Videosorveglianza, sicurezza, reti ed altro
GeneralitàIl DHT11 è un sensore di umidità e lettura digitale con uscita compensata su tutto il range di temperatura. Nella fase di produzione il sensore viene sottoposto ad una procedura di calibrazione mediante con cui si ricava un coefficiente di calibrazione che viene memorizzato indelebilmente […]
ElettronicaIdentificare i numeri e le lettere che compongono una targa significa ricavare informazioni inequivocabili per il controllo accessi a ZTL e parcheggi e l’analisi del traffico, oltre che per rilevare infrazioni al codice stradale. Tra le numerose applicazioni di analisi video, quella più complessa e […]
LPR TelecamereLe telecamere Starlight utilizzano un particolare sensore CCD, introdotto dalla Sony alcuni anni fa, capace di catturare anche immagini con bassissima luminosità (es. 0,0001LUX). Non permettono la visione nel buio totale (0 LUX), come erroneamente si crede, per l’assenza della componente IR (infrarossa). Questa straordinaria […]
TelecamereGeneralitàIl DHT11 è un sensore di umidità e lettura digitale con uscita compensata su tutto il range di temperatura. Nella fase di produzione il sensore viene sottoposto ad una procedura di calibrazione mediante con cui si ricava un coefficiente di calibrazione che viene memorizzato indelebilmente […]
ElettronicaGeneralità
Il DHT11 è un sensore di umidità e lettura digitale con uscita compensata su tutto il range di temperatura. Nella fase di produzione il sensore viene sottoposto ad una procedura di calibrazione mediante con cui si ricava un coefficiente di calibrazione che viene memorizzato indelebilmente in una memoria OTP (One Time Programmable) intera.
Package e collegamenti
Il sensore viene proposto in un case con 4 piedini ma è molto comune anche la versione già installata su basetta che integra la resistenza di pull-up e presenta solo tre piedini:
Qualunque versione si possegga il sensore deve essere collegato all’alimentazione ed al microcontrollore per la lettura dei dati utilizzando il seguente schema:
Mediante questo collegamento, ed utilizzando una resistenza di pull-up da 5k, la distanza tra sensore e microcontrollore non deve eccedere i 20m.
Il sensore può rilevare un ampio range di umidità e temperatura:
Lettura valori misurati
Il principale vantaggio di utilizzare un sensore digitale è quello di leggere le grandezze misurate direttamente in formato numerico senza necessità di ricorrere ad un convertitore analogico-digitale.
Il sensore DHT11 dispone di un pin DATA su cui è implementato un bus 1-wire Aosong, differente dal più conosciuto 1-wire Dallas.
Su questo pin l’umidità e temperatura rilevate vengono codificate mediante una sequenza di 40 bits:
8 bits UMIDITA’ interi – 8 bits UMIDITA’ decimali – 8 bits TEMPERATURA interi – 8 bits TEMPERATURA decimali – 8 bits PARITY BITS
esempio: supponiamo di aver ricevuto la seguente sequenza binaria:
0011 0101 – 0000 0000 – 0001 1000 – 0000 0000 – 0100 1101
decodifichiamo tale sequenza:
UMIDITA’ intero | 0011 0101 | 53 |
UMIDITA’ decimale | 0000 0000 | 0 |
TEMPERATURA intero | 0001 1000 | 24 |
TEMPERATURA decimale | 0000 0000 | 0 |
PARITY BITS (somma binaria dei primi 4 byte) | 0100 1101 | corretto |
La lettura della sequenza, dopo aver accertato che il byte di parità corrisponde alla somma binaria dei primi 4 byte, ci permette di lettere i seguenti valori rilevati:
Riferimenti
DHT11_Aosong
DHT11-Technical-Data-Sheet-Translated-Version-1143054
Progetti che utilizzano il sensore su Arduino:
https://create.arduino.cc/projecthub/pibots555/how-to-connect-dht11-sensor-with-arduino-uno-f4d239
Identificare i numeri e le lettere che compongono una targa significa ricavare informazioni inequivocabili per il controllo accessi a ZTL e parcheggi e l’analisi del traffico, oltre che per rilevare infrazioni al codice stradale. Tra le numerose applicazioni di analisi video, quella più complessa e […]
LPR TelecamereIdentificare i numeri e le lettere che compongono una targa significa ricavare informazioni inequivocabili per il controllo accessi a ZTL e parcheggi e l’analisi del traffico, oltre che per rilevare infrazioni al codice stradale.
