Vilnius Gediminas Technical University Antanas Gustaitis Aviation Institute Aviation Instruments Department

ISBN ISSN Copies Data 2005-06-11

Master final work Title: Reliability analysis of aviation security Author: Vytautas Vitkauskas Supervisor: doc. R. Malinausaks

Kalba lietuvių užsienio

PAVEIKSLŲ SĄRAŠAS

SURUMPINIMAI

LENTELIŲ SĄRAŠAS

ŽODYNĖLIS

VADAS

Svarbią vietą pasaulinėje ekonomikoje užima civilinė aviacija. Dėl daugelio priežasčių civilinė aviacija užima vieną svarbiausių vietų ne tik šalies ekonomikoje, bet ir viso pasaulio kultūroje. Kasmet civilinė aviacija užima vis tvirtesnes pozicijas pasaulio ekonominiame gyvenime. Aviacinis transportas tapo labai populiarus, o kai kuriose Žemės vietose aviacija yra vienintelis transportas ir ryšio priemonė.

Civilinė aviacija turi didelę įtaką ekonomikos ir kultūros plėtojimui. Aviacijos plėtra ir populiarumas padėjo atsirasti astronautikai ir pirmiesiems palydovams, kurie jau dabar suteikia orlaiviui navigacinę informaciją.

Civilinės aviacijos plėtojimas atskleidžia naujesnes ir platesnes jos pritaikymo galimybes. Šiuolaikiniai lėktuvai ir sraigtasparniai, kuriuos priimta vadinti orlaiviais, vykdo skrydžius bet kuriuo metų ir paros laiku skirtingomis meteorologinėmis, klimatinėmis, bei geografinėmis sąlygomis. Orlaiviui valdyti reikalingos specialios žinios ir techninės priemonės, kurias nagrinėja oro navigacija.

Pagal aukščiausiosios ICAO institucijos – Asamblėjos - patvirtintą skrydžių saugos priežiūros organizavimo vertinimo programą Lietuvoje kas keleri metai lankosi ICAO ekspertų komisija. Paskutinio vizito, kuris vyko 2005 m. spalio 22-25 dienomis, metu komisija teigiamai įvertino Lietuvos civilinės aviacijos administracijos (CAA) pastangas taisant anksčiau nustatytus trūkumus organizacinėje, teisinėje, skrydžių vykdymo, personalo licencijavimo, orlaivių techninės priežiūros srityje bei apsaugos sistemas. Per dvejus metus pavyko ištaisyti beveik visas pastabas, ir dabar Lietuva minima kaip reikšmingų laimėjimų pasiekusi šalis.

Lietuvai atstovaujama daugelyje ICAO organizuojamų įvairaus lygio susitikimų – ICAO Asamblėjos sesijose, aukščiausio lygio ministrų konferencijose ir kituose.

Iki šiol yra pasirašyta, į lietuvių kalbą išversta ir Lietuvos Respublikos Seimo ratifikuota 20 tarptautinių civilinės aviacijos konvencijų bei protokolų.

Pagrindinio ICAO doku­mento – Tarptautinės civilinės aviacijos (Čikagos) konvencijos pagal to meto įstatymus ratifikuoti nereikėjo – ji įsigaliojo iš karto po pasirašymo. Lietuva prie šios Konvencijos prisijungė 1992 m.

2003 metų rugsėjo 28 d. pradėjo oficialiai veikti nauja ES institucija - Europos aviacijos saugos agentūra (European Aviation Safety Agency - EASA), kuri pamažu perims dabartines JAA funkcijas ir kartu vykdys Europos Sąjungos šalių aviacijos saugos priežiūrą.

Po teroristinio išpuolio 2001 rugsėjo 11 Jungtinėse Amerikos Valstijose, kai buvo sunaikinti du dangoraižiai, vieni iš didžiausių pasaulio prekybos centrų. Per šią katastrofą žuvo šimtai nekaltų žmonių. Ši tragedija sukrėtė visus pasaulio gyventojus ir iki to buvo suaktyvinta oro uostų apsauga. Daug lėšų buvo skira vaizdo stebėjimui ir įeigos kontrolei tobulinti.

Šiuo metu oro uosto darbuotojai opiai sprendžia šią problemą ir yra paskelbę konkursą dėl vaizdo stebėjimo, įeigos kontrolės ir apsaugos sistemų patobulinimo ir įrengimo. UAB“ Apsaugos sistemos“ yra padavusi High-End Video sistemos aprašymus bei konkursinę medžiagą, kurią pačiam teko versti iš rusų kalbos.

Tuo tarpu Rusijoje susivienijo dvi galingos vaizdo stebėjimo sistemas kuriančios įmonės Baratung-Video ir vokiečių įmonė DVS ir pavadinta Atlant - Video. Ši sistema susies vaizdo stebėjimo ir analizės sistemas, taip pat plėtos galimas mnaujoves, kurias stengsius ją patobulinti. Šiame produkte bus sujungiamos vaizdo stebėjimo ir analizių sistemos ji sujungs visas galimas naujoves ir patobulinimus. Šiuo metu sistema labai susidomėję ir visi didžiausi Lietuvos prekybos centrai, tokie kaip VP market, IKI, Norfa ir Rimi.

Taigi siūlyčiau ir mūsų oro uostams nedelsti ir įsigyti vieną iš naujausių ir patikimiausių, daug funkcijų ir galimybių turinčią vaizdo stebėjimo sistemą, High-End Video ir suderintą su ja įeigos kontrolės sistema Appolo.

2. VAIZDO STEBĖJIMAS

Vaizdo stebėjimo sistemos (VSS) paskirtis – įvykių, vykstančių saugomoje teritorijoje, stebėjimas, fiksavimas ir identifikavimas. Ji suteikia operatoriui galimybę iš vieno stebėjimo posto matyti bei sekti skirtingose vietose vykstančius įvykius.
Pagrindinės priežastys, skatinančios įsirengti VSS - savo valdų saugumo užtikrinimas, vidinė kontrolė, procesų monitoringas, prevencija. Tai puikus sprendimas norint apsaugoti savo turtą nuo įsilaužimo, vagysčių, apiplėšimo ar niokojimo. VSS suteikia galimybę stebėti įmonėje vykstančius procesus bei jų veiksmingumą. Naujos kartos Skaitmeninės VSS leidžia vadovui stebėti savo pavaldinių darbą iš bet kurios kompiuterinės darbo vietos. VSS gali būti naudojama ir kaip valdymo įrankis, kuris padeda atrasti organizacijos stipriąsias ir silpnąsias puses bei jas optimizuoti.
Pagrindinės VSS sudedamosios dalys – vaizdo stebėjimo kameros, vaizdo signalų perdavimo tinklai, vaizdų iš kamerų sujungimo ir įrašymo įranga (multiplekseriai, skaitmeniniai ir analoginiai įrašymo įrenginiai), vaizdo monitoriai. Sudėtingose sistemose naudojami matriciniai vaizdo perjungikliai, vaizdo perdavimo ryšio tinklais įrenginiai.

2.1. Vaizdo įrašymo įranga

Išskiriami du pagrindiniai vaizdo įrašymo įrenginių tipai: 

analoginiai (VCR);

skaitmeniniai(DVR).

Jau 11 metų Vilniaus oro uostas sėkmingai naudoja japonų firmos Sanyo analoginius vaizdo magnetofonus. Vaizdas įrašomas ir saugojamas specialiose, apsaugai skirtose VHS vaizdajuostėse. Tai vienas iš seniausiai naudojamų stebimo vaizdo įrašymo ir archyvavimo metodų. Tačiau pastaruoju metu analoginės sistemos pasidarė ne tokios efektyvios ir nuspręsta jas pakeisti į spartesnėmis ir daugiau funkcijų turinčiomis skaitmeninėmis sistemomis.

Skaitmeninė vaizdo įrašymo sistema – nauja ir sparčiai populiarėjanti. Vaizdas skaitmeniniu būdu įrašomas į vidinį kietąjį diską. Kietajame diske įrašomo ir saugomo vaizdo kokybė nepriklauso nuo to, kiek kartų tame diske buvo perrašyta informacija. Pasirinkus atitinkamos talpos diską ar prijungus išorinius kaupiklius galima užtikrinti norimo dydžio įrašo archyvą. Vaizdų įrašymo dažnis ir kokybė gali būti laisvai programuojami pagal kliento poreikius. Pagrindiniai skaitmeninių įrašymo įrenginių privalumai:
• aukšta vaizdo kokybė;

• patogi ir greita įrašytų įvykių peržiūra;

• intelektuali aliarminių įvykių paieška;

• programavimo/nustatymo funkcijų gausa;

• vaizdų perdavimas ryšio tinklais;

• maži aptarnavimo kaštai dėl nuotolinio VSS programavimo galimybės.

2.2. Vaizdo stebėjimo kameros

Identifikavimas, atpažinimas, prevencija, perimetro ar bendras vaizdo stebėjimas – visa tai nulemia, kokios kameros turi būti parinktos: juodo/balto, spalvoto vaizdo ar diena/naktis, valdomos ar stacionarios. Atsižvelgiant į kamerų montavimo aplinką parenkami kamerų priedai: lauko korpusai, tvirtinimo elementai, objektyvai.

