Cẩm nang kỹ thuật CCTV

CẨM NANG KỸ THUẬT CCTV Quyển 1 Bản quyền thuộc về Công ty cổ phần thương mại Vạn Xuân. Tháng 8, 2012 C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 2 Lời nói đầu Sau hơn 70 năm phát triển, hệ thống CCTV ngày nay được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Bên cạnh chức năng quan sát an ninh, hệ thống CCTV còn được sử dụng để xử lý tình huống (phân tích hình ảnh) góp phần quan trọng trong việc thu thập dữ liệu và giữ vững an ninh. Cuốn cNm nang CCTV được biên soạn nhằm giúp các quý khách hàng hiểu thêm với hệ thống CCTV, cũng như cung cấp một số các kiến thức kỹ thuật cho các kỹ thuật viên trong ngành. Những thông tin trong cuốn cNm nang này được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau: những bài viết từ internet, sự tìm hiểu của chúng tôi và những kinh nghiệm trong quá trình thi công công trình. Trong lần đầu xuất bản này chắc chắn chúng tôi không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong quý khách hàng, quý đại lý lượng thứ. Quý khách có góp ý hoặc phản hồi về cuốn sổ tay này, vui lòng email đến nguyenvo@vantech.pro hoặc hainguyen@vantech.pro. Chân thành cám ơn các bạn đọc, quý đại lý và khách hàng. Ban biên soạn, nhóm R&D Vantech Quyển 1 Trang 3 Mục lục I. Thông tin tổng quát.5 A. Camera....5 1. Thông tin cơ bản.....5 2. Phân loại camera.....5 3. Các thông số cần biết..8 4. Lựa chọn camera phù hợp.....11 5. Một số công nghệ cao ứng dụng trong camera.....14 6. Các câu hỏi thường gặp.....20 B. Đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR – Digital Video Recorder)......23 1. Thông tin cơ bản...23 2. Các chức năng quan trọng.....23 3. Một số chuNn nén ảnh...23 C. Hệ thống camera quan sát (CCTV)...26 1. Hệ thống CCTV Analog...26 2. Hệ thống CCTV IP........................31 3. Hệ thống CCTV Hybrid........................34 II. Các bước triển khai một hệ thống CCTV..36 III. Các vấn đề thường gặp..37 C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 4 Mục lục hình Hình 1: Dome camera và IR-Dome camera....11 Hình 2: IR-Dome camera trong văn phòng.......12 Hình 3: Dome camera tại nhà....12 Hình 4: Box camera...13 Hình 5: WeatherProof IR Camera .....13 Hình 6: Camera ở hành lang, nhà xưởng ..13 Hình 7: Camera Speed Dome........................13 Hình 8: Camera Speed Dome cho hệ thống giao thông công cộng.......................14 Hình 9: Hình ảnh khi chưa sử dụng chức năng BLC.........................15 Hình 10: Ảnh được chụp khi sau khi sử dụng chức năng BLC.15 Hình 11: Ảnh được chụp khi sau khi sử dụng chức năng WDR.16 Hình 12: So sánh chất lượng hình ảnh khi sử dụng ở các chế độ...16 Hình 13: Ảnh được chụp khi chưa sử dụng chức năng HLC..17 Hình 14: Ảnh được chụp sau khi sử dụng chức năng HLC...17 Hình 15: Bật tắt chức năng IR Cut của camera true day/night...18 Hình 16: Ảnh chụp lại của camera not true day/night...19 Hình 17: Camera phát hồng ngoại vào ban đêm....20 Hình 18: So sánh các chuNn nén sử dụng trong DVR.25 Hình 19: Hệ thống CCTV Analog đơn giản..28 Hình 20: Hệ thống CCTV dùng card Video......................28 Hình 21: Hệ thống CCTV tích hợp nhiều loại camera Analog...29 Hình 22: Hệ thống CCTV Analog với nhiều chức năng....30 Hình 23: Hệ thống CCTV IP thông thường...33 Hình 24: Hệ thống camera IP có sử dụng PoE..34 Hình 25: Mô hình hệ thống camera Hybrid....35 Quyển 1 Trang 5 I. Thông tin tổng quát A. Camera 1. Thông tin cơ bản Hiểu một cách đơn giản, một camera hoạt động giống như một con mắt, nhận hình ảnh và truyền hình ảnh đến thiết bị hiển thị hoặc lưu trữ. Cấu tạo của camera bao gồm cảm biến quang học (cảm biến biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện), bộ xử lý ảnh và nguồn cung cấp. 2. Phân loại camera a) Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh: (1) Camera Analog: Ghi hình băng từ xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu màu vector màu, loại camera này hiện nay ít dùng. (2) Camera CCD (Charge Couple Device): Camera CCD sử dụng kĩ thuật CCD để nhận biết hình ảnh. CCD là tập hợp những ô tích điện có thể cảm nhận ánh sáng sau đó chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu số để đưa vào các bộ xử lý. Nguyên tắc hoạt động của CCD: CCD thu nhận những hình ảnh thông qua các hệ thống thấu kính của camera. CCD có hàng ngàn những điểm ảnh sẽ chuyển đổi ánh sáng thành những hạt điện tích và được số hoá. Đây là một quá trình chuyển đổi tương tự số. Các thông số kĩ thuật của camera CCD là đường chéo cảm biến (tính bằng inch). Kích thước cảm biến càng lớn thì chất lượng càng tốt (1/3 inch Sony CCD sẽ có chất lượng tốt hơn 1/4 inch CCD). Hiện nay chỉ có 2 hãng sản xuất cảm biến là Sony và Sharp. Camera CMOS (complementary metal oxide semiconductor). CMOS có nghĩa là chất bán dẫn có bổ sung oxit kim loại. Các loại camera số sử dụng công nghệ CMOS. Các camera số thương mại sử dụng công nghệ CMOS chưa đủ khả năng cung cấp trong thời điểm này khi so C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 sánh chất lượng hình ảnh với camera CCD. Các c thương mại dùng công nghệ CMOS có giá thành khoảng 500 USD đến 50000 USD. Các camera số sử dụng công nghệ CMOS và CCD có ưu điểm rất rõ rệt so với camera analog v chất lượng hình ảnh. b) Phân loại theo kĩ thuật đường truyền: (1) Camera có dây. Camera có dây có ưu điểm đó là khả nă tính bảo mật tốt được sử dụng, truyền tín hi cáp đồng trục khoảng 75 Ohm -1 Vpp, dây C5. Đ giải pháp được đánh giá là an toàn. Chú với khoảng cách xa 300 m thì cần có b tránh việc tín hiệu đường truyền suy hao, d lượng hình ảnh không tốt. (2) Camera không dây. Giống như tên gọi, các Camera này đ Tuy nhiên, các camera này vẫn cần thi nguồn. Các loại camera không dây có ư đ công lắp đặt do không cần đi dây, tuy nhiên camera có hệ số an toàn không cao. Một vấn đề cần quan tâm đối với thiế tần số sử