Системы цифрового видеонаблюдение при организации охранных структур на особо охраняемых объектов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема функционирования.

В качестве протокола для управления камерами выбран RS-232, который связывает компьютер (с соответствующим программным обеспечением) и преобразователь интерфейсов. Протокол RS-422 предназначен для передачи управляющих воздействий на контроллер поворотных механизмов камер и трансфокаторов.

В данном случае такой выбор протоколов обмена обусловлен их техническими характеристиками и принципами работы.

Технические характеристики RS- протоколов

Протоколы RS-232 и RS-422 являются дуплексными протоколами, применение дуплексного протокола позволяет принимать и передавать информацию одновременно, то есть оба оконечных устройства могут быть приемниками и передатчиками одновременно.

Важное отличие протокола RS-232 состоит в том, что они используют небалансный сигнал, в то время как RS-422 использует балансный. Небалансный сигнал передается по несбалансированной линии, которая представляет собой «землю» и одиночный сигнальный провод. Балансный сигнал передается по сбалансированной линии, в котором присутствуют «земля» и пара проводов, разница напряжений между которыми используется для приема и передачи сигнала. Сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем несбалансированный.

Ниже в таблице приведены технические характеристики протоколов RS-232 RS-422

	RS-232	RS-232
Соединения	Одиночный провод	Одиночный провод/много соединений допустимо
Количество устройств	1 передатчик  1 приемник	5 передатчиков  10 приемников на 1 передатчик
Вид протокола	дуплексный	Дуплексный
Макс. длинна провода	~15.25 м. При 19.2Kbps	~1220 м. При 100Kbps
Макс. скорость передачи	19.2Kbps для 15 м.	10Mbps для 15 м
Сигнал	небалансный	Балансный
двоичная 1	-5В мин.  -15В макс.	2В  мин. (A>B) 6В  макс. (A>B)
двоичный 0	5В мин.  15В макс.	2В  мин. (B>A) 6В  макс. (B>A)
Мин. входное напряжение	+/- 3В	0.2В
Выходной ток	500мА	150мА

 

 

 

 

Принцип работы протокола RS-232

Все оборудование, соединяемое по RS-232 протоколу, разделяют на DCE оборудование - передачи данных, и DTE - терминальное оборудование. Различие заключается в разъемах и разводке разъемов.

	DCE	DTE
Pin 1	Защитное заземление	Защитное заземление
Pin 2	Прием данных	Передача данных
Pin 3	Передача данных	Прием данных
Pin 4	Запрос на прием	Запрос на передачу
Pin 5	Запрос на передачу	Запрос на прием
Pin 6	Готов выход	Готов вход
Pin 7	Земля сигнальная	Земля сигнальная
Pin 8	Несущий выход	Несущий вход
Pin 9	Не указано	Не указано

 

Принцип работы протокола RS-422

RS-422 используют экранированную  витую пару, экран в качестве  сигнальной «земли», земля не используется для определения логического состояния линии, при этом сигнал уровня RS-422 является парафазным. Стандарт на RS-422 предусматривает 32 пары передатчик/приемник. На данный момент возможности протокола RS-422 расширены, теперь он поддерживает от 128 до 255 устройств на одной линии. Протокол RS-422 предусматривает использование четырехжильной экранированной витой пары, при этом получается полный дуплекс. В таком случае необходимо, чтобы одно из устройств было сконфигурировано как ведущее, а остальные как ведомые. Тогда все ведомые устройства общаются только с ведущим устройством, и никогда не передают ничего напрямую друг другу.

RS-422 использует строго разделенные  две пары проводов, одну пару  для приема, одну для передачи  и еще по одной на каждый сигнал контроля/подтверждения.

Принцип взаимодействия протоколаRS-232 и преобразователя интерфейсов

Программа управления камерами вырабатывает управляющие сигналы, в зависимости от данных поступивших от оператора системы видеонаблюдения, по протоколу (RS-232) соответствующие биты кода команды передаются на преобразователь интерфейсов.

Преобразователь интерфейсов

Идея интерфейсного преобразователя состоит в том, чтобы со стороны управляющего компьютера, при передаче данных, преобразовать сигнал уровня RS-232 в сигнал уровня Транзисторно-Транзисторной Логики (ТТЛ) или Комплиментарных полупроводников со структурой металл – оксид – полупроводник (КМОП), а затем в парафазный сигнал, соответствующий передающей среде RS-422. При обратной передаче, парафазный сигнал преобразуется в уровень ТТЛ, а затем в сигнал соответствующий интерфейсу RS-232.

Контроллер поворотного механизма камеры и трансфокатора.

Контроллер поворотного механизма камер и трансфокаторов предназначен для преобразования управляющего сигнала, поступившего от оператора системы и полученного по интерфейсу RS-422, в управляющие воздействия, которое направлено на включение двигателей поворотного механизма и механизма управления трансфокаторами.

Контроллер - восьмиразрядное устройство, то есть за каждый такт, вырабатываемый своим генератором частот, контроллер может обработать восемь бит информации, из которых четыре бита должно идти на код команды и еще четыре - на код адреса камеры. Таким образом, используя этот контроллер интерфейсов, можно закодировать до шестнадцати команд и управлять шестнадцатью камерами. Контроллер обрабатывает первые четыре бита, как код адреса камеры, вторые четыре бита, как код команды.

Контроллер преобразует команды, пришедшие от оператора в соответствии с алгоритмом, заложенном в ПЗУ, и подает на свои выходы, электрические потенциалы согласно данным, полученным после обработки. Каждый выход данного контроллера соединен с входом двигателя, который вращается в соответствии с поступившим сигналом. От двигателей движение передается на камеру или на объектив.

