GRUP ŞCOLAR “DIMITRIE LEONIDA”CONSTANŢA

PROIECT DE ABSOLVIRE

PENTRU EXAMENUL DE CERTIFICARE A COMPETENŢELOR PROFESIONALE PENTRU OBŢINEREA CERTIFICATULUI DE

CALIFICARE PROFESIONALĂ NIVEL 3

CLASA a-XII – a

CALIFICARE: TEHNICIAN INSTALAŢII ELECTRICE

ÎNDRUMĂTOR PROIECT: ELEVPROF. ING. POPESCU HARICLIA CHELTUIANU BOGDAN

2009

GRUP ŞCOLAR “DIMITRIE LEONIDA”CONSTANŢA

ÎNDRUMĂTOR: ELEV:PROF. ING. POPESCU HARICLIA CHELTUIANU BOGDAN

Clasa XII D

2009

INTRODUCERE

Sistemele de supraveghere video servesc la urmărirea şi înregistrarea imaginilor dintr-un spaţiu care trebuie supravegheat. Acestea au aparut din necesitatea companiilor de a tine sub control tot ceea ce se intampla pe proprietatile si in cladirile lor, avand ca principiu de baza faptul ca o singura persoana, responsabila de monitorizarea sistemului CCTV, vede de zece ori mai mult decat o patrula, oricât de pregătită ar fi.

Cuprins1) Introducere2) Sisteme de supraveghere video3) Achiziţia semnalului video4) Afişarea semnalelor video5) Inregistrarea semnalelor video6) Sursele de alimentare7) Consideraţii economice

a. Cheltuieli de securitateb. Cheltuieli de insecuritaţic. Costurile elementelor

sistemlului video8) Norme protectia munci9) Bibliografie

Sistemele de supraveghere video se adreseaza, in principal, spatiilor in care se desfasoara activitati de productie, spatiilor comerciale, depozitelor de materiale dar si birourilor.Sistemul de supraveghere video poate fi interconectat cu un sistem de avertizare la efractie sau cu echipamente de control acces pentru creşterea eficienţei.

Într-o lume în care insecuritatea, nesiguranţa şi instabilitatea atinge numeroase aspecte ale vieţii cotidiene (sociale, economice, politice, militare s.a.), acţiunile practice pentru obţinerea regimului normal de funcţionare pentru un sistem de orice natură au fost asociate cu susţinute eforturi teoretice pentru definirea şi implementarea unor noi concepte in materie.

Un astfel de sistem se compune dintr-o serie de echipamente precum:

• camerele video,• unul sau mai multe monitoare ce permit vizualizarea imaginilor,• un videorecorder pentru inregistrarea imaginilor preluate de camere,• un dispozitiv de prelucrare a imaginii,• surse de alimentare pentru camere

.

Sisteme de supraveghere video

Dispozitivele de supraveghere video constituie o mare categorie de sisteme de calcul folosite în sistemele de securitate. Iniţial, aceste calculatoare lipseau, întreg procesul de supraveghere video făcându-se numai prin procedee analogice, fluxul datelor fiind:Camere video>Quad>Monitoare şi Videorecordere

Utilizarea masivă a sistemelor numerice au făcut ca, treptat, elementul de bază din sistemele video să fie un calculator personal. PC-ul controlează direct dispozitivele de concentrare a informaţiei video

(quad-uri, multiplexoare, matrici video etc.), permite înregistrarea digitală, pe hard disc, a imaginilor, precum şi afişarea pe display-ul calculatorului a imaginilor achiziţionate, regimurilor de lucru, stării de funcţionare a sistemului etc. Prin intermediul unor programe specifice, PC-ul este capabil să controleze şi camerele PTZ (pan-tilt-zoom), fie la dorinţa operatorului care controlează orientarea camerei dintr-un joy-stick, fie automat, pe anumite poziţii prestabilite.

De asemenea, PC-ul poate executa şi programe de detectare a mişcării în scopul avertizării sistemului şi chiar programe de recunoaştere automată, situaţie în care intrusul poate fi identificat dintr-o bază de date imagistică. PC-ul sistemului video poate fi un calculator standard la care, însă, se au în vedere câteva elemente esenţiale:

echiparea cu plăci de achiziţie video, dotate eventual şi cu codificatoare MPEG pentru compresia digitală a informaţiei video; dacă se doresc performanţe ridicate, prezenţa codificatorului în sistem, fie pe placa de achiziţie, fie pe altă extensie, este obligatorie;

instalarea unui hard disc rapid, de mare capacitate (de preferat SCSI) pentru înregistrarea în timp real a informaţiilor video.

La un PC astfel echipat se pot ataşa, camerele video, fie direct, fie prin intermediul concentratoarelor de semnal. În principiu, sistemul funcţionează cu orice sursă de semnal video: camere USB, camere video digitale sau analogice.

Ca orice sistem de securitate, are posibilităţi de alarmare: acustică, optică sau la distanţă – trimiterea de SMS, mesaje radiopaging ori iniţierea de apeluri voce în reţeaua telefonică standard.

Unele facilităţi suplimentare apar datorită cuplării PC-ului într-o reţea locală, lucru care face posibil transmiterea completă a informaţiei video pe LAN sau numai cadru cu cadru pe un modem telefonic.

Utilizarea unui PC oferă o interfaţă uşor de utilizat şi de persoanele care nu au cunoştinţe de operare ale calculatoarelor, precum şi un acces personalizat, pe bază de drepturi utilizator sau instalarea de camere ascunse, vizibile doar pe bază de parolă.

Achizitia semnalelor video

Primele metode de transmitere la distanţă a imaginilor pot părea astâzi rudimentare. O procedură, folosită chiar şi în secolul XX, presupunea împărţirea unei fotografii în câteva sute de celule, tonurile de gri al fiecărei căsuţe fiind convertite, manual, în caractere alfanumerice. Acestea erau transmise telegrafic la destinatar unde,tot manual, un desenator refăcea imaginea iniţială pe baza codurilor recepţionate. În deceniul opt al secolului al XIX-lea s-au întreprins primele încercări în domeniul achiziţionării şi transmiterii la distanţă a imaginilor statice sau dinamice; ele au continuat în paralel cu experimentele legate de transmiterea vocii, beneficiind de toate noutăţile în domeniu.

