Крім того, в таких системах можливий запис зображення одночасно з декількох відеокамер [3].

1.2 Цифрові системи відеоспостереження

Відеосигнали від телевізійних камер, встановлених в локальних зонах спостереження, надходять на локальні відеосервери, до кожного локального відеосерверу підключається від 1 до 32 телекамер. Локальний відеосервер здійснює збір, обробку і накопичення відеоінформації.

Потім по високошвидкісному магістральному інтерфейсу потік відеоінформації надходить на пульт відеоконтролю (робоче місце оператора). Оператор залежно від конкретної задачі може спостерігати за кожною локальною зоною на комп’ютерному моніторі. Причому спостереження ведеться в різних режимах: повний екран, поліэкран з тим, що вільно-налаштовується розмір вікна для будь-якої кількості відеокамер. Кожне вікно може супроводитися текстовим заголовком з вказівкою часу, дати, і стану відеокамери. Оператор може здійснювати запис необхідної інформації на різного роду носії інформації. При необхідності оператор може роздрукувати, що його цікавить інформацію на лазерному, або відеопринтері. Приведений вище короткий опис структурних схем цифрових і аналогових систем спостереження, а також використовування додаткової інформації дозволяє сформулювати основні переваги цифрових систем перед аналоговими.

Переваги цифрових систем перед аналоговими:

а) висока якість всієї системи в цілому;

б) можливість зберігання записаної інформації як завгодно довго без втрат в якості;

в) невеликі витрати на технічне обслуговування;

г) одночасна робота режимів запису і відтворення;

д) простота і швидкість пошуку потрібного фрагмента або кадру;

е) простота і надійність копіювання на різні носії (CD, DVD, DDS) при повному збереженні якості вихідного матеріалу при копіюванні;

ж) можливість передачі відеоінформації комп’ютерними мережами;

з) гнучкість і адаптивність (можливість гнучко настроювати систему залежно від виконуваної задачі, що стоїть перед користувачем);

и) можливість допрацювання, модернізації системи, самостійної розробки додаткових додатків;

к) можливість отримання високоякісного зображення;

л) абсолютно стабільний і чіткий стоп — кадр.

Ці чинники зумовили появу на ринку значного числа різних цифрових систем, що відрізняються як за якістю та функціональними можливостями, так і по вартості [3].

1.3 Відеокамери

На даний момент найбільше застосування в CCTV отримали відеокамери на основі CCD матриць (ПЗС-матриця). Основні виробники таких матриць — Sony, Panasonic, Samsung, LG. Їх використання дозволило створити доступні за ціною і достатньо високоякісні вироби широкого застосування. Звичайно різниця між камерами, заснованими на матрицях різних виробників проявляється в складних умовах освітлення. В лінійці кожного виробника присутні як дешеві та стандартні по параметрах матриці, так і матриці підвищеної чутливості.

Назва ПЗС — прилад із зарядним зв’язком — відображає спосіб зчитування електричного потенціалу методом зсуву заряду від фотодетектора до фотодетектора. ПЗС-матриця складається з полікремнія, відокремленого від підкладки силікону, в якій при подачі напруги через полікремнієві затвори змінюються електричні потенціали поблизу електродів. Позитивна напруга на електродах створює потенційну яму, куди спрямовуються електрони з валентної зони, що згенерували фотонами. В цій потенційній ямі заряд зберігається до моменту зчитування. Чим інтенсивніший світловий потік протягом експозиції, тим більше накопичуються електрони в потенційній ямі і тим вище підсумковий заряд даного пікселя. Зчитування підсумкового заряду ПЗС полягає в тому, щоб примусити полікремнієві затвори, крім функції електродів, виконати ще і роль регістрів зсуву, так, щоб вони утворили конвеєрний ланцюжок вздовж однієї осі. При цьому якщо врахувати, що звичайно один піксель формується декількома, наприклад, чотирма електродами, то позмінна подача на них високої або низької напруги за принципом n+1 (1−2, 2−3, 3−4 і т.д.) дозволить накопиченому заряду перетікати по вибраній осі, не втрачаючи своєї величини. Це стає можливим завдяки тому, що, змінюючи конфігурацію потенційного бар'єру, ми зсуваємо потенційну яму з накопиченими в ній зарядами. Причому описаний цикл повторюється до тих пір, поки весь вміст вибраних осей не «перетече» до управляючої логіки, що перетворює заряд, який надійшов, в певний рівень напруги. Власне, такий спосіб передачі заряду і дав назву ПЗС — прилади із зарядним зв’язком ПЗС-сенсор.