Tra le numerose applicazioni di analisi video, quella più complessa e delicata – insieme al riconoscimento dei volti – è senza dubbio la lettura delle targhe di auto e motoveicoli, definita con i termini anglosassoni “License Plate Recognition” (acronimo LPR) e “Automatic Number Plate Recognition” (ANPR).
Il primo elemento della catena – ovvero la telecamera – è quello fondamentale per ottenere i migliori risultati.
Per garantire un’identificazione precisa e rapida – soprattutto con i sistemi automatizzati – è necessario che l’immagine di partenza sia quanto più possibile definita e bilanciata, senza sfocature causate dal movimento (effetto blur), sovraesposizioni o sottoesposizioni.
Teoricamente, qualsiasi telecamera di tipo analogico (a partire da 700-1000 TVL), AHD e IP, può effettuare la ripresa delle targhe per la successiva analisi e identificazione.
Una telecamera correttamente posizionata per inquadrare perfettamente la parte anteriore o posteriore di un automezzo che attraversa un varco, può catturare l’immagine della targa anche se il sensore non è ad alta definizione.
Se il veicolo transita a velocità ridotta e l’illuminazione è più che sufficiente, non è nemmeno necessario impostare frame rate elevati.
Questo significa che il 99,9% delle telecamere già installate può generare immagini utili all’analisi e all’identificazione delle targhe, magari solo saltuariamente, ad esempio in caso di effrazione.
Se, però, allarghiamo il discorso ad altri ambiti operativi e ambientali, come ad esempio l’analisi del flusso del traffico sulle autostrade, dove i mezzi sfrecciano a velocità elevata, in condizioni di luce scarsa o totalmente assente, un elevato frame rate (almeno 25/30 fps) e un sistema di illuminazione IR ad alta potenza e selettività sono fondamentali per ottenere immagini di buona qualità da sottoporre successivamente all’analisi e al riconoscimento.
La maggior parte delle telecamere di videosorveglianza compatibili con l’analisi video LPR e ANPR adottano sensori CMOS da 1 o 2 MP, tecnologie AHD o IP, ottiche varifocus (es.: 5-50 mm), sia fisse che motorizzate, studiate per ottimizzare il posizionamento in un ampio range di distanze (anche fino a 30 metri) e illuminatori IR con led array e sistemi di modulazione smart.
Questi ultimi sono più longevi e potenti di quelli tradizionali, abbinati a un sistema che regola automaticamente la potenza dei led per adattarli alla distanza di ripresa e abbinati a una speciale lente che focalizza l’emissione infrarossa nella regione di interesse (ROI) dove transitano gli automezzi che devono essere monitorati. Ciò permette di illuminare perfettamente la targa sfruttando la riflessione generata dallo strato riflettente ed evitare che altri elementi (ad esempio, catadiottri, fari ecc.) possano inquinare l’immagine.
Per evitare che la ripresa risulti compromessa da altre fonti luminose – come quelle dei fari delle vetture che procedono in senso contrario o del sole – le telecamere LPR/ANPR adottano sistemi di autoregolazione e soppressione della luminosità più rapidi ed efficaci rispetto a quelli delle telecamere tradizionali.
Non manca, ovviamente, la certificazione IP66, 67 o 68 per garantire l’impermeabilità a polvere, acqua e umidità e la possibilità di ospitare le telecamere in appositi gusci ad alta resistenza (antivandalo – es.: IK10), dotati di sistemi di ventilazione e riscaldamento per eliminare la condensa.
In virtù di queste dotazioni e funzionalità, la maggior parte delle telecamere LPR/ANPR può fornire immagini sufficientemente definite per identificare le targhe di qualsiasi veicolo anche ad alta velocità (fino a 150-180 km/h) e in freeflow, cioè senza l’ausilio di sensori (come le spire interrate nell’asfalto) che inviano il segnale di attivazione alla telecamera (trigger).
Oltre alle telecamere di videosorveglianza compatibili con la funzione di rilevamento, analisi e identificazione delle targhe, esistono sul mercato soluzioni ad-hoc progettate e realizzate solo per questa specifica applicazione.
Realizzate in tecnologia embedded, integrano hardware e software specificatamente studiati allo scopo di massimizzare le prestazioni di lettura direttamente a bordo del dispositivo, con una libreria di riconoscimento ottico dei caratteri (OCR) ottimizzata per le piattaforme hardware del prodotto, con tempi elaborazione ridotti e letture reali fino a 60 immagini al secondo.
Robustezza, affidabilità e compattezza consentono di operare installazioni semplici ed efficaci direttamente in strada, mentre l’illuminatore integrato assicura le migliori prestazioni con qualsiasi condizione di luce.
Questi dispositivi possono integrarsi in reti di videosorveglianza o di monitoraggio del traffico preesistenti utilizzando le reti IP, i protocolli di tipo RPC, http, FTP e connessioni Ethernet, Wi-Fi e 3G/4G.
L’analisi delle immagini per l’identificazione delle targhe può essere effettuata on-board, dai dispositivi ad-hoc appena visti oppure, più frequentemente, da programmi, add-on e applicativi installati su DVR, NVR e PC.
In tutti i casi, l’identificazione si basa sull’analisi delle immagini tramite OCR – Optical Character Recognition, applicazione simile a quella universalmente utilizzata dagli scanner per la conversione di un testo stampato in un file digitale (PDF, DOC, TXT ecc.).
Per minimizzare le probabilità di errore, i software possono ottimizzare – automaticamente oppure manualmente – i parametri video come contrasto, luminosità e dettaglio e sono dotati di filtri che riducono il rumore e l’effetto sfocamento e di funzioni zoom intelligenti che evitano di sgranare eccessivamente l’immagine.
A questo punto, l’immagine ottenuta viene talvolta comparata con un database di caratteri e forme utilizzati nelle targhe internazionali per stabilirne la nazionalità e ridurre ulteriormente il tasso di errore.
I software ANPR più evoluti sono in grado di riconoscere le targhe di decine di paesi stranieri, quelle dei veicoli speciali e delle Forze dell’Ordine (Carabinieri, Polizia, VVFF, GdF, Esercito, CD ecc.) anche quando la ripresa è molto angolata (inclinazioni superiori ai 40°) e con una probabilità di successo superiore al 99%.
Nella maggior parte dei casi, l’acquisizione, l’elaborazione e l’identificazione viene fatta automaticamente (ANPR), cioè senza il controllo di un operatore e in tempi rapidissimi.
I dati ottenuti possono essere confrontati con quelli presenti in un database (es.: targhe delle auto dei dipendenti di un’azienda, archivio degli autoveicoli assicurati/rubati o dei residenti di una zona a traffico limitato) per consentire o vietare l’accesso a un varco, sanzionare eventuali violazioni, allertare le Forze dell’Ordine ecc.
Per ottenere i migliori risultati, le telecamere espressamente dedicate alla lettura delle targhe devono essere posizionate il più possibile frontalmente (per la targa anteriore) o posteriormente al veicolo, mantenendo un angolo di circa 30° rispetto alla direzione di marcia.
Per impedire manomissioni e vandalismi, l’altezza non deve essere inferiore ai 3-4 metri, tenuto conto anche di eventuali “aiuti” che un malintenzionato potrebbe sfruttare per mettere fuori uso le telecamere.
La distanza dalla corsia di marcia dipende dall’ottica utilizzata e, solitamente, varia tra 5 e 30 metri.
In determinati ambiti e condizioni, una telecamera LPR/ANPR può svolgere anche le normali funzioni di videosorveglianza.
In altri casi, invece, per poter identificare sia la targa che le caratteristiche dell’automezzo o del motoveicolo (marca, modello, colore, versione, volto del conducente ecc.), è necessario aggiungere una telecamera di tipo tradizionale, posizionata e configurata in modo differente proprio per il diverso compito che deve svolgere.
I sistemi di analisi video per il riconoscimento delle targhe trovano applicazione in moltissimi ambiti. Eccone alcuni:
Le telecamere Starlight utilizzano un particolare sensore CCD, introdotto dalla Sony alcuni anni fa, capace di catturare anche immagini con bassissima luminosità (es. 0,0001LUX). Non permettono la visione nel buio totale (0 LUX), come erroneamente si crede, per l’assenza della componente IR (infrarossa). Questa straordinaria […]
TelecamereLe telecamere Starlight utilizzano un particolare sensore CCD, introdotto dalla Sony alcuni anni fa, capace di catturare anche immagini con bassissima luminosità (es. 0,0001LUX). Non permettono la visione nel buio totale (0 LUX), come erroneamente si crede, per l’assenza della componente IR (infrarossa).
Questa straordinaria capacità si ottiene con sensori in grado di catturare immagini utilizzando un otturatore elettronico a ridotta velocità (slow shutter), basti pensare che in una normale telecamera l’otturatore è tarato su 1/60s mentre in una starlight può raggiungere anche 1/3s.
I principali vantaggi che presentano le telecamere starlight:
– non necessitano di illuminatore a LED IR che presenta un possibile pericolo di abbagliamento.
L’utilizzo di queste telecamere è consigliabile solo in ambienti esterni dove la luce ambientale proveniente da lampade permette una visone nitida e a colori.
L’art. 4 dello statuto dei lavoratori (legge n. 300/1970) vieta l’uso di impianti audiovisivi per finalità di controllo a distanza dei lavoratori, ammettendone l’uso solo per particolari esigenze, da concordare con le rappresentanze sindacali. In merito all’installazione di apparecchiature di videosorveglianza per il controllo degli […]
TelecamereL’art. 4 dello statuto dei lavoratori (legge n. 300/1970) vieta l’uso di impianti audiovisivi per finalità di controllo a distanza dei lavoratori, ammettendone l’uso solo per particolari esigenze, da concordare con le rappresentanze sindacali.
In merito all’installazione di apparecchiature di videosorveglianza per il controllo degli ingressi del personale sui luoghi di lavoro si è espresso diverse volte, tra cui:
La situazione è stata capovolta con l’approvazione del nuovo art. 4 dello statuto dei lavoratori (decreto legislativo 151/2015 parte del cosidetto “Jobs Act”) che ha sostituito i precedenti commi con i seguenti:
Pertanto a partire dall’entrata in vigore del nuovo comma 2 dell’art.4 viene permesso il controllo a distanza dei dipendenti senza necessità di richiedere alcuna autorizzazione. Quindi sarà possibile l’installazione di videocamere che inquadrano i badge e le aree di accesso del personale.
In tale quadro, visto il sostanziale cambio di rotta che ha imposto il nuovo art.4, è auspicabile che il garante si pronunci con un provvedimento che chiarisca i limiti di applicabilità definendone meglio la casistica.
I sensori CCD e CMOS utilizzati nelle moderne telecamere sono molto sensibili sia alla allo spettro della luce visibile che a quello del vicino infrarosso (da 700 a 1000nm), proprio quest’ultimo causa la ripresa di immagini non naturali. Per risolvere tale inconveniente e riprendere delle […]
TelecamereI sensori CCD e CMOS utilizzati nelle moderne telecamere sono molto sensibili sia alla allo spettro della luce visibile che a quello del vicino infrarosso (da 700 a 1000nm), proprio quest’ultimo causa la ripresa di immagini non naturali.
Per risolvere tale inconveniente e riprendere delle immagini più reali viene utilizzato un filtro che impedisce alla luce dello spettro infrarosso di arrivare al sensore, lasciando passare solo quella dello spettro del visibile.
Ma poiché la radiazione infrarossa viene utilizzata nelle riprese notturne il filtro deve essere rimosso durante queste riprese, ciò avviene automaticamente mediante un semplice carrello che viene attivato dalla telecamera, quindi:
nelle riprese diurne: viene inserito il filtro IR-Cut per consentire il passaggio della sola radiazione visibile,
nelle riprese notturne: viene disinserito il filtro IR-Cut per consentire il passaggio anche della radiazione infrarossa, aumentando la sensibilità.
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L’applicazione del filtro IR-CUT permette di ottenere immagini più realistiche eliminando l’interferenza della radiazione IR sui colori:
Nella scelta di una telecamera per videosorveglianza uno degli aspetti cruciali da tenere in considerazione è il tipo di lenti. A seconda dell’impiego a cui è destinata la telecamera si può scegliere tra le seguenti tipologie di lenti: fisse, varifocal e PTZ. Lenti fisse Le […]
TelecamereNella scelta di una telecamera per videosorveglianza uno degli aspetti cruciali da tenere in considerazione è il tipo di lenti. A seconda dell’impiego a cui è destinata la telecamera si può scegliere tra le seguenti tipologie di lenti: fisse, varifocal e PTZ.
Lenti fisse
Le telecamere dotate di lenti fisse hanno un’ottica fissata dal costruttore, tipicamente con una lunghezza focale di 3.6mm che garantisce un’ampio campo di visione (simile a quello dell’occhio umano).
Varifocal
Consentono di regolare la lunghezza focale delle lenti permettendo di effettuare uno zoom per ingrandire un’area di interesse. La regolazione viene effettuata manualmente in fase di installazione, tipicamente mediante due viti poste sotto l’obbiettivo della telecamera, e rimane fissa sino ad un successivo intervento.
Nella figura in basso viene mostrato come il campo dell’immagine ripresa della telecamera vari al variare della lunghezza focale. Si passa da una visione ampia (per basse lunghezze focali) ad una di dettaglio (per alte lunghezze focali).
PTZ (Pan, Tilt, Zoom)
Una telecamera PTZ può muovere l’obiettivo in orizzontale (pan), verticale (tilt) ed effettuare lo zoom su un’area da remoto. Le telecamere PTZ sono le più versatili poiché permettono di cambiare il punto di ripresa da una postazione di controllo remota senza dover agire manualmente nel luogo di installazione, permettendo inoltre (nei modelli più evoluti) di configurare una traiettoria prestabilita con relativi ingrandimenti che la telecamera può seguire in modo del tutto automantico (tour o pattern). I modelli di fascia alta, inoltre, effettuano l’autotracking che permette alla telecamera di seguire in automatico un oggetto o una persona.
Le PTZ hanno un costo maggiore rispetto a quelle fisse e non sempre l’impianto che bisogna realizzare ne giustifica l’impiego. In alternativa possono essere acquistate telecamere motorizzate che effettuano solo il movimento orizzontale e verticale ma non permettono di eseguire lo zoom.
Controllo delle telecamere PTZ
Il controllo del movimento e dello zoom può avvenire in diversi modi a secondi che si tratti di una telecamera analogica o digitale:
Per le telecamere analogiche tipicamente si utilizza il bus RS485 mediante il quale le telecamere vengono controllare dal DVR o da un apposito controller (joistick), ciò richiede l’installazione di altri due cavi di collegamento tra le telecamere ed il dispositivo di controllo.
Per le telecamere digitali si utilizza il web server della telecamera, la relativa App sul cellulare o un NVR.