THIẾT kế hệ THỐNG CAMERA GIÁM sát GIAO THÔNG tại TỈNH VĨNH PHÚC

Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án đề tài camera giao thông tại tỉnh vĩnh phúc lời đầu tiên em xin bày
tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy giáo: PGS.TS LÊ NHẬT THĂNG – người đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn
Thông đã tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập trên
ghế nhà trường và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn phòng Kỹ Thuật Công Ty TNHH Kỹ Thuật BENTA đã tạo điều kiện tốt
nhất cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Cuối cùng em kính chúc thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao
quý. Đồng kính chúc các anh chị trong Công Ty TNHH Kỹ Thuật BENTA dồi dào sức khỏe
và đạt được nhiều thành công trong công việc.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Quang Thắng

SVTH: Nguyễn Quang Thắng – D12VT6

1


Đồ án tốt nghiệp đại học

Mục lục

MỤC LỤC

Đồ án tốt nghiệp đại học
sách hình

Danh


Đồ án tốt nghiệp đại học
sách hình

Danh

DANH SÁCH HÌNH


Đồ án tốt nghiệp đại học

Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG


Đồ án tốt nghiệp đại học

Danh mục các từ viết tắt và thuật ngữ

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
Chữ viết
tắt

PTZ
DVR
Pal
NTSC
LED
HDMI
FCC
ISO

Viết đầy đủ

Nghĩa tiếng việt

Pan , Tilt , Zoom
Digital Video Recorder
Phase Alternating Line
National Teltevision System Committee
Light Emitting Diode
High-Definition Multimedia Interface
Federal Communication Commission

Quét ngang , quét dọc , phóng to
Bộ giải mã tín hiệu
Hệ truyền hình
Hệ truyền hình
Đi ốt phát quang
Giao diện đa phương tiện
Hội đồng truyền thông liên bang
mỹ
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

TVL
HTTP

International Organization for
Standardization
High Definition - Serial Digital
Interface
Wavelength Devision Multiplexing
Unshielded Twisted-Pair
Internet Protocol
Internet protocol suite
Open Systems Interconnection
Reference Model
Bayonet Neill-Concelman
Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Television Line
HyperText Transfer Protocol

UPnP
UDP
SMTP
NTP

Universal Plug and Play
User Datagram Protocol
Simple Mail Transfer Protocol
Network Time Protocol

DNS
PPPoE

Domain Name System
Point-to-Point Protocol over Etherne

LAN
OTDR
GPON
DHCP

Local Area Network
Optical Time Domain Reflectometer
Gigabit passive optical network
Dynamic Host Configuration Protocol

HD-SDI
WDM
UTP
IP
TCP/IP
OSI
BNC
IEEE

Công nghệ HD trên camera
Ghép kênh theo bước sóng
Cáp
Giao thức kết nối Internet
Giao thức kiểm soát truyền tải

Mô hình tham chiếu kết nối
Đầu kết nối
Viện kỹ nghệ điện và điện tử
Độ phân giải trong camera
Giao thức ứng dụng trong
TCP/IP
Giao thức kết nối mạng
Giao thức cốt lõi của TCP/IP
Giao thức dùng nền văn bản
Giao thức đồng bộ thời gian
mạng
Hệ thống phân giải tên
Giao thức kết nối điểm điểm qua
Ethernet
Mạng máy tính cục bộ
Máy đo quang
Mạng thụ động tốc độ Gb
Giao thức cấu hình động máy
chủ


Đồ án tốt nghiệp đại học

Lời mở đầu

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với quá trình phát hiện đại hóa công nghiệp hóa đang phát triển ngày
càng mạnh mẽ , quá trình phát triển đô thị hóa cũng kéo theo . Tỷ lệ gia tăng số lượng
phương tiện hàng năm là rất lớn cần có một sự quản lý theo dõi khi cảnh sá giao thông
không thể túc trực ở mọi vị trí 24/24 thì camera giao thông sẽ giúp giải quyết vấn đề

nhức nhối giao thông hiện nay cũng góp phần không nhỏ nâng cao ý thức người tham
gia giao thông giảm thiểu không nhỏ tình trạng mất an toàn giao thông như vượt đèn
đỏ lạng lách đánh võng giảm thiểu không nhỏ tình trạng xe khách phóng nhanh vượt
ẩu dừng đỗ không đúng nơi quy định .Với mong muốn kết hợp những kiến thức đã hoc
ở giảng đường đại học với thực tế trong cuộc sống và giúp ích cho công việc cho
tương lai của mình em đã tìm hiểu về hệ thống camera giao thông tại Vĩnh Phúc cách
truyền tín hiệu camera hữu tuyến và cách xử lý tín hiệu truyền về trung tâm chỉ huy.
Nội dung báo cáo của em bao gồm các phần :
Chương 1 : Giới thiệu về camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc
Chương 2 : Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc
Chương 3 : Triển khai hệ thống camera giám sát giao thông tại tỉnh Vĩnh Phúc


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CAMERA GIÁM SÁT GIAO THÔNG TẠI
TỈNH VĨNH PHÚC
1.1 Đặc điểm camera giám sát giao thông tại tỉnh vĩnh phúc
Camera sử dụng là camera PTZ.
Pan: quét quang
Tilt: quét dọc
Zoom: phóng to

Hình .1 : Camera PTZ
Camera an ninh cho phép người dùng điều khiển các camera an ninh Pan, Tilt và
zoom từ DVR hoặc từ một bàn phím hoặc phím điều khiển PTZ kết nối. PTZ camera
an ninh thường có sẵn với một loạt các ống kính có thể được kiểm soát tự động. Thông

thường, sẽ tìm thấy 10X, 22X, 23X, 27x hoặc 36x PTZs. Độ phóng đại cao hơn, thông
thường các ống kính càng lớn. Khả năng zoom có thể được từ một trong hai phương
pháp. Zoom quang học chất lượng cao nhất và được thực hiện bởi ống kính riêng của
mình. Ví dụ một PTZ 10X có thể có một ống kính 3,8 - 38mm. Các phương pháp khác
của Zoom là zoom kỹ thuật số. Zoom kỹ thuật số được thực hiện bởi DSP (xử lý tín
hiệu kỹ thuật số) của các camera an ninh. Vì điều này được thực hiện kỹ thuật số, sẽ có
một số pixillation và degredation chất lượng của video đã được xử lý. Hầu hết các
Camera an ninh PTZ ngày nay sử dụng một sự kết hợp của cả hai phương pháp.
Camera PTZ có thể đáp ứng các yêu cầu này do có sự kết hợp của chân-đế quayquét/lên-xuống và một ống kính thu-phóng hình ảnh. Khả năng thu phóng hình ảnh
của một camera PTZ là một sự kết hợp của khả năng zoom kỹ thuật số và khả năng
zoom quang học. Zoom kỹ thuật số sử dụng bản mạch điện tử kĩ thuật số điều khiển
(phần mềm) để phóng to ra trong khi đó zoom quang học sử dụng ống kính chuyểndịch tự động điều chỉnh tiêu-cự (phần cứng). Tổng số zoom của camera có thể được
tính bằng cách nhân zoom kỹ thuật số cùng với zoom quang học, camera zoom hiện
đại có tính năng tự điều chỉnh để đạt độ nét của mục tiêu quan sát khi thu phóng hình
ảnh dù nhanh hay chậm,mức độ đáp ứng tự chỉnh này nói lên chất lượng của ống kính
zoom cũng như camera gắn kèm theo.
Camera sử dụng PTZ phải là sự lựa chọn đặc biệt có các tính năng thích hợp, nếu
không sẽ không phát huy được ưu thế PTZ mà sẽ làm cho hình ảnh quan sát chung
chung lúc nào cũng mờ,thiếu nét và hình ảnh có thể nẩy-giật thường xuyên khi quét
hoặc thu phóng nhanh. Theo như chức năng PTZ , bàn phím điều khiển có thể kết nối
trực tiếp đến camera PTZ hoặc qua thiết bị xử lý hình ảnh trung tâm như đầu ghi-hình
và nhận được yêu cầu để vận hành các thao tác PTZ chính xác, nhanh nhạy nhất.