Однією з найважливіших характеристик реєструючого пристрою, будь то фотоплівка або ПЗС-матриця, є чутливість — здатність певним чином реагувати на оптичне випромінювання. Чим вище чутливість, тим менша кількість світла потрібна для реакції реєструючого пристрою. Для позначення чутливості застосовувалися різні величини (DIN, ASA), проте зрештою прижилася практика позначати цей параметр в одиницях ISO (International Standards Organization — Міжнародна організація стандартів).

Електронний «затвор» — елемент електронної частини ПЗС-матриці, забезпечуючий можливість зміни часу накопичення електричного заряду. Електронний «затвор» дозволяє отримати прийнятну якість зображення швидкорухаючих об'єктів і забезпечує працездатність камери в умовах високої освітленості.

Електронна діафрагма — елемент електронної частини ПЗС-матриці, який забезпечує автоматичне регулювання витримки залежно від рівня освітленості. Принцип дії її подібний принципу дії «затвора». Звичайно є можливість її відключення.

По виконанню камери можна розділити на наступні типи:

а) модульні камери — безкорпусні пристрої, призначені для установки в різні корпуси (кожухи, півсфери і т.п.);

б) міні відеокамери — відеокамери в квадратних або циліндрових корпусах, звичайно вживаних як готовий виріб для установки всередині приміщень;

в) купольні відеокамери — звичайно представляють собою півсферу, встановлювану на стелю в приміщенні;

г) корпусні камери — окремий пристрій, який може бути використаний в різних умовах, як всередині, так і при використанні термокожухів з підігрівом зовні приміщення. Для функціонування даної камери потрібен об'єктив;

д) вуличні відеокамери — будь-яка відеокамера, встановлена у відповідний термокожух з обігрівом, або спеціальна відеокамера придатна до експлуатації зовні приміщень;

е) керовані (поворотні відеокамери) — комбінований пристрій, який складається з камери, трансфокатора і поворотного пристрою. Найбільше розповсюдження отримали, так звані, інтегровані камери виконані у вигляді купола.

По типу вихідного сигналу відеокамери підрозділяють на аналогові і цифрові (IP камери).

Важливим атрибутом камери є об'єктив.

Об'єктив — пристрій, призначений для фокусування світлового потоку на матриці відеокамери, рівнозначне лінзі, проектуючи зображення на площину. Складається з набору лінз (в деяких телеоб'єктивах — дзеркал) розрахованих для взаємної компенсації аберації і зібраних в єдину систему усередині оправи. Також, залежно від призначення і конструкції, може включати наступні елементи: діафрагму, для управління кількістю пройденого світла систему фокусування, затвор [4].

2. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОЇ СИСТЕМИ АСУ

2.1 Обгрунтування вибору Trace Mode

Створення сучасних систем управління базується на розробці і застосуванні адаптивних інтелектуальних систем, функціонування яких неможливе без використовування розвинутої обчислювальної мережі, що включає персональні комп’ютери (ПК), мікроконтролери і широкий набір модулів введення-виведення. Ускладнення технологічних процесів і виробництв ставить задачі створення розподілених ієрархічних систем (АСУТП) і їх крізного програмування, що пояснює появу нових комп’ютерних технологій для інтегрованих систем, об'єднуючих всі рівні виробництва. Як приклад може бути SCADA-система (Supervisory Control And Data Acquisition), призначена для проектування і експлуатації розподілених автоматизованих систем управління. Судячи з назви, SCADA-система призначена для диспетчерського управління і збору даних.