În anul 1873 s-a descoperit că seleniul are proprietatea de a-şi modifica rezistivitatea electrică funcţie de cantitatea de lumină incidentă pe suprafaţa sa. Primul dispozitiv funcţional destinat capturării imaginilor statice se baza pe descompunerea imaginilor în puncte, discul Nipkow, care a fost inventat în anul 1884. La baza telescopului electric propus era un disc opac cu 24 de perforaţii dispuse în spirală, astfel încât prin ele se putea vedea numai o anumită zonă a imaginii. Secvenţele luminoase

erau concentrate pe o celulă de seleniu care transforma cantitatea de lumină în curent electric transmis la distană. Pentru recepţie era propus un modulator de lumină magneto-optic, în fapt un disc asemănător cu cel de la emisie. Tuburile videocaptoare au cunoscut o evoluţie continuă:

• primele echipamente au folosit discul Nipkow (primul sistem TV realizat de John Logie Baird în 1926);

• în 1923 s-a inventat iconoscopul, primul tub videocaptor cu electroni rapizi (Vladimir Kosma Zvorikin);

• orticonul, primul tub videocaptor cu electroni lenţi, a fost realizat în 1939;

• superorticonul (1944), cu sensibilitate de o mie de ori mai mare decât a orticonului, se putea utiliza şi în condiţii normale de iluminare;

• vidiconul, cu numeroasa sa familie (plumbicon, sidicon, ebitron etc.), au fost primele tuburi cu effect fotoelectric interior, utilizarea semiconductorilor făcând posibilă realizarea primelor camere video portabile sensibile la iluminări de 1 lux;

• videocaptoarele semiconductoare dezvoltate în ultimii 20 de ani se bazează pe CCD (Charge Coupled Devices), elemente semiconductoare organizate în formă de matrice cu dimensiuni mici şi o sensibilitate mare;

• necesitatea dezvoltării unor dispozitive care să achiziţioneze imagini în afara spectrului vizibil sau în absenţa iluminării, au dus la dezvoltarea camerelor video cu intensificatoare de imagine ICCD (Intensifier CCD), respectiv a termoviziunii sau a unor tuburi videocaptoare speciale (pirotronul - în domeniul infraroşu sau vidicoane speciale în domeniul ultraviolet sau radiaţii Roentgen).

Camerele video sunt sensibile la intensitatea luminoasă. Pentru a realiza semnale care să reflecte şi caracteristicile de culoare, fluxul luminos este împărţit în trei fascicule, fiecare fascicul este filtrat optic pentru o anumită culoare, după care imaginea este proiectată pe câte un tub videocaptor. Teoretic s-a demonstrat că filtrarea optimă este atinsă pentru următoarele culori: roşu (lungimea de undă 610.535nm), verde (lungimea de undă 540.27nm) şi albastru (lungimea de undă 470nm). Aceste lungimi de undă determină şi reproducerea în culori a imaginii, pe tuburile catodice color.

Camerele video clasice, cu flux de electroni lucrează asemănător, principiul de funcţionare fiind prezentat încontinuare Informaţia luminoasă este dirijată către un fotocatod semitransparent, fotoelectronii emişi fiind reţinuţi de o placş de sticlş, numitş ţintă, pe care se formează un relief de potenţial asemănător cu imaginea. În acelaşi timp, ţinta este exploratş liniar, punct cu punct, de un fascicul de electroni emis prin efect termoelectronic de un tun electronic, focalizat şi deviat în două planuri de un sistem de bobine de deflexie. După explorarea ţintei, electronii sunt culeşi şi amplificaţi, formând astfel semnalul electric care reprezintă, secvenţial, cantitatea de energie luminoasă căzută pe ţintă. Explorarea ţintei este făcută succesiv, întâi pe orizontală (linii) apoi pe verticală (cadre).

Pentru a uşura reproducerea imaginii la recepţie, la semnalul video sunt adăugate şi informaţii de sincronizare pe orizontală şi verticală (linii şi cadre) sub forma unor tensiuni electrice care semnalizează receptorului începutul fiecărei linii şi a fiecărui cadru. Prezentarea schematică a funcţionării tuburilor videocaptoare este făcută în figura 1. Dezvoltarea tehnologiei microelectronice a permis ca, în anii ’70, să fie realizate primele sisteme portabile CCD pentru achiziţionarea imaginilor.

Figura 1 Tubul videocaptatorCamerele video cu transfer de sarcina se caracterizează prin

gabaritul redus, autonomia şi sensibilitatea ridicată, performanţe care au revoluţionat metodele de obţinere a imaginilor, astâzi fiind folosite nu numai la camere video ci şi la aparate de fotografiat digitale, scanere,

copiatoare digitale, sateliţi de supraveghere etc. Spre deosebire de tuburile videocaptoare, aceste dispozitive nu mai necesită tensiuni ridicate de alimentare (pentru tunul electronic şi electrozii de accelerare), sisteme mecanice complexe (bobine de deflexie, tunul electronic) în consecinţă fiind mici, economice, fiabile şi, nu în ultimul rând, mult mai sensibile. Elementul activ constă într-o matrice bidimensională de diode fotoconductive, câte una pentru fiecare element de imagine (pixel) explorat. Imaginea este proiectată de un sistem optic pe matricea de fotoelemente. Fiecare linie de celule orizontale sunt citite pe rând, fiecare celulă trecând informaţia vecinei sale (acesta fiind de fapt principiul CCD), asemănător cu un şir de oameni care trec din mână în mână cărămizile pentru o construcţie. Astfel, informaţiile de pe întreaga linie pot fi citite cu uşurinţă de pe ultima celulă. Rezoluţia acestor camere ajunge la 1600x1200 pixeli, mult superioară faţă de tuburile videocaptoare. După ce o linie a fost citită, se trece la explorarea următoarei linii şi aşa mai departe, până la terminarea cadrului sau a câmpului selectat. Explorarea, atât pe linii cât şi cadre, constă doar într-o succesiune de impulsuri dreptunghiulare, aplicate pe prima celulă cu transfer de sarcină. Structura internă a matricei CCD este prezentată în figura 2