1 pav. Kamerų tipai

2.3. Matriciniai vaizdo perjungikliai, vaizdo perdavimo įrenginiai

Sudėtingose VSS, kur reikia daugiau nei vieno stebėjimo posto bei vienu metu monitoriuose reikia stebėti ir fiksuoti daugelyje skirtingų vietų vykstančius įvykius, naudojami matriciniai vaizdo perjungikliai. Kameros gali būti įjungiamos į atitinkamus monitorius rankiniu būdu arba pagal tam tikrą scenarijų, gavus aliarminį signalą iš kitų sistemų. Esant dideliems atstumams tarp vaizdo kamerų ir įrašymo sistemų, vaizdo signalui perduoti naudojamos sudėtingesnės technologijos. Tokiais atvejais vaizdo signalas perduodamas suktos poros ar optiniais kabeliais, LAN/WAN ryšio tinklais arba naudojamos bevielės vaizdo perdavimo sistemos.

Tobulėjant vaizdo stebėjimo sistemoms, taip pat plečiasi ir jų pritaikymo galimybės. Dabar VSS galima pamatyti ne tik bankuose, bet ir pramonės įmonėse, prekybos centruose, degalinėse, ligoninėse, oro uostuose, miesto centrų stebėjimui ir t.t. Laikui bėgant šis sąrašas turėtų dar labiau pasipildyti dėl naujų VSS savybių.
Nepriklausomai nuo VSS dydžio ir sudėtingumo kokybė ir patikimumas išlieka svarbiausi kriterijai.

Tarptautiniame Vilniaus oro uoste UAB „Fima“ įgyvendino vaizdo stebėjimo sistemų projektą. “Fima” modernizavo jau esamą ir įdiegė naujausią integruotą skaitmeninę vaizdo stebėjimo sistemą, apimančią oro uosto stebėjimą, vaizdo duomenų analizę ir valdymą. Nuotoliniu būdu valdomomis aukštos skiriamosios gebos vaizdo stebėjimo kameromis nuolat stebimi keleivių srautai oro uosto keleivių terminale, atvykimo, išvykimo salėse, o gauti duomenys kaupiami ir analizuojami skaitmenine technologija. Projekto išskirtinumas: aukšti saugumo reikalavimai.

2.4. Vaizdo stebėjimo sistemos paskirtis

High-End Video sistema yra daugiafunkcinės programos techninės įrangos sistema, atliekanti skaitmeninį daugiakanalį vaizdo monitoringą ir aplinkos analizę. Atlikdamas matematinius apskaičiavimus sistemos vartotojas gali atpažinti pavojingas situacijas ir kitus įvykius. Sistema taip pat leidžia sukurti garso ir vaizdo pranešimus apie šiuos įvykius ir įvairiomis telekomunikacinėmis priemonėmis juos arba sukurtus vaizdo įrašus perduoti į nuotolinį terminalą. Vaizdo įrašus galima analizuoti kelias savaites. Vaizdo monitoringas yra interaktyvus operatyvaus stebėjimo ir sukurtų vaizdų analizės režimas. Stebėjimas taip pat gali būti atliekamas pasirinkus automatinį režimą. High-End Video sistemoje naudojamas analizės metodas leidžia, remiantis teikiamomis dirbtinio intelekto galimybėmis, atpažinti gausybę įprastinių ir pavojingų situacijų bei atitinkamai jas reguliuoti.

2.5. Vartojimo galimybės

Sistema skirta jūsų turtui, šeimos gyvenimui ir sveikatai, verslui saugoti. Sistemą galima panaudoti gamybos metu: ji kontroliuoja darbo procesą ar skaičiuoja asmenis. Prijungus daugiau kamerų, High-End Video sistema leidžia automatiškai stebėti visus Jus dominančius įvykius bei objektus ir bemat praneša Jums, jei to pageidaujate, apie pavojų. Vaizdo duomenis galima siųsti vidiniu tinklu ar per Internetą. Elektroniniu paštu galima siųsti ką tik nufilmuotus kadrus. Kontroliuojamų objektų kiekis ribojamas optinių vaizdo kamerų galimybių.

2.6. Techniniai duomenys

Sistema gali perdirbti vaizdus, panaudodama iki 64 skirtingų vaizdo įvedimų – vaizdo kamerų. Turimus vaizdo duomenis galima apdoroti pilno vaizdo (1 kamera), 4, 6, 8 ir 16 vaizdų režimais, kameras galima atskirai reguliuoti. Taigi būdu galima lengvai ir patogiai peržiūrėti daugybę vaizdų tuo pačiu metu. Kai prijungtos 32-64 kameros, vaizdo duomenų analizės greitis siekia 224 vaizdus per sekundę. Perdirbant nespalvotus vaizdus, užtenka 9 KB atmintinės suglaudinus duomenis, kai rezoliucija iki 768x576 dpi.

Naudojant serverio ir “Client” programos modelius vaizdo duomenis galima perduoti tinklu, taip pat galima peržiūrėti serverio analizės duomenų banką.

2.7. Pagrindinės funkcijos

1 lentelė. Pagrindinės funkcijos

2.8. Papildoma apsauga

High-End Video sistemos programinės įrangos raktas (Dongle). Prieš diegiant programinę įrangą šį elektroninį raktą (dongle) reikia prijungti prie paralelinės “LPT 1” jungties, nes nuo jo priklauso programos diegimo galimybės. Elektroninis raktas (dongle) turi būti nuolat prijungtas prie vaizdo serverio, t.y. prie asmeninio kompiuterio. BIOS sistemoje ties nuoroda “Interface Connector Properties” pažymėkite “Normal” arba “SPP”, jei kartais elektroninis raktas (dongle) būtų netiksliai atpažintas!

2 pav. Programinės įrangos raktas

2.9. Programos moduliai

“High-End Video” sistemą sudaro įvairūs moduliai, kurių kiekvienas atlieka tam tikrą funkciją. Programinės įrangos pradiniame lange galima pasirinkti ir įjungti bet kurį modulį. Įdiegus programinę įrangą, darbalaukyje atsiranda “Baratung Video”piktograma. Spustelėkite piktogramą ir sistema pradės veikti.

Pradinio meniu vaizdas priklauso nuo prijungtos įrangos, įvestos kalbos ir versijos (“Server” ir “Client” programų). Norėdami paleisti modulį, spustelėkite vieną kartą norimo modulio nuorodą.

2 lentelė. Vaizdo stebėjimo sistemos funkcijos

4 pav. Programos Centrinis modulis

Šioje lango dalyje galite pažymėti prijungtas ir veikiančias kameras. Kai kurias kameras galite išjungti iš programos, tada vaizdai iš jų nebus pateikiami ir analizuojami, čia galite keisti turimo vaizdo formatą ir nustatyti:

kokias kameras naudosite: spalvotas ar nespalvotas;

kokiu greičiu matematiniais skaičiavimais atpažįstamas situacijos pasikeitimas. Kuo aukštesnė įrašytoji vertė, tuo greičiau jutiklis atpažįsta pavojingą situaciją;

kokiu greičiu matematiniais skaičiavimais įrašomas situacijos pasikeitimas;

duomenų banko vaizdų tankumo koeficientą;

kietojo disko laisvos vietos parametrus;

kadrų formatą;

jutiklių inertiškumą;

šviesos jautrumą;

slaptažodžių keitimą, (galimi du vartotojai);

atnaujinti sistemą.

2.10. Nustatymai

Šiuo režimu galima nustatyti bei konfigūruoti virtualius monitorius, vaizdo ir judesio jutiklius. Norėdami paleisti šį režimą pasirinkite konfigūracijos Setup nuorodą pagrindiniame meniu.

2.10.1. Virtualius monitoriai

Kurdami virtualius monitorius galite padidinti norimą kameros vaizdo dalį. Filmavimo režimu padidinta vaizdo dalis gali veikti ir filmuoti kaip atskira kamera. Virtualaus monitoriaus kokybė priklauso nuo kameros rezoliucijos.

5 pav. Virtualus monitoriai

1 pavyzdys

Jei oro uoste reikia saugoti duris, galima dalį kameros vaizdo, rodančio duris, paversti virtualia kamera. Taip matomas atskirai bendras ir padidintas durų vaizdas. Virtualų monitorių yra lengviau stebėti, nes ši “kamera” nefilmuoja visų judesių salėje.

2 pavyzdys

Kamerą, kuri stebi dideliu kampu (130° ir daugiau), galima padalyti į keturias kameras, pvz., vaizdams viršutiniame kampe dešinėje ir kairėje bei apatiniame kampe dešinėje ir kairėje stebėti. Taip atsiranda penkios kameros, kurių viena pateikia bendrą vaizdą, o kitos rodo keturias vaizdo detales, kurios yra padidintos. Taip taupomas kamerų skaičius.

Virtualus monitorius kiekviename režime veikia kaip nauja kamera. Virtualių monitorių skaičius yra neribojamas, tačiau nepamirškite, kad kiekvienas monitorius naudoja papildomus sistemos skaičiavimo išteklius. Virtualaus monitoriaus pločio ir ilgio santykis gali būti nustatomas tik 4:3 santykiu.

2.10.2. Vaizdo jutikliai

Jutikliai yra svarbios šios sistemos sudedamosios dalys, kurių pagrindu atliekama intelektualioji įvykių atpažinimo analizė. Sistemoje naudojami dviejų tipų jutikliai: paprastieji ir sudėtingieji, t.y. paprastieji jutikliai, atliekantys papildomas funkcijas. Paprastieji jutikliai fiksuoja bet kuriuos judesius ir juos įrašo. Sudėtingieji jutikliai, atvirkščiai, reaguoja į šviesos pakitimus ir gali labai tiksliai įvertinti tam tikrus judesius. Šie jutikliai gali, pvz., suprasti specialius judesius.

Kiekvienas jutiklis gali:

pavojaus atveju parinkti reikiamą kamerą;

duoti garso signalą;

į duomenų banką įrašyti datą, laiką, kamerą ir jutiklį;

persiųsti įrašus elektroniniu paštu.

Vieno jutiklio išdidinti nevertėtų, geriau pažymėkite keletą mažų jutiklių, kurie tiksliau atlieka savo funkcijas, jutiklio jautrumą galima nustatyti nuo 20-70%. Tai yra pažeidus jutiklį tiek procentų, kiek nustatėme, prasidės vaizdo įrašinėjimas.

6 pav. Vaizdo jutiklio nustatymas

Sudėtingų jutiklių nustatymas labai sudėtingas, nes jutiklį reikia išmokyti, atskirti pavojingą situaciją nuo nepavojingos. Tai gali būti įėjimo/išėjimo kontroliavimas. Kai jutiklis pastebi ir užfiksuoja pavojingą situaciją, atitinkamos kameros rodomas vaizdas pakeičia spalvas, t.y. paprastai mėlynas fonas, kuriame užrašytas kameros pavadinimas, nusidažo raudonai.

2.10.2. 1. Jutiklių sureguliavimas ir sužadinimas

Pasirodo langas, kuriame surašyti visi nustatyti jutikliai. Šiame lange galite sužadinti ar išjungti jutiklius, ties atitinkamu jutikliu pažymėdami varnelę. Norėdami derinti jutiklį, pažymėkite norimą jutiklį ir paspauskite ant jo. Atsiranda langas, kur galite:

keisti jutiklio pavadinimą;

keisti jutiklio kamerą;

nustatyti kamerą, kurios pavadinimu bus išsaugotas atitinkamas jutiklis duomenų banke;

pavojaus atveju perjungti į atitinkamą nustatytą kamerą;

keisti perjungimo trukmę;

keisti jutiklio jautrumą;

keisti jutiklio sužadinimo trukmę;

sužadinti/išjungti jutiklį.

Prieš keisdami jutiklių jautrumą, patikrinkite jutiklių kontrastingumą ir šviesumą: jie turi būti taip nustatyti, kad vaizde nesimatytų jokių tamsių (šešėlių) ir šviesių (šviesos dėmių) vietų. Jos gali pakenkti vaizdo apdorojimo kokybei. Jei sistema turi dirbti kasdien ištisą parą, nustatykite šviesumo ir kontrastingumo automatinį parametrų reguliavimą. Galima įjungti ir daugiau sudėtingų jutiklių, pvz., galite nustatyti dienos šviesos ir nakties jutiklius. Šiuo atveju, nustatant laiko parametrus, sistema dirba įprastu režimu.

Šiame meniu galite suaktyvinti “DVR” (digital video recorder – skaitmeninis vaizdo grotuvas) pasirinktį, kuri įjungia vienu kartu visas sužadintas kameras, kol iš naujo paspaudžiate mygtuką. Galimi tokie pasirinkties variantai:

DVR - Visi kadrai išsaugomi visi kadrai

DVR/2 - Visi kadrai išsaugomi kas antra kadrą

DVR/3 - Visi kadrai išsaugomi kas trečią kadrą

DVR/5 - Visi kadrai išsaugomi kas penktą kadrą

DVR/10 - Visi kadrai išsaugomi kas dešimta kadrą

2.11. Vaizdo monitoringo modulis

Tiesioginis modulis yra pagrindinė sistemos darbo aplinka. Šiame modulyje galimas sąveikaujantis darbas, kai vartotojas pats filmuoja bei daro momentines nuotraukas, ir intelektualioji automatinė veikla, kurią valdo nustatyti jutikliai. Vartotojas gali dirbti su nustatytais virtualiaisiais monitoriais, keisti jutiklių jautrumą, rankiniu būdu filmuoti ir daryti atskiras momentines nuotraukas. Taip pat galima reguliuoti kamerų vaizdo kontrastą ir ryškumą.

Pagrindinė šio modulio funkcija yra pateikti vartotojui kamerų vaizdus, kuriuos jis galėtų stebėti interaktyviai. Šiuo režimu pastoviai rodomi skirtingų kamerų vaizdai ir virtualūs monitoriai. Vartotojas gali pasirinkti vaizdų rodymo būdus:

Single (visas vaizdas) -Vienos kameros vaizdas per visą ekraną

Quadrator(4 kameros) -4 skirtingų kamerų vaizdai langeliuose

9 cameras (9 kameros)-9 skirtingų kamerų vaizdai mažuose langeliuose

16 cameras (16 kamerų)-16 skirtingų kamerų vaizdai mažuose langeliuose

25 cameras (25 kamerų)-25 skirtingų kamerų vaizdai mažuose langeliuose

Multi-screen (daugiavaizdis ekranas)-6 kamerų vaizdai, 5 vaizdai aplink vieną didesnį langą.

Įjungus tiesioginį modulį, ekrane pasirodo toks vaizdas:

7 pav. Daugiavaizdis ekranas

2.12. Analizė

Analizės modulio funkcijos veikia vaizdo monitoringo modulio pagrindu. Šio modulio funkcijos taip sukurtos, kad kuo tiksliau ir be didelių laiko sąnaudų nufilmuotų vaizdo monitoringo modulio vaizdus. (pvz., 24 valandų analizės metu nufilmuotų duomenų įvertinimas užtrunka vidutiniškai 5-10 min.). Vaizdus galima analizuoti tokiais būdais:

pagal kameros numerį arba pavadinimą;

pagal jutiklio, kuris nufilmavo įvykį, pavadinimą;

pagal tam tikro laiko tarpą;

pagal spalvos filtro funkciją;

pagal judesio proceso analizę.

Analizės funkcijos priklauso viena nuo kitos, tačiau gali būti atliekamos pasirinkta norima eilės tvarka, atsižvelgiant į ankstesnių filtrų rezultatus.

3 pavyzdys

Oro uoste įvyko vagystė. Pavogtos prekės ir vagystės laikas yra žinomi, buvo nustatyti atitinkami vaizdo jutikliai. Šiai situacijai išnagrinėti turite atlikti tokius “High-End-Video” sistemoje veiksmus:

Peržiūrint filmuotą medžiagą, pirmiausia išanalizuojami visi įvykiai per tam tikrą laiko tarpą.

Tada pasižymite jutiklius, kurie stebėjo atitinkamą patalpos plotą. Vaizdus galite nagrinėti paeiliui. Įvykis nufilmuotas, tačiau vagystės metu nusikaltėlis stovėjo nugara į kamerą.

Tada pagal jo rūbus galima parinkti kitus filtrus. Tokiu atveju taikoma spalvų filtro funkcija (tik kai prijungtos spalvotos kameros). Spalvos filtre pritaikomas vagies rūbui filtras, patikrinami visi jutikliai, kurie veikė atitinkamą laiko tarpą.

Programa per filtrą patikrina visus nufilmuotus vaizdus ir atskiria tik tam tikrus vaizdus, iš kurių galima atpažinti vagį, kai jis, pvz., išėjo iš parduotuvės. Visas procesas vyksta ne ilgiau 5 min.

4 pavyzdys

Neturintis leidimo automobilis pravažiavo vaizdo kamerų stebimą aikštelę. Aikštelę oficialiai stebėjo “High-End-Video” sistema. Atlikus judesio proceso analizę galima išaiškinti, kuris sargas neatliko savo pareigų ir tinkamai neprižiūrėjo objekto.

Prieš naudodami pasirinktą filtrą, pirmiausia susiaurinkite įvykių apimtį pagal laiką. Pritaikius visus filtrus, vaizdai išrūšiuojami iš viršaus į apačią pagal didžiausią atitikimo laipsnį. Taikant palyginimo filtrą ir “Spalvos nesutapimo” parametrą, nustatoma, kurių vaizdų nereikia analizuoti. Įvedus 0%, visi vaizdai turi visiškai sutapti su nustatytu trafaretu, įrašius 100%, į atranką įtraukiami visi iki vieno vaizdai. Rekomenduojame įrašyti 30% vertę. Taikant palyginimo filtrą, taip pat įmanoma

8 pav. Palyginimo filtras

9pav.Statistinė/grafinė analizė

2.13. “Network Client” programa

High-End Video sistemoje galimi du vaizdo stebėjimo būdai, kai į sistemą įdiegiamos tinklo technologijos:

Visų klientų serverio duomenų banko analizė. Ši funkcija įdiegta į visas programos versijas.

Tiesioginis vaizdo perdavimas tinklu pagal “Server” ir “Client” programų principą. Šis pasirinkimas įvestas tik į tinklo programinę versiją. Norint pasinaudoti šia galimybe, tinklo sparta turi būti 1000Mbit, kad būtų galima reguliuoti per jungiklį/komutatorių/modifikatorių. Taip galima pasiekti maksimalų vaizdo perdavimo greitį. Ši galimybė leidžia Jums greitai gauti informaciją, kai esate toli nuo saugomo objekto. Antras būdas – įrengti atskirus stebėjimo ir kontrolės punktus.

Dirbant vaizdo perdavimo režimu tinkle, sistemoje naudojamas 3777 TCP/IP protokolo tinklo prievadas. Šis prievadas turi būti atviras, kad būtų galima perduoti duomenis.

Pasirinkę šią programą Jūs galite analizuoti kiekvieno kliento serverio duomenų banką. Norint naudotis “Network Client” programa, reikia prisijungti prie tinklo ir serverio programos įdiegimo “DAT” sąraše įvesti atitinkamus leidimus bei teises. Privalote turėti bent duomenų skaitymo teisę, kad galėtumėte skaityti serverio duomenis. Įdiegę programą, į serverio duomenų banką galite įeiti spustelėję “Analizės” piktogramą. Pasirodžiusiame meniu spauskite nuorodą “Remote data bank” (nuotolinis duomenų bankas). Atsiradusiame laukelyje nurodykite serverio duomenų banko padėtį. Duomenų banko skaitymas gali užtrukti keletą minučių.

Šią programa per tinklą galite atlikti visą stebėjimą, taip pat tiesiogiai perduoti vaizdus tinklu ir analizuoti serverio duomenų banką. Norint operatyviai stebėti tinkle apytikriai realiu laiku, reikalinga sistema kuri vartoja TCP/IP serverio jungtį. Vaizdo monitoringo režimas turi būti įjungtas per pagrindinį meniu spaudžiant nuorodą “Server”. Tada galite registruotis serveryje pagrindiniame meniu pasirinkę nuorodą “Client”. Registracijos laukelyje įrašykite serverio pavadinimą, t.y. IP adresą. Vaizdus galima peržiūrėti tik tada, kai serveryje panaikinama vaizdo įvesties blokuotė. Centrinio modulio parametrai turėtų kuo tiksliau sutapti, tačiau kameros įvestis gali skirtis. Taigi serveryje galima naudoti visas kameras, o per centrinį modulį – išjungti kai kurias kliento kameras. Tai galėtų būti naudinga, pvz., kai klientas neturėtų matyti visų stebėjimo objektų. Jei trumpam nutrūksta ar sutrikdomas ryšys su serveriu, sistema vėl bando prisijungti prie tinklo. Įdiegus “Client” programą galima taip pat valdyti FD kamerą, tačiau negali būti iš anksto nustatomi jokie kameros parametrai.

10 pav.“Network Client” programos ekranas

3. ĮEIGOS KONTROLĖ

Įeigos kontrolės sistemos paskirtis – patekimo į patalpas / teritorijas ribojimas ir apskaita. Įeigos kontrolė atlieka nemažai funkcijų – riboja patekimą į tarnybines patalpas, reglamentuoja ir fiksuoja darbuotojų judėjimą įmonės viduje, palengvina darbo laiko apskaitą ir t.t.

Paprastai sistema susideda iš:

identifikavimo duomenų nešiklio, ar paprasčiausiu atveju, kortelės (magnetinės, brūkšninio kodo, mikroprocesorinės, nuotolinės ar kontaktinės), kuria vartotojas identifikuojamas sistemoje. Skirtingi kodavimo ir nešiklio (kortelės, pakabuko, žiedo, piršto antspaudo, rankos plaštakos, veido, akies tinklainės) tipai lemia skirtingus įeigos sprendimus, geriausiai atitinkančius vartotojo poreikius;

įeigos kontrolės skaitytuvo, kuris yra pirminis sistemos įrenginys. Skaitytuvas paverčia identifikavimo duomenų nešėjo (pvz., kortelės, piršto antspaudo) fizinį kodą į elektrinį signalą ir perduoda jį valdikliui;

valdiklio, kuriame saugomas įvykių archyvas bei suprogramuoti duomenys ir tikrinama, ar vartotojui suteikta pageidaujama įėjimo teisė;

centrinio įrenginio, kuriuo stebima, valdoma ir programuojama visa sistema (pvz., asmeninis kompiuteris su atitinkama programine įranga);

praleidimo mechanizmo (elektromechaninė spyna, elektromagnetinė sklendė, elektromagnetas, praėjimo suktukas, automatiniai vartai, kelio užtvaras ar kt).

11 pav. Kodinė klaviatūra

Įeigos kontrolės sistema, priklausomai nuo sudėtingumo, gali būti:
• autonominė – prie durų įrengiama kodinė spyna ar kortelių skaitytuvai, integruoti su valdikliu;

• tinklinė – visi valdikliai sujungiami į tinklą ir turi bendrą duomenų bazę. Paprastai valdoma iš PK su įeigos kontrolės programine įranga;

• integruota įeigos kontrolė – apsaugos signalizacijos sistema pasirenkama vis dažniau, kadangi supaprastina naudojimąsi sistema ir jos valdymą. Integruotoje sistemoje įeigos kontrolė neleis iškart patekti į teritoriją ar patalpą, kur įjungta signalizacija, taip išvengiant klaidingų aliarmų.

Įeigos kontrolės sistemų tipus sąlyginai galima suskirstyti pagal identifikavimo būdą:
• kodinė – kai įeigos kontrolės klaviatūroje įvedamas vartotojo kodas;

• kortelinė – kad asmuo patektų į patalpas būtina pateikti galiojančią kortelę;

• biometrinė – kad asmuo patektų į patalpas būtina nuskaityti tam tikrus fizinius vartotojo duomenis (piršto, plaštakos antspaudą, akies tinklainės raštą, veido bruožus ar kt.). Biometrinė įeigos kontrolės sistema paprastai naudojama tik tuomet, kai būtina užtikrinti aukštus saugumo reikalavimus;

• mišri – kai naudojamos įvairios prieš tai išvardytų būdų kombinacijos, pvz., kortelė + kodas, kortelė + piršto antspaudas. Vienu metu (pvz., darbo laiku) naudojamas supaprastintas identifikavimas, kitu – visas kompleksas.

Pasaulinėje praktikoje įeigos kontrolės sistemų privalumai įvertinti jau seniai. Lietuvoje situacija sparčiai keičiasi. Kontroliuoti klientų ir darbuotojų judėjimą pageidauja vis daugiau Lietuvos įmonių, bankų, organizacijų, parduotuvių, biurų ir kt.

3.1. Lauko teritorijų apsaugos sistemos

Perimetro (teritorijos) apsaugos sistemos paskirtis - kaip įmanoma anksčiau fiksuoti nepageidaujamus asmenis, bandančius patekti ar patekusius į saugomą teritoriją. Ši sistema apsaugo teritorijoje esantį turtą ir padidina teritorijoje esančių objektų saugumo laipsnį.

Dažniausiai perimetro apsaugos sistemos objektuose diegiamos kartu su vaizdo stebėjimo sistemomis. Pradėjus veikti vienai iš apsaugos zonų, kameros automatiškai pasisuka į pažeidimo vietą. Tokiu būdu sistema padeda apsaugos operatoriui greitai reaguoti.

Ankstyvas pažeidėjo fiksavimas - tai pagrindinė perimetro apsaugos funkcija. Galimi trys perimetro apsaugos variantai:

Išorinė teritorijos perimetro apsauga. Apsaugos priemonės rengiamos išorinėje teritorijos pusėje. Tokiu būdu pažeidėjas aptinkamas dar nepatekęs į teritoriją.

Apsaugos priemonės rengiamos ant/ar virš tvoros.

Teritorija saugoma iš vidinės pusės. Tokiu atveju sistema fiksuoja tik į teritoriją patekusius asmenis.

12 pav. Perimetro apsaugos variantai

Pagal naudojamas technologijas perimetro apsaugos signalizacijas galima skirstyti į keletą grupių:

Kabelinės sistemos. Šio tipo perimetro apsaugos signalizacijoms naudojami tiek elektriniai, tiek optiniai kabeliai, reaguojantys į kabelio deformaciją (kirpimą, tempimą ir kt.).

Sensorinė sistema. Sensorinės sistemos, priklausomai nuo naudojamų sensorių tipo, yra aktyviosios ir pasyviosios. Šiuo metu labiausiai paplitę infraraudonųjų spindulių arba mikrobangų detektoriai.

Judesio detekcija panaudojant vaizdo stebėjimo sistemas. Detektuojamas judesys kameros stebimame vaizde. Sudėtingos judesio vaizde detekcijos, sistemoje galima sekti pažeidėjo judėjimo kryptį, greitį.

Po žeme montuojamų jutiklių perimetro apsaugos sistemos.

Perimetro apsaugos sistemos parinkimas priklauso nuo daugelio veiksnių. Tinkamos sistemos tipą lemia pageidaujamas teritorijos apsaugos lygis, klimatinės sąlygos, augmenija bei kiti veiksniai. Gali būti , kad viename ir tame pačiame objekte reikia naudoti keletą skirtingų perimetro apsaugos sistemų grupių.

3.2. Apollo įeigos kontrolės sistemos apžvalga

13 pav. Apollo įeigos kontrolės bendra sistemos struktūra

Ši sistema yra sudaryta iš:

vieno ar daugiau kompiuterių su programine įranga;

vieno arba daugiau valdiklių sujungtų vienu ar kitu būdu su kompiuteriu;

prie kiekvieno valdiklio jungiami išplėtimo moduliai, kurie, savo ruožtu, jau bendrauja su durimis, skaitytuvais bei davikliais ir vykdymo įrenginiais.

Trumpa valdiklių apžvalga:

RS-232 Direct ( 15 metrų ).

RS-485 Direct ( 1200 metrų ).

Komutuojama linija ( neribotai ).

TCP-IP LAN/WAN (neribotai).

Optinės skaidulos (1-80 km.).

Mikrobangos / RF modemai (nuo kelių šimtų metrų iki 5km.).

Kaip jau minėta, tam, kad informacija iš valdiklių patektų į operatoriaus programinę įrangą, valdikliai ir kompiuteriai sujungiami vienu iš galimų būdų. Iš esmės visi šie prisijungimo būdai yra plačiai žinomi ir Apollo įranga naudoja juos visus.

3.2.1. Valdiklių tipai

Apollo gamina keletą pagrindinių valdiklių modelių. APN-35 – autonominis 2 skaitytuvų valdiklis su RS232 arba RS485 jungtimi, naudojamas mažuose objektuose, tinklu galima sujungti iki 4 APN-35 valdiklių. 3000 kortelių.

14 pav. APN valdiklių sujungimo shema

AAM-20 - 16 skaitytuvų arba 320 zonų, 1.300.000 kortelių, 1 įrangos prievadas.

AAN-32 - 32 skaitytuvai arba 512 zonų, 325.000 kortelių, 1 įrangos prievadas.

AAM-80 - 64 skaitytuvai arba 1280 zonos, 1.300.000 kortelių, 4 įrangos prievadai

AAN-100 - 96 skaitytuvai arba 1600 zonų, 1.300.000 kortelių, 4 įrangos prievadai, TCP/IP.

Matyti, kad didžiausias valdiklis AAN-100 gali būti prijungiamas tiek tiesiogiai per RS232 sąsają, tiek ir tiesiai į LAN arba WAN tinklą.

15 pav. AAN-100 valdiklis sujungimo schema

• Nuoseklus RS-232 / RS-485 / RS-232 nuoseklusis skambinimas.

• Tinklo IP adresas: Priskiriamas BOOTP .

• 2 jungčių konfigūracija.

• Konfigūruojamas aktyvumo palaikymo laikmatis.

• Palaikoma dubliavimo funkcija alternatyviuoju kanalu, jei LAN dingsta.

Vienas iš populiariausių išplėtimo modulių AIM-4, kuris leidžia aptarnauti net keletą durų vienu metu. AIM modulis priklauso galinės įrangos grupei ir jungiamas su valdiklio komunikacine magistrale.

16 pav. AIM valdiklio sujungimo schema

3.2.2. Skaitytuvų tipai

Skaitytuvų tipai naudojami įeigos kontrolės sistemose. Visi šie skaitytuvų tipai yra palaikomi Apollo įeigos sistemose. Juos galima skirstyti pagal įvairius parametrus. Čia jie suskirstyti į elektroninius ir biometrinius.

- Elektroniniai - tai visiems gerai pažįstamos kortelės ir žetonai, dar juos galima apibūdinti kaip “daikto turėjimą”.

- Biometriniai tipai nereikalauja nešiotis papildomo daikto (todėl jo negalima pamesti), tačiau naudotis jais ne taip patogu ar greita.

1. Elektriniai:
• klaviatūra;
• magnetinė kortelė;
• atstumo kortelė;
• didelio nuotolio kortelė;
• SMART kortelė;
• brūkšninio kodo kortelė;
• RFID.
2. Biometriniai:

pirštų atspaudų;

rankų geometrijos;

akies rainelės;

veido atpažinimo.

Skaitytuvai dažnai būna kombinuoti (pvz., magnetinė kortelė ir klaviatūra PIN kodui įvesti). Reikėtų panagrinėti kai kurias pakankamai unikalias Apollo apsaugos įrangos savybes. Tam tikslui apžvelgiami jutiklių apsaugos nuo sabotažo lygiai. Lygiai skirstomi į A, AA ir B.

3.3. Apsaugos lygiai

1. „B“ lygis nekontroliuojamas.

17 pav. Apsaugos nuo sabotažo “B” lygis nekontroliuojamas

B lygis nenumato apsaugos nuo sabotažo, todėl pažeidėjas gavęs priėjimą prie jungiamųjų laidų gali, pvz., užtrumpinti vieną jutiklį arba netgi visą apsauginės centralės apsaugos zoną. Tokio tipo įėjimo grandines vis dar galima aptikti senose apsaugos sistemose. Natūralu, kad šiuo metu tokio tipo apsaugos naudoti nerekomenduojama, tačiau tokias grandines vis dar galima pritaikyti telemetrijos ir jutiklių, kurie nesusiję su apsaugos sistema, signalams surinkti.

2. „A“ lygis kontroliuojamas.

18 pav. Apsaugos nuo sabotažo “A” lygis kontroliuojamas

A lygis numato kur kas geresnę apsaugą nuo tokio tipo sistemos pažeidimų praktiškai be jokių papildomų išlaidų, todėl tai šiuo metu pats populiariausias prijungimo tipas, tinkamas daugumai objektų tipų.

Visdėlto A lygio įėjimo grandinės gali būti pažeistos, jei pažeidėjas išmano elektroniką.

3. „AA“ lygis labai aukštas saugumas.

19 pav. Labai aukštas apsaugos nuo sabotažo “AA” lygis

Apollo kompanija šia prasme pažengė į priekį ir sukūrė “AA” tipo įėjimų grandinių įrangą. Įranga, paremta skaitmeninių signalų perdavimu didžiausiose pastato instaliacijos dalyse, neleidžia įgyvendinti sėkmingo grandinių pažeidimo.

Detektuojamas ne tik fizinis linijos pažeidimas (nutrūkimas, užtrumpinimas), bet ir bandymas panaudoti anksčiau kompiuteriu nuskaitytą skaitmeninį signalo protokolą tam, kad imituoti normalų linijos darbą.

Tai vienintelis apsaugos tipas, kurį leidžiama instaliuoti JAV strateginiuose ir kariniuose objektuose.

3.4. Aliarminės plokštės

Keletas tipų galinių įrenginių, skirtų jutiklių ir vykdomiesiems įrenginiams sujungti. Apollo taiko visų trijų kategorijų signalo surinkimo modelius.

A20 pav. Aliarminių įėjimo panelių moduliai

Taip pat egzistuoja kombinuoti įėjimo/išėjimo bei tik išėjimo signalų galiniai įrenginiai.

TM-30

A21 pav. Aliarminių įėjimo/išėjimo panelių moduliai

VAIZDO STEBĖJIMO IR ĮEIGOS KONTROLĖS VEIKIMAS

Vaizdo stebėjimo ir įeigos kontrolės srautų perdavimas IP protokolu šiuo metu tampa ne tiek nauja technologija, užtikrinančia papildomas tobulinimo galimybes vystytis, bet intensyviai naudojama priemone, gyvybiškai svarbia tiek apsaugos, tiek gamybos procesuose.

Padavus sistemai maitinimą, visų pirma ji turi būti paruošiama darbui. Paruošimas, tai visos sistemos inicializacija. Padavus sistemai maitinimą, visuose prievadų išvaduose yra formuojamas aukštas loginis lygis. Atsiradus judesiui vaizdo kamera fiksuoja signalą ir jį siunčia į asmeniniame kompiuteryje įmontuotą vaizdo stebėjimo Hi End Video plokštę. Naujų duomenų keitimas ir rašymas į HDD registrą vyksta tuomet, kai yra nuskaitomi prieš tai buvusio keitimo duomenys. O asmeniniame kompiuteryje duomenų registruose visada bus įrašyta 80h atminties. Todėl ir turi būti atliekamas pirmų duomenų skaitymas, kad nebūtų saugomi nereikalingi kadrai. Sistema atpažinus iš esamo archyvo, siunčia sugeneruoto aukšto lygio signalą per RS sąsają į mirovaldiklį AT89C52 signalą. Tada nuskaityti duomenys paduoda signalą į užkardą arba elektromagnetinę sklendę.

Jei nuskaityti nauji duomenys neatitinka iš esamos atminties parodymų ir palyginimų su prieš tai buvusiais, tada programa yra parašyta taip, kad iškart pereitų į rankinį darbo režimą, to pasekoje yra įjungiamas kadro vaizdas monitoriuje. Tai reiškia, sistema turi stabdyti automatinį darbą. Tuomet sėdintis asmuo prie kompiuterio gali paduoti aukšto lygio signalą į Apollo kontrolės plokštę, ko pasekoje yra atpalaiduojama sklendė ar užkardas.

SHAPE * MERGEFORMAT

22pav. Sudubliuotos vaizdo stebėjimo ir įeigos kontrolės blokinė schema

23 pav. Mikrovaldiklio AT89C52 išvadų paskirtis.

VCC – matinimo įtampa;

GND – žemė;

RST – pradinio nustatymo įėjimas;

P 1.0 iki P 1.7 – pirmas aštuoniaskiltis įvesties / išvesties portas;

P 3.0 iki P 3.5 ir P 3.7 – trečias aštuoniaskiltis portas.

P 3.0 RXD nuoseklus įvesties portas;

P 3.1 TXD nuoseklus informacijos išvesties portas;

P 3.2 Vidinių pertraukčių INT0 įėjimas;

P 3.3 Vidinių pertraukčių INT1 įėjimas;

P 3.4 Skaitiklio įėjimas 0: - T0;

P 3.5 Skaitiklio įėjimas 1: - T1;

P 3.7 Duomenų signalo, nuskaitančio duomenis iš vidinės atminties, išėjimas;

XTAL1 – kvarcinio rezonatoriaus įėjimas;

XTAL2 – kvarcinio rezonatoriaus išėjimas;

Specialių funkcijų registrai (SFR,) ir jų adresai pateikiami 5 lentelėje.

5 lentelė. Specialiųjų funkcijų registrai bei jų adresai.

Pavadinimas

Adresas

A – akumuliatorius B – akumuliatoriaus išpl timo registras PSW – procesoriaus b vio žodis SP – d klo (stack) rodiklis DPTR – duomen nuorodos registras Vyriausiasis baitas (DPH) jauniausiasis baitas (DPL) P0 - 0 prievadas P1 - 1 prievadas P2 - 2 prievadas P3 - 3 prievadas IP – prioritet registras IE - pertrauk i “kauk s” registras TMOD – taimerio režimo registras TCON - taimerio valdymo registras TH0 - taimeris 0 (vyriausiasis baitas) TL0 - taimeris 0 (jauniausiasis baitas) TH1 - taimeris 1 (vyriausiasis baitas) TL1 - taimeris 1 (jauniausiasis baitas) SCON – si stuvo (imtuvo) valdymo registras SBUF – si stuvo (imtuvo) duomen registras PCON - galios valdymo registras

E0h F0h D0h 81h 83h 82h 80h 90h A0h B0h B8h A8h A9h 89h 88h 8Ch 8Ah 8Dh 8Bh 98h 99h 87h

CC – akumuliatoriaus registras. Komandos skirtos darbui su akumuliatoriumi, naudoja mnemoniką “A”, pavyzdžiui, MOV A, P2. Mnemonika “ACC” naudojama, pavyzdžiui, bite akumuliatoriaus adresavimui. Taip, simboliškas penkto akumuliatoriaus bito pavadinimas, naudojant asemblerį, atrodys: ACC 5.

Registras B. Naudojamas daugybos bei dalybos operacijose. Kitose funkcijose registras B gali būti naudojamas kaip labai operatyvus registras.

Programos būsenos registras. Registre PSW laikoma informacija apie programos būseną.

Dėklo rodiklis SP. 8 bitų registras, kurio turinys prieš įrašant ir naudojant komandas PUCH ir CALL inicelizuoja dėklą. O nustatymo metu dėklo rodiklis nustatomas į 07H. Duomenys prasideda nuo 08H. Esant būtinybei, dėklo rodiklis gali būti perkeltas į kitą sritį.

Duomenų rodiklis. Duomenų rodiklis (DPTR) susideda iš aukštesniojo baito (DPH) ir žemesniojo baito (DPL). Jį sudaro 16 bitų. Gali būti naudojamas kaip vienas nepriklausomas 16 bitų registras arba kaip du nepriklausomi 8 bitų registrai.

P 1.0 ir P1.1 gali būti naudojami kaip vidinis analoginis komparatorius. P 3.4, P 3.3, P 3.2 mygtukų įėjimai. XTAL1, XTAL2 – kvarcinio rezonatoriaus įėjimas.

Valdymo registrai. Specialių funkcijų registrai IP, IE, TMOD, TCON, SCON ir PCON sudaro valdymo ir pertraukčių, skaitiklio ir nuoseklaus porto bitus.

Skaitiklio registrai. Registrų poros (TH0, TL0) ir (TH1, TL1) sudaro 16 bitų skaičiavimo registrus atitinkamai skaitiklis 0 ir skaitiklis 1.

Nuoseklaus porto buferis. SBUF susideda iš dviejų nuoseklių registrų: buferinio siųstuvo ir buferinio imtuvo. Duomenų kodai įrašomi į SBUF, jie patenka į buferinį siųstuvą, baito įrašą į SBUF automatiškai inicijuoja jo perdavimą per nuoseklų portą. Kada duomenys skaitomi iš SBUF, jie išimami iš imtuvo buferio.

.Mikroprocesoriaus AT89C52 komandų ciklai esant Ft =12MHz

Sudėties komandos vykdymas – 1 µs;

Daugybos / dalybos komandų vykdymo laikas – 4 µs.

Laikinių parametrų įrenginys skirtas formuoti vidines sinchronines fazes, taktus ir ciklus. Mašininių ciklų skaičius priklauso nuo komandos vykdymo laiko. Beveik visos komandos vykdomos per vieną arba du ciklus. Signalas BQ (kvarcinio rezonatoriaus signalas) yra pirminis sinchronizacijos signalas. Šis signalas gaunamas iš taktinio generatoriaus, prijungus jį prie mikrovaldiklio 5 ir 4 išvadų (kvarcinis rezonatorius), arba LC – grandinėlės, arba kitų išorinių signalų šaltinių:

žemo lygio signalo trukmė – ne mažiau 20 ns;

aukšto lygio signalo trukmė – ne mažiau 20 ns.

Schemos elementus C2, C3, BQ parenkame iš žinyno, kurių nominalai yra rekomenduojami šiam procesoriui: C2, C3 – 30 pF talpumo ± 10 pF. Parenkame KM – 4 tipo mažų gabaritų kondensatorius.

Įėjimo / išėjimo logika skirta signalo priėmimui ir išdavimui, garantuojančią mikroprocesoriaus informacijos kaitą per P0 ir P3 portus.

Komandų registras skirtas kodo 8 skilčių kodo vykdomų operacijų įrašymui ir saugojimui, kuris dešifratoriumi keičiamas į 24 skilčių kodą, kuris naudojamas programuojamai loginei matricai, kur sudaroma mikrooperacijų visuma, lygiagreti vykdomų komandų mikroprograma. Programų registras yra programiškai neprieinamas.

24 pav. Mikrovaldiklio AT89C52 prijungimas prie sistemos

4.1. Veikimo algoritmo aprašymas ir sudarymas

Pagrindiniame sistemos mikrovaldiklyje AT89C52 inicializacijos metu reikia atlikti šiuos veiksmus:

išvadus P0. , P0.3, reikia nustatyti į “0”;

patikrinti daviklių darbą;

nustatyti pertraukties leidimą;

nustatyti P1.3 aukščiausią prioritetą;

L/S0 TCON ir TMOD registrų nustatymas;

daviklių pradinių nulių nustatymas;

jautrumo nustatymas.

Padavus mikrovaldikliui maitinimą, visuose prievadų išvaduose yra formuojamas aukštas loginis lygis. Kadangi išvadas P0.2 ir P0.3 – vykdomojo mechanizmo mikrovaldiklio pertrauktims, tai šių išvadų loginiai lygiai turi būti nustatyti į “0”.

Po to mikrovaldiklis turi įsiminti daviklių išėjimo signalus ir paeiliui paduoti į jų ST įėjimus aukštą loginį lygi. Tada nuskaityti naujus jų parodymus ir palyginti su prieš tai buvusiais. Jei yra tenkinama daviklių tikrinimo sąlyga, tai galima toliau tęsti inicializaciją. Jei yra nustatoma, kad bent vienas iš daviklių nereaguoja į tikrinimo signalą, tai į P3.1 yra paduodamas aukštas signalo loginis lygis, kuris patenka į tranzistoriaus TR1 bazę. To pasekoje yra įjungiamas šviesos diodas. Tai reiškia, kad davikliai nefunkcionuoja ir sistema turi stabdyti darbą.

Kadangi sistemos darbo režimas bus išrenkamas generuojant pertrauktį INT0/ įėjime, tai registre IE reikia nustatyti pertraukties leidimą šiame išvade. Kadangi mums reikia, kad ši pertrauktis turėtų aukščiausią prioritetą, tai registre IP tai nustatome.

Rankinio valdymo metu ateinančių kintamo pločio impulsų trukmei skaičiuoti naudosime L/S0. Jis dirbs skaitiklio režimu. L/S0 nustatymas vyksta nustatant atitinkamų bitų reikšmes registruose TCON ir TMOD.

Po to yra nustatomi daviklių pradiniai nuliai ir jautrumas.Atlikus šiuos veiksmus yra baigiama PSMV inicializacija ir sistema gali pradėti darbą.

Toliau PSMV programa yra parašyta taip, kad iškart pereitų į rankinį darbo re

Pradžia

Inicilizacija

L/S0 pertraukties leidimo nustatymas

Laukimas

Rankinis darbo rėžimas

žimą. Tam po PSMV inicializacijos reikia nustatyti L/S0 pertraukčių leidimą (23 pav.).

pav. PSMV darbo algoritmas

Rankinio darbo režimo metu valdymo signalai yra gaunami iš radijo signalų imtuvo ir patenka į įėjimą T0. Šie signalai – kintamo pločio impulsai, kurie kartojamai kas 20ms. Priekinis impulso frontas Ta, generuoja L/S0 pertrauktį ir skaitiklis pradeda skaičiuoti impulso trukmę. Momentu Tb yra įrašomas impulso trukmės laikas. Pagal šią informaciją yra formuojamas ir siunčiamas į vykdomojo mechanizmo mikrovaldiklį (VMMV) valdymo signalas. Atlikus šiuos veiksmus seka grįžimas iš pertraukties (24 pav.).

SHAPE * MERGEFORMAT

L/ S0 pertrauktis

Skaitliuko paleidimas momentu Ta

Laiko įrašymas momentu Tb

Valdymo signalo formavimas ir siuntimas

Grįžtis iš pertraukties

24 pav. L/S0 pertraukties aptarnavimo algoritmas

Norint pereiti į automatinį sistemos darbo režimą reikia į PSMV įšvadą INT0/ paduoti koduotą signalą. Šis signalas generuoja pertrauktį, kuri turi aukščiausią prioritetą. Tai reiškia, kad jei tuo metu bus aptarnaujama kita pertrauktis, arba vienu metu ateis dvi pertrauktys, tai pagal registre IP nustatytą prioritetą bus aptarnaujama INT0/ pertrauktis. Priėmus kodą, jis yra atpažįstamas. Jei yra nustatoma, kad tai nei automatinio, nei rankinio darbo režimų išrinkimo kodas, tai yra grįžtama iš pertraukties aptarnavimo paprogramės ir sistema tęsia darbą toje vietoje, kur dirbo prieš pertrauktį. Tai yra padaryta dėl to, kad atsitiktiniai trikdžiai neperjunginėtų sistemos darbo režimų. Jei yra nustatoma, kad tai automatinis darbo režimas, tai yra draudžiama L/S0 pertrauktis (tam, kad automatinio darbo režimo metu sistema nereaguotų į valdymo signalus ateinančius iš imtuvo), į dėklą yra įrašoma automatinio darbo režimo paprogramės adresas (grįžtant iš pertraukties grįžimo adresas yra skaitomas iš dėklo) ir grįžtama iš pertraukties aptarnavimo paprogramės. Jeigu yra išrenkamas rankinis darbo režimas, tai į dėklą yra įrašomas rankinio darbo režimo paprogramės adresas ir grįžtama iš pertraukties aptarnavimo paprogramės (25 pav.).

SHAPE * MERGEFORMAT

Kodo priėmimas

Ar automatinis režimas

Ar rankinis režimas

Grįžti iš pertaukties

Drausti L/SO pertauktį

Automatinio darbo režimo paprogramės adreso rašymas į dėklą

Rankinio darbo režimo paprogramės adreso rašymas į dėklą

Taip

Ne

Taip

Taip

INTO/ pertrauktis

25 pav. INT0/ pertraukties aptarnavimo algoritmas

Automatinio darbo režimo paprogramėje paeiliui yra tikrinami kampinio greičio ir pagreičio daviklių duomenys, lyginami su nulinėmis reikšmėmis ir jei jos nesutampa, tai yra iškviečiama valdymo signalo formavimo ir siuntimo į VMMV paprogramę (26 pav.).

SHAPE * MERGEFORMAT

Pradžia

Ar komanda duota

Drausti L/S0 pertaukti

Taip

Ne

Ne

Ar atpažintas objektas

Taip

Signalo padavimas

26 pav. Automatinio darbo režimo algoritmas

Vykdomojo mechanizmo mikrovaldiklyje inicializacijos metu L/S1 yra nustatomas darbui PWM režime taip, kad išėjime PB3 kas 20ms būtų išduodami impulsai, kurių trukmė 1,5ms. Taip pat yra nustatomas pertraukties leidimas įėjime INT0.

Duomenų siuntimas iš PSMV į VMMV vyksta dviem linijom. Pirmoji, tai sinchronizacijos linija (iš P2.4 į INT0), o antroji – duomenų (iš P2.3 į INT1). Siunčiant vieną baitą duomenų yra generuojami 8 sinchronizacijos impulsai, kur po kiekvieno antrąja linija yra perduodamas vienas bitas duomenų. Po pirmo sinchronizacijos impulso VMMV yra generuojama pertrauktis ir pasiruošiama priimti baitą duomenų nuosekliai po vieną bitą po kiekvieno sinchronizacijos impulso. Po to pagal gautus duomenis yra nustatomas naujas impulsų išeinančių iš PB3 išėjimo plotis. Jis lieka nepakitęs iki kito valdymo baito.

VMMV darbo algoritmas yra pateikiamas 27 paveiksle, o pertraukties INT0 aptarnavimo algoritmas 28 paveiksle.

Pradžia

Inicilizacija

Impulso išvedimas

SHAPE * MERGEFORMAT

INTO pertrauktis

Baito priėmimas

Impulso pločio nustatymas

Grįžti iš pertraukties

27 pav. VMMV darbo algoritmas 28 pav. INT0 pertraukties aptarnavimo

algoritmas

4.4. Poreikis internetu stebėti vaizdą ir kontroliuoti įeigą

Vaizdo stebėjimas, konferencijos, telefono skambučiai, televizijos ir radijo programos gali pasiekti vartotojus vienu ir tuo pačiu ryšio kanalu. Interneto populiarumo augimas verčia sukurti infrastruktūrą, kuri leistų plačiajuosčiu ryšiu sujungti kuo daugiau norinčiųjų.

Vienas seniausių ir plačiai naudojamų prisijungimo prie interneto būdų – susijungimas telefono linija naudojant modemą. Senieji modemai leidžia telefono linijomis perduoti duomenis tik 56 kbit/s greičiu, o dabartinis ADSL ryšys gali pasiekti iki 4Mbit/s greitį. Tačiau šiuo metu jau pradedami diegti alternatyvūs sprendimai, įveikiantys po keliasdešimt kilometrų, skiriančius vartotojų kompiuterius nuo interneto magistralinio tinklo:

• FTTH (angl. Fiber to the Home) – šviesolaidinis tinklas iki vartotojo namų.

• ADSL (angl. asymetric Digital Subscriber Line) – asimetriškas didelės spartos ryšys telefono linija.

• WLAN (angl. Wireless LAN) – plačiajuostis internetas bevieliu ryšiu.

• HFC (angl. Hybrid Fiber Coax) – hibridinė šviesolaidžio ir koaksialinio kabelio sistema duomenims perduoti kabelinių televizijų tinklais ir kt.

Didesnė interneto sparta bei pastovus kompiuterio prijungimas prie interneto leidžia vartotojams naudoti daugiau ir tuo pačiu kokybiškesnių paslaugų. Jei anksčiau paslaugos apsiribojo failų persiuntimais, tai laikui bėgant atsirado ir daugiau paslaugų, kurių teikimui reikalinga vis greitesnė interneto prieiga (30 pav.).

30 pav. Privačių vartotojų naudojamos paslaugos

Didėjant vartotojams teikiamų paslaugų skaičiui, perdavimo tinklų apkrautumo didėjimą lemia ne tik informacijos srautų didėjimas dėl vartotojų skaičius, bet ir atskirų vartotojų poreikiai (31 pav.)

31 pav. Vidutinio vieno vartotojo parsisiunčiamo informacijos kiekio per mėnesį kitimas metų laikotarpiu

Pastato sistemų valdymas internetu

Naujos tinklų technologijos leidžia sujungti pastato sistemas, kurios paprastai būdavo valdomos atskirai – pastato elektros sistema, priešgaisrinė apsauga, ventiliacijos ir oro kondicionavimo sistema, liftai bei eskalatoriai ir kt. Visų šių mechaninių ir elektrinių sistemų centralizuotas valdymas leidžia pasiekti didesnį efektyvumą – sumažint eksploatacines išlaidas bei užtikrinti didesnį komfortą gyventojams.

32 pav. Pranešimų perdavimo ir pastato sistemų valdymo internetu struktūrinė schema

Prijungus pastato tinklą plačiajuoste prieiga prie interneto, galima per nuotolį valdyti įvairias jo sistemas bei perduoti pranešimus vartotojams ar atitinkamoms tarnyboms. „Intelektualus pastatas“ suprantamas kaip vientisas kompleksas, kuriame suderintai veikia įvairios automatinės sistemos:

• energijos valdymas – šildymo, vėdinimo, elektros sistemos, diagnostikos, skaitiklių duomenų automatinis nuskaitymas;

• apsauga – apsaugos sistemos valdymas, pavojaus signalų ir pranešimų perdavimas, vaizdo stebėjimas;

• telemedicina – vaikų, senyvo amžiaus žmonių priežiūra;

• pastato automatizavimas – įvairių jutiklių kontrolė, sistemų automatinis valdymas.

33 pav. „Intelektualaus pastato“ sistemos

Minėtas pranešimų perdavimas naudojamas ir medicinos reikmėms. Implantuotas pacientui stebėjimo įtaisas gali perduoti gydytojams duomenis apie širdies darbo sutrikimus. Remiantis nestabilumo padidėjimu, elektrokardiograma bei kitais fiziologiniais duomenimis įtaisas gali informuoti apie pavojingą būklė 10 – 11 dienų anksčiau nei pacientas pajus kokius nors simptomus.

4.6. Tinklo efektyvumo įvertinimas

Naujų interneto paslaugų plėtra (IP telefonija, video konferencijos, bankų paslaugos) bei interneto panaudojimas svarbiems pranešimams perduoti (apsauga, telemedicina ir pan.) kelia aukštus reikalavimus ryšio kokybei ir patikimumui.

Vienas iš daugiafunkcinės sistemos efektyvumo skaičiavimo metodikos būdų skaičiavimams pradinius duomenis gauna iš pačių tokios sistemos vartotojų. Pastarieji, naudodami koeficientų sistemą, nusako, kokios teikiamos paslaugos jiems yra svarbiausios. Bendras _SUM paslaugų reikalingumo koeficientas turi būti lygus vienetui ir yra randamas pagal tokią formulę:

_{SUM PA S T SV DN DP}

čia _PA – pastato apsaugos; _S – stebėjimo; _T – telemedicinos; _SV – sistemų valdymo; _DN – duomenų nuskaitymo ir _DP - duomenų perdavimo paslaugų reikalingumo svarbos koeficientai.

Kadangi kai kurios paslaugos galimos per kelių tipų prieigas (pvz., stacionariojo telefono linija, mobilusis telefonas, duomenų perdavimas elektros tinklu), panagrinėkime atvejį, jog „Intelektualaus pastato“ sistemoje egzistuoja visos čia išvardytos (4 lentelė) prieigos.

4. lentelė. Galimos paslaugos pagal prieigas

Vartotojams nevienodai svarbios (nustatoma prioritetais) teikiamos paslaugos, taip pat ir norint suteigti kiekvieną paslaugą skirtingų prieigų galimybės yra nevienodos. Jeigu priimtume, jog „Intelektualaus namo“ sistema veikia idealiai, t.y. juose esančių įtaisų gedimo tikimybė yra lygi vienetui. Tokiu atveju pastarosios sistemos paslaugų pasiekiamumo efektyvumas

  (2)

čia _i i-tojo paslaugos svarbos koeficientas; P_i – i-tojo paslaugos prieigos būvimo tikimybė.

Kadangi kai kurios paslaugos „Intelektualiame name“ (4 lentelė) turi po kelias skirtingų tipų prieigas, tai formulę (2) galime užrašyti taip:

  (3)

čia P_ij – tikimybė, jog i-tojo paslauga j-toji prieiga bus funkcionali.

Kadangi iš pastarosios formulės bei 4-os lentelės matyti, jog per interneto prieigą yra gaunami visi vartotojui reikalingos paslaugos, tai galima daryti išvadą, jog tai yra geriausia prieiga iš visų galimų.

4.7.1 Aplikacijų sluoksniai

WAP specifika – architektūra, paremta sluoksniais, kurie labai artimi OSI modeliui. WAP modelis ar stekas yra gerai žinomi ir pateikiami toliau (34 pav).

34 pav. Aplikacijų sluoksniai

WAP‘o aplikacijos sluoksnis yra „Bevielės aplikacijos aplinka (WAE)“. WAE tiesiogiai palaiko WAP aplikacijų plėtrą su WML kalba vietoj HTML, ir WML script vietoj JavaScripts. WAE taip pat apima „Bevielių telefonų aplikacijų interfeisus(WTAI)“, kuris teikia programinę sąsają telefonams, kad būtų inicijuoti skambučiai, tekstinių žinučių siuntimas, ir kitos tinklo galimybės.

4.7.2. Sesijų sluoksnis

Wireless Session Protocol (WSP) yra sesijos sluoksnio protokolas WAP protokolų steke ir taip pat apima užklausų ir atsakymų resursų ypatybes panašiai kaip HTTP. Yra du veikimo būdai;

be nustatytos jungties;

su nustatyta jungtimi.

Be nustatytos jungties, kreipiamasi į sesijų tipą, kur kiekviena transakcija yra visiškai nepriklausoma, kol WTP nesiunčiamos nepatikimos žinutės.

Kitas, orientuoto prisijungimo sesijos būdas yra nustatytos naudojant rankos paspaudimo principą tarp kliento ir serverio. Po sėkmingo „rankos paspaudimo“ prasideda duomenų siuntimas. Prisijungimui orientuotu būdu naudoja WTP, aukštesni sluoksniai palaikomi su sąsaja, kurie patikimai gali siųsti bet kokio tipo žinutes, apribotas tiktai dydžiu. Dėl to WSP žinutės yra suplanuotos WTP transakcijoms, kurios palaiko patikimumą ir nuoseklumą nuo pirminio iki galinio vartotojo žinučių siuntimui. Jungimuisi orientuotos sesijos bus tyrinėjamos toliau. WSP užklausų/atsakymų mechanizmas artimas HTTP, bet duomenys yra glaustos dvejetainės formos, kuri geresnė nei tekstinė. Tai argumentas dėl HTTP. Šiuo būdu WSP pasiekia glaustesnį dažnį (kai kuriais atvejais siekia 75%), kuris teikia pagalbą lyginant su HTTP. WSP veikimas pavaizduotas 35 pav.

35 pav. Tipiška WSP sesija

36 pav. Tipiškos WTP Class-2 transakcijos: a) tikslus; b) numanomas.

37 pav. WTP paketų praradimas, atstatymas.

4.7.3. Transakcijų, apsaugos ir transporto sluoksniai

Šie trys protokolai gali būti laikomi vienu sluoksniu WAP‘e: Wireless Transaction Protocol (WTP); Wireless Transaction Layer Security (WTLS);Wireless Datagram Protocol (WDP).

WTP teikia transakcijų lygio paslaugas (patikimiems ir nepatikimiems siuntimas). Tai neleidžia dubliuoti paketų kopijų, gautų iš paskirties taškų, taip pat vykdo persiuntimą, jei paketas buvo pamestas. Šiuo atžvilgiu WTP yra analogiškas TCP protokolui.

WTLS teikia autentifikacijas ir yra analogiškas Secure Sockets Layer (SSL) Web tinkluose. Kaip SSL, WTLS yra optimalus ir vartojamas, kai serveris to reikalauja.

WDP realizuoja abstraktų sluoksnį žemesnio lygio tinklo protokolams, šis protokolas artimas UDP. WDP yra žemiausias lygis WAP steke, tačiau jis nėra realizuojantis fizinį duomenų siuntimo lygį.

4.8. WAP tinklo elementai

WAP klientas su aplikacijų serveriais komunikuoja per įvairius proxy serverius ar tiesiogiai. WAP klientas, palaikantis proxy serverių pasirinkimo mechanizmą, kuris leidžia panaudoti labiausiai tinkamą duotajam paslaugui ar, jei būtina, jungtis tiesiogiai prie šio paslaugo. Proxy serveriai gali būti panaudoti užklausoms papildyti. Jie tarpininkauja tarp WAP ir WWW protokolų (HTTP, TCP), tokiu būdu leisdami WAP klientui panaudoti užklausą, jungiantis prie tikrojo serverio.

38 pav. WAP tinko pavyzdys

Proxy serveriai gali būti išdėstyti įvairiose vietose, įskaitant belaides antenas ar nepriklausomų paslaugų teikėjus turint tikslą ateityje plėsti bevielį tinklą ar optimizuoti komunikacijas tarp prietaisų ir aplikacijų serverių. Proxy serveriai gali būti išdėstyti saugiuose tinkluose, kad tiektų saugų kanalą tarp bevielių prietaisų ir saugių tinklų.