Потрібно відзначити, що Trace Mode містить рекордну кількість бібліотек ресурсів, готових до використання в прикладних проектах. Вона має вбудовані безкоштовні драйвери до більш ніж 1600 контролерів і плати введення-виведення, понад 600 анімаційних об'єктів, більше 150 алгоритмів обробки даних і управління, комплексні технологічні об'єкти. Режим автобудування, використовуваний в Trace Mode, миттєво формує базу тегів для операторських станцій, контролерів та ОРС серверів, налаштовує мережні зв’язки, будує систему документування та графічний інтерфейс.

Всі програми, що входять в Trace Mode, підрозділяються на дві групи (див. рис. 2. 1): інструментальну систему розробки та виконавчі модулі (runtime). Як видно з рис. 2.1 інструментальна система розробки містить три редактори: редактор бази каналів, редактор представлення даних, редактор шаблонів [6].

В редакторі бази каналів створюється математична основа системи управління: описуються конфігурації всіх робочих станцій, контролерів та УСО, а також налаштовуються інформаційні потоки між ними. Тут же описуються вхідні і вихідні сигнали та їх зв’язок з пристроями збору даних та управління, задаються періоди опиту, або формування сигналів, налаштовуються закони первинної обробки та управління, технологічні межі, програми обробки даних і управління, здійснюється архівація технологічних параметрів, мережний обмін, а також розв’язуються деякі інші задачі.

Рис. 2.1. Структура Trace Mode

Результатами роботи в цьому редакторі є математична таі інформаційна структура проекту, які включають набір баз каналів і файлів конфігурації для всіх контролерів та операторських станцій (вузлів) проекту, а також файл конфігурації всього проекту з розширенням cmt. Вся решта файлів проекту зберігається в робочій директорії в каталозі, ім'я якого співпадає з ім'ям файлу конфігурації.

В редакторі представлення даних розробляється графічна частина проекту системи управління. Серед цих форм присутні такі, як поля висновку числових значень, графіки, гістограми, кнопки, області введення значень і переходу до інших графічних фрагментів і т.д. Окрім стандартних форм відображення, Trace Mode дозволяє вставляти в проекти графічні форми представлення даних або управління, розроблені користувачами. Всі форми відображення інформації, управління і анімаційні ефекти зв’язуються з інформаційною структурою, розробленою в редакторі бази каналів. Для розробки шаблонів документів до складу інструментальної системи включений редактор шаблонів.

2.2 Розробка загальної структури керування

Зображення від камер передається по дротах, або бедротовим способом. Якщо відеокамер не багато, то зображення від них можна записувати на відеореєстратори (відеомагнітофони), або виводити на монітори. Відеореєстратори записують зображення від камер, як на стандартні відеокасети, так і на жорсткі носії в цифровому форматі. Цифрові відеореєстратори обробляють зображення в кадрі, реагують на рух і записують. Якщо система відеоспостереження складна і складається з безлічі камер, то зображеннями від них можна управляти, документувати, аналізувати за допомогою систем комутації, обробки зображення (квадратори, мультиплексори і т.д.) і систем управління (системні контроллери). Пристрої обробки аналізують відеозображення, переводять відеозображення від камер в необхідний формат, і передають на монітори. Квадратори виводять зображення від камер на один монітор одночасно. Мультиплексори призначені для послідовного запису відеозображення з камер на відеореєстратор. Мультиплексори дають можливість переглянути відеозображення з декількох камер одночасно і переглянути наперед записане відео [2].

2.3 Основні загальні визначення

Проект системи управління — це сукупність всіх математичних і графічних елементів системи, що функціонують на різних операторських станціях і контролерах однієї АСУ, з'єднаних інформаційними зв’язками і єдиною системою архівації. Підсумком розробки проекту є створення файлів, що містять необхідну інформацію про алгоритми роботи АСУ. Ці файли потім розміщуються на апаратних засобах (комп'ютерах і контролерах) та виконуються під управлінням виконавчих модулів Trace Mode.

Складова частина проекту, розміщувана на окремому комп’ютері, або в контролері та виконувана під управлінням одного, чи декількох виконавчих модулів Trace Mode, називається — вузлом проекту.