Figura 2

Structura camerei CCD

Utilizarea camerelor video este problematică în situaţia unei iluminări scăzute, sub 1 lux. Pentru a funcţiona în aceste condiţii, este

necesară fie folosirea unor surse externe de iluminat fie folosirea unor amplificatoare de lumină sau intensificatoare de imagine.Intensificatoare de imagine pot funcţiona ca dispozitive de sine stătătoare (de exemplu, în aparate de vedere pe timpul nopţii) sau pot fi cuplate la intrarea unei camere video amplificând fluxul luminos incident.

Principiul de funcţionare al unui intensificator de imagine este identic pentru toate versiunile dispozitivelor. O imagine (în ultraviolet, vizibil sau infraroşu) este proiectată pe o fereastră transparentă a unui tub cu vid înaintat. În interiorul tubului, în dreptul ferestrei, este depusă o substanţă specială care, prin efect fotoelectric, transformă fotonii în electroni (fotocatod). Electronii produşi de acesta sunt acceleraţi de o diferenţă de potenţial către partea opusă a tubului vidat unde se găseşte un ecran luminiscent. Luminoforul ecranului transformă electronii de înaltă energie în lumină (fotoni), corespunzător distribuţiei energiei radiaţiei imaginii de intrare, fluxul de lumină produs fiind amplificat de câteva ori faţă de fluxul de intrare.

Aceste intensificatoare au cunoscut diverse variante de-a lungul timpului, ajungând astâzi la generaţia a III-a. Intensificatoarele de imagine din generaţia I folosesc o singură diferenţă de potenţial pentru accelerarea electronilor, de la catod (fotocatod) la anod (ecranul luminiscent). Focalizarea fasciculului de electroni este realizată prin două metode, de aici reieşind şi două variante constructive:• plasarea ecranului în apropierea fotocatodului (diodă de proximitate); aceste intensificatoare au denumirea de proxifier (figura 3.a);• focalizarea electronilor prin intermediul unei lentile electronice (diodă inversoare – imaginea este proiectată răsturnată – figura 3.b.).

Figura 3 - Structura intensificatoarelor de imagine din generaţia IDiferenţa esenţială între generaţia I şi a II-a este că numărul de electroni între fotocatod şi ecran este multiplicat semnificativ. Această amplificare

este realizată de un dispozitiv numit MCP (Micro Channel Plate). MCP este format dintr-o mulţime de fibre de sticlă pe care este depusă o substanţă semiconductivă, fibrele fiind puse una lângă alta. Între fibrele de sticlă se formează nişte tuburi – microcanale cu o dimensiune de circa 10 μm. În aceste microcanale survin multiplicări succesive ale electronilor, energia şi numărul acestora crescând cu până la patru ordine de mărime. Acest fenomen este schematizat în figura 4

.

Figura 4 - Structura

unui Intensificator din generatia a II-a.

Pentru creşterea suprafeţei controlate există posibilitatea montării camerei video pe un dispozitiv de poziţionare în unul sau două planuri; unele camere video au reglaje automate de focalizare, luminozitate, zoom etc., acestea fiind denumite şi PTZ (pan-tilt-zoom camera).

Figura 4 - Sistem

automat de poziţionare

Pentru aceste acţioări se folosesc motoare electrice, controlate de microcontrolere. Structura simplificată a unui sistem automatizat este prezentată în figura 4.

Un domeniu aparte îl reprezintă camerele video ascunse folosite pentru culegerea disimulată a informaţiilor. Există două tendinţe în acest domeniu care presupun fie folosirea unor camere video miniaturale, fie transformarea unor lucruri banale în camere video.

Perfecţionarea tehnologiilor permit astâzi realizarea unor camere video CCD de numai 3mm, sensibile în domeniul vizibil sau infraroşu, capabile să furnizeze la ieşire semnale video standard.

Dimensiunile reduse, sub 3 cm diametru, (prima imagine din figura 5) şi consumul mic de energie fac posibilă mascarea acestor camere video în locuri din cele mai diverse, cum ar fi: broşe, veioze, cărţi, detectoare de fum, ceasuri de perete, radiouri etc.

Impedimentele legate de aceste camere provin de la lipsa alimentării din exterior pentru unele montaje, în consecinţă având o autonomie foarte redusă şi, de asemenea, recepţionarea semnalului la distanţă fără ca sistemul să fie descoperit.

Figura 5 Camere video ascunsa

Afişarea semnalelor video

Primul sistem pentru vizualizarea imaginilor a fost realizat în anul 1906 de M. Dieckman; acesta folosea un tub catodic, asemănător cu cele de astâzi. Cu acest tub, în anul 1911, s-a reuşit performanţa de a afişa la distanţă o imagine formată din trei linii (monitoarele actuale afişează cel puţin 525 de linii). Structura internă a unui tub catodic (prezentată în figura ) constă într-un tun electronic, un sistem de focalizare şi de deflexie şi un strat de luminofor.

Figura 6 - Tubul catodic alb-negru

În anii scurşi de atunci, tubul catodic a suferit perfecţionări succesive în ceea ce priveşte afişarea culorilor, luminozitatea şi contrastul, sistemele de focalizare şi deflexie, gabaritul, consumul de energie etc. Chiar dacă în prezent peste 90% din sistemele de afişare folosesc tuburi catodice, tendinţa este de a fi înlocuite cu dispozitive cu cristale lichide, cunoscute şi sub numele de LCD (Liquid Crystal Display).