dụng. Camera không dây s tuyến RF để truyền tín hiệu thường có từ 1.2 đến 2.4 MHz. Camera không dây đư khi lắp đặt tại các khu vực địa hình ph từ camera đến các thiết bị quan sát, ví d nhà có nhiều tường chắn. Đối với khoảng cách xa hàng ngàn mét chúng ta c phải sử dụng những thiết bị đặc biệt ho cao và giá thành khá đắt. VT 6200W VT 3224A, B, H Trang 6 amera ề độ nét và ng an toàn cao, ệu trên dây ây là ý: khi truyền ộ khuếch đại để ẫn đến chất ều không có dây. ết phải có dây u iểm là dễ thi t bị không dây là ử dụng sóng vô tần số dao động ợc sử dụng ức tạp khó đi dây ụ như các ngôi ần ạt động ở tần số Quyển 1 Việc sử dụng Camera không dây đư không an toàn dễ bị bắt sóng hoặc bị trước các nguồn sóng khác như sóng c động. (3) IP Camera (Camera mạng) IP Camera được kết nối trực tiếp vào m hình ảnh và điều khiển được truyề Camera IP người dùng có thể điều khi bất cứ đâu thông qua mạng internet. c) Phân loại theo tính năng sử dụng (1) Dome Camera (Camera áp trần). Camera có nhiều hình dạng và kích thư Đây là loại camera thường được đặt trong nhà, ki dáng rất trang nhã. Camera này có tính n cao do ít gây sự chú ý. (2) Camera Nn. Camera này khó có thể nhận biết đư hình dạng và kích thước khác nhau, có th và tránh bị phát hiện. Tuy nhiên khi s camera này bạn cần phải đảm bảo tính h dụng. Ở một số nơi việc sử dụng camera bất hợp pháp. Các camera này có thể như một thiết bị phát hiện khói. Một số nay cũng đã bắt đầu xây dựng những h trở thành các thiết bị phát hiện khói. (3) Box Camera. Đây là loại camera truyền thống thư trong các văn phòng siêu thị. Đây là lo thành rẻ tuy nhiên thời điểm này ít dùng. bảo vệ trong hộp để bảo vệ trước tác đ điều kiện môi trường. (4) Camera PTZ Pan: quét ngang; Tilt: quét dọc; Zoom: phóng to. Pan/Tilt/Zoom hay những họ tương t với cái tên thương mại là PTZ Camera là lo VP 110 HD VT 3113 A, B, H VT 1004 và VT 1005H VP 120 HD Trang 7 ợc đánh giá là ảnh hưởng nhiễu ủa điện thoại di ạng, tín hiệu n qua mạng.Với ển và giám sát ở ớc khác nhau. ểu ăng bảo mật ợc. Nó có nhiều ể ngụy trang ử dụng loại ợp pháp khi sử Nn được coi là hoạt động giống các công ty hiện ệ thống camera ờng được dùng ại camera giá Camera được ộng phá hoại hay ự được biết đến ại camera hỗ C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 trợ khả năng quét dọc, quét ngang, phóng to thu nh camera này còn cho phép kết nối với h và cảnh báo để phát hiện đối tượng di chuy vùng hoạt động của nó. Hơn nữa camera PTZ có th được lập trình để hoạt động theo ý muố (5) Camera IR và EXview (Camera có kh đêm) Khoảng cách quan sát của camera phụ suất của đèn hồng ngoại. Khoảng cách quan sát c camera dao động khoảng 10m đến 300m. thể quan sát được trong điều kiện tối 100% Camera EXview (Day/Night): tự động khu sáng làm rõ hình ảnh khi ánh sáng tố tối hoàn toàn sẽ không nhìn thấy được. 3. Các thông số cần biết: a) Camera Indoor, Outdoor. Indoor: camera đặt trong nhà. Outdoor: camera đặt ngoài trời, có khả năng ch các tác động bên ngoài như độ Nm, thời tiế các tác nhân phá hoại khác. b) Tính năng hồng ngoại, IR (InfraRed) Camera hồng ngoại có thể ghi hình vào ban kiện thiếu ánh sáng mà các camera thông thư hiện được. Trong điều kiện đủ ánh sáng camera này ho động không khác những camera bình thườ tối, đèn hồng ngoại được tự động bật, và camera b động với tính năng hồng ngoại. Hình ảnh đư khi hoạt động ở chế độ hồng ngoại luôn là đen tr Các thông số hồng ngoại: +IR LED: số lượng đèn LED hồng ngo +VISIBLE DISTANCE AT: khoảng cách quan sát. +POWER CONSUMPTION: công suấ +LED ANGLE: góc phát hồng ngoại. VP 4561 Trang 8 ỏ ệ thống cảm biến ển trong ể n. ả năng quan sát thuộc vào công ủa Camera IR có . ếch đại ánh i, tuy nhiên vùng ịu đựng được t, nước, bụi, hay đêm, trong điều ờng không thực ạt ng, chỉ khi đêm ắt đầu hoạt ợc camera ghi lại ắng. ại. t tiêu thụ. Quyển 1 Trang 9 Một vài điều lưu ý khi sử dụng hồng ngoại là góc phát của hồng ngoại phải cùng hoặc lớn góc quan sát, nếu không sẽ bị hiện tượng đèn pin như hình bên cạnh và số lượng hồng ngoại cũng loại hồng ngoại sẽ quyết định đến tầm xa. Hiện tại có 3 loại hồng ngoại sau đây: +LED thường: công suất phát sáng thấp, tiêu thụ năng lượng nhiều, tầm xa kém. +LED công suất lớn (High Power LED): công suất phát sáng lớn, tiêu thụ năng lượng nhiều, có khả năng phát sáng tầm xa. +LED thế hệ 3 (3rd generation LED): công suất phát sáng lớn, tiết kiệm năng lượng. Khi hoạt động ở chế độ hồng ngoại, các đèn LED sẽ được bật lên đòi hỏi công suất khá lớn do đó nguồn cấp cho các camera hồng ngoại thường là lớn hơn nhiều với các camera không có hồng ngoại. c) Chất lượng hình ảnh. Chất lượng hình ảnh của một camera phụ thuộc vào nhiều thông số. (1) Image Sensor: Cảm biến hình Hiện tại, chỉ có 2 hãng sản xuất cảm biến hình trên thế giới là Sony và Sharp. Tuy nhiên cũng có sự khác nhau về chất lượng dẫn đến khác nhau về giá cả. Cảm biến hình của Sony thường có giá thành cao hơn và cho chất lượng ảnh tốt hơn. Kích thước cảm biến càng lớn thì chất lượng càng tốt. (2) Resolution: Độ phân giải Độ phân giải càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng nét. Trong các ứng dụng không cần thiết phải quan sát thật rõ nét thì độ phân giải 480 TV Lines là có thể chấp nhận được. (3) CCD Total Pixels: Số điểm ảnh. Thông số này nói lên chất lượng hình ảnh, số điểm ảnh càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng tốt. Tuy nhiên, chất lượng hình ảnh càng tốt đồng nghĩa với dung C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 10 lưọng ảnh càng lớn, và sẽ tốn bộ nhớ lưu trữ cũng như ảnh hưởng đến tốc độ đường truyền. Thông thường với NTSC: 811(H) x 508(V) và với PAL: 795(H) x 596(V). d) Điều kiện hoạt động. (1) Minimum Illumination: Cường độ ánh sáng nhỏ nhất. Thường được tính bằng Lux. Thông số này nói lên rằng, camera chỉ có thể hoạt động ở cường