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

Hầu hết, các kiểu mẫu thích hợp nhất cho an ninh là PTZ dome camera được thiết

kế với đầy đủ tính năng cần thiết, kể cả phần vỏ treo có vỏ bọc nhôm chống phá hoại
kết cấu theo chuẩn quốc tế.
Camera PTZ được thực hiện cho cả các ứng dụng ngoài trời và trong nhà, thêm vào
tính linh hoạt của chủng loại về hình dáng. PTZ camera ngoài trời có chân đế pan/tilt
chịu đựng được mọi thời tiết, áp dụng cho các nhiệm vụ nặng, và trở nên mạnh mẽ hơn
so với các kiểu mẫu dùng trong nhà.
Lý do cho điều này là chân-đế ngoài trời thường cần phải mang theo nhiều thiết bị
phụ luôn nặng hơn và kèm các trang bị phụ như đèn hồng ngoại và bộ phát sóng không
dây.Các Camera PTZ dùng trong nhà máy thường sử dụng vỏ bên ngoài làm từ nhựa
và do đó nhẹ hơn kể các các loại nhựa - nhôm chống phá hoại gọi là Vandal Dome
PTZ camera…
Một phát triển gần đây của camera có chân-đế quay PTZ là sự phổ biến của camera
PTZ dome. Camera PTZ Dome hoạt động theo cách thức giống như Camera PTZ
truyền thống nhưng khác nhau ở cả hai chỉ số chân - đế về quay - quét và lên - xuống
(Pan/Tilt) và phần điều khiển điện tử nằm bên trong mái vòm (domed). Những thiết kế
cho chụp che hình vòm trong suốt hoặc một nửa trong suốt đến mờ đục, làm cho
camera hình - vòm dome rất thích hợp cho tất cả các ứng dụng riêng biệt. PTZ dome
camera có một số lợi thế hơn hẳn so với PTZ camera an ninh truyền thống. Vòm tròn
rộng rất hiệu quả giúp camera có thể di chuyển theo mọi hướng mà người thường nhìn
không biết đang hướng ống kính về đâu, bao gồm 360 độ quay tròn và xem thẳng hay
lên - xuống. Thiết kế được chọn lọc từ nhà sản - xuất cho camera, ống kính thích hợp
với thiết bị PTZ ở mọi tốc độ và thu phóng hình ảnh tự chỉnh một cách tốt nhất, tránh
được các lỗi về camera PTZ do người dùng tự chọn kết hợp không đúng và làm thất
bại cho nhu cầu quan sát. (đã đề cập ở trên).
PTZ Dome Camera còn có mẫu sử dụng kèm theo phần phát hiện các chuyển động
(motion detector) giúp cho camera tự động xoay qua lại hay lên xuống để xem rõ một
mục tiêu hay một đối tượng nào đó di chuyển trực tiếp bên dưới camera. Chức năng
cộng thêm này (hệ Plus) gọi là Auto-flip cho phép camera an ninh để xoay tự động khi
có chuyển động từ bất cứ đâu chung quanh camera để hỗ trợ người dùng xử lý ngay
lập tức trên các màn hình quan sát trung tâm.

Nhiều camera PTZ có khả năng lập trình với nhiều vị trí ấn định sẵn và có thể được
thực hiện để khảo sát qua lại các địa điểm này một cách thường xuyên. Số lượng vị trí
định sẵn (pan preset) thay đổi theo nhà sản xuất camera và mô hình của camera, tính
năng cài đặt trước thông thường trung bình từ 8 đến 32 địa chỉ (vị trí quay - quét), loại
cao cấp hơn cho phép 128 địa chỉ hoặc tùy thuộc theo số lượng camera.
Độ chính xác về khả năng của camera để quay trở lại vị trí định sẵn, thao tác thay
đổi dựa trên cơ khí, điện tử, và phần mềm. Ngoài vị trí định sẵn, camera PTZ có thể
được thiết lập cho hoạt động chỉ khi nào có một sự thay đổi cụ thể xảy ra, như một
chuyển động, tiếng ồn, hoặc các thay đổi nhiệt độ. Điều này được thực hiện khi kết nối
với các thiết bị như thiết bị dò chuyển động, kể cả thiết bị báo khói, báo cháy đều kết
nối thích hợp với camera PTZ. Bằng cách này, hệ thống camera giúp cho người dùng
giảm thiểu cao nhất các sự kiện, sự cố ngoài ý muốn.


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

Hơn nữa, phải kể đến IP camera PTZ đi kèm với một thiết kế có sẵn về địa chỉ IP,
cho phép giám sát từ xa ,từ bất cứ nơi nào trên thế giới khi sử dụng một trình duyệt
web chuẩn. Người dùng chỉ cần kết nối camera với mạng và sau đó có thể tận dụng
nhiều tính năng thông thường dựa trên phần mềm kèm theo bao gồm một máy chủ
web, máy chủ FTP, và một e-mail client.
Một tính năng phổ biến cho camera PTZ là tính năng che chắn các phần riêng tư.
Điều này cung cấp khả năng ấn định các khu vực có cài-đặt mặt nạ (masking) tùy
thuộc vào quan điểm của người dùng camera, chẳng hạn như che-đi một cửa sổ hoặc
cửa một số nhà. Các vị trí của mặt nạ (mask) có thể khóa chết hoặc thay đổi kích thước
cho phù hợp để đảm bảo rằng những gì phía sau mặt nạ cần phải được che khuất cho
ẩn đi sẽ luôn ẩn.

Bảng 1.1 So sánh camera IP PTZ với camera analog

CAMERA IP PTZ
CAMERA ANALOG
1. Chất lượng hình ảnh
Thu được hình ảnh với độ nét và chất Hình ảnh thu được chỉ giới hạn ở độ
lượng megapixel cao, đem lại hình ảnh rõ phân giải TVL.
nét trung thực.
Tuy nhiên, với công nghệ mới hiện nay,
đã có nhiều dòng camera HD trên nên
tảng Analog
2. Hệ thống cáp
Một lợi thế của camera IP là khả năng
sử dụng hệ thống dây mạng internet có
sẵn để truyền tín hiệu. Và có thể cấp
nguồn chung với cáp mạng internet
(PoE).
Chỉ cần chỗ nào có cổng mạng bạn có
thể gắn vào là kết nối được

Camera analog sử dụng hệ thống cáp
đồng trục khá “cồng kềnh” và phải có 1
dây nguồn đi cùng.
Phải nối dây cáp từ mắt camera kéo về
đầu ghi hình.

3. Truyền tải hình ảnh
Lưu lượng tính hiệu IP có thể gặp
phải vấn đề trong truyền tải: giới hạn
băng thông, tác nghẽn mạch, thay đổi tỉ

lệ bit, kích thướng file lớn, cân bằng tải,
virus và độ trễ.
Nếu mạng có vần đề chỉ trong giây lát
hình ảnh các bạn thu được sẽ bị gián
đoạn, hoặc kém chất lượng

Lưu lượng tính hiệu IP có thể gặp
phải vấn đề trong truyền tải: giới hạn
băng thông, tác nghẽn mạch, thay đổi tỉ
lệ bit, kích thướng file lớn, cân bằng
tải, virus và độ trễ.
Nếu mạng có vần đề chỉ trong giây lát
hình ảnh các bạn thu được sẽ bị gián
đoạn, hoặc kém chất lượng


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

4. Bảo mật
Dữ liệu camera IP có thể được mã hóa
và khó nhận biết nội dung bị đánh cắp.
Vì hệ thống mạng đang là đối tượng
cho virus và các phần mềm khác tấn
công. Do đó, camera IP và các thiết bị
mạng khác cũng có thể là mục tiêu tấn
công của những hacker.
Tuy nhiên, ở Việt Nam điều này là rất

hiếm, vì nhu cầu sử dụng của chúng ta
chủ yếu đơn thuần là để giám sát.
5. Bảo trì
Camera IP là một thiết bị mạng và cần
được quản lý liên tục.
Người quản lý cần phải có kỹ năng
chuyên môn về hệ thống IP mới có thể
xử lý tốt các tình huống xảy ra.

Tín hiệu analog ít an toàn hơn và có thể
bị đánh cắp hoặc theo dõi bởi bất kỳ ai
đó có quyền truy cập vào hệ thống
camera quan sát.
Tuy nhiên vì hệ thống analog gần như
miễn dịch với các loại virus và phần
mềm. Nên các hacker nếu muốn lấy dữ
liệu không có cách nào khác là phải trực
tiếp có mặt tại công trình có lắp đặt hệ
thống.
Camera analog là thiết bị đơn giản,
không cần phải quản lý, cũng không có
địa chỉ IP để quản lý.
Người sử dụng chỉ cần sử dụng đơn
giản. Có thể tự khắc phục khi có tình
huống xảy ra.

6. Độ tương thích, khả năng mở rộng.
Camera IP cần một đầu ghi hình IP để kết Một đầu ghi hình analog có thế chấp nhận
nối với từng camera cụ thể.
bất kỳ camera analog nào.

1.2 Các thông số kỹ thuật và điều kiện hoạt động của camera
Với những yêu cầu cụ thể của hệ thống camera giám sát giao thông, camera
được lựa chọn có các tính năng kỹ thuật như sau :


Các camera được trang bị là loại IP Dome camera có chức năng PTZ. Đây là
loại camera được tích hợp đồng bộ và có kích thước nhỏ, hình thức đẹp đảm
bảo đáp ứng yêu cầu mỹ quan tại các điểm quan sát.



Camera mầu kỹ thuật số, sử dụng cảm biến 1/4 in type EXview HAD



Độ phân giải hình ảnh : 720x576 PAL



Chuẩn nén ảnh : H264, MPEG4, MJPEG



Độ nhạy cao với chức năng ngày/đêm: 0.018 lx (Color), 0.001 lx (B/W) at
F1.4~F4.5



Độ phóng đại 36x zoom quang độ phân dải VGA với 12x zoom số tạo ra zoom
432x



Chế độ cân bằng trắng : tự động



Quay ngang : 0 - 360 độ, cúi ngẩng 90 độ


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông



Quay ngang với chức năng auto flip : 0 – 180 độ



Có khả năng đặt trước vị trí quan sát của camera



Dải nhiệt độ làm việc -400C đến 500C




Phù hợp với các tiêu chuẩn CE, FCC, ROSH, ISO 9001
Sử dụng nguồn 24 VAC tần số 50Hz/60Hz

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: 4000 lux
Mây: 1000 lux
Ánh sáng đèn tuýp: 500 lux,
Bầu trời có mây: 300 lux
Ánh sáng đèn tuýp đỏ 500 lux, trắng (300 lux) trắng sáng 1lux
Đêm không trăng: 0.0001 Lux
Xin chú ý đến loại Camera quan sát có chức năng Auto Iris (Tự động hiệu chỉnh
ánh sáng). Đặc điểm của Camera loại này là chỉ với 1 nguồn sáng nhỏ, nó có thể tự
động khuyếch đại nguồn sáng đó lên để có thể quan sát được.
Power Supply: các camera quan sát bình thường sử dụng nguồn 12VDC các
camera PTZ dạng cỡ lớn sử dụng nguồn 24 VDC và chỉ một số ít các camera dùng
nguồn khác. Tuy nhiên, bạn không phải lo lắng đến vấn đề nguồn 12VDC, vì phần lớn
các công ty bán camera quan sát đều bán bộ chuyển đổi nguồn, do đó bạn có thể sử
dụng trực tiếp nguồn 220VAC. Operatinon Temperature: Dải nhiệt độ hoạt động, các
camera quan sát đều cho phép hoạt động trong dải nhiệt độ -40C ~ + 50C, nếu camera
của bạn được sử dụng trong những điều kiện khắc nghiệt như trong công nghiệp, khu
vực có nhiệt độ cao, hoặc trong kho lạnh, môi trường ẩm ướt thì nên sử dụng các loại
camera giám sát chuyên dụng. Operational Humidity: Độ ẩm cho phép, thường độ ẩm
cho phép là 90% RH (độ ẩm tương đối)
1.3. Ưu nhược điểm camera PTZ
1.3.1 Ưu điểm
Những lợi thế của camera quan sát an ninh PTZ (Pan / Tilt / Zoom) cung cấp nhiều
lợi ích hơn các camera an ninh thông thường (loại cố định). Với khả năng quay quét

Zoom 360 độ, chúng ta có thể điều khiển hoặc cài đặt chế độ tự động cho camera quay,
phóng to hình ảnh vào những khu vực cần giám sát. Camera PTZ cung cấp sự linh
hoạt tuyệt vời và cài đặt một cách đơn giản. Cũng giống như các camera quan sát an
ninh khác của chúng tôi, camera PTZ cung cấp phần mềm xem từ xa, do đó bạn có thể
xem và thậm chí kiểm soát camera của bạn từ máy tính của bạn máy tính xách tay,
iPad / iPhone, điện thoại Android, hoặc điện thoại thông minh khác. Camera PTZ cung
cấp bảo mật cao, tùy thuộc vào các tính năng cần thiết


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc
•

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

Lợi ích khi lắp đặt camera quan sát.

Camera quan sát khu vực rộng: Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt nó có thể bao phủ một
diện tích 360 độ trong bán kính 50 đến 300 mét. Hầu hết các camera PTZ cho phép cài
đặt để thiết lập một số chế độ giám sát dựa trên những khu vực bạn cần thấy. Chế độ
quét xoay tròn, nghiêng lên xuống và phóng to – thu nhỏ hình ảnh có thể được lập
trình trước. Điều này cung cấp cho bạn một cách dễ dàng cài đặt cho các địa điểm như
bãi đỗ xe hoặc mái nhà mà thông thường sẽ phải có một máy ảnh đa cài đặt. Đôi khi,
một hoặc hai camera quan sát PTZ có thể bao phủ toàn bộ khu vực rộng lớn, giúp giảm
thiểu chi phí của bạn trong khi tối đa hóa mức bảo vệ.
•

Tích hợp theo dõi chuyển động.

Tất cả các camera quan sát PTZ có thể được thiết lập để phát hiện chuyển động và

theo dõi người hoặc đối tượng trong tầm quan sát của camera, tự động di chuyển màn
hình, nghiêng hoặc phóng to để theo người hoặc đối tượng khi nó di chuyển. Đây là
một lợi ích lớn và sẽ cung cấp cho bạn với các bằng chứng video bạn cần trong trường
hợp trộm cắp hoặc phá hoại tài sản của bạn. Đừng giảm bớt tính năng này khi mua một
camera PTZ – chắc chắn rằng nó có khả năng theo dõi chuyển động đầy đủ.
•

Tầm nhìn ban đêm camera.

Tầm nhìn ban đêm của camera quan sát là một lợi ích rất quan trọng khi bạn cần
phải giám sát ở trong khu vực có điều kiện ánh sáng kém. Lượng ánh sáng là rất quan
trọng để chụp hình với chất lượng cao. Các camera quay quét PTZ phát triển trong vài
năm qua có khả năng chụp ảnh trong bóng tối. Điều này được thực hiện với việc sử
dụng các đèn LED nhỏ phát ra ánh sáng hồng ngoại và một bộ lọc IR đặc biệt cho các
ống kính máy ảnh, cho phép các máy ảnh PTZ chụp hình ảnh video tuyệt vời ngay cả
trong điều kiện rất tốt. Tia hồng ngoại là không thể nhìn thấy được bằng mắt thường,
nhưng thông qua việc sử dụng một bộ lọc IR camera thấy một khu vực nổi ánh sáng.
Đó là một ý tưởng tốt để thiết lập camera PTZ của bạn trong điều kiện ánh sáng cùng
họ sẽ được ghi hình lại, cho dù tối hoặc sang.
•

Camera khả năng chống chịu với thời tiết.

Camera quan sát PTZ vẫn thực hiện quay lên xuống hay ngang dọc được ngay cả
trong những yếu tố khắc nghiệt nhất. Camera PTZ được xây dựng cho các trình giám
sát ngoài trời khắc nghiệt. Gió, mưa, tuyết sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc.
Điều này mang đến cho bạn khả năng cài đặt chúng ngay cả trong những địa điểm xa
như mái nhà và các mặt của tòa nhà cao tầng.
•

Tính năng Zoom.

Camera PTZ có sẵn với khả năng phát hiện 50 mét vào cuối thấp và lên đến 300
mét trên các mô hình đắt tiền hơn. Khả năng phóng to một người hoặc đối tượng là từ
khoảng 12X đến 36X cho các cấp độ cao hơn PTZ Speed Dome. Thông thường các
PTZ cao cấp hơn với khả năng theo dõi sẽ zoom 36X cung cấp một hình ảnh rõ ràng
của một người hoặc đối tượng vài trăm feet. Điều này là tuyệt vời cho các bãi đậu xe
lớn hoặc xây dựng vì nó cho phép camera được kín đáo ngoài tầm nhìn của hầu hết
mọi người trong khi vẫn đem lại cho bạn khả năng phóng to cho một bức tranh rõ ràng
về những gì đang xảy ra.


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc
•

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

Nhiều đầu vào báo động.

Hầu hết các camera giám sát PTZ có bốn đầu vào báo động. Điều này cho phép bạn
kết nối các thiết bị quan trọng khác như phát hiện chuyển động, liên hệ cửa kính và
cảm biến đột phá. Khi có bất kỳ hoạt động xảy ra trong những điểm nóng, các camera
PTZ có thể được lập trình để ngăn chặn tất cả các hoạt động theo chương trình khác và
không ở trên khu vực để ghi lại những gì đang xảy ra.
•

Chống mất cắp.

Địa điểm lý tưởng cho một camera quan sát PTZ được gắn cao trên mặt đất. Điều

này cho phép xem tốt nhất có thể và cho phép nó giám sát trong phạm vi 360 độ rộng.
Điều này đã tạo cho nó một mức độ bảo vệ nhất định. Ngoài ra, hầu hết các camera
PTZ được xây dựng với vỏ kim loại cứng và sử dụng cường độ cao mái vòm polycarbonate mà hầu như không vỡ để những kẻ phá hoại, trong khi vẫn cung cấp hình
ảnh rõ ràng và cung cấp cho bạn đầy đủ chức năng quay lên xuống, ngang dọc và điều
khiển zoom.
•

Tự động điều chỉnh độ nét.

Không giống như một số camera mái vòm hoặc thân trụ rẻ hơn, tất cả các camera
an ninh PTZ có đầy đủ chức năng tự động lấy nét. Điều này đảm bảo rằng không có
vấn đề nơi bạn xoay, nghiêng, hoặc zoom máy ảnh, hình ảnh kết quả sẽ luôn luôn được
rõ ràng. Hầu hết camera PTZ cũng có chế độ tự động điều chỉnh IR LED nó nhanh
chóng tập trung các hình ảnh khi di chuyển máy ảnh trong khu vực tăm tối hoàn toàn –
một tính năng gần như luôn luôn thiếu từ camera an ninh giá rẻ hơn.
Như đã đề cập trước đó, camera PTZ có thể bảo vệ một phạm vi rộng lớn hơn
nhiều thậm chí nhiều camera cố định cũng được đặt. Thay vì bỏ một số tiền nhỏ để bạn
giám sát rất nhiều chỗ đậu xe, nhà để xe, hay bất động sản với nhiều camera an ninh
cố định, bạn nên xem xét liệu một hoặc hai camera PTZ có thể đáp ứng nhu cầu của
bạn. Nó thường có thể đáp ứng được, và nếu như vậy, bạn sẽ tiết kiệm rất nhiều về cả
chi phí ban đầu cũng như thời gian dành cài đặt hệ thống của bạn.
•

Tùy chọn độ nét cao.

Ngoài dòng PTZ thông thường cũng có sẵn trong các phiên bản IP cung cấp độ
phân giải từ 720P đến 1080p. Ngoài ra, bạn cũng có thể chọn từ PTZ tính năng mới sử
dụng công nghệ HD-SDI. Camera PTZ HD-SDI cung cấp video độ nét cao ở độ phân
giải 1080p đầy đủ và dễ dàng hơn để cài đặt và ổn định hơn so với camera IP. Camera
HD-SDL được cài đặt và thiết lập chính xác như các camera analog tiêu chuẩn. Cả hai

dòng camera HD-SDI và camera IP được sử dụng khi bạn cần hình ảnh độ phân giải
cao nhất có thể cho cài đặt của bạn.
+ Nhược điểm camera
+ Chi phí lắp đặt cao hơn camera thông thường rất nhiều.
+ Đòi hỏi mạng phải ổn định và có băng thông tối thiểu 10Mb.
Chất lượng hình ảnh giữa camera ptz và camera thông thường


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 1: Giới thiệu về camera giám sát giao thông

Hình .2 : So sánh chất lượng hình ảnh
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Với nhu cầu của xã hội trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa camera giao
thông rất cần thiết cho sự phát triển của xã hội.
Với tính năng nổi trội so với các camera giám sát cùng loại camera PTZ đủ khả
năng đáp ứng được kỹ thuật phù hợp với nhiệm vụ quan sát cả ngày và đêm camera
1920 x 1080 với chế độ hình ảnh rõ nét không có điểm mù phù hợp quan sát mọi thời
tiết , camera PTZ được treo ngoài trời có khả năng chống chịu được với thời tiết khắc
nghiệt ở Việt Nam .


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT GIAO

THÔNG TẠI TỈNH VĨNH PHÚC
2.1 Giới thiệu tình hình và hệ thống giao thông tỉnh Vĩnh Phúc
Tỉnh Vĩnh Phúc có diện tích tự nhiên 1370 km 2, dân số xấp xỉ 1,2 triệu người. Tiếp
giáp với thủ đô Hà Nội và các tỉnh phía Bắc, có vị trí rất quan trọng về an ninh quốc
phòng. Toàn tỉnh có 9 huyện, thành thị. Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm chính trị,
kinh tế, văn hóa của tỉnh. Tuyến đường quốc lộ 2A là trục giao thông nối liền Thủ đô
Hà Nội với các tỉnh phía Bắc.
Địa bàn trung tâm thành phố Vĩnh Yên có 15 giao lộ ngã ba và ngã tư. Lưu lượng
người, phương tiện hoặt động ngày càng gia tăng. Năm 2010, toàn tỉnh có 293.533
phương tiện, trong đó: 7.865 xe ôtô. Công nông: 195.668 Mô tô xe máy. Tháng 6 năm
2007, số lượng phương tiện tăng lên 231.743 xe, trong đó: 8.988 xe ô tô các loại:
222.755 mô tô xe máy. Đặc biệt trên tuyến quốc lộ 2A, trung bình có 22.791 lượt/1
ngày đêm. Dự kiến các năm tiếp theo lưu lượng phương tiện tăng lên trên 300.000 lượt
xe/1 ngày đêm.
Theo thống kê của các cơ quan chức năng Việt Nam có khoảng 12.000 người chết
trong các vụ tai nạn giao thông mỗi năm. Việc vượt đèn đỏ, phóng nhanh vượt ẩu, đi
quá tốc độ cho phép gây ra khoảng 46.000 vụ đụng xe mỗi năm trong đó có khoảng
5.750 vụ gây nguy hiểm đến tính mạng.
Các vụ phóng nhanh vượt quá tốc độ cho phép, vượt đèn đỏ đụng xe gây nguy
hiểm đến tính mạng đang gia tăng, việc gia tăng phương tiện giao thông cũng làm gia
tăng các vụ đụng xe gây nguy hiểm chết người khác. Tại Việt Nam ảnh hưởng kinh tế
của các vụ đụng xe trên tổng thể có thể ước tính hàng trăm tỷ đồng mỗi năm tính vào
các chi phí y tế, thời gian không làm việc, sự tăng chi phí bảo hiểm và tổn thất về tài
sản, và đặc biệt là tổn thất về sinh mạng là điều không thể tính nổi.
Để giảm thiểu số lượng các vụ tai nạn giao thông, trong nhiều năm qua, Đảng và
Nhà nước đã đầu tư rất nhiều tiền của cho công tác đảm bảo an toàn giao thông, ngoài
việc phát triển các hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông tại các giao lộ, hệ thống
Camera giám sát quá trình tham gia giao thông của các phương tiện cơ giới cũng
đã bước đầu được đầu tư và ngày càng được chú trọng. Mục đích chủ yếu của các hệ
thống Camera kiểm tra trật tự an toàn giao thông là làm giảm số vụ tai nạn giao thông

tại những nơi thường xảy ra tai nạn và phức tạp về trật tự xã hội, giao thông…
Những công nghệ thu ghi hình ảnh tự động có phạm vi quan sát rộng dùng cho việc
kiểm tra giao thông cung cấp những khả năng và là công cụ có hiệu lực để thay đổi
hành vi lái xe không an toàn.
Với mục đích thiết lập sự giám sát trật tự an toàn giao thông bằng việc thu ghi hình
ảnh các phương tiện và chủ thể tham gia giao thông, các thiết bị Camera và chương
trình kiểm tra chấp hành an toàn giao thông và trật tự công cộng bằng Camera kỹ thuật
số đã đưa đến những kết quả rất ấn tượng.
Ví dụ, theo các tài liệu nước ngoài, trong vòng 12 tháng đầu tiên tại Ventuna, CA,
đã có được sự giảm đáng kể các vụ va chạm do vượt đèn đỏ tại các nơi được giám sát


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

bằng hệ thống Camera khoảng từ 37%- 70%. Ventuna cũng giảm 19% các vụ va chạm
do vượt đèn đỏ trong khắp thành phố từ khi bắt đầu chương trình.
Báo cáo của đội giao thông thuộc Bộ cảnh sát Toledo cho thấy có sự giảm các vụ
tai nạn giao thông trên tổng thể là 26% tại các nơi được giám sát bằng Camera, đặc
biệt tại một số giao lộ, thống kê đã chỉ ra sự giảm số vụ tai nạn giao thông đến 65%.
2.2 Lợi ích của hệ thống camera giám sát giao thông
Các kết quả được chứng minh về việc sử dụng các giải pháp thu ghi hình ảnh các
phương tiện tham gia giao thông và trật tự công cộng bằng Camera cho thấy. An toàn
công cộng bao gồm sự giảm đáng kể các chấn thương trên đường, tiết kiệm cơ sở hạ
tầng có giá trị thực tế và những lợi ích mạnh mẽ, không thể nhìn thấy được của những
chấn thương và những sinh mạng được cứu thoát là rõ ràng. Rõ ràng là các cộng đồng
dân cư muốn có những con đường an toàn hơn. Những nghiên cứu dựa trên thăm dò
cho thấy, hầu hết 80% những người lái xe ô tô ủng hộ chương trình sử dụng những hệ

thống Camera thu ghi hình ảnh, kiểm tra tốc độ và tín hiệu đèn đỏ từ xa và tập trung
hơn là sự hiện diện của cảnh sát giao thông tại các giao lộ cũng như trên các tuyến
đường quốc lộ hay tỉnh lộ.
2.3 Lựa chọn công nghệ cho hệ thống
Hệ thống truyền dẫn hữu tuyến là một hệ thống sử dụng các đường truyền dẫn cáp
đồng, cáp xoán đôi, cáp đồng trục và cáp quang để truyền tín hiệu. Tín hiệu hình ảnh
có thể là tín hiệu số hay tín hiệu tương tự. Hệ thống truyền dẫn này đưa tín hiệu hình
ảnh từ camera quan sát về trung tâm quan sát trên các tuyến cáp được lắp đặt giữa các
điểm quan sát với trung tâm. Hiện nay, có 2 công nghệ được sử dụng cho hệ thống
đường truyền hữu tuyến. Công nghệ số sử dụng đường truyền IP (sử dụng cáp UTP
hoặc cáp quang) và công nghệ tương tự sử dụng đường truyền cáp đồng trục. Với hai
loại đường truyền này nếu sử dụng cáp đồng trục, hay cáp UTP rất khó có thể truyền đi
với cự ly xa (chỉ được vài trăm mét) vì vậy phải phối hợp với cáp quang thì mới có thể
tăng khoảng cách truyền dẫn. Chi phí cho một hệ thống mạng quang khá tốn kém và
cần nhiều thời gian cho việc thi công lắp đặt tuyến cáp.
Đối với các hệ thống truyền dẫn hữu tuyến, công việc triển khai sẽ phức tạp do
phải thi công lắp đặt tuyến truyền dẫn, dẫn đến thời gian hoàn thành rất lâu, có thể kéo
dài trong nhiều năm. Mặt khác, nếu triển khai trên tuyến dài (vài chục km) rất khó phát
hiện lỗi xảy ra khi gặp sự cố đứt cáp và rất khó bảo quản đường truyền khỏi việc bị cắt
trộm.
Do đó, đường truyền hữu tuyến (cáp quang) cho camera sẽ phù hợp với hệ thống
nhỏ, số lượng ít và triển khai trên diện tích hẹp.
2.3.1 Sử dụng đường truyền Cáp Quang
Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh
sáng để truyền tín hiệu.
Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một
sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để
truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu

Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt với
tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn.
Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã
được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang
được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.
- Tốc độ Internet cao phụ thuộc hoàn toàn vào cáp quang.
a. Thành phần cáp quang
-

Hình 2.1: Cấu tạo sợi cáp quang
Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
Lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating hay còn gọi coating, primary buffer).
Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào
lõi.
Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt
Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang.
Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket
Ưu điểm cáp quang :
•
•

•
•

•

•

Mỏng hơn – Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp đồng.
Dung lượng tải cao hơn – Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi
quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này
cho phép nhiều kênh đi qua cáp của bạn.
Suy giảm tín hiệu ít – Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cáp
đồng.
Tín hiệu ánh sáng – Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu ánh
sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều
này làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.
Sử dụng điện nguồn ít hơn – Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy
phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được
dùng trong cáp đồng.
Tín hiệu số – Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặc
biệt hữu dụng trong mạng máy tính.


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

Không cháy – Vì không có điện xuyên qua Cáp quang, vì vậy không có
nguy cơ hỏa hạn xảy ra.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ so với một cáp đông có cùng dung lượng,
cáp sợi quang có đường kính nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn nhiều. Do đó
dễ lắp đặt chúng hơn, đặc biệt ở những vị trí có sẵn dành cho cáp (như trong
các đường ống đứng trong các tòa nhà), ở đó khoảng không là rất ít.

• Cáp quang chinh phục được khoảng cách dài hơn: Cáp quang không chỉ có
khả năng tải dữ liệu nhiều vượt trội so với cáp đồng, mà còn có thể truyền
tải những thông tin đó với những khoảng cách dài hơn hẳn.
• Cáp quang không bị nhiễu: Do sợi cáp quang được làm từ thủy tinh, chúng
không dẫn điện. Điều này giúp loại trừ nhu cầu cần thiết phải tiếp đất, và
giúp cáp quang miễn nhiễm với bất kỳ loại nhiễu điện nào, kể cả sét. Nhờ
khả năng chống chịu được nhiễu và các điều kiện khí quyển, cáp quang có
thể được sử dụng ngoài trời, thậm chí đặt ngay cạnh dây cáp điện cũng
không sao.
• Cáp sợi quang chịu được điều kiện khắc nghiệt: Sợi thủy tinh không chỉ loại
trừ nhiễu, chúng còn gần như hoàn toàn không bị ăn mòn .Trong khi cáp
đồng rất nhạy cảm với nước và hóa chất, cáp quang có thể hoạt động một
cách trơn tru và hầu như không gặp phải nguy cơ hư hỏng gì do các yếu tố
khắc nghiệt tác động. Vì thế, sợi cáp quang có thể dễ dàng chịu đựng được
những “điều kiện sống” mà cáp đồng không thể, chẳng hạn như tiếp xúc
trực tiếp với đất hoặc để gần hóa chất.
Nhược điểm của cáp quang:
•

•
•

Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng

2.3.2. Công nghệ áp dụng truyền tải quang
Sử dụng công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM Truyền dẫn ghép phân bước
sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing): ghép thêm nhiều bước sóng để có
thể truyền trên một sợi quang, không cần tăng tốc độ truyền dẫn trên một bước sóng.
Công nghệ WDM có thể mang đến giải pháp hoàn thiện nhất trong điều kiện công

nghệ hiện tại. Thứ nhất nó vẫn giữ tốc độ xử lý của các linh kiện điện tử ở mức 10
Gbps, bảo đảm thích hợp với sợi quang hiện tại. Thay vào đó, công nghệ WDM tăng
băng thông bằng cách tận dụng cửa sổ làm việc của sợi quang trong khoảng bước sóng
1260 nm đến 1675 nm. Khoảng bước sóng này được chia làm nhiều băng sóng hoạt
động như minh hoạ trên bảng 1.1. Thoạt tiên, hệ thống WDM hoạt động ở băng C (do
EDFA hoạt động trong khoảng băng sóng này).
Về sau, EDFA có khả năng hoạt động ở cả băng C và băng L nên hệ thống WDM
hiện tại dùng EDFA có thể hoạt động ở cả băng C và băng L. Nếu theo chuẩn ITU-T,
xét khoảng cách giữa các kênh bước sóng là 100 Ghz (đảm bảo khả năng chống xuyên
nhiễu kênh trong điều kiện công nghệ hiện tại), sẽ có 32 kênh bước sóng hoạt động


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

trên mỗi băng. Như vậy, nếu vẫn giữ nguyên tốc độ bit trên mỗi kênh truyền, dùng
công nghệ WDM cũng đủ làm tăng băng thông truyền trên một sợi quang lên 64 lần.
Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM là các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau
ở đầu phát được ghép kênh và truyền trên cùng một sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu gồm
nhiều bước sóng đến từ sợi quang đó được tách kênh để thực hiện xử lý theo yêu cầu
của từng bước sóng.
Như vậy, WDM có nghĩa là độ rộng băng quang của các kênh được ghép kênh ở
các vùng phổ cố định, không chồng lấn trong băng thông truyền dẫn của sợi quang.
Mỗi vùng tương ứng với một kênh có bước sóng λ xác định. Các kênh khác nhau
thì độc lập với nhau và truyền với các tốc độ xác định. Điều này cho phép WDM được
xem như là hệ thống truyền dẫn mà tín hiệu được truyền trong suốt đối với dạng mã và
tốc độ bit.
Ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) là công

nghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang”. Ở
đầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) để
truyền đi trên một sợi quang.
Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh), khôi phục lại tín hiệu
gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.
+ Sơ đồ chức năng
Như minh hoạ trên hình 1.2, để đảm bảo việc truyền nhận nhiều bước sóng trên
một sợi quang, hệ thống WDM phải thực hiện các chức năng sau:
Phát tín hiệu: Trong hệ thống WDM, nguồn phát quang được dùng là laser. Hiện tại
đã có một số loại nguồn phát như: Laser điều chỉnh được bước sóng (Tunable Laser),
Laser đa bước sóng (Multiwavelength Laser)... Yêu cầu đối với nguồn phát laser là
phải có độ rộng phổ hẹp, bước sóng phát ra ổn định, mức công suất phát đỉnh, bước
sóng trung tâm độ rộng phổ, độ rộng chirp phải nằm trong giới hạn cho phép.

MUX
DEMUX
TX, RX

: Bộ ghép kênh bước sóng quang
: Bộ ghép kênh bước sóng quang
: Bộ chuyển bước sóng quang

Hình 2.2 : Sơ đồ chức năng WDM


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

2.3.3 Sử dụng công nghệ GPON
Ưu điểm:
GPON sử dụng các thiết bị chia quang Splitter không cần cấp nguồn điện, nên



có giá thành rẻ và có thể đặt ở bất kỳ đâu, không phụ thuộc vào các điều kiện môi
trường, không cần phải cung cấp năng lượng cho các thiết bị giữa phòng máy trung
tâm và phía người dùng.
Không bị suy giảm tốc độ như công nghệ quang chủ động do phụ thuộc vào các



thiết bị chuyển mạch Quang-Điện khi truyền đi trong hệ thống.


Giúp giảm được chi phí bảo dưỡng, vận hành.



Cung cấp dịch vụ cho mọi yêu cầu khách hàng với tốc độ download lên đến 2,5
Gb/s và hỗ trợ dịch vụ Triple&Play như data, thoại, hình ảnh…
Đảm bảo dịch vụ cáp quang băng rộng FTTx có đường truyền Internet đạt chất



lượng cao, không bị suy hao hay suy giảm chất lượng kết nối theo khoảng cách – tối
đa có thể lên tới 20km.
 Công nghệ GPON đã được ITU chuẩn hoá trong các tiêu chuẩn ITU G984.x, phát

triển từ công nghê BPON và hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường độ bảo mật, lựa chọn
lớp 2 giao thức ATM, GEM và Ethernet với hiệu suất băng thông cao.
 Vấn đề tắc nghẽn lưu lượng và những vấn đề liên quan của mạng truy nhập quang tốc

độ cao được giải quyết bằng các thủ tục định cỡ (ranging) và cấp phát băng thông
động.
 Các thủ tục điều khiển và báo hiệu trong GPON đơn giản nhưng vẫn đảm bảo giải

quyết các vấn đề cơ bản về kỹ thuật của mạng truy nhập băng rộng tốc độ cao, đáp ứng
các yêu cầu kỹ thuật của dịch vụ, điều đó khiến cho GPON là công nghệ sử dụng băng
thông hiệu quả nhất trong các loại công nghệ PON hiện có.
2.4. Hệ thống camera
Hệ thống camera có thể được sử dụng với hai công nghệ chính là công nghệ tương
tự (camera analog) và công nghệ IP (camera IP).
Hệ thống camera analog thường sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp quang để kết nối
trực tiếp tới màn hình hiển thị. Băng thông của camera đòi hỏi khá lớn tầm
(6Mbps/1camera) Việc điều khiển camera từ trung tâm lại phải thông qua một đường
truyền dẫn dữ liệu khác, như vậy để lắp đặt 1 camera ta phải mất đến hai dây dẫn, rất
mất thời gian cho việc đi lắp đặt.


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

Việc lưu trữ hình ảnh cho hệ thống camera analog này rất tốn kém vì đòi hỏi rất
nhiều ổ cứng. Ngoài ra, muốn triển khai ứng dụng giám sát đối với camera analog rất
khó khăn, phải cần các thiết bị tích hợp bên ngoài.
Hệ thống camera IP là hệ thống mới, ứng dụng công nghệ tiên tiến để tích hợp cho

camera nhiều tính năng nổi bật với khả năng tự động quan sát phân tích hình ảnh (tính
năng này cho phép người quản lý dễ dàng hơn trong việc theo dõi cũng như phát hiện
sai phạm), bám theo đối tượng, phát hiện các đối tượng khả nghi. Các tín hiệu hình
ảnh và điều khiển được truyền trên cùng một đường truyền mạng dựa trên nền IP.
Hệ thống camera IP là tốn ít dung lượng đường truyền, hình ảnh được nén với
nhiều chuẩn mới nhất do đó dung lượng ổ cứng để lưu trữ không cao. Mỗi một camera
được tích hợp như một trạm máy tính, vì vậy người vận hành có thể cài đặt và thiết lập
một cách dễ dàng. Công nghệ số phát triển và cho phép kết nối và quản lý các camera
sử dụng công nghệ analog.
2.5 Các thành phần của hệ thống
2.5.1 Hệ thống truyền dẫn hữu tuyến
+ Hệ thống cáp đồng
Kéo cáp tín hiệu CAT5 cho các thiết bị IP tại trung tâm giám sát giữa các thiết bị
như switch , máy tính đầu ghi hình , bàn điều khiển video server
+Hệ thống cáp quang
Hệ thống mạng quang được phối hợp giữa dây dẫn quang và các bộ chuyển đổi quang
điện. Tại mỗi điểm quan sát sẽ được lắp đặt một thiết bị chuyển đổi từ quang sang IP
để có thể lắp đặt được các camera IP tại điểm này. Tại trung tâm là các bộ chuyển đổi
quang điện phối hợp với chuyển mạch tốc độ cao để tạo thành một mạng IP dưới dạng
hình sao . Mạng hình sao có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm có
nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích. Phụ thuộc vào yêu cầu
truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể là switch, router, hub hay máy
chủ trung tâm. Vai trò của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point to Point.
Việc thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các trạm) và có thể
kiểm soát và khắc phục sự cố nhanh, đồng thời tận dụng được tối đa tốc độ truyền của
đường truyền vật lý. Tuy nhiên, độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung
tâm bị hạn chế (trong vòng 100m, với công nghệ hiện nay )


Đồ án tốt nghiệp đại học

tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

Hình 2.3: Sơ đồ kết nối mạng quang
Hệ thống mạng quang có độ ổn định cao, băng thông lớn, tương thích với nhiều
ứng dụng truyền dữ liệu cũng như phân tích dữ liệu do được hoạt động trên giao thức
TCP/IP vì thế thích hợp với việc truyền hình ảnh thời gian thực.
Việc phối hợp với camera IP rất đơn giản vì bộ chuyển đổi quang – IP, đã thực hiện
chuyển đổi để đưa tín hiệu ra trên giao diện RJ45 với giao thức truyền dẫn gói TCP/IP.
Tại các điểm lắp đặt camera sẽ sử dụng các hộp kỹ thuật ngoài trời, các thiết bị lắp
đặt bên trong theo chuẩn công nghiệp có kích thước nhỏ, làm việc trong môi trường
khắc nghiệt như nóng, ẩm, bụi, từ trường. Các thiết bị được tích hợp trong các hộp có
kích thước nhỏ có thể treo lắp trên hoặc trong các cột tại hiện trường đảm bảo mỹ quan
đô thị.
Thiết bị thu phát quang được sử dụng để biến đổi tín hiệu Analog và tín hiệu IP
sang tín hiệu quang và truyền về trung tâm, tại trung tâm các thiết bị thu phát quang sẽ
làm nhiệm vụ chuyển đổi ngược lại về các tín hiệu ban đầu để sử dụng cho việc điều
khiển, lưu trữ và hiển thị hình ảnh.