Вузол — будь-який пристрій в рамках проекту, в якому запущено програмне забезпечення Trace Mode, що реалізовує серверні функції. Це може бути контролер, операторська станція, або архівна станція. В проекті не може бути більш 128 вузлів. В загальному випадку розміщення вузла на тому ж апаратному засобі, на якому він повинен виконуватися під управлінням монітора, не є обов’язковим — монітори можуть завантажувати вузли з видалених апаратних засобів.

База каналів — сукупність всіх каналів, математичних об'єктів, FBD-програм та IL-програм, створених для кожного конкретного вузла.

Об'єкт бази каналів — сукупність будь-яких каналів, якій приписаний певний набір властивостей і атрибутів.

Канал (базове поняття системи) — це структура, що складається з набору змінних та процедур, має налаштування на зовнішні дані, ідентифікатори і період перерахунку її змінних. Ідентифікаторами каналу є: ім'я, коментар і кодування. Серед змінних каналу виділяються чотири основні значення: вхідне (In), апаратне (A), реальне ® і вихідне (Q). За допомогою налаштувань вхідне значення каналу зв’язується з джерелом даних, а вихідне — з приймачем.

Вхідний канал запрошує дані у зовнішнього джерела (контролер, інший МРВ та ін.), або значення системних змінних (лічильник помилок, довжина архіву та ін.). Отримане значення поступає на вхід каналу і далі перераховується в апаратне і реальне значення. Апаратне значення в каналів типу Input формується масштабуванням (логічною обробкою для дискретних каналів) вхідних значень. Процедури, що використовуються, забезпечують первинну обробку даних. Вихідні значення в каналах типу Input не використовуються. Вихідний канал передає дані приймачу. Приймач може бути зовнішнім, або внутрішнім — одна з системних змінних. І зовнішні, і внутрішні приймачі даних зв’язуються з вихідними значеннями каналів. У каналів типу Output їх вхідне значення формується одним з наступних способів:

— процедурою управління даного каналу;

— процедурами управління, або трансляція інших каналів;

— метапрограмою на мові Техно IL.

Каналом видаленого вузла (наприклад, по мережі); оператором за допомогою управляючих графічних форм. У каналів типу Output апаратне значення виходить з реального процедурою трансляція. Апаратні значення каналів мають таку назву, оскільки в них зручно одержувати величини уніфікованих сигналів, з якими працює апаратура введення-виведення (4−20 мА, 0−10 В та ін.). Реальні значення призначені для зберігання значень контрольованих параметрів, або сигналів управління в реальних одиницях (наприклад кг/година, % та ін.). Вихідне значення визначено тільки для каналів типу Output. Воно перераховується з апаратного значення.

Дані із зовнішніх пристроїв записуються в канали, дані з каналів посилаються на зовнішні пристрої. В канали оператор заносить управляючі сигнали. Значення з каналів записуються в архіви, операторські звіти і т.п. В каналах здійснюється перетворення даних. Змінюючи значення на системних каналах, можна управляти інформацією що виводиться на екран, звуковими сигналами і т.д., тобто всією системою.

Фільтрація — процедура, яка присутня тільки в аналогових каналів. Набір виконуваних нею операцій відрізняється для вхідних і вихідних каналів. У каналів типу Input фільтрація виконується після процедури трансляції до формування реального значення. У каналів типу Output дана процедура формує реальне значення по вхідному значенню. При цьому виконуються наступні операції:

— обмеження швидкості зміни реального значення; придушення малих коливань значення каналу;

— експоненціальне згладжування;

— контроль шкали — обрізання величини управляючої дії до меж шкали каналу.

Управління — процедура, яка визначена для всіх каналів. Вона реалізує функцію управління. З її допомогою можна викликати FBD-програму, в якій можна запрограмувати необхідні алгоритми управління. Як аргументи програмі можуть передаватися значення та атрибути будь-яких каналів з поточної бази. Ці аргументи можуть бути як вхідними, так і формованими. Формально процедура управління пов’язана з каналом тільки циклом перерахунку. Вона може взагалі ніяк не брати участь у формуванні його значень, а управляти іншими каналами. Така ситуація часто спостерігається при використанні процедури «Управління» на каналах типу Input. Підтип каналу вказує клас джерел або приймачів даних, з якими зв’язуватиметься канал. Для каналів типу Input підтип характеризує одержувану ними інформацію. Канали Output мають той же набір підтипів, що і канали Input. Проте для них підтип визначає клас приймачів, а не джерел даних. Всього існує шістнадцять підтипів каналів. Всі вони можуть задаватися як для вхідних, так і для вихідних каналів. Підтип каналу задає клас джерел або приймачів даних. Крім того підтип каналу визначає також кількість його додаткових налаштувань. Підтвердження джерела, або приймача в рамках заданого підтипом класу здійснюється за допомогою доповнення до підтипу.