Funcţionarea dispozitivelor LCD se bazează pe polarizarea luminii în straturi de cristale organice, denumite cristale nematice. În figura 7 este prezentat modul de aliniere al cristalelor nematice în mai multe situaţii:a) în starea naturală, moleculele de cristal sunt puţin aliniate de-a lungul axelor lungi ale cristalelor;b) când moleculele vin în contact cu o suprafaţă canelată, cristalele se aranjează paralel de-a lungul şanţurilor;c) dacă moleculele sunt introduse într-un sandwich, între două suprafeţe canelate, moleculele se aranjează în direcţia a de-a lungul stratului superior, respectiv în direcţia b de-a lungul stratului inferior; acest aranjament natural al cristalelor se numeşte „twisted nematic” – TN.

Figura 7 Aranjarea moleculelor intr-un disply LCD

Când o rază de lumină parcurge un sandwich cu straturi canelate la 90°, planul de polarizare al luminii se va roti în mod corespunzător cu 90° (figura 8 a). Dacă între cele două feţe ale sandwich-ului se aplică o diferenţă de potenţial, moleculele se aliniază de-a lungul liniilor de câmp şi planul de polarizare al razei luminoase rămâne nemodificat (figura 8 b). Folosind câte două filtre polarizoare, câte unul pentru fiecare strat canelat, funcţie de alimentarea cu tensiune, se obţin două situaţii distincte:• când elementul nu este alimentat, planul de polarizare al luminii este rotit cu 90° raza va trece prin ansamblul filtre polarizoare – sandwich (figura8.c); în această situaţie pe display nu se observă nimic;• dacă elementul este alimentat, moleculele de cristal fiind aliniate cu câmpul electric nu mai produc rotaţia planului de polarizare cu 90°, în consecinţă, raza nu va mai trece de al doilea filtru polarizor (figura 8 d); efectul constă în blocarea trecerii luminii, deci în apariţia unei zone negre pe display.

Figura 8 Principiul de functionare al LCD

Funcţie de mărimea zonei sandwich-ului controlată electric, displayul poate fi de următoarele tipuri (figura 9):• 7 segmente – capabil să afişeze numai cifre; este întâlnit la ceasuri de mână, aparate de măsură etc;• alfanumeric – are posibilitatea afişării de litere şi cifre; este folosit la telefoane mobile, diverse sisteme cu microcontrolere etc; •grafic – format dintr-o matrice de puncte care poate afişa litere, cifre, simboluri grafice, elemente geometrice (linii, triunghiuri, cercuri etc.); cunoaşte o largă utilizare la receptoarele TV, monitoarele de PC şi la proiectoare video.

Figura 9 – Tipuri de afişoare LCD

Principiul de funcţionare descris mai sus este valabil numai pentru afişoare alb-negru. Un display color este realizat plasând filtre cromatice deasupra fiecărui element de display. Bineînţeles, datorită necesităţii afişării unei cantităţi foarte mari de informaţie, afişoarele LCD color sunt realizate numai de tip grafic. Fiecărui punct din afiţoarele alb-negru îi corespund la afişoarele color un număr de trei puncte împreună cu filtrele corespunzătoare pentru culorile elementare din televiziune: roşu, verde şi albastru. Combinând proporţional cele trei culori se poate obţine orice nuanţă dorită.

Cu toate că display-ul LCD este mult mai ergonomic şi mai ecologic decât cel clasic cu tub catodic, o serie de dezavantaje importante au făcut ca dezvoltarea sa să fi destul de greoaie: preţul de cost ridicat, contrastul scăzut, remanenţa mare (nu poate afişa imagini în mişcare), unghi de vedere mic (imaginea nu este vizibilă decât privită dintr-un plan perpendicular pe display), dificultatea realizării de afişoare cu diagonala mai mare de 51cm, rezoluţie limitată (maxim 1024×768 puncte), gama temperaturilor de funcţionare limitată (de regulă 10°C÷50°).

O parte din aceste deficienţe au fost rezolvate tehnologic, display-urile LCD cunoscând de-a lungul timpului mai multe generaţii:

• STN – super twisted nematic;• DSTN – double super twisted nematic;• TFT – thin film tranzistor. Ultima generaţie, TFT, presupune ca fiecare element de imagine

(pixel) să fie comandat de câte un tranzistor montat pe display. Cu excepţia milioanelor de tranzistoare depuse pe display, mai pot fi implementate, sub forma unor circuite integrate hibride, elemente senzoriale pentru emularea unei tastaturi, sau drivere şi circuite de alimentare pentru interfaţarea display-ului cu sistemul de calcul. Imaginile 8 prezintă principiul de funcţionare al unor afişoare de tip transmisiv, puţin folosite în practică, însă utile pentru o explicare simplă a principiului. Cu excepţia acestora, mai există afişoare de tip reflectiv (cvasitotalitatea afişoarelor sunt de acest tip) sau de tip proiectiv (folosite pentru proiectarea imaginilor pe ecrane cu diagonale de până la 7m). Cele trei tipuri de configuraţii sunt schematizate în figura .

Figura 10 - Tipuri de sisteme de afişare LCD

Obţinerea unor ecrane mai mari şi mai strălucitoare este limitată la tehnologia LCD cu sisteme proiective. Totuşi, preţurile mari, contrastul scăzut, reglajele pretenţioase ale acestor sisteme au făcut necesară dezvoltarea altor principii pentru afişoarele de mari dimensiuni. Fără a intra în multe amănunte, aceste variante tehnologice sunt:• Vacuum Fluorescent Displays (VFD) – funcţionează ca nişte tuburi electronice, anodul fiind format dintrun material fluorescent, catodul jucând rolul unui tun electronic; sunt puţin utilizate în prezent;• Light-Emitting Diode (LED) – după cum sunt denumite, sunt compuse dintr-o matrice de câteva milioane de LED-uri, fiecare element fiind format dintr-un trio RGB; se pot realiza afişoare de mari dimensiuni, cu o strălucire foarte bună, fiind de regulă utilizate pentru aplicaţii de exterior;• Plasma Display Panels (PDP) – este format dintr-o matrice de tuburi cu descărcare în gaz (asemănătoare cu becurile fluorescente); gazul din tuburi poate fi argon, neon etc., funcţie de culoarea dorită.

În anul 2000 a fost prezentat primul monitor color, de înaltă rezoluţie, cu o diagonală a ecranului de 1.5m realizat în tehnologie PDP.

Un capitol aparte al afişării semnalelor video îl constituie dispozitivele folosite pentru controlul destinaţiei semnalului video. Într-adevăr, în cazul sistemelor de securitate, afişarea simultană a informaţiilor de la toate camerele video de supraveghere poate fi problematică dacă numărul acestora este mai mare decât numărul monitoarelor de control amplasate într-un dispecerat.

În principiu, aceste dispozitive se împart în două mari categorii: afişarea unei imagini preluate de la mai multe surse pe un singur monitor (video merger), respectiv afişarea aceleiaşi imagini pe mai multe monitoare (video splitter).

În prima categorie pot fi amintite următoarele aparate (este preferată denumirea lor în engleză, pentru a nu produce confuzii cu traduceri aproximative):

• switch – cel mai simplu sistem de control, având rolul de a selecta manual pentru vizualizare maxim 4 canale dintr-un total de până la 48

de intrării audio-video; schema bloc a dispozitivului este prezentată în figura 11.a.;

• quad – asigură afişarea pe un display a 4 semnale (de aici îi provine şi numele), ulterior fiind produse şi quad-uri cu 9 sau 16 intrări; structura sa este prezentată în figura 11.b.;

• multiplexer – asigură afişarea pe un display a 4, 9 sau 16 semnale video precum şi înregistrarea secvenţială a informaţiilor de la camerele video (informaţiile de la camerele video sunt înregistrate, pe câte un cadru, asigurând astfel memorarea imaginilor de la mai multe camere video pe un singur suport); schema bloc este descrisă în figura 11.c.;

• video matrix – este cel mai complex sistem video, asigurând funcţionalităţi de switcher permiţând afişarea oricărei camere pe oricare monitor, multiplexer, controlul camerelor PTZ, poziţionarea automată a camerelor conform unor algoritmi de control prestabiliţi etc.; numărul de camere video controlate poate ajunge la 48 iar numărul de monitoare la 12; structura simplificată a unui dispozitiv este prezentată în figura 11.d.

Semnalele controlate de aceste dispozitive pot fi de mai multe tipuri: video analogic (conţine toate informaţiile de luminanţă, crominanţă şi sincronizare), S-video (semnale de crominanţă şi luminanţă), video mixt (semnale tipice pentru monitoarele TV: Y, Y-B şi Y-R) sau semnale pentru monitoare de calculator (RGsB – roşu, verde+sincronizare, albastru, RGBS – roşu, verde, albastru, sincronizare sau RGBHV – roşu, verde, albastru, sincronizare orizontală şi verticală). Numărul de semnale electrice din care este format semnalul video al dispozitivului de control dictează şi complexitatea acestuia. În figura 11 este prezentată situaţia cea mai simplă, cu semnal video analogic şi audio monofonic.

Figura 11 - Dispozitive pentru rutarea semnalelor video

Un sistem clasic de supraveghere video presupune ca operatorul din dispecerat să verifice permanent toate monitoarele pe care sunt afişate informaţiile culese de camerele video. Pentru un număr foarte mare de monitoare această metodă de verificare pune probleme deoarece, foarte rapid, survine oboseala şi operatorul nu mai este capabil să deceleze informaţiile necesare.

Pentru remedierea acestei probleme, au fost concepute sisteme automate de verificare video, sisteme care detectează imediat orice modificare suspectă a imaginilor, declanşând alarma, iniţiind memorarea

imaginilor, atenţionând operatorul etc. Principiul de funcţionare al acestor dispozitive se bazează pe prelucări avansate ale imaginilor, bazate pe algoritmi matematici corelativi care sunt capabile să determine chiar şi traseul intrusului şi să estimeze poziţia viitoare a acestuia (figura 12).

Figura 12 Sistem de urmarire

video

Cealaltă categorie de aparate, splitter-ele, sunt întâlnite în două variante:• splittere video care permit transmiterea aceluiaşi semnal video sau SVGA la mai multe monitoare; acestea sunt formate practic din nişte amplificatoare care realizează şi adaptările de impedanţă necesare între canalul de intrare şi ieşiri;• splittere video-wall folosite pentru afişarea informaţiei pe matrici de monitoare cu dimensiuni 3×3 sau 4×4.Sistemul este util pentru afişarea economică pe ‘ecrane de mari dimensiuni, proiectoarele digitale sau ecranele cu plasmă având preşuri mai ridicate.

Înregistrarea semnalelor video

Primele înregistrări video dinamice, prin metode fotografice, au fost realizate de fraţii Lumière în anul 1894, astâzi procedeul lor fiind cunoscut sub denumirea de cinematograf.

În anul 1928, în Germania, a fost produsî o bandă acoperită cu un strat magnetic. Invenţia a fost perfecţionată între 1930 şi 1940, între timp căpătând numele de magnetofon. Dispozitivul înlocuia deja vechiul gramofon, în consecinţă, fiind folosit pentru înregistrări audio. După 1945 tehnologia a fost adusă în Statele Unite, fiind folosită la producerea primului înregistrator video pe bandă magnetică.

Înregistrarea pe bandă magnetică utilizată de videocasetofoanele VHS este relativ complicată, fiind impusă de atingerea unui compromis

între calitatea şi durata înregistrării. Modul de înregistrare în standardul VHS şi structura unui cap video este prezentată în figura 2.55.

Această aparent complicată metodă de înregistrare este impusă de cantitatea mult mai mare de informaţie a semnalului video comparativ cu semnalul audio. Cantitatea de informaţie este însă proporţională cu banda semnalului: cel audio are 19 KHz în timp ce semnalul video de tip TV are circa 5 MHz.

Pentru înregistratoarele magnetice, banda semnalului înregistrabil este limitată, în principal, de viteza relativă dintre capul de redare-înregistrare şi suportul magnetic. O viteză prea mare a benzii conducând la durate de înregistrare prea mici, s-a preferat utilizarea unor capete rotative şi a unor benzi magnetice mai late, scrierea în diagonală pe acestea asigurând viteza relativă necesară.

Dispozitivele de înregistrare pe bandă magnetică pentru sistemele de supraveghere video sunt, în marea lor majoritate, de tip VHS. Specificul aplicaţiilor, de control 24 de ore din 24, au impus nişte înregistratoare speciale, denumite time lapse. Acestea, în afara faptului că pe o casetă video standard de 3 ore, pot înregistra continuu şi o săptămână şi au interfeţe speciale pentru legarea lor la centrala de alarmare.

Durata mare a înregistrării a putut fi realizată numai în dauna calităţii: informaţia video nu mai este preluată în ritmul normal ci mult mai

rar, chiar una pe secundă; chiar dacă în mod normal acest ritm este suficient, în cazul unei intruziuni, centrala de alarmă poate comanda ca înregistrarea să se facă cu viteză standard VHS, astfel încât cantitatea de informaţie memorată să fie suficientă pentru clarificarea situaţiei.

Toate standardele de înregistrare pe bandă magnetică sunt analogice, adică semnalele memorate (luminanţă şi crominanţă) sunt memorate ca tensiuni care pot varia într-un domeniu definit. Chiar dacă uneori calitatea imaginilor este excelentă, memorarea analogică este dezavantajoasă datorită perisabilităţii mediului de înregistrare şi a redundanţei informaţiei stocate.Astfel, din anii ’70, firmele Philips şi Sony au pus la punct primele sisteme digitale pentru înregistrarea sunetelor şi imaginilor. În anul 1981 cele două firme au lansat pe piaţă cunoscutul compact disc – CD. Acesta era limitat în ceea ce priveşte durata înregistrării dar calitatea imaginii şi a suportului de înregistrare era net superioară oricărui videocasetofon profesional. Memorarea digitală a informaţiei video la sistemele de supraveghere video nu este făcută însă pe CD datorită capacităţii mici a acestuia. Însă, folosind tehnologia IT, există posibilitatea înregistrării continue pe durate foarte mari, peste o săptămână, fără a face nici un rabat calităţii. Un astfel de sistem de înregistrare digitală este realizat în jurul unui PC care are câteva dotări suplimentare:• hard disc, cu capacităţi astâzi de 500 GB; interfaţa între PC şi hard disc trebuie să fie SCSI1 sau Ultra-ATA2 pentru a putea susţine fluxul de date furnizat de procesorul de achiziţie grafic;• placă de achiziţie grafică care asigură transformarea informaţiilor de la camera video în date înregistrabile pe hard disc;• extensie hardware pentru compresie în timp real MPEG; înregistrarea în formate necomprimate consumă circa 280MB pentru fiecare secundă de înregistrare, la o rezoluţie de 320×240 puncte, 256 de culori şi 15 de cadre pe secundă. Conversia MPEG nu memorează decât modificările apărute de la cadru la cadru, astfel că imaginile, de regulă statice, caracteristice sistemelor de supraveghere, au un raport de compresie excelent, hard discul presupus iniţial fiind suficient pentru o săptămânăde înregistrare.

Sursele de alimentare

Din punct de vedere funcţional, sursele sunt fie nişte montaje electronice relativ simple, fie un grup de baterii înseriate.

Alimentarea cu baterii este singura soluţie pentru dispozitivele care sunt instalate pe teren unde nu există reţea de tensiune electrică. În cazul lor, este esenţială schimbarea sau reîncărcarea periodică a bateriilor, funcţie de autonomia energetică a dispozitivului.

În obiective unde există reţea de tensiune alternativă, se folosesc surse formate dintr-un transformator coborâtor de tensiune (de 220 V la o tensiune între 10 şi 28V), o punte redresoare (transformă tensiunea alternativă în tensiune continuă şi o serie de circuite de filtrare şi stabilizare a tensiunii obţinute. Sursa astfel obţinută este ideală pentru aplicaţii obişnuite, însă nu este indicată pentru sistemele de supraveghere întrucât o metodă normală de scoatere din funcţiune a sistemelor de supraveghere constă în întreruperea alimentării cu energie electrică din zone unde accesul nu este controlat.

Pentru a preîntâmpina lipsa alimentării şi, în consecinţă, scoaterea din funcţiune a sistemului de securitate, sursele de alimentare destinate acestora vor fi realizate obligatoriu cu rezervare dublă sau triplă.

O metodă constă în alimentarea cu 220V pe circuite separate, pe circuite diferite. Metoda este uşor de pus în practică însă nu întotdeauna există mai multe reţele electrice separate disponibile.

Procedeul cel mai utilizat foloseşte o baterie de acumulatori tampon care, în prezenţa alimentării, se încarcă de la reţea. În lipsa alimentării de la reţea, acumulatoriipot furniza un timp limitat energia necesară pentru funcţionarea sistemului. Durata asigurată de acumulatori depinde, în primul rând, de timpul necesar remedierii alimentării de la reţea, pentru minimizarea acestui timp centrala de alarmare intrând în stare de avertizare imediat ce a fost detectată lipsa tensiunii de 220V.

Există dispozitive pentru rezervarea alimentării, echipate fie cu baterii tampon şi invertoare care produc tensiuni de 220V/50Hz (cunoscute sub denumirea de UPS – Uninterruptible Power Supply), fie baterii tampon comandate de relee sau circuite de comutare statică folosite pentru alimentarea directă la joasă tensiune a circuitelor electronice. De regulă UPS se folosesc pentru echipamentele complexe (PC-uri, centrale de alarmare mari), în timp ce varianta rezervare cu acumulatori tampon este folosit� pentru dispozitive simple.

Consideraţii economice

Se ştie că eficienţa poate fi apreciată după modul în care rezultatele activităţii economice corespund nevoilor sociale, iar sursele alocate sunt cheltuite după exigenţele care sunt impuse pe piaţă. Într-o formă mai generală se poate aprecia că eficienţa este reflectată din expresia: ce se produce, cât se produce, cu ce cheltuială de muncă, în cât timp şi pentru cât timp.

Rezultă că eficienţa este în funcţie de mai multe elemente în care dimensiunea cheltuielilor necesare pentru obţinerea rezultatelor ocupă un loc important. Eficienţa economică nu trebuie privită global, ci pe fiecare sector, lucrare şi produs. De altfel, economia de piaţă impune asigurarea eficienţei la nivelul fiecărui agent economic deoarece în caz contrar se ajunge la faliment. În acest scop, fiecare intreprinzător trebuie să cunoască cu exactitate conţinutul economic al costurilor. Nivelul costurilor de producţie reflectă mărimea absolută a cheltuielilor care se impun. Luat ca atare, el reprezintă un indicator de efect, de cheltuială şi este, din punct de vedere, încadrat în categoria indicatorilor resurselor consumate. Analiza evoluţiei lui creează posibilitatea unor aprecieri riguroase în legătură cu creşterea eficienţei economice, dacă se ţine

cont de faptul că expresia de bază a acestuia este reprezentată de raportul dintre efortul depus de unitatea de efect. Considerând unitatea comercială industrială ca un sistem în care are loc procesul de producţie, iar la intrări fiind materiile prime,materialele, resursele umane şi la ieşiri produse şi lucrări, se poate aprecia că toate elementele sistemului care participă la realizarea obiectivului final generează până la urmă consumul care îmbracă forma de costuri. Costul este, deci, legat de întregul act de producţie şi de conducere.

Un sistem de supraveghere optim aduce beneficii economice importante, atât din punctul de vedere al creşterii siguranţei obiectivului păzit, cât şi datorită reducerii de personal rezultate ca urmare a automatizării activităţilor de pază. Costul echipamentelor electronice al sistemului de supraveghere este foarte uşor de estimat. Producătorii de echipamente oferă un preţ în funcţie de lungimea, suprafaţa sau volumul monitorizat. Adesea, aceasta include numai costul dispozitivelor hardware şi nu conţine nici o referinţă referitoare la instalare, întreţinere sau alte cheltuieli adiţionale.

Cheltuieli de securitateÎn costul securităţii (Cs) trebuie incluse cheltuielile cu

echipamentele hardware (CHDW) (dispozitivele propriu-zise, instalare, întreţinere şi funcţionare) dar şi cheltuielile de personal (CP) (recrutare, pregătire, antrenare, remuneraţii), cheltuieli de infrastructură(CI) etc.În concluzie, costurile estimate sunt:Cs=CHDW+CP+CI

Costurile insecurităţiiPentru realizarea unui sistem de securitate este necesar resurse

umane, materiale şi financiare deosebite, care, uneori nu se justifică datorită lipsei aparente a ameninţărilor. Din această cauză se

înregistrează adesea multă reticenţă în acordarea de fonduri suficiente pentru securitate. Pentru a evita, din start, eventuale situaţii neclare, se pot analiza succinct costurile implicate de producerea evenimentelor nedorite.

Costul efectelor unui eveniment nedorit Cn este:Cn=Cp+Ca,unde:

• Cp reprezintă costurile primare (bunuri distruse ca urmare a evenimentului produs);

• Ca reprezintă costurile adiacente (reparaţii sau înlocuiri de bunuri distruse, cheltuieli cu restabilirea imaginii instituţiei pe piaţă).

În majoritatea cazurilor, costurile adiacente sunt cu câteva ordine de mărime mai mari decât costurile primare şi cu implicaţii nepatrimoniale deosebit de supărătoare. Concluzia care se impune este o acţiune concertată pentru reducerea riscurilor şi minimizarea efectelor evenimentelor nedorite. Costul echipamentelor hardware: Nr. Crt Denumire componenta Preţ

Norme de protectie a muncii

In tara noastra sunt elaborate Normele republicane de protectie a muncii care cuprind cadrul general de tehnica a securitatii muncii si normele de igiena a muncii. Acestea sunt obligatorii pentru toate ministerele, organele centrale ale administratiei de stat, cooperatiste si obstesti.

Personalul care lucreaza la instalatiile electrice sub tensiune va folosi totdeauna mijloacele individuale de protectie impotriva electrocutarii si actiunii arcului electric.Acestea sunt: - mijloace de protectie izolante, care au drept scop protejarea omului prin izolarea acestuia fata de elementele aflate sub tensiune sau fata de pamant.Cele mai importante mijloace de acest fel sunt: clesti, scule cu manere electroizolante, manusi, cizme, galosi, covoare, presuri si platforme electroizolante;- indicatoare mobile de tensiune, pentru a verifica prezenta sau lipsa tensiunii;- garnituri mobile de scurtcircuitare si legare la pamant pentru protectie impotriva aparitiei tensiunii la locul de munca;- panouri, paravane, imprejmuiri si semnalizari sau indicatoare mobile, folosite pentru a delimita zonele protejate si zonele de lucru;

- placi avertizatoare care au rol:- de avertizare a pericolului pe care il prezinta apropierea de elementele aflate sub tensiune;- de interzicere a unor actiuni care ar putea duce la accidente;- de siguranta;- de informare cu privire la unele puncte de lucru;De asemenea, la locurile de minca pentru diferitele lucrari in instalatiile electrice se vor afisa instructiuni de protectie a muncii, de acordarea primului ajutor in caz de electrocutare si de prevenire si stingere a incendiilor. Pentru scoaterea accidentatului de sub tensiune este necesar sa se cunoasca urmatoarele:- atingerea cu mana a unui conductor aflat sub tensiune provoaca in majoritatea cazurilor o contractare convulsiva a muschilor, in urma careia degetele se strang atat de tare, incat mainile nu pot fi desprinse de pe conductor;- cel care intervine nu trebuie sa vina in contact direct cu accidentatul aflat sub tensiune;- prima masura care se intreprinde este scoaterea rapida de sub tensiune a partii din instalatie cu care accidentatul a venit in contact.Este necesar ca scoaterea de sub tensiune sa fie completata de masuri ca:- asigurarea securitatii accidentatului daca acesta se afla la inaltime;- asigurarea unui iluminat corespunzator, utilizand o alta sursa de energie;- daca deconectarea nu se poate realiza rapid, se indeparteaza accidentatul de partile aflate sub tensiune, de aceea se interzice tragerea de picioare sau de haine daca acestea nu sunt bine uscate;- pentru tragerea accidentatului se pot utiliza manusi din cauciuc electroizolant si galosi din acelasi material;- pe cat posibil se recomanda a se actiona cu o singura mana;- daca accidentatul nu si-a pierdut cunostinta, dar a stat un timp indelungat sub curent, trebuie sa i se asigure o liniste perfecta pana la venirea medicului;- daca accidentatul si-a pierdut cunostinta, dar isi pastreaza respiratia, va fi intins comod. I se vor descheia hainele pentru a se crea un curent

de aer proaspat;- daca lipsesc semnele de viata accidentatul nu trebuie considerat decedat. I se va face imediat respiratie artificiala fara intrerupere. Regulile de efectuare a respiratiei artificiale sunt urmatoarele:- respiratia artificiala se aplica numai atunci cand accidentatul nu respira deloc;- inainte de a incepe respiratia artificiala, accidentatul este eliberat imediat de hainele ce-i stingheresc respiratia si i se deschide gura; Respiratia artificiala poate fi efectuata in doua feluri:- prima metoda:se aplica cand cel ce efectueaza respiratia artificiala este singur. Accidentatul se aseaza cu spatele in sus, cu capul pe o mana, cu fata intr-o parte, iar cealalta mana de-a lungul capului; se aseaza palmele pe spinarea accidentatului, pe coastele inferioare, apucandu-l lateral. Numarant "unu, doi, trei" , corpul persoanei care da ajutorul se va apleca treptat inainte in asa fel incat greutatea corpului sa se sprijine pe mainile intinse, si, in acest fel, se vor apasa coastele inferioare ale accidentatului. Dupa ce va numara "patru, cinci, sase" , persoana care da ajutorul se va apleca din nou cu greutatea corpului sau pe mainile intinse numarand "unu, doi, trei" - a doua metoda:se utilizeaza cand ajutorul este dat de doua persoane.Se aseaza accidentatul pe spate, punandu-i-se sub omoplati un pachet de haine, in asa fel incat capul sa-i atarne inapoi. Trebuie sa i se scoata limba si sa i se mentina afara, tragand-o in jos spre barbie. Una din cele doua persoane se aseaza in genunchi langa capul accidentatului, apucandu-l de maini langa coate si se lasa incetisor pe partile laterale ale pieptului acestuia. Numarand "unu, doi si trei" , ridica mainile accidentatului si i le da peste cap. Numarand "patru, cinci, sase" , apasa din nou mainile pe piept.Executarea, exploatarea, intretinerea si repararea instalatiilor electrice se vor face numai de catre electricieni calificati.

Persoanele care deservesc instalatiile electrice trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:- sa fie sanatoase din punct de vedere psihic;- sa nu sufere de boli- sa posede cunostinte profesionale si de tehnica a securitatii muncii;

Pentru o buna insusire a cunostintelor de tehnica securitatii muncii,

de prevenire si stingere a incendiilor, de scoatere de sub tensiune si de acordare a primului ajutor, personalul muncitor este supus la urmatoarele instructaje:- instructajul introductiv general, care se efectueaza la angajare.Dupa instructaj, se face o verificare a cunostintelor de protectia muncii al carei rezultat se mentioneaza in fisa individuala de protectia muncii;- instructajul la locul de munca, care se efectueaza la locul unde a fost repartizata persoana nou incadrata. Durata instructajului va fi de cel putin 8 ore. Verificarea cunostintelor se face de catre seful ierarhic suparior al celui ce a facut instructajul. Numai daca acestea au fost insusite in mod corespunzator persoana este admisa la lucru- instructajul periodic care se efectueaza la locul de munca de catre conducatorul acestuia. Acesta se efectueaza la termenele fixate sau in urmatoarele cazuri:- daca lucratorul a suferit un accident de munca soldat cu incapacitate temporara ;- daca lucratorul a lipsit mai mult de 40 de zile de la locul de munca;- cand se modifica procesul tehnologic, conditiile de munca, cand se introduc utilaje si tehnici noi;- cand s-au modificat Normele departamentale de protectie a muncii si cand se executa lucrari speciale, diferite de cele pe care lucratorul le executa in mod obijnuit.

BIBLIOGRAFIE

1. Florin Mareş,Jana Popa,Ionel Ilie – Aparate Electrice- Auxiliar

Curricular pentru clasa a XI-a – Editura Pax Aura Mundi, 2007

2. Sisteme electronice de supraveghere şi control – Conf. Univ. Dr. Ing.

Vladimir Melnic.

3. V.Melnic, Sistem pentru monitorizarea debitului dozei de radiaţii nucleare, ICDA, 1995.

4. Florin Mares, Tatiana Balasoiu s.a. Sinteze pentru examenul de bacalaureat – Tehnic I Modul III, Tehnici de masurare in domeniu si Modulul IV Sisteme de automatizare, Editura PAX, AURA, MUNDI 2007

5. Aurel Ciocalea Vasilescu, Ion Neagu, Mariana Constantin Tehnici de masurare in domeniu Manual pentru clasa a XI-a profil tehnic Editura CD Press 2007

6. Colectia revistelor Connex electrotehnica si electronica Site-uri internet(www.edu.ro , www.didactic.ro, www.regielive.ro)