2.5.2 Hệ thống camera giám sát
Hệ thống camera IP phải đảm bảo đầy đủ các khả năng như cho hình ảnh chất
lượng cao, kỹ thuật nén tiên tiến, một số các tính năng cụ thể như sau:
•
•
•
•
•
•
•

Hoạt động được trên nền mạng TCP/IP
Tốc độ frame: 25/30fps
Thuật toán nén hình: MPEG4/H.264
Khả năng quay quét không giới hạn (Pan: 3600, Tilt: 900)
Khả năng zoom quang lớn: 36x
Có các chức năng nhận diện chuyển động
Hoạt động cả ngày lẫn đêm, trong các điều kiện ánh sáng thấp


Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

2.5.3 Chức năng các thiết bị
1. Camera quan sát

Là các mắt điện tử, có thể nhìn thấy hình ảnh tại nơi chúng ta cần theo dõi. Nhiệm
vụ của camera là ghi (thu) lại hình ảnh và truyền tín hiệu về nơi nhận dữ liệu hình ảnh
2. Converter quang

Về mặt cấu trúc mạng, bộ chuyển đổi quang điện hoạt động ở lớp vật lý (physical
layer) của mô hình 7 lớp OSI, chức năng của nó chỉ đơn thuần là nhận tín hiệu, chuyển
tín hiệu (từ điện sang quang và ngược lại quang sang điện) và truyền tín hiệu đi, dữ
liệu đi qua converter quang là "trong suốt" (transparent) vì vậy nó không can thiệp
vào QoS hay chuyển mạch gói Mạng cáp đồng trong trung tâm chỉ huy cần kết nối với
mạng cáp quang từ camera thì converter quang giúp kết nối hai mạng cáp đồng và cáp
quang lại với nhau Giúp kết nối hai mạng nội bộ (LAN) cách nhau từ vài met , vài
km hay vài chục km. Kết nối hệ thống camera giám sát ở khoảng cách xa .

3. Thiết bị chuyển mạch switch

Nhiệm vụ dùng để kết nối các đoạn mạng lại với nhau theo mô hình mạng hình
sao. Theo mô hình này, switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tính
đều được nối về đây.
Làm việc như một Bridge nhiều cổng. Switch nhận tín hiệu, chuyển đổi thành dữ
liệu, từ một cổng, kiểm tra địa chỉ đích rồi gửi tới một cổng tương ứng.
Trong mô hình tham chiếu OSI, switch hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, ngoài ra
có một số loại switch cao cấp hoạt động ở tầng mạng .
4. Bàn điều khiển camera : hỗ trợ chức năng điều khiểm PTZ 3 chiều (quay trái,

phải, zoom in, Zoom out )
5. Đầu ghi hình

Là nơi tập trung tín hiệu hình ảnh thu được từ camera.
Trên đầu ghi thông thường sẽ có 5 loại cổng mà ta đáng lưu ý:
Cổng Video Input: đây là cổng thu tín hiệu từ các camera vào.
Cổng Video Output: đây là cổng chuyển hình ảnh ra các thiết bị mà ta muốn
quan sát. (Máy tính, điện thoại, tivi…)
• Cổng Audio Input: cổng thu âm thanh (nếu cần ghi lại âm thanh)
• Cổng Audio Output: Cổng ra âm thanh (nếu cần nghe lại)
• Cổng RJ45: Cổng kết nối trao đổi dữ liệu qua internet.
•
•

6. Máy tính điều khiển : điều khiển tín hiệu video truyền về trung tâm chỉ huy

và đưa ra màn hình
7. Bộ decoder Chuyển tín hiệu số sang tín hiệu tương tự.

Đồ án tốt nghiệp đại học
tại tỉnh vĩnh phúc

Chương 2: Thiết kế hệ thống camera giám sát giao thông

2.6. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
2.6.1 Hệ thống camera hữu tuyến
Triển khai tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ trung tâm chỉ huy đặt tại Phòng cảnh
sát tỉnh đến trung tâm chỉ huy công an tỉnh.
Lắp đặt 31 camera tại 14 giao lộ trọng điểm bảo đảm khả năng quan sát toàn khu
vực.
Lắp đặt 14 bộ chuyển đổi quang điện đơn kênh tại vị trí của 31 camera làm nhiệm
vụ thu nhận tín hiệu video của camera chuyển đổi thành tín hiệu quang truyền qua cáp
quang về trung tâm chỉ huy.
Triển khai tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ trung tâm chỉ huy đặt tại Phòng cảnh
sát tỉnh đến trung tâm chỉ huy công an tỉnh. Tổng chiều dài cáp quang từ trung tâm chỉ
huy đặt tại phòng cảnh sát tỉnh đến Trung tâm chỉ huy công an tỉnh là: 4 km
Triển khai các tuyến cáp quang F8 loại 16 sợi từ các Camera đến trung tâm chỉ huy
đặt tại phòng cảnh sát tỉnh. Hệ thống cáp quang từ các Camera đến trung tâm chỉ huy
được chia thành 4 tuyến. Tổng chiều dài cáp quang từ Camera đến trung tâm chỉ huy
đặt tại Phòng cảnh sát tỉnh là: 48,3km Hệ thống trung tâm điều hành gồm 02 trung tâm
được kết nối với nhau qua modul quang trên switch hoặc 01 bộ chuyển đổi quang điện
giao diện Ethernet.
Trung tâm 1 đóng vai trò quản lý và điều phối chính. Tại đây, hệ thống hiển thị
hình ảnh gồm 48 màn hình LCD chuyên dụng 19inch và 04 màn hình ghép tấm lớn 55
inch cho phép hiển thị tất cả các camera truyền về trung tâm. Việc điều khiển hình ảnh
chọn lựa camera nào hiển thị trên màn hình nào được nhân viên điều hành lựa chọn
thông qua phần mềm điều khiển được cài đặt trên máy tính quản lý
Hệ thống lưu trữ hình ảnh trên một thiết bị Video server hỗ trợ quản lý lên đến 128

camera đồng thời.
Nội dung thiết kế cụ thể là:
+ Tuyến 1 có tổng chiều dài 10,5 km kéo qua 9 điểm sau: Trung tâm Chỉ huy đặt tại
phòng cảnh sát tỉnh, Ngã 3 Mê Linh – Tôn Đức Thắng, Ngã ba Mê Linh – Hai Bà
Trưng, Ngã ba Mê Linh – Nguyễn Tất Thành, Ngã tư Mê Linh – Lê Duẩn, Ngã tư Mê
Linh – Nguyễn Trãi, Ngã tư đường Hùng Vương- QL 2B (Dốc Láp), Ngã tư Hùng
Vương- Kim Ngọc, ngã ba đường Hùng Vương – Lam Sơn.
Từ trung tâm chỉ huy đặt tại phòng cảnh sát qua ngã ba Mê Linh - Nguyễn Tất Thành
đến ngã ba Mê Linh - Hai Bà Trưng sử dụng cáp quang F8 loại 48 sợi với tổng chiều
dài cáp là: 2,5 km.
Từ ngã ba Mê Linh – Hai Bà Trưng qua ngã tư Mê Linh – Tôn Đức Thắng đến Ngã
tư Mê Linh- Lê Duẩn sử dụng cáp quang F8 loại 32 sợi với tổng chiều dài cáp là: 2
km.
Từ ngã tư Mê Linh – Lê Duẩn qua Ngã tư Mê Linh – Nguyễn Trãi, qua ngã tư đường
Hùng Vương – QL 2B (Dốc Láp), qua ngã tư Hùng Vương – Kim Ngọc đến ngã ba