Останній рівень адресації джерела, або приймача даних здійснюється за допомогою налаштувань каналу [6].

2.4 Послідовність дій по реалізації

Потрібно налаштувати МРВ для обміну по M-Link. Для обміну даними по протоколу M-Link необхідно побудувати відповідні параметри запуску вузла.

Параметри обміну по протоколу M-Link налаштовуються в бланках основні та параметри послідовних портів діалогу, параметри вузла. Для входу в цей діалог необхідно натискати ПК на зображенні вузла, що налаштовується, в редакторі бази каналів. Статус вузла при обміні по протоколу M-Link задається в бланку основні діалогу, параметри вузла. Щоб вузол підтримував статус Master, необхідно встановити прапор M-Link в розділі Host Mode даного бланка, а для підтримки режиму Slave — той же прапор в розділі Slave Mode.

Окрім статусу, при обміні по M-Link необхідно побудувати фізичні параметри порту, через який передаватимуться дані. Для обміну даними з контролерами по послідовних інтерфейсах треба побудувати порти, що використовуються. Це реалізується в бланці параметри послідовних портів діалогу, параметри вузла редактора бази каналів. Для входу в нього треба виділити вузол, що налаштовується, і натисати ПК.

Цей бланк містить список послідовних портів (COM1 — порт 0, COM32 — порт 31) і сім полів налаштування параметрів вибраного в списку порту. Такими параметрами є:

— призначення порту;

— базова адреса порту;

— швидкість обміну;

— параметри зв’язку;

— тайм-аут на очікування відповіді;

— номер переривання, що використовується;

— режим управління передавачем.

Значення параметра «Призначення порту» формується з списку, чотирьох наступних пунктів, що містять:

— зв'язок з контролерами;

— Slave M-Link;

— Modem;

— GSM-SMS.

За замовчуванням встановлюється значення зв’язок з контролерами. Це означає, що порт використовується для обміну з контролерами через зовнішній драйвер, або по вбудованих протоколах з статусом Master. Для обміну по протоколу M-Link із статусом Slave, в даному полі слід встановити призначення Slave M-Link. Режим зв’язку Modem потрібно встановити для порту при його використанні для обміну по комутованих лініях, а GSM-SMS — при обміну по GSM мережі.

Два поля бланка параметри портів такі, як «Базова адреса порту» та «Номер переривання», що використовується, призначена для завдання базової адреси та номера переривання порту. Вони мають сенс при налаштуванні вузла, що запускається під управлінням Мікро МРВ. В решті випадків ці параметри портів налаштовуються засобами Windows з панелі управління (див. довідкову систему Trace Mode). У будь-якому випадку їх не можна залишати нульовими, бажано задати їх реальні значення. Наприклад базова адреса порту — 3f8, номер переривання, що використовується.

В полі «Параметри зв’язку» задаються такі параметри обміну, як: кількість інформаційних біт в посиланні; кількість стопових біт; наявність перевірки на парність. Значення всіх цих параметрів задається вибором із списку. Кожний рядок цього списку містить одне з доступних поєднань цих трьох параметрів.

Ці рядки мають наступний формат: к-m-x, де к — кількість інформаційних біт; m — кількість стопових біт; x — наявність перевірки на парність (n — відсутність перевірки, e — перевірка на парність).

Значення поля «Тайм-аут на очікування відповіді» вводиться безпосередньо з клавіатури. Воно задає час очікування відповіді від пристрою, якому був посланий запит по даному порту. Величина часу очікування задається в мілісекундах. Якщо величина тайм-ауту не задана, то вона приймається рівній 100 мс. Якщо протягом часу тайм-ауту відповідь на запит від пристрою, або МРВ не прийшов, то каналу, що запрошує ці дані, зводиться прапор апаратної невірогідності.