Другая задача контроллера - это следить за положением камеры во время поворота и за положением ее объектива. При достижении камерой или объективом крайнего положения контроллер перестает подавать соответствующие управляющие воздействия на свои выходы.

Ниже приведены команды управления камерами, которые программа выставляет на шину RS-232 согласно действиям оператора системы видеонаблюдения. Помимо команд управления на шину необходимо подать адреса контроллеров и соответствующие им адреса камер.

Команды.

Вверх     0000

Вниз     0001

Влево     0010

Вправо    0011

Вверх-влево    0100

Вверх-вправо    0101

Вниз-влево    0110

Вниз-вправо    0111

STOP-Telemetry(Возвращение поворотного  механизма камеры в исходное  положение)                  1000

Фокус (плюс)   1001

Фокус (минус)   1010

Zoom (плюс)    1011

Zoom (минус)   1100

STOP-Transfokator (Возвращение механизма  управления трансфокаторами камеры  в исходное положение)   1101

Авто      1110

(Автоматическое вращение Вправо-влево)

STOP-Авто    1111

Предустановки

Предустановка, заранее предусмотренная оператором системы безопасности, - последовательность движения камеры с возможностью настройки фокуса и зумирования.

Предустановка №1(П1) Влево - STOP-Telemetry – Вправо - STOP-Telemetry – Вниз - STOP-Telemetry – Вверх - STOP-Telemetry.

Предустановка №2 (П2) Вверх-влево - STOP-Telemetry - Вниз-вправо - STOP-Telemetry.

Предустановка №3 (П3) Вверх-вправо - STOP-Telemetry - Вниз-влево - STOP-Telemetry.

Предустановка №4 (П4) Zoom (плюс) – Влево - STOP-Telemetry – Zoom (минус) – Вправо - STOP-Telemetry - Zoom (плюс) – Вверх-влево - STOP-Telemetry – Zoom (минус) – Вниз-вправо - STOP-Telemetry.

 

 

 

 

 

 

 

Алгоритм управления

Пояснения к схеме

Запуск программы

Программы для ввода команд управления камерами должна запускаться в следующих случаях:

1. Запуск макроса программы непосредственно в блоке видеорегистрации выбором соответствующего пункта.
2. Запуск программы в блоке видеорегистрации нажатием клавиши, которой в исходном коде блока отведена данная функция (быстрая клавиша).
3. Запуск программы при активизации джойстика в блоке видеорегистрации. Активизация джойстика возможна при его правильном подключении, правильной настройке и нажатии соответствующей клавиши в меню команд блока видеорегистрации.
4. Запуск программы из меню задач операционной системы отдельно от блока видеорегистрации для ее самостоятельной работы или отладки программистом.

Выбор камеры

Выбор камеры оператором системы видеонаблюдения заключается в выборе одной или нескольких камер, с последующим объединением их в группу, из списка активных камер.

Выбор камеры зависит от оперативной ситуации на охраняемом объекте или изображения, которое требуется получить в данный момент времени.

Камера занята?

Два оператора одновременно не могут управлять одной и той же камерой. Поэтому при выборе занятой камеры (используется другим оператором системы видеонаблюдения) последует сообщение о том, что она занята, с просьбой выбрать другую камеру. При наличии списка всех активных камер занятые и свободные обозначаются разным цветом.

Выбор метода управления

Управление возможно с использованием джойстика, мыши, или выбором соответствующих предустановок. Невозможно одновременное управление камерой при помощи комбинации перечисленных выше способов.

Выбор метода управления осуществляется следующим способом:

Нажатие клавиши F1 – активизация джойстика, дальнейшее управление возможно только при помощи джойстика.

Нажатие клавиши F2 – активизация манипулятора типа «мышь» дальнейшее управление возможно только при помощи мыши

Нажатие клавиши F3 – активизация меню предустановок, дальнейшее управление возможно только путем задания соответствующих предустановок.

Свернуть окно управление

Данная операция связана с отсутствием необходимости дальнейшего использования окна управления камерами при выборе джойстика в качестве инструмента управления, в этом случае окно минимизируется и может быть восстановлено нажатием соответствующей клавиши.

Выбор плоскости управления

После выбора пункта управления с помощью мыши необходимо выбрать плоскость, в которой камера будет передвигаться, это сделано для предотвращения ложных срабатываний и поворота камеры в не требуемую плоскость. Таким образом, если будет выбрано только движение в горизонтальной плоскости, то остальные команды будут игнорироваться, независимо от передвижения мыши.

Выбор предусановок

Выбор соответствующих предустановок из меню предустановок, которое активизируется после выбора соответствующего метода управления.

Окончание работы

Для окончания работы с выбранным ранее методом управления требуется нажать одну из ниже перечисленных клавиш:

Нажатие клавиши END приведет к завершению работы программы телеметрии с джойстиком, при этом все команды с системной шины будут сняты, камера станет доступной для использования другими операторами, окно ввода команд программы телеметрии будет восстановлено.

Нажатие клавиши CTRL приведет к завершению работы программы телеметрии с манипулятором типа «мышь» все команды с системной шины также будут сняты, используемая камера или группа камер станет доступной.

Нажатие клавиши ENTER приведет к завершению работы программы телеметрии в режиме управления камерами при помощи предустановок. Управляющие сигналы будут сняты с шины, используемые при этом камеры, станут доступными.