độ ánh sáng lớn hơn cường độ ánh sáng nhỏ nhất. Trong điều kiện quá tối, nếu không phải là camera có chức năng hồng ngoại thì sẽ không hoạt động được. +Ánh nắng mặt trời: 32000 Lux – 130000 Lux +Bầu trời có mây: 1000 Lux +Ánh sáng văn phòng: 320 Lux – 500 Lux +Ánh sáng hành lang: 80 Lux +Đêm không trăng: 0.0001 Lux Một số loại camera còn có chức năng Auto Iris (tự động hiệu chỉnh ánh sáng). Đặc điểm của camera loại này là có thể điều chỉnh lượng ánh sáng đủ để quan sát được cho camera. (2) Power Supply: Nguồn cung cấp Hiện nay đa số các camera đều dùng loại nguồn 12VDC, chỉ một số ít các camera dùng nguồn khác và phần lớn các camera đều đi kèm với bộ chuyển đổi nguồn, để có thể sử dụng trực tiếp nguồn 220VAC. (3) Operation Temperature: Dải nhiệt độ hoạt động. Phần lớn các Camera đều cho phép hoạt động trong dải nhiệt độ -10oC – 50oC. Nên sử dụng các camera chuyên dụng trong những khu vực có điều kiện khắc nghiệt như môi trường công nghiệp, các khu vực có nhiệt độ cao. (4) Operation Humidity: Độ Nm cho phép. Thông thường, độ Nm cho phép là 85% RH (độ Nm tương đối). Quyển 1 e) Góc quan sát. Trong tài liệu kĩ thuật thường không ghi góc m thông số tiêu cự (f) thay cho góc mở. Có th quy đổi sau: 4. Lựa chọn camera phù hợp a) Camera dạng bán cầu (Dome): Phù hợp lắp đặt trong nhà, văn phòng, hành lang lựa mẫu camera này nhằm tiết kiệm diện tích thNm mỹ. Dome Camera IR Dome Camera Hình 1: Dome camera và IR-Dome camera Tiêu cự Góc mở ngang Góc m 2.8 mm 81o12 65 3.6 mm 61o55 48 4 mm 43o36 33 6 mm 33o23 25 8 mm 21o04 16 16 mm 17o03 12 Trang 11 ở, mà ghi ể sử dụng bảng , v.v Chọn và nâng cao tính ở dọc o28 o25 o23 o21 o23 o50 C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 12 Hình 2: IR Dome camera trong văn phòng Hình 3: Dome camera tại nhà Quyển 1 b) Camera dạng thân: Phù hợp lắp đặt trong nhà, ngoài trời, văn phòng v.v Hình 4: Box camera Hình 5: WeatherProof IR Camera Hình 6: Camera ở hành lang, nhà xưởng c) Camera xoay, zoom (P/T/Z): Phù hợp lắp đặt ngoài trời, phạm vi quan sát rộng cao tốt nhất để lắp đặt 3m – 4m. Hình 5: Camera Speed Dome Trang 13 , nhà xưởng, , v.v Chiều C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 14 Hình 6: Camera speed dome cho hệ thống giao thông công cộng 5. Một số công nghệ cao ứng dụng trong camera a) Công nghệ điều chỉnh ánh sáng trên camera Khi bạn đang có một ý định xây dựng một hệ thống camera giám sát hay chỉ đơn thuần lắp đặt camera giám sát cho gia đình hoặc công ty, việc lựa chọn camera phù hợp với đúng mục đích là việc cần thiết và đòi hỏi nhiều thời gian để tìm hiểu. Với những vị trí đặt camera quan sát bị thiếu ánh sáng thì hình ảnh sẽ tối, không được rõ nét chính vì vậy công nghệ điều chỉnh ánh sáng cho camera sẽ đáp ứng được yêu cầu này. Sau đây là một vài tính năng camera hiện đại sử dụng để xử lý hình ảnh thiếu sáng: (1) Chức năng AGC (Auto Gain Control) Chức năng này sử dụng một bộ điều khiển khuếch đại gắn trong chip camera có tác dụng tăng tín hiệu hình ảnh và tăng độ nhạy của cảm biến camera, khi camera đặt trong môi trường thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng yếu. Trong một số môi trường có ánh sáng mạnh, bộ khuếch đại có thể bị quá tải và có thể bóp méo các tín hiệu hình ảnh, làm cho hình ảnh không được hiển thị Quyển 1 Trang 15 chính xác. Vì vậy sử dụng chức năng AGC cần phải thực hiện hợp lý tùy vào môi trường. (2) Chức năng BLC (Black Light Compensation) Cảm biến của camera sẽ đo cường độ ánh sáng trung bình trên tất cả các khung ảnh, nếu bức ảnh có một nền sáng nhưng hình ảnh lại hiển thị tối. BLC cho phép cảm biến của camera điều chỉnh độ sáng của toàn bộ hình ảnh để những điểm tối trong bức ảnh sẽ sáng lên. Hình 7: Hình ảnh khi chưa sử dụng chức năng BLC. Hình 8: Ảnh được chụp khi sau khi sử dụng chức năng BLC. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 16 (3) Chức năng WDR (Wide Dynamic Range) Cho phép chụp và hiển thị cả hai khu vực sáng và khu vực tối trên cùng một khung hình. Với chức năng này, bức ảnh hiển thị rõ ràng các chi tiết trong cả hai khu vực, tức là khu vực sáng không quá sáng, khu vực tối không quá tối. Ánh sáng lúc này được cân bằng và phân phối đồng đều để tạo nên một bức ảnh rõ nét, trung thực. Hình 9: Ảnh được chụp khi sau khi sử dụng chức năng WDR. Hình 10: So sánh hình ảnh ở các chức năng khác nhau. Hai chức năng BLCvà WDR thường được lựa sử dụng ở những nơi giám sát cửa ra vào, các tòa nhà cao tầng có góc nhìn ra ngoài cửa kính, hoặc những nơi có nguồn sáng mạnh làm cho hình ảnh hiển thị những điểm sáng và điểm tối riêng biệt. Quyển 1 Trang 17 b) Công nghệ chống ngược sáng trên camera Camera giám sát có ánh sáng chiếu thẳng vào sẽ làm cho hình ảnh camera bị lóa, hình ảnh nhìn sẽ không rõ hoặc mờ. Nguồn sáng chiếu vào camera có thể là ánh sáng mặt trời, đèn điện cao áp, LED siêu sáng, hay các vật dụng phát sáng khác Chức năng HLC (chống ngược sáng) được sử dụng trên camera sẽ đáp ứng được yêu cầu về chống ngược sáng. Hình 11: Ảnh được chụp khi chưa sử dụng chức năng HLC. Chức năng này có công dụng che đi phần ánh sáng hay nguồn ánh sáng rọi vào camera và phản lại một phần ánh sáng trở lại. Khi đó hình ảnh camera cần quan sát sẽ nhìn thấy rõ nét, không còn bị lóa hay mờ. Hình 12: Ảnh được chụp sau khi sử dụng chức năng HLC. Trong Hình 11, nguồn sáng phát ra đèn pha ô tô làm cho hình bị lóa và không nhìn được biển số xe. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 18 Trong Hình 12 sau khi sử dụng chức năng HLC, nguồn phát sáng phát ra từ đèn pha ô tô bị che lại, phần ánh sáng từ đèn pha ô tô phản ngược lại giúp nhìn rõ biển số xe. c) Công nghệ giám sát ban đêm (1) Camera True Day/Night: Camera Day/Night có khả năng quan sát được cả ban ngày và ban đêm. Thông số "Minimum Illumination" - Cường độ rọi sáng tối thiểu (Min Lux) ở chế độ có màu (Color) và đen trắng (B/W) khác nhau khá xa. Sở dĩ có điều này vì trước thấu kính của camera có một tấm IR Cut Filter (lọc hồng ngoại), tấm lọc giúp màu sắc chân thực hơn. Với camera Day/Night thì khi điều kiện sáng tốt chuyển sang kém thì tấm IR Cut Filter tự động chuyển ra khỏi vị trí chắn trước thấu kính, và khi đó camera có thể bắt được các sóng IR (hồng ngoại) nên có khả năng nhìn được vào ban đêm (Hình 15). Hình 13: Bật tắt chức năng IR Cut của camera true day/night. (2) Camera NOT True Day/Night: Khác với camera True Day/Night, Not True Day/Night có thông số cường độ sáng tối thiểu (Minimum Illumination) cho chế độ màu (Color) và trắng-đen (B/W) khá giống nhau. Not True Day/Night cũng có một tấm IR Cut Filter trước thấu kính, nhưng khi điều kiện sáng tốt chuyển sang kém thì tấm IR Cut Filter này không được chuyển ra khỏi vị trí chắn trước thấu kính Quyển 1 Trang 19 và nó vẫn cản hết các bước sóng ngắn hồng ngoại IR. Do đó cường độ sáng tối thiểu (Min Lux) của Not True Day/Night cao hơn so với True Day/Night. Với loại Not True Day/Night thì có dùng nguồn IR chiếu sáng cũng vô nghĩa vì nó lọc hết. Trong đêm tối với điều kiện sáng vẫn trên "Min Lux" thì nó vẫn cho hình đen trắng, vì đơn giản chế độ ảnh của nó chuyển sang B/W. Chất lượng hình ảnh của Not True Day/Night kém hơnTrue Day/Night và có nhiều nhiễu hạt trong ảnh (Hình 16). Hình 14: Ảnh chụp lại của camera not true day/night. (3) Camera sử dụng LED hồng ngoại: Là những camera được gắn kèm các đèn LED hồng ngoại xung quanh ống kính. Các đèn LED hồng ngoại này sẽ phát ra ánh sáng để chiếu sáng một khu vực (Hình 17). Đây là những camera lý tưởng cho các khu vực thiếu ánh sáng hoặc những khu vực cần quan sát ban đêm. Tuy nhiên tùy vào số lượng LED được gắn trên board hồng ngoại mà khoảng cách phát sáng của chùm hồng ngoại gần hay xa. Các chùm sáng hồng ngoại có thể nằm trong khoảng từ 20 m đến 70 m và có thể cao hơn. Vào ban ngày, các camera LED hồng ngoại hoạt động không khác gì các camera không có LED hồng ngoại, khi cảm biến của camera nhận thấy ánh sáng chuyển sang tối dần thì camera sẽ kích hoạt C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 20 chế độ giám sát ban đêm. Vào ban đêm các đèn LED hồng ngoại phát sáng với màu đỏ nhạt. Hình 15: Camera phát hồng ngoại vào ban đêm. 6. Các câu hỏi thường gặp a) Chi phí đầu tư cho loại camera nào thấp hơn? Tại thời điểm hiện nay, lắp đặt hệ thống camera quan sát analog (có DVR) sẽ có chi phí thấp hơn lắp đặt hệ thống camera IP (cho qui mô từ 4 camera trở lên). Tuy nhiên, cùng với sự phát triển công nghệ, IP camera ngày càng trở nên rẻ hơn. Hy vọng đến lúc đó bạn có thể sở hữu hệ thống camera IP giá chỉ rẻ như hệ thống camera analog hiện nay. Một camera analog (loại bán cầu, chất lượng hình ảnh trung bình) có giá vào khoảng từ 40 USD-70 USD (tùy từng thương hiệu), thì khi mua một camera IP có cùng chất lượng, bạn sẽ phải trả gấp đôi, tức là vào khoảng 120 USD tới 160 USD. Ngoài ra, một camera analog thường có thêm các tính năng như: ống kính tuỳ chỉnh tiêu cự, chống lóa, hồng ngoại có khoảng cách quan sát xa một IP camera có cùng các tính năng kỹ thuật như vậy cũng có giá khá đắt. Trong trường hợp này, giải pháp dùng camera analog kết hợp với bộ Video Server là giải pháp thay thế đem lại chi phí đầu tư tiết kiệm hơn rất nhiều (Video Server là bộ chuyển đổi tín hiệu từ analog sang tín hiệu số). Quyển 1 Trang 21 Trong trường hợp bạn không có nhu cầu quan sát qua mạng internet, bạn vẫn nên trang bị DVR, để xem, ghi và phát lại hình ảnh nhận được từ các camera analog. Nếu ở nhà hoặc văn phòng của bạn đã sẵn có hệ thống mạng máy tính thì việc lắp đặt camera IP sẽ giúp bạn đỡ được phần nào khi không phải trả chi phí lắp đặt cáp mạng vì các camera sẽ hoạt động trên nền tảng mạng có sẵn. Còn với các camera analog thì bạn phải lắp đặt cáp mạng mới vì các camera analog chỉ hoạt động với mạng cáp đồng trục. Điều cuối cùng cần lưu ý, băng thông cho truyền dẫn tín hiệu cũng là điều phải cân nhắc khi lắp đặt hệ thống camera IP. Tín hiệu hình ảnh từ camera IP đòi hỏi băng thông khá lớn. Băng thông dành cho camera IP phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ phân giải hình ảnh, chuNn nén hình ảnh, và tần suất các vật chuyển động xuất hiện trên hình ảnh Nhìn chung, một camera hiển thị khung hình với độ phân giải CIF (352x288), chuNn nén MPEG4, 30 hình/s, yêu cầu băng thông cỡ 720Kbps. Theo đó, nếu ta lắp đặt 100 camera trên một mạng LAN, băng thông theo yêu cầu là 72Mbps. Khi xây dựng hệ thống camera IP cùng chung mạng với hệ thống máy tính, ta cần phải tính toán sao cho băng thông của mạng sao cho đáp ứng tốt yêu cầu của toàn hệ thống. Trên thị trường, hiện còn có các camera IP có độ phân giải cỡ vài Megapixel. Các camera này có chất lượng hình ảnh rất cao, tuy nhiên, đòi hỏi băng thông và dung lượng ổ cứng lưu trữ hình ảnh rất lớn. Điều này có nghĩa là bạn cũng phải tốn chi phí nhiều hơn cho băng thông đường truyền và dung lượng lớn cho ổ cứng lưu trữ. Lưu ý rằng, với hệ thống camera analog có DVR, khi cần xem từ xa qua mạng IP, cũng yêu cầu lượng băng thông tương ứng. Điều khác ở đây khi so sánh với camera IP là: hình ảnh từ các camera analog, qua DVR, sẽ chỉ truyền trên 1 luồng dữ liệu hình ảnh, chứ không phải riêng rẽ từng luồng dữ liệu cho từng camera như IP camera. b) Loại camera nào có chất lượng tốt hơn? Một điều chắc chắn, camera IP hơn hẳn camera analog về chất lượng hình ảnh và khả năng truyền dẫn không dây. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 22 Camera analog không thể có được độ phân giải hình ảnh lớn hơn độ phân giải của Tivi, chỉ cỡ khoảng 0.4 Megapixel. Trong khi đó, camera IP hiện nay đã đạt tới 5 Megapixel, lớn hơn nhiều lần camera analog, đem lại ứng dụng đặc biệt tốt cho những môi trường lắp đặt như Ngân hàng, Toà án, , những nơi cần bằng chứng có giá trị pháp lý cao. Với những hệ thống camera hoạt động theo phương thức không dây, camera IP cũng tốt hơn về tính bảo mật và không bị nhiễu bởi môi trường xung quanh. c) Về lắp đặt, loại nào đơn giản hơn? Về lắp đặt, đi dây cho camera: cả 2 loại tương đương nhau. Về thiết lập, cấu hình hệ thống: lắp đặt hệ thống camera analog đơn giản hơn, chỉ cần cắm cáp tín hiệu vào bộ DVR là hoạt động. Với camera IP, bạn phải gán địa chỉ IP, mở port cho router Khi thiết lập để xem qua mạng internet, bạn cũng tốn ít thời gian hơn cho camera analog vì chỉ cần thiết lập cho một bộ DVR, còn với IP camera bạn phải thiết lập cho từng camera. d) Về khả năng hoạt động theo phương thức không dây Hệ thống camera analog không dây (truyền bằng sóng) hoạt động không được tốt vì: dễ bị nhiễu từ môi trường xung quanh (các thiết bị điện, điện thoại di động) làm cho hình ảnh thu được không có chất lượng tốt. Hệ thống camera IP không dây có chất lượng tốt nhờ việc các tín hiệu số không bị ảnh hưởng bởi các thiết bị điện xung quanh. Đồng thời, các camera IP sử dụng chuNn truyền dẫn không dây 802.11x cũng có khả năng bảo mật cao hơn camera analog. e) Khi nào nên sử dụng camera IP? Khi bạn đã sẵn có mạng cáp máy tính và có nhu cầu quan sát qua mạng IP với nhiều địa điểm cần lắp đặt camera, hoặc nơi bạn cần lắp đặt hệ thống camera không dây. Khi lắp đặt hệ thống camera có qui mô lớn và cho nhiều điểm, bạn cũng có thể sử dụng hệ thống camera analog với Quyển 1 Trang 23 giải pháp kết nối nhiều DVR, với chi phí rẻ hơn hệ thống IP camera. Tuy nhiên, bạn phải chấp nhận có một số tính năng không bằng hệ thống IP camera. Một giải pháp khác, đó là kết hợp camera analog và camera IP trên cùng một hệ thống, giúp bạn tận dụng được ưu điểm của từng loại camera, sao cho bạn có kết quả đầu tư là tối ưu nhất. B. Đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR – Digital Video Recorder). 1. Thông tin cơ bản Đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR) được sử dụng với nhiệm vụ chính là lưu trữ hình ảnh từ camera. Ngoài ra, đầu ghi còn có thể có thêm một vài chức năng khác. 2. Các chức năng quan trọng + Kết nối internet: người sử dụng có thể truy cập đầu ghi thông qua mạng internet. + Audio: người sử dụng có thể dùng đầu ghi như là công cụ truyền âm thanh. + Cổng RS 485: hỗ trợ điều khiển PTZ. + Hệ thống báo động: người sử dụng có thể tự tạo một hệ thống báo động nhỏ bằng cách sử dụng đầu ghi. Tín hiệu báo động có thể từ các cảm biến hoặc từ camera. 3. Một số chun nén ảnh Hiện nay hầu hết các sản phNm DVR trên thị trường đều hỗ trợ chuNn nén hình ảnh H.264. ChuNn H.264 giúp cho DVR sẽ ghi lại các video chất lượng cao và giảm không gian lưu trữ trên ổ đĩa cứng (HDD). Để tìm hiểu và biết được cách thức hoạt động của chuNn H.264 như thế nào, chúng ta hãy cùng tìm hiểu và so sánh với các chuNn ra đời trước H.264. Có hai định dạng phổ biến cho video DVR trước khi H.264 được phát triển đó là Motion JPEG hay còn được gọi là M-JPEG (Joint Photographic Experts Group), và MPEG-4 (Moving Picture Experts Group). C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 24 a) Chun M-JPEG: ChuNn M-JPEG sẽ biên soạn các tập tin hình ảnh được định dạng JPEG để tạo thành các chuỗi riêng biệt, sau đó sử dụng các thuật toán nén các chuỗi này thành các tập tin video. ChuNn này chỉ tập trung vào chất lượng hiển thị và ưu tiên cho độ phân giải hình ảnh mà không quan tâm đến số lượng hình ảnh, tức là số lượng khung hình mỗi giây được chụp lại. Chính vì chỉ tập trung vào chất lượng của hình ảnh nên chuNn này hiện tại đang được sử dụng hầu hết trên các camera IP độ nét cao (camera megapixel), và được sử dụng phổ biến trên rất nhiều camera hiện nay. Về ưu điểm của chuNn M-JPEG đó là: hỗ trợ giải nén tốt khi sử dụng trên máy tính, cho hình ảnh hiển thị ở chế độ xem thời gian thực đẹp và chất lượng. ChuNn này được cung cấp miễn phí. Về nhược điểm thì M-JPEG không hỗ trợ đồng bộ hóa âm thanh và hình ảnh. Do độ phân giải của hình ảnh cao nên rất tốn dung lượng của ổ cứng và cần nhiều băng thông để truyền tải qua mạng. b) Chun MPEG-4: ChuNn MPEG-4 sử dụng các kỹ thuật tương tự như chuNn M- JPEG, là soạn các tập tin hình ảnh có định dạng MPEG-4 và sử dụng các thuật toán nén để tạo video. Để giảm dung lượng nén của tập tin video, chuNn MPEG-4 sẽ giảm số lượng khung hình xuống bằng cách so sánh 2 hình ảnh liên tiếp, nếu có sự khác biệt giữa 2 hình ảnh này về chuyển động nó sẽ tự sắp xếp thành chuỗi và tiến hành nén. Do đó làm giảm dung lượng lưu trữ trên ổ cứng. ChuNn MPEG-4 cho phép hình ảnh được nén tốt hơn, hỗ trợ nén đồng bộ âm thanh và hình ảnh, hỗ trợ hiển thị tốt khi xem ở chế độ hiển thị thời gian thực. MPEG-4 được thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng có băng thông thấp. Nhược điểm của MPEG-4 là chất lượng hình ảnh sẽ giảm đáng kể và thấp hơn so với chuNn M-JPEG. Chỉ hỗ trợ một Quyển 1 Trang 25 số ít camera và không được cấp miễn phí như chuNn M- JPEG. c) Chun H.264: ChuNn H.264 là tên gọi khác của MPEG 10 Part-4, và còn được gọi là AVC (Advanced Video Coding). Giống như MPEG-4, H.264 tiết kiệm hình ảnh và sử dụng nền cho các khung hình tiếp theo, và chỉ ghi lại các chuyển động, nhưng linh hoạt hơn. Nó nén hình ảnh và làm giảm không gian cần trên ổ cứng mà vẫn bảo đảm được chất lượng của hình ảnh. Vì vậy mà dung lượng lưu trữ của ổ cứng ít hơn nhiều so với MPEG-4 và M-JPEG. H.264 hỗ trợ đồng bộ hóa âm thanh và hình ảnh và được thiết kế cho việc giám sát thời gian thực. Dưới đây là các hình ảnh được chụp để so sánh chất lượng hình ảnh khi sử dụng các chuNn nén khác nhau. Bên trái là hình ảnh ban đầu, ở giữa là hình ảnh sau khi nén bằng chuNn MPEG4, và hình ảnh bên phải sử dụng chuNn H.264. Về cơ bản không có nhiều sự khác biệt trong chất lượng hình ảnh. Điều khác biệt nhất giữa các chuNn là các tập tin được nén tối ưu nhất nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng hiển thị hình ảnh và giảm dung lượng lưu trữ của ổ cứng cũng như giảm tải được lượng băng thông khi sử dụng qua mạng. M-JPEG MPEG4 H.264 Hình 16: So sánh các chun nén sử dụng trong DVR C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 26 C. Hệ thống camera quan sát (CCTV – Closed-circuit Television) 1. Hệ thống CCTV Analog a) Thành phần Camera: là thiết bị cơ bản cho một hệ thống CCTV. Sự lựa chọn camera analog rất đa dạng từ các loại camera cố định để giám sát tập trung một khu vực cho đến các loại camera giám sát ngày/đêm hay camera PTZ dome để giám sát khu vực rộng. Màn hình hiển thị (monitor): Thiết bị được sử dụng rất tương tự màn hình Tivi nhưng có độ phân giải cao hơn để cho ra hình ảnh sắc nét. Một màn hình có thể hiển thị hình ảnh từ một hay nhiều camera cùng một lúc. Dây cáp: trong hệ thống CCTV analog, cáp đồng trục được dùng để truyền hình ảnh từ camera. Đây là một trong những hạn chế của CCTV analog vì giá cáp có thể mắc và khó lắp đặt, đặc biệt trong mạng camera lớn hoặc những vị trí không thuận lợi. Đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR): phần lớn hệ thống CCTV analog hiện nay sử dụng DVR để tận dụng các lợi ích của việc cài đặt hệ thống trên mạng. DVR chuyển tín hiệu analog sang tín hiệu số để tiện cho việc lưu trữ, truy xuất cũng như cho phép người sử dụng xem hình ảnh từ xa. b) Nguyên lý hoạt động Trong ứng dụng hệ thống camera quan sát analog, tín hiệu hình ảnh thu được từ camera là tín hiệu analog, được truyền từ camera analog, qua đường cáp đồng trục tới đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR). Mỗi camera analog được cấp nguồn điện tại chỗ hoặc cấp nguồn bằng cáp tín hiệu đồng trục RG59 (loại có kèm cáp nguồn). Đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR) có chức năng chuyển đổi tín hiệu analog sang dạng tín hiệu số (số hoá), sau đó tín hiệu được nén lại, ghi vào ổ cứng để xem lại khi cần thiết. Hiện nay, các đầu ghi hình thường được tích hợp thêm Quyển 1 Trang 27 một vài tính năng thông minh như: ghi hình theo lịch đặt trước, cảnh báo chuyển động, phóng to thu nhỏ hình ảnh bằng phương pháp ảnh số (không phải bằng ống kính quang học). Màn hiển thị được đấu nối trực tiếp với DVR để hiển thị hình ảnh từ DVR hoặc cũng có thể xem hình ảnh qua mạng IP bằng máy tính, nếu DVR đươc đấu nối tới mạng IP qua cổng RJ45 Ethernet. Nếu mạng IP nội bộ (LAN) được kết nối với mạng internet, bạn có thể xem được hình ảnh từ xa thông qua mạng internet. Khi truyền hình ảnh qua mạng internet, tín hiệu hình ảnh (video) của tất cả các camera, có đấu nối tới 1 DVR, sẽ được truyền trên một luồng video (1 địa chỉ IP) mà thôi. Do vậy chi phí sẽ giảm đi. c) Ưu điểm Analog/IP Chi phí khởi tạo thấp: trong hầu như mọi trường hợp, hệ thống CCTV analog có giá thành rẻ hơn hệ thống CCTV IP. Khả năng tương thích rộng: có khả năng kết hợp nhiều mẫu mã camera và thiết bị quan sát của nhiều hãng sản xuất. Camera analog có khả năng xử lý các tình huống ánh sáng yếu tốt hơn camera IP. d) Nhược điểm Analog/IP Chi phí cáp cao: trong ứng dụng giám sát diện rộng, camera analog cần một hệ thống cáp phức tạp có thể dẫn đến việc tăng cao giá thành và khó triển khai. Tính năng hạn chế: không tích hợp sẵn nhiều tính năng tiên tiến hiện có trong camera IP (ví dụ như: độ phân giải Megapixel, zoom kỹ thuật số, và phân tích dữ liệu hình ảnh) e) Một số sơ đồ hệ thống CCTV analog (1) Hệ thống camera analog sử dụng đầu ghi hình DVR. Bao gồm thiết bị camera, đầu ghi hình (có gắn ổ cứng), nguồn cấp cho camera và màn hình hiển thị hình ảnh (Hình 19). Hình ảnh sẽ được truyền từ camera về đầu ghi hình để lưu trữ và được hiển thị lên màn hình Tivi (sử dụng cổng AV) hoặc màn hình monitor máy tính thông qua cổng VGA. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 28 Hình 17: Hệ thống CCTV Analog đơn giản (2) Hệ thống camera analog sử dụng card ghi hình (gắn trực tiếp vào máy tính) Bao gồm thiết bị camera, card ghi hình, nguồn cấp cho camera và máy vi tính (computer) (Hình 20). Hình ảnh sẽ được truyền từ camera về card ghi hình gắn trên máy tính, phần mềm cài đặt vào máy tính sẽ hiển thị hình ảnh của camera cho người xem quan sát. Hình 18: Hệ thống CCTV dùng card Video Quyển 1 Trang 29 (3) Hệ thống sử dụng nhiều camera Bao gồm nhiều loại thiết bị camera (camera dạng thân, dome, hồng ngoại, v.v) được kết nối về một hệ thống chung qua trung tâm xử lý đầu ghi hình hoặc card ghi hình (Hình 21). Đầu ghi hình kỹ thuật số bao gồm những loại: đầu ghi 4, 8, 16 và 32 kênh (4 kênh tương ứng với 4 camera). Card ghi hình gồm có: card 1, 4, 8, 16 kênh (có thể kết hợp 2 hoặc 3 card lại với nhau để được 24 hoặc 32 kênh). Hình 19: Hệ thống CCTV tích hợp nhiều loại camera analog C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 30 (4) Hệ Thống Camera Analog Tích hợp Nhiều Chức Năng: Hệ thống không chỉ sử dụng những camera đơn giản mà còn có thể kết nối được với những camera cao cấp hơn (camera có chức năng xoay, zoom, v.v) và những thiết bị khác như chân đế xoay được sử dụng chung với bàn điều khiển. Ngoài ra hệ thống có thể tích hợp với những thiết bị báo động (alarm) như: công tắc từ, đầu dò hồng ngoại, đèn, còi, v.v (Hình 22) Hệ thống sử dụng đầu ghi hình kỹ thuật số hoặc card ghi hình được kết nối với hệ thống mạng internet giúp người dùng có thể quan sát trực tiếp trên máy vi tính hoặc qua điện thoại di động khi ở ngoài. Hình 20: Hệ thống CCTV analog với nhiều chức năng Quyển 1 Trang 31 2. Hệ thống CCTV IP a) Thành phần: Các thành phần chính của một hệ thống camera IP bao gồm camera IP, các bộ mã hóa video được sử dụng để kết nối với máy ảnh analog, hệ thống mạng, máy chủ và thiết bị lưu trữ, và phần mềm quản lý video. Khi camera IP và bộ mã hóa video là thiết