Рис. 2.2. Фізичні параметри порту, через який передаватимуться дані

В рамках задач управління обміном по послідовних портах Trace Mode дозволяє здійснювати наступні операції:

— відключення обміну по вказаному порту;

— перемикання обміну на резервний порт;

— відключення групи;

— каналів від обміну.

Для розробки засобів візуалізації стану технологічного процесу і управління ним (створення людино-машинного інтерфейсу для операторських станцій, графічних баз — для вузлів проекту) в SCADA-системі Trace Mode є редактор представлення даних. В нього завантажується структура проекту, створена в редакторі бази каналів. Вибравши необхідний вузол проекту, можна редагувати його графічну базу. Ця база включає всі графічні фрагменти, які виводяться на монітор даної операторської станції. Сукупність всіх екранів для представлення даних і управління, що входить в графічні бази вузлів проекту складають його графічну частину. Екрани в графічних базах вузлів проекту підрозділяються на групи. Кожна група має свою назву. Угрупування екранів зручно використовувати виходячи з їх функціонального призначення. Одночасно на монітор може виводитися тільки один екран, кожний з них — цей графічний простір фіксованого розміру, на якому розміщуються статичний рисунок і форми відображення. Він має своє ім'я та набір атрибутів. До таких атрибутів відносяться: розмір, колір фону, шпалери, права доступу, специфікація вікна переглядання звіту тривог.

Розробка графічних екранів здійснюється шляхом розміщення на них графічних елементів. Розрізняють статичні та динамічні елементи. Статичні елементи не залежать від значень контрольованих параметрів, а також до них не прив’язуються ніякі дії по управлінню, що виводиться на екран інформацією. Ці елементи використовуються для розробки статичної частини графічних екранів, наприклад для зображення наповнюваних місткостей, казанів, моторів і т.п. Тому їх називають елементами малювання.

Trace Mode дозволяє здійснювати ряд операцій з графічними об'єктами: копіювання, збереження і вставка в інші проекти, або графічні бази того ж проекту, висновок в окремі вікна на інших екранах і т.д.

Для зберігання графічних об'єктів використовуються графічні бібліотеки. Кожна бібліотека має ім'я і список включених в неї об'єктів. Щоб надалі використовувати створену бібліотеку, її треба зберегти у файлі. Для отримання доступу до збереженої раніше бібліотеки треба її завантажити в редакторі представлення даних.

Рис. 2.3. Графічний інтерфейс системи відеоспостереження

В Trace Mode підтримуються три типи архівів: локальний СПАД (система промислової архівації даних); звіт тривог; глобальний реєстратор. Різниця між архівами полягає в алгоритмі збереження даних та у форматі файлів.

Локальний архів «Звіт тривог». Звіт тривог служить для запису в ASCII-файл інформації про зміну значень атрибутів каналів, а також для запису повідомлень, які містять тексти зі словника подій, та інтерактивних повідомлень оператора. Він призначений для фіксації подій. Збереження повідомлень в звіті тривог реалізовано у вигляді окремого потоку з більш низьким пріоритетом, ніж перерахунок бази каналів. МРВ формує чергу повідомлень для запису. Потік архівації бере дані з цієї черги і записує їх на диск. Якщо інтенсивність потоку повідомлень перевищує швидкість їх запису на диск, то черга росте. За замовчуванням граничний розмір черги рівний 64 000 повідомлень. Досягши цього розміру нові повідомлення затирають найстаріші. Якщо черга повідомлень порожня, то файл звіту тривог закривається без запису повідомлень. При цьому тільки оновлюється FAT. За наявності повідомлень в черзі файл знову відкривається. Звіт тривог може мати розмір до 4 Гбайт. За замовчуванням його максимальний розмір приймається рівним 140 Мбайт. Досягши цього розміру нові повідомлення починають записуватися з другого рядка. Для управління розміром файлу і довжину черги використовуються системні канали.

Розробка документів по спроектованій системі документування технологічної інформації - це одна з основних функцій систем управління. Документи повинні відповідати вимогам до технологічних звітів і журналів, прийнятих на виробництві. Щоб вирішити задачу документування, необхідно мати інструмент для створення довільних форм документів. Для документування технологічної інформації використовується сервер документування.

Цей модуль по команді від МРВ, власному сценарію, або по команді від оператора інтерпретує створені наперед шаблони, запрошує у МРВ необхідні дані і формує по них документи. Для створення шаблонів документів в інструментальну систему включений редактор шаблонів. Шаблон документа розробляється у вигляді файлу HTML-формату. В нього можуть бути вставлені будь-які елементи, підтримувані в HTML, а також додаткові функції і команди, призначені для запиту даних від вузлів проекту і обробки отриманих значень.

Команди, доступні для використання в шаблонах, дозволяють виводити значення атрибутів каналів в потрібні області генеруючого документу, вставляти в нього растрові зображення, дані з архівів у вигляді графіків, інтегральних і усереднених значень каналів.

Редактор шаблонів. Редактор має головне меню, панель інструментів, рядок стану і робоче поле.

В меню включені команди роботи з файлами шаблонів, друк документа, а також команда виходу з редактора.

При виконанні команди «Пробний звіт» на екрані з’являється вікно, в яке виводиться зображення згенерував по шаблону документа. Цей документ може бути виведений на принтер, як зразок. Дані, які вставлені в нього, генеруються редактором шаблонів, а не запрошуються у МРВ. Редактор має три інструментальні панелі: основну панель, панель форматування та панель об'єктів.

Основна інструментальна панель дозволяє виконувати наступні операції:

— створити новий шаблон;

— завантажити шаблон з файлу;

— зберегти шаблон;

— вставити фрагмент в шаблон; видалити виділений фрагмент і помістити його в буфер обміну;

— копіювати виділений фрагмент в буфер обміну;

— вставити вміст буфера обміну в текст шаблона;

— відмінити попередню дію;

— відновити відмінені дії;

— об'єднати виділені лінійні елементи;

— об'єднати виділені блокові елементи;

— виділити елементи, що знаходяться в ієрархії на ступінь вище;

— перейти в діалог редагування властивостей елемента;

— переглянути пробний звіт;

— отримати інформацію про програму.

За допомогою інструментальної панелі для форматування тексту можна вибрати тип і розмір шрифту, один зі стандартних стилів тексту і т.п.

В інструментальну панель об'єктів винесені команди створення елементів, що часто використовуються. Серед них такі:

— вставити довільний вираз;

— вставити поле висновку імені каналу;

— вставити поле висновку значення каналу;

— вставити поле висновку дати або часу;

— вставити поле висновку обробленого значення каналу;

— вставити графік;

— вставити розділову лінію;

— вставити таблицю;

— вставити растрове зображення;

— поставити мітку;

— створити гіперпосилання.

Рядок стану розташовується в нижній частині екрану редактора і використовується для висновку контекстної підказки по функціях інструментальних панелей. В ній також виводиться допоміжна інформація про стан клавіатури.

Для створення нового шаблона треба виконати команду «Створити» з меню «Файл» або натискувати ЛК на відповідну іконку основної інструментальної панелі. При цьому робоче поле редактора очищається і стає доступним для створення нового шаблона.

Створюваному шаблону привласнюється ім'я «Контроль». При його першому збереженні на екран виводиться діалог вибору файлу. В ньому можна змінити ім'я шаблона і вказати каталог збереження.

Формовані сервером документування звіти містять дані, що характеризують стан керованого процесу: поточні або архівні значення технологічних параметрів; характеристики стану технологічного устаткування та ін. Ці дані запрошуються у МРВ.

Щоб вставити в документ команди запиту цієї інформації треба пов’язати шаблон з проектом. Для підключення шаблона до проекту треба виконати команду «Вибрати проект» з меню «Файл». В діалозі, що з’явиться, слід вказати файл конфігурації необхідного проекту [5].

3. ТЕСТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АСУ

Для створення структури проекту необхідно створити список вузлів — операторську станцію і контролери, які працюють під управлінням Trace Mode. Потрібно буде створити три вузли. Два з них будуть PC-контролерами, а третій — операторською станцією.

Рис. 3.1. Створення вузлів проекту

Параметри обміну по протоколу M-Link налаштовуються в бланках основні та параметри послідовних портів діалогу, параметри вузла.

Рисю 3.2. Настройка параметрів обміну по протоколу M-Link

автоматизований управління відеоспостереження

На рис. 3.3 створюється FBD-програма, що реалізує PID-регулятор. В ній обчислюватиметься узгодження параметра і завдання, буде формуватися величина управляючої дії по PID-закону з обмеженням по заданих межах

Рис. 3.3. Створення FBD-програми

Розробка графічного інтерфейсу полягає в розміщенні на екранах графічної бази статичних елементів рисування і динамічних форм відображення. Графічні елементи вибираються за допомогою відповідних інструментальних панелей. За допомогою даної програмної системи можна побачити як здійснюється виявлення тривоги, передача даних по мережі Fast Ethernet, та обробка даних. На графіку видно, що здійснюється контроль (лінія синього кольору), та виводиться інформація про тривогу (лінія зеленого кольору).

Рис. 3.4. Емуляція роботи графічної бази

Документування технологічної інформації - це одна з основних функцій систем управління. Для створення шаблонів документів в інструментальну систему включений редактор шаблонів. Шаблон документа розробляється у вигляді файлу HTML-формату.

Створюваний шаблон необхідно прив’язати до проекту, з якого сервер документування братиме дані для підсумкового документа. Для цього з меню Файл здійснимо команду «Вибрати проект» і вкажемо в діалозі, що з’явився, файл БЫСТРЫЙ_СТАРТ2. ctm. Далі збережемо шаблон, виконавши команду Зберегти з цього ж меню. На екрані діалогу що з’явиться вкажемо папку інсталяції серверу документування, а ім'я файлу задамо Контроль. html.

Рис. 3.5. Звіт по роботі системи відеоспостереження

ВИСНОВОК

В ході курсового проекту було розглянуто системи відеоспостереження, їх характеристики та область застосування, розглянуто загальну структуру керування. Розроблено відповідне програмне забезпечення у системі автоматизованого проектування Trace Mode.

У розділі «Характеристики області та об'єкта дослідження» було розглянуто аналогові та цифрові системи відеоспостереження. Цифрові системи, на відмінну від аналогових, є: високоякісними, простими, надійними, гнучкими і адаптивними системами, що мають можливість отримувати високоякісне зображення та передавати його у вигляді цифрового сигналу. До недоліків відносять значні витрати на обслуговування та встановлення даних систем.

Програмна система, Trace Mode дає можливість реагувати на сигнали (зображення) після того як їх зафіксувала камера.

Зараз досить часто використовуються інтелектуальні системи відеоспостереження, які приймають відеосигнал, обробляють його та самостійно приймають оптимальне рішення по забезпеченню безпеки об'єкта. Використання відеокамер надає оператору можливість одночасно бачити на екрані відеомонітора зображення з достатньо віддалених місць.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Глонь О. В., Дубовой В. М., Мітюшкін Ю.І. Комп’ютеризовані системи керування: Навчальний посібник. — Вінниця: ВНТУ, 2005. — 157с.

2. Владо Дамьяновски «CCTV. Библия охранного телевидения», Пер. с англ. — М.: ООО «ИСС», 2002. — 352с.

3. Олейник И. В. Об особенностях применения ИК-прожекторов. Тест, // Системы безопасности. — № 5, 2005. — 200с

4. Чура Н. И. Инфракрасная подсветка при теленаблюдении. // Специальная техника — № 1, 2000. — 250с

5. Чура Н. И. Мифы и реальность ночного видеонаблюдения // Специальная техника. — № 6, 2006. — 230с.

6. Пьявченко Т. А. Проектирование АСУТП в SCADA-системе. — Таганрог, 2007. — 78с.

7. Руководство пользователя Трейс Моуд. Версия 5.0. М.: AdAstra Research Group, Ltd, 2000. — 814c.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой