製造業導入數位監控系統的目的在於強化安全性,包括產品防竊、機密保護(例如:技術、財物)、管制危險物質、監看危險環境等等,其實除了傳統安全目的外,還可以提升作業效率,舉例來說,生產線作業通常分成二班制,早晚班良率各為70%與80%,透過監控畫面可以分析作業員行為、出席狀況等等,輔助管理者找出影響良率的原因。
數位監控系統若要創造安全以外的加值效益,選擇合適硬體設備為首要條件,從系統架構來看可約略分成3部份塊:輸入、儲存與遠端監看。
數位監控系統若要創造安全以外的加值效益,選擇合適硬體設備為首要條件,從系統架構來看可約略分成3部份塊:輸入(Input)、儲存(Storage)與遠端監看(Remote Viewer),由於遠端監看設備以PC、LCD螢幕或電視為主,此為日常所熟悉的硬體工具,故不再贅述,以下將討論輸入與儲存等2大架構所需的硬體設備。
![圖1 : 數位監控系統若要創造安全以外的加值效益,選擇合適硬體設備為首要條件。(Source:NUUO)](/art/2015/08/271019559940/p1S.JPG)
圖1 : 數位監控系統若要創造安全以外的加值效益,選擇合適硬體設備為首要條件。(Source:NUUO) |
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監視攝影機的選擇
輸入端所使用的硬體設備分成攝影機與影音伺服器(Video Server)二種,影音伺服器用來將類比訊號轉換成數位格式,攝影機則負責攝取監視現場畫面。
在攝影機訊號格式選擇方面,從訊號格式來區分,攝影機分成類比與IP二種形式,IP攝影機的優勢在於可以獨立運作、彼此間也能互換訊息,但因為問市時間晚加上售價較高,過去使用比例低於類比攝影機,不過這兩年情勢已逐漸反轉,就市場面來看,目前類比式與IP式仍是監控市場兩大主流,製造業早期多以類比式為主,要過度到IP式時,基於成本考量,往往不會立即汰換使用中的類比攝影機,但若遇到擴充或更新需求時,則多半選擇IP攝影機。
視監控點環境特性部份,在安裝攝影機時,必需依據監控點環境特性做選擇,可從攝影機的外觀與功能來考量,就外觀而言分成移動與固定式,移動式攝影機適合大範圍、活動式搜尋,或與環境感測器連動,固定式攝影機則有長條狀與半球型二種,前者適合沒有天花板的開放式空間,例如生產廠房,後者較為美觀多裝設在一般辦公室內。
![圖2 : 製造業導入視訊監控系統為時已久,生產現場所使用的監視設備以類比攝影機為主。(Source: Network Security Daily)](/art/2015/08/271019559940/p2S.JPG)
圖2 : 製造業導入視訊監控系統為時已久,生產現場所使用的監視設備以類比攝影機為主。(Source: Network Security Daily) |
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至於功能選擇,多為了因應監視現場光線變化而設計,以免其影響影像品質,這些特殊功能主要分成三種:日夜兩用、紅外線輔助及背光補償(或稱寬動態)。
如果監控點為戶外且需24小時不停運作,就適合裝置日夜兩用型攝影機,當現場環境亮度不足時,自動由彩色轉成黑白攝影,以維持影像清晰度。
如果監控點為戶外且需24小時不停運作,就適合裝置日夜兩用型攝影機,當現場環境亮度不足時,自動由彩色轉成黑白攝影,以維持影像清晰度;紅外線輔助功能適合在戶外或夜間攝影情境下使用。
至於寬動態則是指攝影機承受高低亮度變化的範圍較大,通常適合架設在入門(口)處。舉例來說,廠房通常會在入口處裝置攝影機,由內往外拍攝進入者身影,如果遇到陽光強烈的時候,進入者面孔會因為背光緣故而變得黑暗,此時就需要寬動態功能讓臉部輪廓變得清楚。
另外某些倉庫因為面積大而獨立於廠房存在,當大門一打開,室內光線瞬間由暗變亮,此時若再加上太陽西曬的影響,一般攝影機需要10分鐘時間才能反應,就會形成監視死角,必需使用寬動態攝影機才能避開。
是否需要工業等級設備?
一般運用在工廠的硬體設備,多會強化其扺抗惡劣氣候的能力,此原理是否適用於監視攝影機?業者認為未必如此,因為現代工廠光線充足、通風良好,除了油污粉塵比較多外,整體環境和一般辦公室幾無差異,並沒有想像中如此惡劣,所以除非在太陽曝曬或冰天雪地等戶外環境下,否則不太需要使用工業等級設備。
不過如果在特殊生產線,就必須考量環境因素,以印刷電路板的蝕刻製程為例,其乃利用硫酸及雙氧水去蝕刻PCB板的銅面,留下已聚合部份,加工環境相當惡劣,若沒有使用工規等級很容易損壞設備。
儲存端使用的硬體設備為數位錄影機(Digital Video Recorder;DVR)與網路數位錄影機(Network DVR;NVR),主要用途為錄影與存放檔案。
NVR可說是DVR升級版,因為具備網路功能,可以直接與IP攝影機串連,至於DVR則分成單機式與PC-Based 2種,單機式DVR外觀如同早期的VCR,屬於封閉式系統,可串連攝影機數量有限,功能雖然較為簡單,但具備價格低廉且穩定性高的優勢。
PC-Based DVR又可粗略分成一般PC與工業電腦二種架構,兩者皆是在電腦內加裝影像擷取卡進行錄製或儲存影像等動作,由於一般PC遇到惡劣環境或長時間運作情形,容易出現當機或損壞狀況,不適合運用在注重穩定的工廠中,故IPC架構DVR較受到製造業者青睞。
此外PC-Based DVR也具有彈性優勢,由於系統架構在PC環境下,不僅操作介面較友善,還能透過軟體(如:影像自動辨識、檔案分類管理等)設計不同功能與應用,創造監控以外附加價值,以影像自動辨識軟體為例,當螢幕上同時呈現多個監視畫面,單憑肉眼很難在瞬間判斷是否有異常狀況,若使用影像自動辨識軟體先過濾出可疑畫面,再由監控人員判斷該如何處理,就能強化安全保障。
使用DVR專屬硬碟強化儲存穩定性
在DVR之外,順帶要探討的是儲存設備穩定性問題,DVR內用來存放監視影像的設備通常是硬碟,其目的主要為不安全事故發生時,提供相關人員做為調查、舉證之用,存放期間多半為1到2個月,因此儲存設備穩定與否變得相當重要。
![圖3 : 在安裝攝影機時,必需依據監控點環境特性做選擇,可從攝影機的外觀與功能來考量。](/art/2015/08/271019559940/p3S.JPG)
圖3 : 在安裝攝影機時,必需依據監控點環境特性做選擇,可從攝影機的外觀與功能來考量。 |
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目前硬碟廠商都已針對DVR開發出專屬硬碟,其特色為可長時間運作、低耗電與低壞軌率,一般硬碟測試環境為1天8小時、1週使用5天,而DVR專業型硬碟則是1天24小時、1年365天的工作環境,兩者在設計階段就有顯著差異,反應在成本上自然高低有別,製造業者若因預算考量而選擇一般型硬碟,就得承擔硬碟壽命短縮及無預警損壞的風險。
製造業導入視訊監控系統為時已久,生產現場所使用的監視設備以類比攝影機為主,在既有設備未損壞情況下,不可能立即更換成IP攝影機,因此多採用數位、類比混合應用模式。
由於製造業導入視訊監控系統為時已久,生產現場所使用的監視設備以類比攝影機為主,在既有設備未損壞情況下,不可能立即更換成IP攝影機,因此多採用數位、類比混合應用模式,其整合方案分成以下三種:
第1是單單更換儲存設備,也就是用DVR取代VCR,統籌管理前端類比攝影機影像,但因為DVR可串連的頻道數有限、擴充不易,所以此方案僅適合監控範圍小、攝影機需求數不多、遠端監看需求低的場所。
第2則是兼顧類比與IP攝影機的解決方案,經由影音伺服器匯集類比攝影機影像,再由影音伺服器轉換成數位格式,並上傳至NVR主機存放,至於IP攝影機因為具備連網功能,可以跳過影音伺服器,直接連線至NVR主機。至於第三種使用的儲存設備為Hybrid DVR,將類比與IP攝影機訊號同時匯集至Hybrid DVR,管理者則透過網路遠端監看與備份。
台灣以OEM代工業務起家,硬體製造技術舉世聞名,近年來有越來越多業者挾豐富經驗轉向ODM發展,無論在品質、規格及設計能力上,早就不亞於全球大廠,但受到品牌迷思限制,台灣硬體廠商要擴大內需市場並不容易,反而在國際市場上才能展露頭角,因此,製造業者在採購硬體設備時,除了考量穩定性與成本外,還要小心避免自身落入品牌框架的思考邏輯中,才能選擇到最符合需求的產品。
刊頭(Source: Coreveillance)