یکشنبه , ۲۹ بهمن ۱۳۹۶
خانه / مقالات / مقالات نظارت تصویری / طراحی شبکه دوربین های نظارت تصویری: انعطاف پذیری، بهبود عملکرد، بالا بردن امنیت
C9RFmtCUwAARDwc

طراحی شبکه دوربین های نظارت تصویری: انعطاف پذیری، بهبود عملکرد، بالا بردن امنیت

مترجم: فاطمه مستوفی

امروزه بیشتر سازمان­های خصوصی و دولتی در سراسر دنیا، چالش­های امنیتی پیش رو را به کمک دوربین­های نظارت تصویری، پشت سر می‌گذارند.

با توجه به اینکه استفاده از دوربین­های مداربسته محدود به حوزه­ای خاص نیست و تقریبا در همه­جا، از عملیات­ها نظامی و امنیت مرزها گرفته تا حفظ امنیت عمومی و جلوگیری از جرم و جنایت، مورد استفاده قرار می­گیرند، تعداد دوربین­های کار گذاشته شده رشد سریع و چشم­گیری داشته است. لازم به­ذکر است بیشترین کاربرد دوربین­های نظارت تصویری در حیطه کنترل و مدیریت ترافیک است.

با افزایش تعداد دوربین­ها، نیاز به ایجاد شبکه­ای برای پشتیبانی آن­ها افزایش می­یابد و پر واضح است که شبکه­های سیمی نه ­تنها از نظر هزینه مناسب نیستند بلکه انعطاف­پذیری لازم را نیز ندارند. با توجه به قوانین پایه و اصول بنیانی حوزه نظارت تصویری، که بر لزوم اعتمادپذیری و انعطاف­پذیری برنامه­ها و تجهیزات مورد استفاده تأکید فراوان دارد، فن­آوری­های بی­سیم بهترین گزینه برای ورود به این حیطه بوده و قابلیت هدایت سیستم نظارت تصویری به مرحله بعد را دارند.

استفاده گسترده از دوربین­های نظارتی تحت شبکه، منجر به بهبود و رشد قابلیت­های این فن­آوری شده­ است. سیستم­های نظارت تصویری که از دوربین­های تحت شبکه استفاده ­می­کنند از نظر قابلیت­ها، تأثیرگذاری و بازگشت سرمایه، تفاوت و بهبود چشم­گیری با دوربین­های مداربسته سنتی دارد.

با افزودن قابلیت آنالیز پیشرفته تصاویر ویدیویی و مدیریت همه­ جانبه و کامل این تصاویر در داخل شبکه، سازمان­ها امکان استفاده از هوش­ مصنوعی در کنترل شبکه تحت نظارت تصویری را پیدا کرده و عملکرد شبکه بهبود یافته و مؤثرتر شده است، به این ترتیب به محض اتصال افراد مشخص به شبکه، اطلاعات لازم به آن­ها منتقل می­گردد. با استفاده از هوش مصنوعی در شبکه علاوه بر بهبود عملکرد شبکه تعداد کارمندان مربوطه (اپراتورها) کاهش می­یابد.

دراین مقاله نکات کلیدی در طراحی شبکه دوربین­های نظارتی تحت شبکه که بصورت بی­سیم متصل می­شوند، ارائه می­گردد.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

  • مزایای زیرساخت­های بی­سیم

امروزه اغلب سیستم­های نظارت تصویری از دوربین­های مداربسته آنالوگی تشکیل شده ­است که از طریق سیم به مرکز کنترل متصل شده­اند. در شرایطی که مکان مورد نظر زیرساخت مورد نیاز را دارد (سیم­کشی از قبل وجود دارد و امکان نصب دوربین­ در مکان­های مشخص وجود دارد) و تعداد دوربین­های مورد نیاز با تعداد دوربین­های موجود و یا جانمایی شده یکسان است، استفاده از این سیستم نظارتی قابل قبول است هر چند که ارتقای این سیستم بسیار هزینه­بر و مشکل است.

اما هنگامی­که کنترل محدوده­ای از راه دور مورد نظر است و ممکن است این محدوده بزرگ و یا کوچک شود، انتقال تجهیزات مورد نیاز سیستم­های سیمی به زمان و هزینه قابل ملاحظه­ای نیاز دارد و لذا استفاده از این سیستم­ها دور از عقل است. در حقیقت، هزینه راه اندازی سیستم­های بی­سیم در اکثر موارد چیزی حدود ۱۰ درصد هزینه مورد نیاز سیستم سیمی است، یعنی ۹۰ درصد صرفه جویی در هزینه! هنگام استقرار سیستم­های سیمی، برای کابل­کشی مناسب باید عملیات حفر و کانال­کشی انجام گیرد، که این امر بدون کسب اجازه از مراجع ذی­صلاح ممکن نیست و به بیان ساده­تر یعنی مدت زمان زیادی صرف نامه ­نگاری­های کسب مجوز خواهد شد بنابراین راه­اندازی این سیستم­ها نه تنها از نظر هزینه که از نظر زمانی صحیح نیست.

به همان اندازه که استفاده از سیستم سیمی در جایی که زیرساخت­های مربوطه وجود دارد معقول بنظر می­رسد استقرار این سیستم در جایی که این زیرساخت­ها وجود ندارد غیرمنطقی و دور از عقل است. بنابراین زمان آن رسیده است که برای موضوع مهم نظارت تصویری راه­حلی ارائه شود که در اکثر مواقع بهترین بازدهی را داشته باشد. یک شبکه نظارت تصویری بی­سیم که به خوبی طراحی شده باشد، را طی چند روز می­توان برپا نمود و دوربین­ها و تجیهیزات جدید را نیز در عرض چند ساعت می­توان به شبکه افزود. بنابراین بسط و توسعه این سیستم، در صورت لزوم؛ به راحتی انجام می­گیرد و از طرفی در صورت کوچک­ شدن محدوده تحت کنترل، خارج کردن تجهیزات و دوربین­های مازاد کار راحتی است که این نشان از سازگاری خوب شبکه­های بی­سیم در برابر تغییرات دارد.

در شرایطی که عملیات نظارت تصویری برای مدت زمان کوتاه و به صورت موقت برنامه­ریزی شده ­است و نیاز به نصب سریع تجهیزات وجود دارد، مانند فعالیت­هایی که برای جلوگیری از جرم و جنایت در هنگام برگزاری جشنواره­های موسیقی و یا رویدادهای ورزشی انجام می­گیرد، استفاده از شبکه­های بی­سیم معقول­ترین و مقرون به ­صرفه­ترین راه­حل است. هنگام استقرار شبکه نظارت تصویری بی­سیم در نقاط دور افتاده، مانند محوطه معادن، محل استقرار تجهیزات و یا نقاط مرزی، شبکه­های بی­سیم به راحتی از سد مشکلات شبکه­های سیمی عبور می­کنند.

در این شرایط، می­توان زیرساخت­های لازم برای فن­آوری بی­سیم را در یک محدوده مشخص فراهم نمود و از طریق ماهواره و یا بک­هال[i] به مرکز مدیریت و کنترل ارسال­ کرد. به طور مثال چنانچه سازمانی قصد کنترل از راه دور نقاط مختلف جغرافیایی، از طریق یک مرکز کنترل را داشته ­باشد، استفاده از شبکه­های چندگانه­، راه­حلی مؤثر و مقرون به ­صرفه به شمار می­رود.

پروتوکل بی­سیم ۱۱/۸۰۲ بهترین انتخاب برای کاربرد در فواصل کوتاه و مستقیم (لاین آف سایت[ii]) است (یعنی مواقعی که بین فرستنده و گیرنده مانعی نیست). با این روش تصاویر ویدیویی با کیفیت عالی از مناطق دور افتاده به محدوده­ای که سرعت برقراری ارتباط بالا است، فرستاده می­شود.

در این حالت، هر نقطه با نقاط همسایه خود به طور مرتب در ارتباط است و جداول مسیریابی[iii] برای تعیین مسیر تصاویر ویدیویی در شبکه تشکیل می­شود. به این ترتیب یک شبکه بی­سیم مشبک (گره­ای) منعطف تشکیل می­گردد به این معنی که با افزایش و یا کاهش نقاط، مسیر حرکت بطور خودکار تغییر می­کند. اما با توجه به اینکه تأخیر در ارسال تصاویر در این سیستم­ها محتمل است و میزان آن نیز مشخص نیست، کیفیت تصاویر انتقال یافته و عملکرد تجهیزات – بخصوص دوربین­های مداربسته PTZ[iv]– تحت تأثیر قرار می­گیرد. فن­آوری ۱۱/۸۰۲ امروزه بعنوان یک فن­آوری بسیار کامل و مؤثر در مدیریت ترافیک و تخصیص هوشمند پهنای باند، نمود پیدا کرده است.

با بسط و توسعه پروتوکل n11/802 محدوده تحت پوشش بیشتر و سرعت انتقال اطلاعات افزایش قابل توجهی پیدا کرده ­است. در کنار نسل جدیدی از سیستم­های بی­سیم چند رادیویی[v]، پروتوکل n11/802 می­تواند سیستم چند رادیویی را طوری معماری کند که ظرفیت هر رادیو ۳۰۰ مگابایت بر ثانیه باشد و کیفیت آن در طول حرکت در هاپ­های شبکه کاهش پیدا نکند.

یک شبکه بی­سیم به تنهایی قابلیت پشتیبانی از عملیات­ها و ارائه سرویس­های مختلف در محدوده فرکانس آزاد (بدون نیاز به دریافت مجوز) ۴/۲ تا ۵ مگاهرتز را دارد. امروزه برنامه­های پیشرفته صدا و داده را می­توان بطور همزمان با تصاویر دوربین­های نظارت تصویری تحت شبکه، از طریق یک زیرساخت بدون ایجاد اختلال در کیفیت هیچ­ یک از سرویس­های شبکه ارسال نمود؛ و با توجه به استفاده گسترده از شبکه­های ایمن بی­سیم بر روی طول موج­های آزاد، می­توان برنامه­ریزی و استقرار شبکه­های نظارت تصویری جدید را به سرعت و بدون نیاز به طی­کردن مراحل اداری انجام داد.

برنامه­های امنیتی ایده­آل برای نظارت تصویری بی­سیم

  • نظارت شبانه­روزی مناطق پرخطر (دارای بیشترین گزارش اعمال مجرمانه)
  • نظارت مخفیانه برای مقاصد نظامی یا پلیسی
  • ارسال تصاویر زنده برای نزدیک­ترین نیروی گشت به محل
  • نظارت ۲۴ ساعته مناطق از راه دور، نظیر فرودگاه­ها، بنادر و انبارهای آذوقه
  • نظارت و مدیریت تجهیزات دوربرد و بدون سرنشین و مکان­های دور مانند خطوط لوله و تجهیزات استقرار یافته در آن مناطق
  • کنترل و مدیریت ترافیک
  • استقرار سریع نظارت تصویری در مکان­های عمومی، جشنواره­های موسیقی و رویدادهای ورزشی
  • مزایای شبکه­های آی­پی

تغییر تمایل سیستم­های نظارت تصویری از دوربین­های مداربسته سنتی به دوربین­های دیجیتال، مزایای بسیاری از منظر عملکرد و صرفه اقتصادی، را برای این سیستم­ها به ­همراه داشته ­است. امروزه مفسران همه بر این باورند که در آینده­ای نه ­چندان دور بخش عمده ترافیکی که بر روی شبکه­های آی­پی وجود دارد به دلیل داده­هایی است که در قالب تصاویر ویدیویی بوده و این نوع از اطلاعات جایگزین فرم داده­ و صدا می­شود. لذا با گذشت زمان هماهنگی شبکه­های آی­پی با داده­های تصویری بیشتر می­شود و عملکرد آنها برای انتقال داده­های تصویری بهبود قابل توجهی پیدا می­کند.

از مهمترین مزایای شبکه­های آی­پی در مقایسه با دوربین­های مداربسته قدیمی این است که این شبکه­ها کامل­تر هستند و براحتی با زیرساخت­های موجود همگام می­شوند. به این ترتیب سازمان­ها برای استقرار این سیستم احتیاج به تجهیزات گران و یا راه­حل­های پر هزینه ندارند و به راحتی می­توانند تجهیزات استاندارد مورد نیاز را فراهم نمایند.

نکته مهم این است که دوربین­های ویدیویی بعنوان بخشی از تجهیزات شبکه­های آی­پی شناخته ­شده­اند و سازمان‌هایی که خود را به این شبکه مجهز کرده­اند، می­توانند براحتی دوربین­های ویدیویی را به شبکه­ آی­پی اضافه ­کنند. از آنجا که تجهیزات کامپیوتری عموماً تحت شبکه­های آی­پی کار می­کنند، تمام کامپیوترهای مجاز متصل به یک شبکه بی­سیم امن، قابلیت دسترسی به جریان زنده تصویری را دارند.

لازم به ذکر است که در راه­اندازی شبکه­های آی­پی بی­سیم استقرار اتاق کنترل در نقاط مختلف محلی از اعراب ندارد و مدیریت و دسترسی به این سیستم از هر جایی ممکن است. اگر چه اکثر شبکه­های بزرگ نظارتی به منظور ذخیره­سازی و مدیریت داده­های تصویری یک اتاق کنترل مرکزی تجهیزات، دارند.

همان­طور که گفته ­شد دوربین­های تحت­ شبکه به عنوان بخشی از شبکه شناخته­ شده­اند لذا افزایش و یا کاهش دوربین به شبکه (تغییر مقیاس) براحتی و با صرف هزینه و زمان کمی، صورت می­پذیرد حال آنکه هنگام استفاده از سیستم­های سنتی افزودن تنها یک دوربین ممکن نبود و کاربر بسته به شبکه طراحی شده مجبور به استفاده از ۴ یا ۱۶ دوربین بود، که تفاوت قابل توجهی از نظر تعداد دوربین، تجهیزات و زیرساخت­های موردنیاز دارند.

یکی دیگر از مزایای شبکه­های آی­پی نظارت تصویری، امکان هوشمندسازی این شبکه­ها است. در سیستم سنتی دوربین­های مداربسته دوربین­ها تنها ابزاری برای دریافت تصاویر بودند. البته در مدل­های جدیدتر امکان ثبت و نگهداری حجم محدودی از تصاویر وجو داشت. در این حالت اکثر تصاویر برای تجزیه و تحلیل، کنترل و مدیریت به اتاق کنترل ارسال می­شد.

یک اتاق کنترل معمول و سنتی شامل تعداد زیادی صفحه نمایشگر، درحال پخش تصاویر حاصل از دوربین یا دوربین­های مختلف بود، که توسط نیرو یا نیروهای متخصص امنیتی کنترل می­شد. اگر چه ابزاری برای تحلیل و آنالیز تصاویر در زمان واقعی وجود داشت اکثر این تجهیزات از یک نرم­افزار خارج از سیستم برای تحلیل تصاویر ضبط ­شده استفاده می­کردند.

در تعریف دوربین تحت شبکه آمده ­است که قابلیت استفاده از کامپیوتر در شبکه وجود دارد. از طرفی دوربین­ها می­توانند مجهز به برنامه­های هوشمند باشند و به ­این ترتیب کنترل اولیه را می­توان به دوربین­ها محول کرد و بنابراین تنها تصاویر مشکوک به اتاق کنترل ارسال می­گردد و این امکان وجود دارد که به محض احساس نیاز تصاویر ضبط گردند. نکته حائز اهمیت این است که قابلیت ثبت تصاویر دریافت ­شده قبل و بعد از زمان حادثه نیز وجود دارد.

برخلاف دوربین­های مداربسته سنتی که همه­ لحظات را ثبت می­کردند و تمام تصاویر ضبط ­شده را ارسال می‌نمودند، و به این ترتیب حجم بالایی از پهنای باند را برای انتقال تصاویر مازاد اشغال می­کردند، دوربین­های تحت شبکه تنها تصاویری که ممکن است مورد توجه متخصصان امنیتی باشد، را ارسال می­کنند. علاوه­ بر این کیفیت تصاویر دوربین­های تحت شبکه از دوربین­های آنالوگ سنتی بالاتر است و این سرعت عملیات را افزایش می­دهد. این دوربین­ها علاوه بر قابلیت کنترل محدوده­های بزرگ به تجهیزاتی برای بزرگنمایی تصاویر در صورت لزوم مجهز هستند. در این میان سازمانی ادعا کرده­ است که مجهز به دوربینی است که از شعاع ۴۰۰ متری چهره افراد را به درستی تشخیص می­دهد.

در انتها باید اذعان داشت، استفاده از تصاویر ویدیویی دیجیتال سبب سهولت در امر ذخیره­سازی و پردازش اطلاعات این تصاویر شده ­است. فضای لازم برای ذخیره­سازی اطلاعات بسیار کمتر شده و تصاویر با حفظ کیفیت و فرمت ذخیره می­گردند؛ این نکته بخصوص هنگام استفاده از این تصاویر بعنوان مدرک در دادگاه حائز اهمیت است.

  • طراحی شبکه نظارت تصویری آی­پی بصورت بی­سیم

از نقطه نظر طراحی، شبکه­های سیمی را با سهولت بیشتری می­توان طراحی نمود. هنگامی که سیم­کشی لازم جهت برپایی شبکه سیمی انجام می­گیرد، می­توان بدون دغدغه خاصی حجم بالایی از اطلاعات را بدون نگرانی از شرایط عملیاتی انتقال داد، در حالی­که شبکه­های بی­سیم از این امر مستثنی هستند.

طراح یا طراحانی که طراحی این شبکه­ها را به عهده دارد باید از شرایط جغرافیایی محل، خصوصیات امواج رادیویی، منابع احتمالی ایجاد اختلال، تأخیر و کاهش کیفیت تصاویر در شبکه، آگاهی داشته ­باشند. این افراد به فهم دقیق تأثیر شرایط مختلف نظیر فاصله، جابجایی بر روی ارتباطات[vi]، احتیاج دارند.

طرح نهایی بین عملکرد، امنیت، قابل اعتماد بودن و هزینه، تعادل خوبی برقرار می­کند. و این نتیجه جز با دقت در طراحی، برنامه­ریزی و نصب میسر نمی­گردد. سؤالاتی که پیش از شروع کار باید پرسید به قرار زیر است:

  • آیا تمام قسمت­های شبکه در فضای آزاد نصب می­گردد؟
  • آیا برای کنترل مناطق شلوغ و پرتردد نظیر فرودگاه­ها، رویدادهای ورزشی و یا ترافیک کاربرد دارد؟
  • آیا به دوربین­های با وضوح بالا و یا دوربین­های مداربسته PTZ نیاز است؟
  • آیا از آنالیز ویدیویی استفاده می­کند؟ کجا؟ (بر روی دوربین و یا شبکه)
  • آیا تغییر مقیاس شبکه به راحتی و به سرعت انجام می­گیرد؟
  • آیا محدوده بزرگی را تحت پوشش قرار می­دهد؟
  • از منظر جغرافیایی و زیست­ محیطی شرایط چگونه است؟
  • آیا شبکه کاربرد دیگری نیز دارد؟ درصورت مثبت بودن جواب، نوع کاربرد چیست؟
  • چه کسانی اجازه دسترسی به شبکه را دارند؟ نحوه دسترسی ایشان چگونه است؟ از کجا دسترسی خواهند داشت؟
  • آیا شبکه نظارت تصویری از اتاق کنترل دور است؟
  • آیا استاندارد خاصی برای کیفیت تصاویر ویدیویی، ذخیره­سازی و مدیریت آنها وجود دارد؟
  • آیا عملیات ضبط به طور مستمر انجام می­شود و یا تنها حوادث ثبت می­گردند؟

پاسخ­ این سؤالات دید واضحی از ظرفیت و قابلیت شبکه نظارت تصویری آی­پی به صورت بی­سیم، ارائه می­دهد. در ادامه این مقاله و در شماره بعد مجله، ملاحظات لازم و عوامل مهم در طراحی این شبکه­ها شرح داده­ می­شود.

[i] Backhaul

[ii] Line of sight

[iii] Routing tables

[iv] Pan/Tilt/Zoom (PTZ) cameras

[v] Multi-radio

[vi] Links

پیشنهاد برای مطالعه:

maxresdefault (3)

سیستم‌های نظارت تصویری، راه‌حلی هوشمندانه برای ارتقاء سطح کیفیت خدمات فروشگاه‌ها

مترجم: منا حسینی اگر شما یک شرکت پروژه محور هستید و در نظر دارید مزایایی …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *