VYSOKÁ ŠKOLA POLYTECHNICKÁ JIHLAVA Katedra elektrotechniky a informatiky Obor Aplikovaná informatika
Modernizace počítačové sítě lyžařského střediska bakalářská práce
Autor: Michael Rektořík Vedoucí práce: Mgr. Antonín Přibyl Jihlava 2014
Abstrakt Cílem této bakalářské práce bylo navrhnout a realizovat počítačovou síť v areálu lyžařského střediska pomocí optických, metalických a bezdrátových spojů. Síť propojí všechny počítače obsluhy areálu a bude na ní zprovozněn kamerový systém se vzdáleným dohledem a ukládáním dat kvůli záznamu událostí v areálu. Další požadavek byl návrh softwaru, který umožní sběr, odesílání a monitoring dat z čidel. Tento software je navržen pro vývojový kit Arduino, které je samostatně funkční bez potřeby údržby a tudíž ideální pro splnění tohoto požadavku. V první části práce je zaměřená na seznámení se základními prvky, se kterými se později pracuje. Druhá část je zaměřená na způsob řešení daných požadavků.
Klíčová slova Počítačová síť, kamerový systém, monitoring dat, Open-source, Arduino
Abstract The aim of the Bachelor thesis was to design and implement a computer network in the area of a ski resort by means of fiber optic, metallic and wireless connections. The network will connect all computers of the ski resort crew and there will be a camera system installed with remote surveillance and data storage to record events in the area. Another requirement was to design software which allows users to collect, send and monitor data from sensors. This software is designed for the Arduino development kit, which is separately functional and maintenance free and therefore ideal to meet this requirement. The first part of the thesis deals with introducing the basic elements that will be used later. The second part focuses on how to solve given requirements.
Keywords Computer network, CCTV, data monitoring, Open-source, Arduino
Prohlašuji, že předložená bakalářská práce je původní a zpracoval/a jsem ji samostatně. Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná, že jsem v práci neporušil/a autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů, v platném znění, dále též „AZ“). Souhlasím s umístěním bakalářské práce v knihovně VŠPJ a s jejím užitím k výuce nebo k vlastní vnitřní potřebě VŠPJ. Byl/a jsem seznámen s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje AZ, zejména § 60 (školní dílo). Beru na vědomí, že VŠPJ má právo na uzavření licenční smlouvy o užití mé bakalářské práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s případným užitím mé bakalářské práce (prodej, zapůjčení apod.). Jsem si vědom/a toho, že užít své bakalářské práce či poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem VŠPJ, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, vynaložených vysokou školou na vytvoření díla (až do jejich skutečné výše), z výdělku dosaženého v souvislosti s užitím díla či poskytnutí licence. V Jihlavě dne
............................................... Podpis
Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval svému vedoucímu práce Mgr. Antonínu Přibylovi za jeho pomoc a možnost vytvářet tuto práci pod jeho vedením.
Obsah 1
Úvod.......................................................................................................................... 8
2
Základní teorie .......................................................................................................... 8 2.1
Síť LAN ............................................................................................................. 8
2.1.1
Pasivní prvky sítě - Kroucená dvojlinka ..................................................... 9
2.1.2
Pasivní prvky sítě - Optické vlákno .......................................................... 10
2.1.3
Pasivní prvky sítě - Ilustrační obrázky ..................................................... 11
2.1.4
Aktivní prvky sítě ..................................................................................... 12
2.1.5
Aktivní prvky sítě - Ilustrační obrázky ..................................................... 12
2.2
Kamery, jejich dělení a právní aspekty ............................................................ 13
2.2.1
Analogové kamery .................................................................................... 13
2.2.2
IP kamery .................................................................................................. 14
2.2.3
Právní aspekty použití kamerových systémů ............................................ 15
2.3
Základní informace o použitém systému Linux - Debian ................................ 16
2.4
Základní informace o použitém programu, který nahradí normální kamerový
systém - ZoneMinder .................................................................................................. 17 3
Současný stav .......................................................................................................... 19
4
Zvolený způsob řešení ............................................................................................ 19 4.1
Síť ..................................................................................................................... 19
4.1.1 4.2
5
Návrh sítě .................................................................................................. 21
Kamerový systém ............................................................................................. 23
4.2.1
Použité kamery: ........................................................................................ 23
4.2.2
Umístění kamer: ........................................................................................ 25
4.2.3
Nastavení programu ZoneMinder pro systém Debian .............................. 26
4.2.4
Uživatelské rozhraní a základní nastavení programu ZoneMinder .......... 27
Čidla ........................................................................................................................ 33 5.1
Arduino ............................................................................................................ 33
5.1.1
Technické aspekty - Arduino Uno ............................................................ 34
5.1.2
Použité Arduino - Arduino Uno................................................................ 35
5.2
6
Čidla – popis programu .................................................................................... 37
5.2.1
Služby a funkce ......................................................................................... 37
5.2.2
Hlavní části programu ............................................................................... 40
Závěr ....................................................................................................................... 46
Seznam použité literatury ............................................................................................... 47 Seznam obrázků .............................................................................................................. 49 Seznam použitých zkratek .............................................................................................. 51 Přílohy............................................................................................................................. 53 1
Obsah přiloženého CD ............................................................................................ 53
1 Úvod Tato práce se zabývá návrhem konkrétní počítačové sítě a kamerového systému se vzdáleným dohledem a ukládáním dat podle požadavků majitele areálu. Síť bude realizovaná na metalické kabeláži - kroucenou dvojlinkou kategorie 5e a pomocí optických kabelů - mnohavidovým optickým vláknem. Důležitou částí je základní nastavení hlavního PC (HW server v tomto případě není nutný) a nastavení programu pro dohled a ukládáním dat v rámci kamerového systému. Vzhledem k umístění se v nejbližší budoucnosti neuvažuje o rozšíření sítě, takže budou stačit ověřené standardy a technologie.
2 Základní teorie V této kapitole vysvětlím několik základních pojmů, které se týkají této práce a jsou nezbytné k pochopení celé problematiky.
2.1 Síť LAN Lokální počítačové sítě (Local Area Network) jsou sítě spojující koncové uzly (počítače, servery, tiskárny,…), které jsou charakterizovány vysokými přenosovými rychlostmi (začínajícími na desítkách Mbit/s, nejnovější technologie umožňují přenos s rychlostí až několik Gbit/s) a malým dosahem v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov. Sítě tvoří aktivní prvky (switch, síťová karta, router,…), které se aktivně podílejí na komunikaci a zesilují vysílaný signál, čímž prodlužují komunikaci. Pasivní prvky (konektory, propojovací kabely,…) se na komunikaci podílejí pasivně, to znamená, že nepotřebují napájení.
8
2.1.1 Pasivní prvky sítě - Kroucená dvojlinka Nejpoužívanějším přenosovým médiem je kroucená dvojlinka, používá se hlavně v telekomunikacích a v počítačových sítích. Skládá se ze 4 párů kroucených vodičů (oranžový, modrý, zelený, hnědý), které jsou všechny uloženy v plastové izolaci. Dva vodiče jsou vždy vzájemně kolem sebe obtočeny a tím minimalizují takzvané přeslechy, elektromagnetické rušení a ztráty. Ovšem právě kvůli svým vlastnostem má dosah omezený jen na maximální vzdálenost 100 m. Kromě kroucení vodičů se pro omezení rušení používá stínění vodičů, které lze dělit na tři kategorie: UTP - nestíněná kroucená dvojlinka – jenom plastová izolace FTP - stíněná kroucená dvojlinka - stínění je až kolem všech párů kabelu STP - stíněná kroucená dvojlinka - každý pár kabelů je stíněný zvlášť
Základní dělení kabelů podle přenosové rychlosti: Kategorie 1: není určena pro přenos dat Kategorie 2: určena pro přenos dat do 1 Mbit/s Kategorie 3: určena pro přenos dat do 10 Mbit/s Kategorie 4: určena pro přenos dat do 15 Mbit/s Kategorie 5: určena pro přenos dat do 100 Mbit/s Kategorie 5e: určena pro přenos dat do 1 Gbit/s Kategorie 6: určena pro přenos dat do 1 Gbit/s s možností přechodu na 10 Gbit/s Kategorie 7: určena pro přenos dat do 10 Gbit/s [1]
9
Parametry:
přenosová rychlost: rychlost, kterou lze na daném kabelu dosáhnout, a která se ohybuje v řádu Mbit/s, u optických kabelů je ještě vyšší.
útlum: představuje zeslabení přenášeného signálu. Způsobuje ho odpor, který kabel klade přenášenému signálu, bývá větší pro vyšší frekvence přenášeného signálu (a tedy pro vyšší přenosové rychlosti), a roste také se zmenšováním průměru kabelu.
odolnost vůči rušení: k rušení v okolí kabelu může docházet kvůli různým jevům (provoz různých elektrických zařízení), které mají nepříznivý vliv na přenášený signál. [2]
2.1.2 Pasivní prvky sítě - Optické vlákno Optické vlákno je ohebné a průhledné vlákno vyrobené ze skla nebo plastu vysoké kvality. Funguje jako vlnovod nebo "světlovod", k přenosu světla, jehož prostřednictvím přenáší signály mezi oběma konci vlákna. Optická vlákna jsou široce využívaná v komunikacích, kde umožňují přenos na delší vzdálenosti a při vyšších přenosových rychlostech dat než jiné formy komunikace. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení. Základní typy optických vláken:
Mnohavidové optické vlákno
Vícevidové optické vlákno (zkratka MM, anglicky multi-mode) je druh optického vlákna, který je nejčastěji používán pro komunikaci na krátké vzdálenosti, jako například uvnitř budovy nebo areálu. Rychlost přenosu se pohybuje od 10 Mbit/s až do 10 Gbit/s na vzdálenosti do 600 metrů, což je více než dostačující pro většinu prostor.
10
Jednovidové optické vlákno
Jednovidové optické vlákno (zkratka SM, anglicky single-mode) je druh optického vlákna, které je navrženo na přenos jen jednoho paprsku světla. Je používán pro přenos dat na větší vzdálenosti (mezi městy, státy, kontinenty). Obecně se optická vlákna uplatňují v telekomunikacích a pro vysokorychlostní přenosy v Internetu. Na kratší vzdálenosti se většinou používají levnější vícevidová vlákna. [3]
2.1.3 Pasivní prvky sítě - Ilustrační obrázky
Obrázek 1 Obyčejný konektor RJ-45 [4]
Obrázek 2 Nákres kroucené dvojlinky uvnitř kabelu [1]
Obrázek 3 Signál v Optickém vlákně [5]
11
2.1.4 Aktivní prvky sítě Aktivní síťové prvky jsou všechna zařízení, která slouží ke vzájemnému propojení v počítačových sítích. Aktivní síťový prvek je všechno to, co nějakým způsobem aktivně působí na přenášené signály – tedy je zesiluje a různě modifikuje. Základní zařízení, které se používají, jsou:
Switch – Switch nebo též přepínač je zařízení používané v počítačové síti k fyzickému připojení zařízení dohromady. K přepínači může být připojeno více kabelů, aby umožnil komunikaci zařízení mezi sebou. Přepínač řídí tok dat přes síť pouze tím, že vysílá data do portů se zařízeními, pro které byla zpráva určena. Každé síťové zařízení připojené k přepínači je identifikováno pomocí MAC adresy, což zvyšuje efektivnost a bezpečnost provozu.
Router - Router nebo též směrovač je zařízení, které procesem zvaným routování přeposílá datagramy směrem k jejich cíli. V případě více cest k cíli používá
směrovač
routovací
tabulku,
která
obsahuje
nejlepší
cesty
k požadovaným cílům. [6]
2.1.5 Aktivní prvky sítě - Ilustrační obrázky
Obrázek 5 Wifi Router [8] Obrázek 4 Switch (8 portový) [7]
12
2.2 Kamery, jejich dělení a právní aspekty Stacionární Tyto kamery mají pevně nastavenou ohniskovou vzdálenost a pevnou nebo automatickou clonu. Existují analogové kamery (černobílé kamery – max. 650 TV řádků, barevné kamery – max. 550 TV řádků) a digitální kamery (např. 1024x768 pixelů). V současnosti se používají více digitální kamery a to z důvodu lepší kvality obrazu. Ale stále můžeme najít i kamerový systém s analogovými kamerami a to převážně z toho důvodu, že jsou cenově výhodnější. Pohyblivé kamery Jsou umístěné na polohovací hlavici, která umožňuje natočení kamery do libovolného směru, popř. zaostření objektivu nebo změnu ohniskové vzdálenosti. [9]
2.2.1 Analogové kamery Analogové kamery převádějí obrazovou informaci získanou a upravenou ve snímači do analogové formy ve standardu PAL. Analogový signál je posléze veden koaxiálním kabelem k uložení do digitálního videorekordéru (DVR), signál z každé kamery je přenášen nezávislým vedením. Výhodou je kompatibilita s běžnými TV přijímači a rekordéry (VHS, DVD) a z toho vyplývající snadné zprovoznění i řešení problémů a také vzájemná kompatibilita všech kamer CCTV. Ty je proto možné libovolně kombinovat v kamerovém systému a není žádný problém mít v jednom systému zapojeny současně kamery barevné i černobílé, s různým rozlišením nebo úhlem záběru a stejně tak i kamery pouze pro denní vidění kombinovat s kamerami s nočním viděním přesně podle potřeby umístění každé konkrétní kamery. K přenosu signálu se nejčastěji využívá běžných koaxiálních kabelů s impedancí 75 Ω. Nevýhodou tohoto řešení je však omezená maximální délka na přibližně 100 metrů. Při větší délce je už signál z kamery nadměrně tlumený a zhoršuje se viditelně kvalita
13
obrazu (ostrost, šum, barvy). Dále je nutné se vyvarovat vedení kabeláže podélně se silovými vodiči (rozvody elektroinstalace), které způsobují rušení v obraze. [10] PCI karta na digitální zpracování videosignálu pro počítač Pokud je potřeba zpracovat video pomocí osobního počítače, lze tak učinit se zabudovanou speciální kartu na zpracování videa. Tato karta převede analogové video do digitální podoby, které pak počítač zpracuje a posléze uloží například na pevný disk. [10]
Obrázek 6 PCI karta na digitální zpracování videosignálu [11]
2.2.2 IP kamery IP kamera nebo též síťová kamera je kamera a počítač v jednom. Na rozdíl od analogu probíhá přenos a řízení těchto kamer přes síť. Každá kamera má svoji IP adresu a je připojena k počítačové síti. Má vestavěných několik funkcí jako webový server, FTP server, FTP klienta, emailového klienta, atd. Je schopna pracovat bez počítače a její konfigurace probíhá přes webové rozhraní. Může být vybavena funkcemi, kterými jsou např. detekce pohybu v obraze, přenos zvuku, digitální vstupy a výstupy (např. pro spouštění alarmu), sériové porty pro data nebo pro zařízení pro ovládání natočení a zoomu kamery. Velké množství kamer připojených k síti by mohlo mít za následek přetěžování sítě, proto je počet připojených síťových kamer omezený charakterem sítě. [12] 14
Obrázek 7 Outdoorová wifi IP kamera [13]
2.2.3 Právní aspekty použití kamerových systémů Provozování kamerového systému je považováno za zpracování osobních údajů, pokud je vedle sledování prováděn také záznam pořizovaných záběrů, který může později sloužit k identifikaci fyzických osob v souvislosti s určitým jednáním. Při provozování kamerového systému se záznamovým zařízením vyplývají z hlediska zákona o ochraně osobních údajů pro provozovatele tyto podmínky:
Kamerové sledování může být prováděno pouze na veřejných místech
Kamerové sledování nesmí nadměrně zasahovat do soukromí (prostory určené ryze k soukromým úkonům jako jsou například toalety nebo sprchy)
Specifikace sledovaného účelu (např. ochranou majetku před krádeží)
Stanovení lhůty pro uchování záznamu
Ochrana snímacích zařízení, přenosových cest a datových nosičů (před neoprávněným nebo nahodilým přístupem, změnou, zničením či ztrátou nebo jiným neoprávněným zpracováním, viz § 13 zákona č. 101/2000 Sb.)
Subjekt údajů musí být o užití kamerového systému vhodným způsobem informován (např. nápisem umístěným v monitorované místnosti)
15
2.3 Základní informace o použitém systému Linux - Debian Debian GNU/Linux je jednou z nejstarších doposud vyvíjených distribucí GNU/Linuxu, který je připravován velkým množstvím dobrovolníků z celého světa. Je známa především svou konzervativností. Přesto je to jedna z nejrozšířenějších linuxových distribucí na světě. Debian je pro svou stabilitu a jednoduchou údržbu velmi oblíbený zejména pro serverové instalace, naopak jeho podíl na desktopech v posledních letech poněkud poklesl, zejména po příchodu distribuce Ubuntu, která je ovšem na Debianu založena.
Verze Debianu: Debian má tři hlavní větve, do kterých se software člení podle úrovně otestování a míry funkčnosti:
Stable – stabilní, pečlivě otestovaný a chyb zbavený software, připravený pro nasazení i v kritických aplikacích, avšak již poněkud zastaralý. Pro tuto větev jsou však pravidelně vydávány záplaty, řešící kritické chyby a bezpečnostní problémy.
Testing – testovací, novější software, použitelný pro desktop, avšak s možným výskytem chyb.
Unstable – „nestabilní“, vývojářská větev, používaná převážně vývojáři, nadšenci a lidmi, kteří chtějí žít na ostří nože („bleeding edge“). Nejedná se ovšem přímo o nestabilní vydání, obsahuje pouze novější software, který nebývá důkladně odladěn. [14]
16
2.4 Základní informace o použitém programu, který nahradí normální kamerový systém - ZoneMinder ZoneMinder je integrovaná sada aplikací, které poskytují kompletní sledovací řešení umožňující zachycení obrazu, analýzu, záznam a sledování veškerých CCTV nebo bezpečnostních kamer, které jsou připojené k počítači s operačním systémem Linux. Je navržen tak, aby byl funkční na distribucích, které podporují Video for Linux (V4L) rozhraní a byl testován s kamerami připojenými pomocí BTTV karet, různým druhům USB kamer a podporuje také většinu IP síťových kamer. [15] Seznam základních vlastností:
Běží na kterékoliv linuxové distribuci, která podporuje Video4Linux.
Podporuje video, USB a síťové kamery
Podporuje tah/náklon/přiblížení kamer, možno přidat nový kontrolní protokol.
Postavený na standardních nástrojích, C++, Perl a PHP.
Používání MySQL databází.
Může být nastaveno několik zón (oblastí zájmu). Každá může mít jinou citlivost nebo může být zcela ignorována.
Webové rozhraní umožňující plnou kontrolu nad kamerami, živý výstup i přehrávání záznamů.
Podporuje živý přenos videa ve formátu MPEG
Podporuje přehrávání záznamu události ve formátu MPEG spolu s detailní statistikou.
Uživatelem definované filtry, které umožňují výběr libovolného počtu událostí podle kombinací znaků v libovolném pořadí.
Upozornění na události prostřednictvím e-mailu nebo SMS, včetně připojených statických snímků nebo videa konkrétních událostí podle filtru.
17
Automatické nahrávání z odpovídajících událostí na externí úložiště FTP pro archivaci a zabezpečení dat.
Obsahuje obousměrný X10 (Protokol domácí automatizace), který umožňuje integraci X10 signálů pro řízení, když je video zachytáváno a spuštění X10 zařízení po detekci pohybu.
Rozdělený design umožňuje přidání dalších hardwarových protokolů pro podporu alarmů, atd.
Možnost připojení více uživatelů a poskytnutí několika úrovní pro uživatelský přístup.
Zahrnuta podpora mnoha jazyků.
Podpora spouštění aplikacemi nebo zařízeními třetích stran.
XHTML mobilní připojení přes telefon umožňuje přístup k běžným funkcím. [16]
18
3 Současný stav Majitel areálu zakoupil z Rakouska sedačkovou lanovku, která má ale zvýšené požadavky provozu, přípravy a rovněž i bezpečnosti. Vzhledem k potřebě odesílat denní hlášení na internet a kvůli přehlednosti a modernizaci celého komplexu se rozhodlo, že je nutné zavést počítačovou síť a základní kamerový systém, který bude fungovat jako dohled a zároveň i jako bezpečnostní záznam o událostech na vleku. Původně se zamýšlelo, že se po celém obvodu nového vleku položí metalický kabel spolu s optickým, neboli natáhnou se kabely od spodní stanice vleku až na horní stanici. Ale při realizaci tohoto požadavku nastaly technické problémy v podobě zúžené chráničky, a tak nebylo možné protáhnout oba typy kabelů. Nakonec se podařilo protáhnout po celé délce pouze optický kabel. Vzhledem k tomuto problému a k myšlence do budoucna natáhnout čidla nebo nějaké síťové prvky na každý ze sloupů, se bude muset optický kabel u každého sloupu přerušit a bude potřeba do sloupu umístit nějaký switch s převodníkem, aby bylo možné do sítě připojit další zařízení.
4 Zvolený způsob řešení 4.1 Síť Při stavbě vleku, respektive při přestavbě vleku s kotvou na sedačkovou lanovku se zavedla spolu s novým elektrickým vedením i chránička pro zavedení síťových kabelů. Tato chránička je rozdělená na několik kusů tak, že je ukončená a vyvedená u každého sloupu lanovky. Tímto způsobem je možné připojit jakékoliv potřebné zařízení do sítě z jakéhokoli sloupu bez nějakého omezení.
19
Nákres areálu:
Obrázek 8 Nákres lyžařského areálu v Lukách nad Jihlavou [17]
Původní myšlenka byla protáhnout chráničkou jak metalický, tak i optický kabel, ale kvůli technickým problémům je metalický kabel natažený jenom od vrchní stanice po poslední dva sloupy (viz Obrázek 9).
Obrázek 9 Oblast nataženého metalického kabelu
20
Optický kabel je natažený po celé délce sedačkové lanovky od vrchní stanice (kde je síť připojena na internet pomocí routeru od poskytovatele internetu, který zde má přístupový bod pro poskytování internetu zdejšímu městysu) až do spodní (řídící) stanice. Jedná se o mnohavidový kabel se čtyřmi vlákny, přičemž zapojené a aktivní je jen jedno vlákno. Vzhledem k tomu, že na síti nebude velký provoz, tak by jedno vlákno s propustností 1 Gbit/s mělo být pro potřeby sítě plně dostačující.
4.1.1 Návrh sítě Návrh sítě v tomto areálu se skládá z:
Optického kabelu - vedeného podél lanovky jako spoj mezi stanicemi
Metalického kabelu – vedeného z vrchní stanice do dvou nejbližších sloupů a také od spodní stanice do pokladny
Síť tedy bude vypadat takto:
Obrázek 10 Návrh sítě v areálu
21
Zabezpečení Vnitřní privátní IP adresy jsou překládány na veřejnou IP adresu (NAT) a pro správu sítě je použito přesměrování portů (Port forwarding) z veřejné IP adresy routeru. Navíc jsou od poskytovatele internetu všechny ostatní porty blokované. Zabrání se tak celé řadě problémů nebo útoků, které by ohrožovaly vnitřní síť z Internetu. WiFi pro zákazníky Jeden z požadavků majitele areálu bylo, aby byl dostupný přístup na internet v chatě areálu pojmenované Gizela, kde je provozováno občerstvení. Vzhledem k umístění chaty a možnému ohrožení bezpečnosti vnitřní sítě jsem navrhl, aby se na střechu chaty umístilo venkovní AP, které bude odebírat internetové připojení přímo od poskytovatele internetu, který z vrcholu vleku poskytuje internet přilehlému městysi. A do chaty se pak umístí libovolný router, na který se budou moci připojit jak zaměstnanci, tak i zákazníci. Zároveň se tím zbavím veškerých obav týkajících se rušení signálu, které by mohlo nastat, kdybych chtěl chatu bezdrátově propojit s navrženou sítí, a byl tak nucen umístit router nebo jiné zařízení přímo na jeden ze sloupů.
Obrázek 11 Zavedení Internetu do chaty – přímá viditelnost – bezdrátové spojení
Potřebná zařízení:
Venkovní AP (access point) s vysokou propustností a anténou pro pásmo 5 GHz, nízkou cenou a dobrou přenosovou rychlostí. Což splňuje například NanoStation M5, která je přímo navržená pro venkovní použití.
WiFi Router s přenosovou rychlostí nejméně 150 Mbps. 22
4.2 Kamerový systém V současné době se používají dva způsoby přenosu signálu z bezpečnostní kamery k terminálu kamerového systému. Jsou to analogový přenos signálu, který využívá standardní TV signál normy PAL a rychle se rozvíjející systém digitálního přenosu signálu, který využívá IP protokol a je přenášen po standardní síti Ethernet bez útlumu signálu v kabeláži. V areálu se budou používat tři megapixelové IP kamery. Všechny budou zapojené do navržené sítě a připojené k hlavnímu počítači, kde poběží linuxový systém Debian, na kterém bude jeden z nejlepších nástrojů pro správu kamerových systémů ZoneMinder.
4.2.1 Použité kamery: Vzhledem k požadavku, že je nutné aspoň jednu kameru použít jako webovou kameru pro snímání aktuálního dění na vleku jsem vybral tu, která je z nich nejkvalitnější. IP Kamery – pro monitoring Mám k dispozici dvě levné IP kamery se slabší odolností a spolehlivostí. Použijí se pro monitorování nástupů a výstupů na lanovku. Parametry: Možnosti umístění
Zeď / Strop
Snímkovací frekvence
30 snímků/s
Komprese
H.264
Rozlišení obrazu
1 MP/HDTV 720p
Čočky
4.0 mm / F1.5
Napájení
Pomocí Ethernetového kabelu (PoE)
Obrázek 12 Ubiquiti AirCam [18]
23
Webová kamera V lyžařském středisku je webová kamera jedno z nejdůležitějších zařízení, protože je to právě obraz z ní, který přiláká nerozhodné zákazníky. IP kamera AXIS M1114 je kompaktní megapixelová kamera z řady kamer pro profesionální a cenově efektivní systémy v bankách, obchodech, knihovnách, kancelářských budovách apod., a je tedy velice vhodná pro naše účely. Parametry: Komprese
H.264 a MJPEG
Snímkovací frekvence 30 snímků/s v rozlišení 1280×800 px Objektiv
2.8 ~ 8 mm, typ CS
Napájení
Pomocí Ethernetového kabelu (PoE) Obrázek 13 Axis M1114
Provozní podmínky
Rozsah provozních teplot -20° až
[19]
50 °C Zvláštní vlastnosti
Detekce sabotáže Pixel counter Axis’ Corridor Format™
24
4.2.2 Umístění kamer:
Obrázek 14 Kamery – Vrchní stanice
Kamera umístěná na Vrchní stanici bude nasměrována na výstup ze sedačkové lanovky. Hlavní funkce této kamery bude zaznamenávat dění na výstupu, aby se pak tento záznam mohl použít jako důkaz při případném zranění nebo nehodě.
Obrázek 15 Kamery – Spodní stanice
Na Spodní stanici bude umístěná totožná kamera, která bude mít stejnou funkci, ale bude soustředěna na nástup na vlek. Zároveň tam bude umístěna další kamera sloužící jako webová kamera, a ta bude umístěná na budově pokladny, kde zabírá skoro celý areál.
25
Do budoucna se počítá s tím, že by se přidala nějaká kamera i na některý ze sloupů. Ale vzhledem k rušení a k vibracím které jsou na sloupu, jsem tuto myšlenku v základní variantě kamerového systému zamítl. V případě, že bude toto umístění vyžadováno, se bude muset použít nějaký druh anti-vibračního úchytu nebo bude potřeba vztyčit sloup jen pro danou kameru.
4.2.3 Nastavení programu ZoneMinder pro systém Debian Instalace samotného ZoneMinderu je jednoduchá. Do příkazové řádky stačí napsat příkaz aptitude install zoneminder a spustí se stahování nejnovější stabilní verze ZoneMinderu a automaticky se také nainstaluje. Příkaz aptitude je navíc specifický příkaz, který spolu s programem nainstaluje i všechny existující doplňky a programy závislé, které by mohl ZoneMinder potřebovat. Dále pravděpodobně budete chtít ZoneMinder i nastavovat přes webové rozhraní. V takovém případě je potřeba symlinknout předem připravený konfigurační soubor Apache a pak provést jeho restart pomocí příkazů: ln -s /etc/zm/apache.conf /etc/apache2/conf.d/zoneminder.conf etc/init.d/apache2 restart Poté bude GUI přístupno na adrese http://
/zm. Toto je ale jen základ. Jelikož je tento program open-source a stále se upravuje a zdokonaluje, je lepší se řídit přesnými návody pro danou linuxovou distribuci, na které ZoneMinder poběží. V případě Debianu to zahrnuje několik příkazů pro opravy nedokonalostí, které nám později mohou způsobit potíže. Jako příklad bych uvedl příkaz pro rozšíření sdílené paměti, který se hojně doporučuje, protože ZoneMinder využívá právě paměť sdílenou.
26
Na stránkách průvodce programem je uveden tento příklad: Otevřete soubor “/etc/sysctl.conf”, a na konec souboru přidejte tyto dva řádky, kernel.shmall = 167772160 kernel.shmmax = 167772160 pak proveďte restart.
4.2.4 Uživatelské rozhraní a základní nastavení programu ZoneMinder Jak už jsem zmínil výše, program se nastavuje přes webové rozhraní.
Obrázek 16 ZoneMinder - Hlavní okno [15]
Program může být pro běžného uživatele moc složitý v tom smyslu, že nabízí obrovské množství možností nastavení. Ale stačí se trochu zorientovat a zjistíte, že to není zas takový problém. Nejtěžší úlohou co se týče nastavení je připojení kamery, respektive „cesta“ potřebná pro zobrazení videa. Označení "cesta" není moc přesné, neboť to co je potřeba pro zobrazení videa, je přesně definované URL. Bližší informace uvedu v příkladu jak připojit kameru. Každý výrobce vyrábí několik typů kamer a každá z nich má většinou trochu jinou cestu. Když klikneme na tlačítko Přidat kameru, tak se nám otevře okno s několika záložkami, a s tím i spoustu možností jak se dá nastavit kamera. Většinu z voleb můžeme ignorovat, neboť jsou v základu nastavené tak, aby vyhovovali většině kamer. Důležité jsou především záložky General a Zdroj.
27
Záložka General je obecná záložka, která je při každém přidání kamery stejná. Zato záložka Zdroj se mění podle toho, jaký Typ zdroje uvedeme v záložce General. V záložce Zdroj jsou důležité všechny položky, ale v General jsou nejdůležitější tyto:
Jméno – Libovolné pojmenování kamery
Typ zdroje – Tato položka určuje, zda je zdroj videa z kamery: o
Local - lokální fyzicky vysílající video
o
Remote - na vzdálené síti
o
Soubor - zdroj videa je reprezentován souborem (například periodicky stahovaný obraz z jiné lokace)
o
Ffmpeg - video dodávané přes nějaký stream
Funkce – Jedná se o funkci, jakou bude kamera vykonávat. o
Monitor – Prosté zobrazení obrazu
o
Record – Neustálé nahrávání a ukládání zobrazeného obrazu
o
Modect – Nahrávání obrazu v případě zaznamenání pohybu
o
Mocord – Neustálé nahrávání obrazu + zvýrazněné události při detekci pohybu
o
Nodect – Speciální mód pro externí spouště pro záznam (X10)
28
Příklad připojení kamery
Obrázek 17 ZoneMinder – Přidání nové kamery – Zdroj = Vzdálený přístup
V případě vzdáleného přístupu (viz Obrázek 17) je potřeba zadat adresu a cestu, která udává přístup ke kameře. Jak už jsem uvedl výše, každý typ kamery má od výrobce danou jinou cestu. Abychom se dostali k obrazu připojené kamery, většinou je třeba zadat do prohlížeče něco v tomto smyslu: :@<doména_nebo_Ipadresa>: <port>/video/video.mjpg Ve skutečnosti to tedy vypadá například takto: admin:[email protected]:80/video/video.mjpg Do políčka Adresa je tedy třeba napsat základ (bez portu – ten má vlastní řádek) ve tvaru: :@<doména_nebo_IPadresa > Do políčka Cesta se napíše to, co zbývá: /video/video.mjpg
29
U některých kamer je u cesty potřeba také zapsat rozlišení videa. Např.: /video/video.mjpg?resolution=640x480 Potom je ale potřeba napsat totožné hodnoty do políček s rozlišením. Příklad nastavení kamery Jakmile je kamera připojená, je možné zkontrolovat obraz kliknutím na jméno kamery. Otevře se nám nové okno (viz Obrázek 18), kde máme k dispozici aktuální video, jeho ovládání, seznam zaznamenaných událostí a seznam záznamů z této kamery.
Obrázek 18 ZoneMinder – Náhled přidané kamery
K těmto záznamům se lze dostat i z hlavního okna (viz. Obrázek 19), kde jsou zároveň rozděleny i časově na záznamy z aktuální hodiny, dne, týdne nebo měsíce.
30
Obrázek 19 ZoneMinder – Přístup k záznamům dané kamery
V tomto okně můžeme volně záznamy prohlížet, ale lze s nimi i manipulovat. To znamená, že vybrané záznamy lze mazat, archivovat nebo dokonce exportovat. Samozřejmě tu nechybí možnost filtrování záznamů. Pokud si kameru nastavíme na funkci Motion Detection (nahrávání při detekci pohybu), tak existuje vlastnost jménem Zóna, která nám dovolí nastavit přesnou oblast, kterou chceme pomocí této funkce monitorovat (viz Obrázek 20). Lze tak zamezit nechtěným záznamům.
Obrázek 20 ZoneMinder – Úprava zóny pro detekci pohybu
31
Přístup do programu Jelikož bude program sloužit i pro monitorování, aby obsluha vleku v reálném čase věděla, jestli je vše v pořádku jak na nástupním stanovišti, tak i na výstupním, je potřeba vytvořit účet pro obsluhu. Ta dostane omezená práva jen na náhled, aby nedošlo ke zbytečným chybám nebo výpadku programu jen proto, že si někdo „hrál“.
Obrázek 21 ZoneMinder – Uživatelé
Případně se mohou vytvořit další uživatelé pro jiné skupiny lidí, kterým by byl potřeba udělit přístup s jinými právy, než mají současné skupiny. Například skupina pokročilejších uživatelů z řad obsluhy, kteří dostanou práva pro editaci kamer a záznamů, ale editace parametrů systému jim povolena nebude.
32
5 Čidla Teplotní čidlo
Tlakové čidlo
Senzor Dalas DS18B20 je vodotěsně
BMP085 je čidlo s vysokou přesností
uzavřen v kovovém krytu.
měření (0.03hPa) a ultra-nízkou
Teplotní rozsah - 50°C až + 125°C. Délka kabelu 2m. Dvouvodičové zapojení.
spotřebou energie (jen 3μA), které je dá použít i na některá mobilní zařízení.
Z mnoha druhů čidel jsem vybral vodotěsná zapouzdřená teplotní čidla, které by měla nejlépe vyhovovat požadavkům pro jejich užití, neboť je požadováno, aby se měřila hlavně venkovní teplota. A z tlakových čidel jsem vybral takové, které je přímo dělané pro platformu, která se bude starat o zpracování dat ze všech připojených čidel.
Obrázek 22 Zapouzdřené teplotní čidlo [21]
Obrázek 23 Tlakové 7pinové čidlo [20]
5.1 Arduino Arduino je open-source vývojová platforma založená na přizpůsobivém a lehce použitelném hardwaru a softwaru. Je určena pro umělce, designéry, kutily a zájemce o vytváření interaktivních objektů nebo prostředí. V tomto případě bude použito Arduino Uno.
33
5.1.1 Technické aspekty - Arduino Uno Mikroprocesor
Atmel ATMega328
16MHz takt
32kB flash paměť
2kB SRAM paměť
1kB EEPROM paměť
Architektura
Atmel AVR
Připojitelnost k PC
USB RS-232 za použití převodníku úrovní
Napájení
5V USB 7-12V adaptér
I/O piny (vstupy/výstupy)
14 digitálních 0,1 - sériová linka 2,3 - externí přerušení 3,5,6,9,10,11 - PWM 10,11,12,13 - SPI (s knihovnou SPI library) 4,5 - I2C (s knihovnou Wire library) 6 vstupních analogových
Programovací jazyk
Wiring s Processing IDE Multiplatformní vývojové prostředí (Win/Linux/Mac/…)
34
5.1.2 Použité Arduino - Arduino Uno Arduino budu využívat jen ke zpracování dat z teplotních a tlakových čidel, a proto by mi měla stačit jen základní verze Arduina. Z různých variant, které jsou dostupné, jsem zvolil Arduino Uno.
Obrázek 24 Arduino Uno – základní verze [23]
Ale jelikož je potřeba tyto data také sdílet po síti (a bylo by podle mého názoru zbytečné kvůli tomu mít pořád v provozu nějaký PC, který by tuto síťovou komunikaci obstarával), tak je k tomuto základu ještě potřeba koupit tzv. Shield. Shield Slovem Shield (štít) je označována buď deska Arduina nebo deska s ním kompatibilní, o kterou se dá rozšířit jeho základní verze. Tyto desky poskytují rozšíření v podobě GPS, Ethernetu, LCD displeje, atd. [22]
35
V tomto případě bude potřeba Ethernet Shield, což je stručně řečeno Ethernetová nástavba pro základní verzi Arduina.
Obrázek 25 Arduino Ethernet Shield [24]
Každý ze štítů, který je kompatibilní se do základní desky Arduina jednoduše zasune. Výsledek spojení Arduino Uno a Ethernet Shieldu lze vidět na obrázku 26.
Obrázek 26 Arduino Uno + Ethernet Shield [25]
Není proto problém vlastnit Arduino s mnoha rozšířeními, které se jednoduše navrství na sebe.
36
5.2 Čidla – popis programu V této části podrobně rozeberu zdrojového kódu, který je potřeba nahrát do Arduina. Tento program zpracuje data z propojených čidel a odešle je na zpracování a zálohu do služby jménem Xively, a také jsem využil služby jménem PushingBox, která poskytuje zasílání upozornění při nějaké události, kterou si můžeme libovolně nastavit, přičemž možnosti upozornění jsou vskutku rozsáhlé. Tyto služby jsou zcela zdarma. Jako u každého programu je nejprve nutné zahrnout do zdrojového kódu knihovny, které budou potřeba. V tomto případě zmíním jen 3 nejdůležitější, neboť by bylo zbytečné popisovat všechny použité knihovny. Jedná o knihovny Ethernet, OneWire a DallasTemperature. První knihovna se stará o nastavení připojení do sítě pomocí dříve zmíněného Ethernet shieldu. Knihovna OneWire je potřebná zejména pokud chceme mít připojených více teplotních čidel zároveň na jednom datovém spoji, což chceme. A spolu s ní spolupracující knihovna DallasTemperature, jejíž práce spočívá ve zpracování hodnot z čidel Dallas, které jsou zde využívány. #include <Ethernet.h> #include #include
5.2.1 Služby a funkce Zde popíši a specifikuji jednotlivá nastavení a funkce, které jsou nezbytné pro správný chod tohoto programu. Nastavení pro barometr //Inicializuje objekt jménem dps pro získání dat ze senzoru BMP085 dps = BMP085(); // Digitální senzor tlaku
37
// Připraví proměnné pro tlak, výšku a teplotu (ale v tomto případě se použije jen tlak) long Pressure = 0, Altitude = 0, Temperature = 0; Nastavení pro čidla podporující OneWire #define ONE_WIRE_BUS 2 //Zvolený Arduino Pin pro připojení datového kabelu //Nastavení rychlosti konverze dat na teplotu (rozmezí 9-12...9=nejrychlejší, 12=nejpřesnější) #define TEMPERATURE_PRECISION 10 OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); //Vytvoří oneWire instanci pro komunikaci s oneWire zařízeními DallasTemperature sensors(&oneWire); //Předá oneWire referenci do Dallas Temperature V případě připojení více teplotních čidel je nutné mít něco, čím je lze rozlišit. A proto si zjistím jejich adresu což je jakési „identifikační číslo“ každého čidla, a to potom přiřadím k proměnné, kde si toto čidlo mohu libovolně pojmenovat. // adresy senzorů DeviceAddress TEMP1 ={ 0x28, 0x33, 0x76, 0x96, 0x05, 0x00, 0x00, 0x86 }; DeviceAddress TEMP2 ={ 0x28, 0x17, 0x02, 0xCB, 0x04, 0x00, 0x00, 0x70 };
38
Nastavení pro službu XIVELY Aby služba xively mohla identifikovat, na který účet se mají posílané hodnoty ukládat, využívá systém generování klíčů. A podle tohoto klíče se dá už lehce ověřit, zda by poslaná data měla být přijata či ne. Při založení „kanálu“, do kterého se budou posílat data, jsou tedy potřeba dvě informace. Xively klíč a identifikační číslo daného kanálu. char xivelyKey [] = "*MujKlic*"; // Váš Xively klíč potřebný pro upload char sensorId0 [] = "Teplota_cidla_1"; // Název pro senzor s ID číslem 0 char sensorId1 [] = "Teplota_cidla_2"; // Název pro senzor s ID číslem 1 char sensorId2 [] = "Tlak"; // Název pro senzor s ID číslem 2
// Vytvoření datastreamu, který v sobě bude obsahovat odesílané hodnoty z čidel XivelyDatastream datastreams [] = { XivelyDatastream(sensorId0, strlen(sensorId0), DATASTREAM_FLOAT), XivelyDatastream(sensorId1, st rlen(sensorId1), DATASTREAM_FLOAT), XivelyDatastream(sensorId2, strlen(sensorId2), DATASTREAM_FLOAT), };
39
// Nakonec se celý datastream zabalí do „zprávy“ s označením kanálu k odeslání XivelyFeed feed(*ID_kanálu*, datastreams, 3); // 3 počet datastreamů Nastavení pro službu Pushingbox //Vaše tajné identifikační číslo ze služby PushingBox.com char DEVID1 [] = "*ID_cislo_z_uctu_na_PushingBox.com*";
uint8_t pinDevid1 = 2; //Číslo Pinu , na které je napojený společný datový kabel čidel
char serverName [] = "api.pushingbox.com"; //název serveru boolean pinDevid1State = false; // Uloží poslední status Pinu pro zařízení DEVID1 boolean lastConnected = false; //Status připojení při posledním projetí hlavni smyčky
5.2.2 Hlavní části programu Každý program pro platformu Arduina se dělí na dvě hlavní části: SETUP – Funkce, která proběhne pouze jednou při startu nebo restartu Arduina LOOP – Funkce, která běží v nekonečné smyčce a tudíž se načítá pořád dokola.
40
V tomto programu je funkce SETUP následující: void setup() { Serial.begin(9600); // SPUSTENI SERIOVE LINKY – která slouží pro kontrolu Serial.println("Začínám s uploadem datastreamu do Xively..."); Serial.println(); Ethernet.begin(mac, ip, gatewa y, gateway, subnet); //Načte se potřebná síťová konfigurace
//Spustí se měření a základní nastavení čidel oneWire sensors.begin(); sensors.setResolution(TEMP1, TEMPERATURE_PRECISION); sensors.setResolution(TEMP2, TEMPERATURE_PRECISION);
//Nastaví se mód, podle kterého se bude měřit tlak dps.init(MODE_STANDARD, 53900, true);
//Nastaví se zpoždění, aby měl Ethernet shield a všechny čila čas se plně připravit k provozu Delay(1000); }
41
A takto vypadá funkce LOOP, která běží v nekonečné smyčce: void loop() { Serial.print("Čtení dat ze senzoru...\n\r"); dps.getPressure(&Pressure); // Uloží do proměnné "Pressure" hodnotu tlaku dps.getAltitude(&Altitude); // Uloží do proměnné "Altitude" hodnotu výšky dps.getTemperature(&Temperature); // Uloží do proměnné "Temperature" hodnotu teploty
float tlak = (float)Pressure/100; // Vyděleno 100 pro tlak v hPa float vyska = (float)Altitude/100; // Vyděleno 100 pro výšku v metrech //teplota se pro správný výsledek musí vydělit číslem 10, protože je v rozlišení 0,1C float teplo = (float)Temperature/10;
sensors.requestTemperatures(); //Funkce čidel, která si od nich vyžádá data pro teplotu float temp1 = sensors.getTempC(TEMP1); //Konverze dat na teplotu float temp2 = sensors.getTempC(TEMP2); //Konverze dat na teplotu
42
//Ukládání hodnot do datastreamu pro odeslání datastreams [0].setFloat(temp1); datastreams [1].setFloat(temp2); datastreams [2].setFloat(tlak);
//zpráva o uploadu Serial.println("Uploaduji hodnoty na Xively"); //Funkce pro upload vrátí hodnotu, podle které se určí, zda přenos proběhl v pořádku či ne int ret = xivelyclient.put(feed, xivelyKey); Serial.print("Klient Xively odpověděl hodnotou ");
//Informační výjimka pro přehlednost o tom zda vše proběhlo v pořádku či nikoli if(ret != 200) { // Pokud bude vrácená hodnota jiná než 200 tak došlo k chybě Serial.print(ret); Serial.print(" - CHYBA!!!"); } else { // Jinak je vše v pořádku. Serial.print(ret); Serial.print(" - vše v pořádku"); }
43
//Výpis hodnot na sériovou linku – pro přehlednost Serial.print("První čidlo: "); Serial.print(temp1); Serial.print("Vnitrni cidlo: "); Serial.print(temp2); Serial.print("Tlak: "); Serial.print(tlak);
//Výjimka pro server PushingBox, který v případě splnění této podmínky pošle uživateli předem definované upozornění (které se nastavuje na stránkách PushingBox) if(temp2 < -5 && odeslano == false) { sendToPushingBox(DEVID1); delay(1000); odeslano = true; } //Proměnná „odesláno“ slouží jako přepínač, je tu z toho důvodu aby se neposílalo upozornění pokaždé , když program projede LOOP a výjimka o upozornění na teplotu bude platná. //Výjimka aby se zamezilo neustálým upozorněním if(temp2 > 5 && odeslano == true) { odeslano = false; }
44
//Výjimka pro upozornění ztráty spojení if (!client2.connected() && lastConnected) { Serial.println("Disconnecting. - přestalo jít spojeni"); client2.stop(); } //Funkce zpoždění – čím určíme za jak dlouho se má zahájit další opakování //Jelikož posíláme informace na internet a není nutné zbytečně zatěžovat linku, nastavené zpoždění je 5minut. Takže se každých 5min odešle hodnota na Xively a zkontroluje se teplota pro případné poslání upozornění pomocí služby PushingBox. Delay(300000); // 60,000=1min a 300,000=5min }
Z tohoto zdrojového kódu tedy vyplývá, že se každých 5min odešle hodnota na Xively kde se zaznamená a uloží a zkontroluje se teplota pro případné poslání upozornění pomocí služby PushingBox, které může sloužit jako pomůcka pro to, aby se na vleku začalo zasněžovat.
45
6 Závěr V předloženém návrhu se podařilo skloubit několik důležitých vlastností počítačové sítě. Síť je jednoduchá a přehledná, což usnadňuje její konfiguraci a zefektivňuje jakékoli bezpečnostní opatření, které bude případně nutné aplikovat. To se výrazně promítá i do celkových nákladů potřebných k realizaci sítě. Navržená volně dostupná WiFi, která je v chatě Gizela, není na vnitřní síť napojená vůbec, což zvyšuje ochranu vnitřní sítě areálu před napadením. Správa a konfigurace prvků kamerového systému je prováděna z jednoho bodu, takže není náročná na lidské zdroje. Realizace proběhla pomocí Open-Source softwaru GNU/Linux Debian a Open-Source programu ZoneMinder, který poskytuje kompletní sledovací řešení umožňující zachycení obrazu, analýzu, záznam a sledování veškerých CCTV nebo bezpečnostních kamer, které jsou připojené k počítači s operačním systémem Linux. Program pro vývojový kit Arduino je podle požadavků zaměřený na monitoring dat a jejich uložení na internet, protože bylo požadováno, aby se k těmto údajům dalo dostat odkudkoli. Pokud by pak nešel internet a nebyl by k údajům přístup, ale přesto bylo požadováno, aby byly údaje zaznamenávány, tak se jednoduše poupraví program a do slotu Arduina se přidá SD karta, na kterou se budou potřebná data ukládat (toto řešení není v dosavadním programu implementované z důvodu zbytečného zatěžování kitu). Vzhledem k ohromné spoustě možností rozšíření, které Arduino poskytuje, se pak může prozatímní kit rozšířit například o GSM Shield, pomocí kterého by se místo internetového upozornění posílaly zprávy SMS obsluze nebo personálu, který by měl zrovna službu.
46
Seznam použité literatury 1.
[1] Kroucená dvojlinka. Wikipedia: the free encyclopedia. [online]. 2001- [cit. 2014-01-22]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Kroucená_dvojlinka
2.
[2] Koaxiální kabel a kroucená dvoulinka. pc-site.owebu.cz. [online]. 23.1.2014 [cit. 2014-0123]. Dostupné z: http://pc-site.owebu.cz/?page=PKoax
3.
[3] Optical fiber. Wikipedia: the free encyclopedia. [online]. 2001- [cit. 2014-02-07]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber
4.
[4] RJ-45. wikimedia.org. [online]. 23.1.2014 [cit. 2014-01-23]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/Rj-45_uncripped.jpg
5.
[5] Základní formy přenosů. 4shared.com. [online]. 23.1.2014 [cit. 2014-01-23]. Dostupné z: http://dc339.4shared.com/doc/_QsOoeN8/preview_html_7622e3ee.png
6.
[6] Počítačová síť. Wikipedia: the free encyclopedia. [online]. 2001- [cit. 2014-01-23]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Počítačová_síť#Aktivn.C3.AD_s.C3.AD.C5.A5ov.C3.A9_prvky
7.
[7] 8-Port Unmanaged Gigabit Switch. D-Link. [online]. 8.5.2014 [cit. 2014-05-08]. Dostupné z: http://www.dlink.com/-/media/Images/Products/DGS/108/DGS108B1Image%20LSide.png
8.
[8] Wifi Modem Router. wifimodemrouter.com. [online]. 8.5.2014 [cit. 2014-05-08]. Dostupné z: http://wifimodemrouter.com/wp-content/uploads/2013/05/router.jpg
9.
[9] MATĚJŮ, Petr. Kamerové systémy. České Budějovice, 2004. 42 s. Práce byla obhájena v roce 2004 na Pedagogické fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.
10. [10] Základní rozdělení kamerových systémů. Kamerové systémy|KamerováTechnika.cz – Brno. [online]. 28.1.2014 [cit. 2014-01-28]. Dostupné z: http://kamerovatechnika.cz/druhykamerovych-systemu.html 11. [11] PCI karta – generátor video signálů. TEDIA spol. s r. o.. [online]. 28.1.2014 [cit. 2014-0128]. Dostupné z: http://www.tedia.cz/vyvoj/vyvoj-2005.html 12. [12] HORÁK, Martin. IP kamery a jejich využití v průmyslu komerční bezpečnosti. Zlín, 2007. 138 s. Práce byla obhájena v roce 2007 na Fakultě aplikované informatiky Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Vedoucí bakalářské práce Ivanka Ján. 13. [13] Outdoor IP kamera. Foscam Digital Technologies LLC. [online]. 28.1.2014 [cit. 2014-0128]. Dostupné z:
47
http://foscam.us/media/catalog/product/cache/1/image/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/f/i/ fi8905w_foscam_2.jpg 14. [14] Debian. Wikipedia: the free encyclopedia. [online]. 2001- [cit. 2014-01-28]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Debian 15. [15] Úvod. ZoneMinder.com. [online]. 28.1.2014 [cit. 2014-01-28]. Dostupné z: http://www.zoneminder.com/ 16. [16] Feature List. ZoneMinder.com. [online]. 28.1.2014 [cit. 2014-01-28]. Dostupné z: http://www.zoneminder.com/documentation 17. [17] Sjezdovka. SKI Luka nad Jihlavou. [online]. 29.1.2014 [cit. 2014-01-29]. Dostupné z: http://www.skiluka.cz/sjezdovka 18. [18] UBIQUITI Aircam. wifi-stock.com. [online]. 30.1.2014 [cit. 2014-01-30]. Dostupné z: http://www.wifi-stock.com/prods/Ubiquiti_AirCam.jpg 19. [19] Axis m1114. IPsecure.cz. [online]. 30.1.2014 [cit. 2014-01-30]. Dostupné z: http://img.ipsecure.cz/axis-m1114-e.jpeg 20. [20] BMP085 Barometric Pressure Sensor. adafruit.com. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: https://www.adafruit.com/images/1200×900/391-00.jpg 21. [21] DS18B20 Vodotěsné Teplotní Čidlo. robotstore.cz. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: http://robotstore.cz/wp-content/uploads/2014/01/1310406-31.jpg 22. [22] Arduino. Arduino. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: http://www.arduino.cc/ 23. [23]Arduino Uno R3. jazeerabotics.com. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: http://jazeerabotics.com/media/catalog/product/cache/1/image/1200×1200/9df78eab33525d08d6 e5fb8d27136e95/a/r/arduino_uno_r3_4f8aab2dd4137_1.jpg 24. [24]Arduino – ArduinoEthernetShield. Arduino. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: http://arduino.cc/en/uploads/Guide/ArduinoWithEthernetShield.jpg 25. [25] Arduino Ethernet Shield R3. Waihung. [online]. 3.5.2014 [cit. 2014-05-03]. Dostupné z: http://waihung.net/wp-content/uploads/2012/03/IMG_0270.jpg
48
Seznam obrázků Obrázek 1 Obyčejný konektor RJ-45 [4] ........................................................................ 11 Obrázek 2 Nákres kroucené dvojlinky uvnitř kabelu [1] ................................................ 11 Obrázek 3 Signál v Optickém vlákně [5]........................................................................ 11 Obrázek 4 Switch (8 portový) [7] ................................................................................... 12 Obrázek 5 Wifi Router [8] .............................................................................................. 12 Obrázek 6 PCI karta na digitální zpracování videosignálu [11] ..................................... 14 Obrázek 7 Outdoorová wifi IP kamera [13] ................................................................... 15 Obrázek 8 Nákres lyžařského areálu v Lukách nad Jihlavou [17] ................................. 20 Obrázek 9 Oblast nataženého metalického kabelu ......................................................... 20 Obrázek 10 Návrh sítě v areálu....................................................................................... 21 Obrázek 11 Zavedení Internetu do chaty – přímá viditelnost – bezdrátové spojení....... 22 Obrázek 12 Ubiquiti AirCam [18] .................................................................................. 23 Obrázek 13 Axis M1114 [19] ......................................................................................... 24 Obrázek 14 Kamery – Vrchní stanice ............................................................................. 25 Obrázek 15 Kamery – Spodní stanice............................................................................. 25 Obrázek 16 ZoneMinder - Hlavní okno [15] .................................................................. 27 Obrázek 17 ZoneMinder – Přidání nové kamery – Zdroj = Vzdálený přístup ............... 29 Obrázek 18 ZoneMinder – Náhled přidané kamery ....................................................... 30 Obrázek 19 ZoneMinder – Přístup k záznamům dané kamery ....................................... 31 Obrázek 20 ZoneMinder – Úprava zóny pro detekci pohybu ........................................ 31 Obrázek 21 ZoneMinder – Uživatelé.............................................................................. 32 Obrázek 22 Zapouzdřené teplotní čidlo [21] .................................................................. 33 49
Obrázek 23 Tlakové 7pinové čidlo [20] ......................................................................... 33 Obrázek 24 Arduino Uno – základní verze [23] ............................................................. 35 Obrázek 25 Arduino Ethernet Shield [24] ...................................................................... 36 Obrázek 26 Arduino Uno + Ethernet Shield [25] ........................................................... 36
50
Seznam použitých zkratek PC - (Personal Computer) je označení pro počítač určený pro použití jednotlivcem HW – (Hardware) označuje veškeré fyzicky existující technické vybavení počítače LAN - (Local Area Network) označuje počítačovou síť, která pokrývá malé území FTP - (File Transfer Protocol) protokol pro přenos souborů mezi počítači CCTV - (Closed Circuit Television) je uzavřený televizní okruh který se používá ke sledování prostor, k zobrazování záběrů z kamer na monitorech a archivaci natočených záběrů USB - (Universal Serial Bus) je univerzální sériová sběrnice, moderní způsob připojení periferií k počítači IP - (Internet Protocol) je základní komunikační protokol MySQL - je multiplatformní databáze. Komunikace s ní probíhá – jak už název napovídá – pomocí jazyka SQL. PAL - (Phase Alternating Line) je jeden ze standardů kódování barevného signálu pro analogové televizní vysílání PoE - (Power over Ethernet) je napájení po datovém síťovém kabelu, bez nutnosti přivést napájecí napětí k přístroji dalším samostatným kabelem GUI - (Graphical user interface) je druh rozhraní, které umožňuje uživateli komunikovat se systémem pomocí visuálních indikátorů NAT – (Network Address Translation) je funkce, která umožňuje překládání adres. Což znamená, že adresy z lokální sítě přeloží na jedinečnou adresu, která slouží pro vstup do jiné sítě (např. Internetu).
51
SSH (Secure Shell) - umožňuje bezpečnou komunikaci mezi dvěma počítači, která se využívá pro zprostředkování přístupu k příkazovému řádku, kopírování souborů a též jakýkoliv obecný přenos dat IDE - (Integrated Development Environment) je softwarová aplikace, která poskytuje komplexní zázemí pro programátory pro vývoj softwaru URL – (Uniform Resource Locator) je řetězec znaků s definovanou strukturou, který slouží k přesné specifikaci umístění zdrojů informací
52
Přílohy 1 Obsah přiloženého CD Na přiloženém CD se v kořenovém adresáři nachází tato bakalářská práce ve formátu PDF s názvem bakalarska_prace.pdf a zdrojový kód programu Arduina.
53