bị phụ thuộc vào máy tính, chúng không thể thích hợp cho camera CCTV analog. Camera IP, bộ mã hóa video và phần mềm quản lý video được coi là nền tảng của một giải pháp IP giám sát. Mạng, máy chủ và các thành phần lưu trữ là tất cả thiết bị CNTT tiêu chuNn. Khả năng sử dụng chung thiết bị là một trong những lợi ích chính của hệ thống giám sát mạng. Các thành phần khác của một hệ thống video mạng bao gồm các phụ kiện, chẳng hạn như vỏ máy ảnh, thiết bị cấp nguồn PoE (Power Over Ethernet)... b) Nguyên lý hoạt động Trong môi trường mạng, từng camera IP sẽ chuyển đổi hình ảnh thu được sang dạng tín hiệu số ngay trong bản thân camera đó. Việc xử lý hình ảnh như: nén hình ảnh, tích hợp tính năng cảnh báo chuyển động cũng được thực hiện ngay trong camera IP. Tín hiệu ra của camera IP là tín hiệu số, được truyền qua mạng IP theo tiêu chuNn Ethernet bằng cáp mạng Cat 5. Nguồn điện cho camera IP được cấp tại chỗ hoặc cấp qua cáp mạng Cat 5 bằng bộ chuyển đổi PoE (Power Over Ethernet). Các camera IP, thông qua cáp mạng Cat 5, được đấu nối tới thiết bị mạng trung tâm (Hub, Switch, Router) của mạng LAN. Các thiết bị mạng sẽ được thiết lập các tham số sao cho phù hợp với hoạt động của camera IP như: thiết lập địa chỉ IP, định tuyến Việc quản lý các camera IP thường được thực hiện bằng phần mềm quản lý hình ảnh, được cài đặt tại máy tính (máy chủ quản lý hình ảnh), giúp quan sát và quản lý hình ảnh thu nhận được từ các camera IP như: xem, ghi hoặc phát lại Phần mềm thường được bán kèm theo camera của hãng sản xuất, hoặc cũng có thể mua của hãng chuyên phát triển phần mềm quản lý hình ảnh cho công nghệ camera IP. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 32 Tín hiệu từ camera IP được truyền qua mạng internet theo cách giống như DVR. Tuy nhiên, mỗi camera IP sẽ truyền một luồng dữ liệu hình ảnh riêng và có địa chỉ IP riêng. Khi xem qua mạng internet, ta có thể xem hình ảnh của một camera IP (nhận và truyền hình ảnh chỉ của một camera IP) hoặc cũng có thể xem hình ảnh của nhiều camera IP trên một màn hình nhờ phần mềm quản lý hình ảnh. Đây là tính năng khá mềm dẻo, linh hoạt của camera IP và cũng là một trong số các khác biệt giữa camera IP và camera analog trên góc độ xem hình ảnh qua mạng internet. c) Ưu điểm Với tính năng phát hiện xâm nhập, hệ thống sẽ tự động thông báo tới người quản lý và chụp hình lưu lại, đồng thời cho phép lập lịch ghi hình hoặc tìm kiếm các đoạn video đã được ghi hình theo thời gian hoặc theo sự kiện một cách nhanh chóng. Được trang bị đèn hồng ngoại cho phép camera giám sát được trong điều kiện bóng tối hoàn toàn. Các cổng I/O chuNn RS-485 tích hợp sẵn cho phép kết nối tới các thiết bị cảnh báo khác như chuông báo động, báo cháy. Hệ thống dây dẫn đơn giản, gọn chỉ cần một dây Cat 5 hoặc 6 thông qua nguồn PoE. Chất lượng hình ảnh hiển thị SD, HD và Full HD chuNn 720p và 1080p. d) Nhược điểm: Chi phí thiết bị quá cao. Cấu hình thiết bị phức tạp, đòi hỏi kiến thức về IT. e) Một số sơ đồ hệ thống CCTV IP (1) Hệ thống CCTV IP thông thường Hệ thống sử dụng các đầu ghi hình network kỹ thuật số (NVR) để lưu trữ hình ảnh thu được từ các camera. Người sử dụng truy cập từ máy tính cũng có thể điều khiển các camera, đặt chế độ ghi hình và lưu trữ những Quyển 1 Trang 33 hình ảnh thu được trên ổ đĩa cứng của máy tính giám sát. Hệ thống còn có thể cho phép nhiều người dùng truy cập vào các địa chỉ IP tương ứng. Mỗi người sử dụng sẽ được cấp một user name và password, đồng thời được phân quyền sử dụng bởi người quản lý cao nhất (Admin) (Hình 23). Hình 21: Hệ thống CCTV IP thông thường (2) Hệ thống CCTV IP có tích hợp chức năng PoE (Power Over Ethernet) Hệ thống camera IP này sử dụng dây cáp RJ45 cung cấp điện trên đường dây mà bạn không cần phải sử dụng thêm adaptor cấp nguồn cho Camera. Sử dụng hệ thống này giúp giảm chi phí nhưng bạn phải dùng Switch hoặc Hub có hỗ trợ PoE (Hình 24). C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 34 Hình 22: Hệ thống camera IP có sử dụng PoE 3. Hệ thống CCTV Hybrid Hệ thống Hybrid là sự pha trộn giữa hệ thống IP và Analog. Hệ thống Hybrid có những ưu điểm sau: + Khả năng mở rộng hệ thống + Dễ dàng lắp đặt cho hệ thống lớn + Khả năng sử dụng wireless Có thể sử dụng đầu ghi Hybrid DVR để thiết lập hệ thống này (Hình 25). Quyển 1 Trang 35 Hình 23: Mô hình hệ thống camera Hybrid C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 36 II. Các bước triển khai một hệ thống CCTV: Có nhiều cách để xây dựng một hệ thống CCTV. Việc chọn lựa phương pháp nào tùy thuộc vào: - Vốn đầu tư. - Hiện trạng hệ thống. - Yêu cầu của khách hàng. Trong phần này, chúng tôi chỉ trình bày các bước cơ bản, chung nhất trong việc lên phương án, thiết kế và lắp đặt một hệ thống camera quan sát. Bước 1: Tổng quan về thiết kế hệ thống Camera quan sát • Tìm hiểu về thiết bị và nguyên lý hoạt động của hệ thống camera quan sát, chức năng của từng thiết bị và cách sử dụng thiết bị. Bước 2: Tiến trình xây dựng hệ thống Camera quan sát. • Khảo sát hiện trạng: - Vị trí và môi trường lắp đặt hệ thống. - Yêu cầu về hệ thống. - Phân tích và đánh giá. - Những khó khăn cần giải quyết. • Đề xuất phương án: - Chọn lựa phương án thiết kế: dựa trên chi phí, yêu cầu của chủ đầu tư, môi trường và hiện trạng của hệ thống để chọn lựa mô hình phù hợp. - Thiết kế sơ đồ hệ thống: xây dựng sơ đồ tổng thể mô hình kết nối của hệ thống camera (hệ thống dây cáp tín hiệu video, dây điện nguồn cho thiết bị, .v.v). - Lựa chọn những thiết bị phù hợp cho từng vị trí quan sát (vị trí quan sát ngoài trời, trong nhà, .v.v). - Lựa chọn dây cáp truyền tín hiệu camera và dây điện cho phù hợp với khoảng cách và môi trường. - Tính toán chi phí dự án. - Đưa ra các phương án và giá thành (2 phương án: so sánh giữa các phương án, lựa chọn phương án phù hợp với yêu cầu của nhà đầu tư). - Các thành phần khác của hệ thống: hệ thống chống sét, hệ thống cung cấp nguồn dự phòng khi mất điện, .v.v... Quyển 1 Trang 37 Bước 3: Kế hoạch thực hiện - ChuNn bị các thiết bị của hệ thống và các thiết bị cho phòng quan sát. - Triển khai thi công đường dây tín hiệu camera và dây điện nguồn. - Gắn thiết bị quan sát và kết nối về phòng quan sát. - Cài đặt cần thiết cho hệ thống hoạt động. Bước 4: Kiểm tra hệ thống - Kiểm tra hoạt động của hệ thống quan sát. - Kiểm tra sự ổn định của thiết bị. - Bàn giao và hướng dẫn sử dụng hệ thống (Tài liệu hướng dẫn sử dụng). Bước 5: Bảo trì hệ thống - Kế hoạch bảo trì hệ thống. - Giải quyết các sự cố trong quá trình hệ thống hoạt động. - Hướng phát triển và nâng cấp hệ thống. III. Các vấn đề thường gặp Trong quá trình thi công và lắp đặt các hệ thống camera quan sát chúng ta thường gặp một số sự cố như sau: A. Hiện tượng mất tín hiệu 1. Hiện tượng: trên màn hình hiển thị mất đi tín hiệu hình ảnh camera, màn hình đen hoặc tín hiệu lúc có lúc không. 2. Nguyên nhân: - Nguồn camera hư hỏng hay có một sự cố trên nguồn hệ thống làm mất tín hiệu. - Sợi dây tín hiệu bị hư hỏng, đứt gãy không truyền dẫn tín hiệu Camera đến thiết bị xử lý và hiển thị. - Các đầu nối tiếp xúc giữa dây truyền dẫn và dây tín hiệu từ camera kém có thể làm hình ảnh tín hiệu chập chờn. - Lỗi trên phần cứng thiết bị camera (camera hỏng) hoặc thiết bị xử lý (đầu ghi). 3. Cách giải quyết: - Kiểm tra lại nguồn bằng VOM để kiểm tra lại thông số nguồn có phù hợp và đáp ứng yêu cầu hay không. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 38 - Kiểm tra lại dây dẫn tín hiệu bằng cách thay thế camera mới hoặc bằng VOM để chắc chắn việc truyền dẫn tín hiệu tốt. Các chỗ đứt gãy do lỗi thi công hoặc do chất lượng cáp cũng cần kiểm tra và được xử lý tốt. - Xử lý chắc chắn các mối nối, thay thế camera mới không lỗi vào vị trí nghi ngờ để xác định sự chập chờn do đầu nối hay dây tín hiệu của camera. - Nếu tất cả các vấn đề trên đều được xử lý tốt nhưng camera vẫn không có tín hiệu thì lỗi sẽ nằm trên thiết bị camera hay thiết bị hiển thị như đầu ghi, tivi Khi đó cần kiểm tra lại các cổng của thiết bị hiển thị và tiếp tục xử lý theo các lỗi hay gặp trên thiết bị hiển thị. B. Lỗi trên đầu ghi và các kết nối mạng 1. Hiện tượng: Đầu ghi không lên hình, không hiển thị đầy đủ các kênh ghi hình, không lưu trữ dữ liệu, không kết nối mạng 2. Nguyên nhân: - Nguồn lỗi và có các sự cố bất thường trên nguồn. - Các kết nối tín hiệu đến đầu ghi chưa chắc chắn và bị lỗi. - Các lỗi trên HDD ảnh hưởng tới hoạt động của đầu ghi (treo, không lưu trữ, báo động bất thường). - Hư hại các thiết bị phần cứng do làm việc trong môi trường bụi bNn, nguồn không ổn định, nhiệt độ quá nóng hoặc ảnh hưởng từ các thiết bị khác - Các sự cố trên dây mạng, các hub hay router ảnh hưởng đến việc quan sát hệ thống qua đường internet hay mạng nội bộ. - Các vấn đề cài đặt và sử dụng của người dùng khi thao tác trên thiết bị, hoặc firmware bị lỗi 3. Cách giải quyết: - Kiểm tra nguồn bằng VOM và đảm bảo nguồn dùng ổn định và đúng thông số. - Kiểm tra các kết nối đến đầu ghi và từ đầu ghi đến thiết bị hiển thị. Quyển 1 Trang 39 - Xem xét các khuyến cáo tương thích của HDD với đầu ghi đang sử dụng. Cần đảm bảo format HDD trong lần sử dụng đầu tiên và chắc chắc các kết nối của HDD với thiết bị. - Đặt thiết bị vào một khu vực thông thoáng, sạch sẽ và ít bị ảnh hưởng trường điện và trường từ từ các thiết bị khác. - Kiểm tra kỹ tín hiệu mạng khi kết nối thiết bị vào hệ thống mạng nội bộ và internet bằng các thao tác kỹ năng mạng cơ bản, cần xem xét các hub hay router đã hoạt động tốt hay chưa và có biện pháp xử lý mạng phù hợp. - Xem xét lại các chú ý cài đặt và sử dụng được gởi kèm đầu ghi, xem xét firmware có vấn đề hay không bằng cách thay thế một đầu ghi tốt mới vào hệ thống khi các thao tác kiểm tra trên được thực hiện xong. Các lỗi trên đầu ghi và sự cố xem xét qua mạng xảy ra rất phức tạp và dưới nhiều cách khác nhau, do đó yêu cầu sử dụng thật tốt theo hướng dẫn sử dụng đính kèm sẽ giải quyết được rất nhiều lỗi cơ bản. C. Hiện tượng nhiễu: 1. Hiện tượng: Hình ảnh không rõ nét, bị hột mè, bị lóa trắng, bị dợn sóng 2. Nguyên nhân: - Tín hiệu video đầu đầu và đầu cuối được truyền ở khoảng cách xa, đường cáp có độ chống nhiễu thấp, chất lượng thấp và có nhiều đoạn chắp nối. - Bị nhiễu tín hiệu bởi từ trường và các điện trường cảm ứng của hệ thống điện gần kề, của các sóng mang xung quanh khu vực truyền dẫn. - Nguồn điện không ổn định, sụt áp và các hiện tượng quá độ điện áp của bộ nguồn gây ảnh hưởng tới tín hiệu của camera. - Một số ảnh hưởng khác của môi trường xung quanh như tiếng ồn, độ rung, các ảnh hưởng từ điều kiện thời tiết như gió mưa, các điểm nối tiếp xúc, và các nguyên nhân do thi công không cNn thận. C
m nang kỹ thuật CCTV –R&D Vantech ------------------------------------------------------------------------------------------ Quyển 1 Trang 40 3. Cách giải quyết: - Tính toán tối ưu khoảng cách truyền dẫn tín hiệu phù hợp với chất lượng cáp truyền dẫn hoặc phải dùng các bộ khuyếch đại tín hiệu nếu bắt buộc phải truyền tín hiệu ở một khoảng cách quá xa. - Nên đi riêng rẽ hệ thống camera hoặc chỉ đi chung dây với hệ thống dây điều khiển tín hiệu trong hệ thống điện và điều khiển, không nên thi công hệ thống camera chung trên các đường dây mạch động lực hoặc các nguồn công suất. - Tính toán độ sụt áp trên đường dây để đảm bảo sự ổn định điện áp tốt trên nguồn hệ thống. Nhiễu do nguồn là nguyên nhân quan trọng làm giảm tuổi thọ và chất lượng của camera. - Có cách thi công chắc chắn và bố trí phù hợp để hạn chế các ảnh hưởng từ môi trường xung quanh đến hệ thống camera, đặc biệt yếu tố thi công kỹ lưỡng của người kỹ thuật sẽ hạn chế các lỗi lặt vặt do nhiễu tín hiệu rất khó dò tìm khi thi công xong hệ thống.