sistema computacional de alarme e vigilância via ip

83 Pages·2008·0.86 MB·Portuguese

CENTRO UNIVERSITÁRIO POSITIVO
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO

SISTEMA COMPUTACIONAL DE ALARME E VIGILÂNCIA VIA
IP

Paulo Roberto Gardini Miguel

Monografia apresentada à disciplina de Projeto Final como requisito parcial à conclusão do
Curso de Engenharia da Computação, orientada pelo Prof. Alessandro Brawerman.

UNICENP/NCET
Curitiba
2007
TERMO DE APROVAÇÃO

Paulo Roberto Gardini Miguel

Sistema Computacional de Alarme e Vigilância via IP

Monografia aprovada como requisito parcial à conclusão do curso de Engenharia da Computação
do Centro Universitário Positivo, pela seguinte banca examinadora:

Prof. Alessandro Brawerman (Orientador)

Prof. Valfredo Pilla Jr.

Prof. Alessandro Zimmer

Curitiba, 15 de Dezembro de 2007.
2
Agradecimentos

Agradeço ao Centro Universitário Positivo – Unicenp, por disponibilizar todos os recursos
necessários para realização deste projeto, a todos os professores do curso de Engenharia da
Computação, pela dedicação em passar todo o conhecimento necessário para a conclusão do curso,
e ao meu orientador, Alessandro Brawerman, pela proposta e por todo o apoio prestado em várias
etapas do desenvolvimento do projeto.

Agradeço meus companheiros de classe Paulo Alves, Lucas Kalache, André Pepino e Eduardo
Straube que foram grandes amigos não apenas nos momentos de alegria, como também nos
momentos de dificuldade, que não foram poucos. Sem eles, não teria obtido sucesso.

Agradeço a Andressa Furquim, que, mesmo entendendo pouco dos conhecimentos aplicados no
projeto, fez o máximo possível para ajudar, sendo companheira desde a escolha até a conclusão do
projeto. Sem ela este projeto não seria uma realidade.

Agradeço aos meus amigos Carlos Eduardo Prim e Conrado Bianchi Neto pelo apoio desde o
primeiro até o último ano de faculdade.

E agradeço principalmente aos meus pais, Luiz Afonso Miguel e Maria Sirley Gardini Miguel, por
tornarem o sonho de concluir o curso de Engenharia da Computação possível, prestando apoio
moral, financeiro e afetivo, desde o início até a conclusão da graduação.
3
Resumo

O projeto consiste em um sistema de vigilância para ambientes interno e/ou externo com
comunicação via Internet Protocol (IP). O sistema é composto por uma câmera de vigilância, um
motor que movimenta a câmera conforme comandos do usuário, um servidor que envia a imagem
fornecida pela câmera ao usuário e um módulo de comunicação que faz a comunicação direta entre
usuário e motor via rede.
A câmera é acoplada em um sistema rotatório (motor), que se movimenta no eixo horizontal
e, se colocada em um ponto estratégico, dá ao usuário uma visão completa do ambiente vigiado.
A conexão com a câmera é gerenciada via aplicação Java. O usuário pode carregar a
aplicação em seu computador, por meio de um website, possibilitando acompanhar a movimentação
em sua residência ou estabelecimento, de qualquer parte do mundo, desde que possua acesso à
Internet.
Também, por meio dessa interface Web, o usuário pode carregar o software de controle do
motor que movimenta a câmera. Neste software, o usuário acessa o motor diretamente, num
endereço IP pré-determinado, podendo assim ter melhor visão do que acontece em seu
estabelecimento.
O sistema pode ser vendido tanto para empresas de monitoramento, para que seja prestado
um serviço mais eficaz, quanto para clientes que desejam realizar seu próprio serviço de segurança.
Para essa possível comercialização do produto, um conjunto de câmeras e sensores pode ser ligado
a uma central que gerencie todo o sistema, conforme a necessidade do cliente.
Esse projeto é parte integrante de um projeto maior chamado “Casa do Futuro”, podendo
futuramente ser integrado às demais partes (Climatização, Firewall, Controle de Acesso, Controle
de Eletrodomésticos).

Palavras chave:
Monitoramento, Remoto, IP, Câmera.

4
ALARM AND MONITORING COMPUTATIONAL SYSTEM BY IP

ABSTRACT

The project consists of a system that monitores environments for internal and / or external
communication with the Internet Protocol (IP). The system consists in a surveillance camera, an
engine that moves the camera as the user commands, a server that sends the image provided by the
camera to the user and a module for communication between the user and the engine.
The camera is coupled in a rotating system (stepper-motor), which moves in the horizontal
axis, and if placed in a strategic point, provides a full picture of the monitored environment.
The connection with the camera is managed by Java application. The user can download the
application on his/her computer, through a web site, which monitor the drive in his/her residence or
establishment, anywhere in the world, provided they have access to the Internet.
Also, through the Web interface, the user can load the software to control the engine that
moves the camera. With this software the user accesses the engine directly, with a pre-determined
IP address and can, thus have better vision of what happens in his/her establishment or residence.
The system can be sold for both companies tracking, to provide a service more effective, as
for customers who want to conduct their own security service. For this possible marketing of the
product, a set of cameras and sensors can be connected to a central system to manage the system, as
the need of the customer.
This project is part of a larger project called "Home of the Future", and may, in future, be
integrated to the other parties (Temp. Control, Firewall, Access Control, Control Appliances).

Key words:

Monitoring, Remote, IP, Câmera.
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Sumário

LISTA DE FIGURAS.................................................................................................................................................8
LISTA DE TABELAS................................................................................................................................................9
LISTA DE SIGLAS..................................................................................................................................................10
LISTA DE SÍMBOLOS............................................................................................................................................11
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................................12
1.1. MOTIVAÇÃO................................................................................................................................................12
1.2. DEFINIÇÃO DO TRABALHO...........................................................................................................................13
1.3. DESCRIÇÃO DAS PRINCIPAIS FUNCIONALIDADES..........................................................................................13
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...................................................................................................................15
2.1. MOTOR DE PASSO........................................................................................................................................15
Estrutura.............................................................................................................................................................15
Funcionamento....................................................................................................................................................16
Motor de Passo Bipolar......................................................................................................................................17
2.2. JAVA............................................................................................................................................................17
2.3. COMUNICAÇÃO SOCKET..............................................................................................................................18
2.4. STREAMING..................................................................................................................................................19
Programas que utilizam o Streaming..................................................................................................................19
Funcionamento do Streaming.............................................................................................................................19
Servidores Streaming..........................................................................................................................................20
3. TRABALHOS RELACIONADOS..................................................................................................................21
3.1. MOVCAM.....................................................................................................................................................21
3.2. CÂMERA PAN-TILT......................................................................................................................................21
4. ESPECIFICAÇÃO DE HARDWARE............................................................................................................22
4.1. CÂMERA DE VIGILÂNCIA..............................................................................................................................23
4.2. MOTOR DE PASSO........................................................................................................................................23
4.3. UNIDADE DE CONTROLE..............................................................................................................................24
4.4. MÓDULO DE COMUNICAÇÃO........................................................................................................................26
5. ESPECIFICAÇÃO DE SOFTWARE.............................................................................................................28
5.1. SOFTWARE DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DO VÍDEO..................................................................................28
5.2. SOFTWARE DE CONTROLE............................................................................................................................30
Comunicação......................................................................................................................................................30
Comandos de movimentação...............................................................................................................................31
Funcionalidades..................................................................................................................................................32
5.3. SOFTWARE DO MICROCONTROLADOR..........................................................................................................32
6. DESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO..........................................................................................34
6.1. HARDWARE..................................................................................................................................................34
Driver para o Motor de Passo............................................................................................................................34
Rotina de lógica do Motor de passo..................................................................................................................................36
Rotina de comunicação Serial..........................................................................................................................................36
MAX232..............................................................................................................................................................38
Unidade de Controle...........................................................................................................................................39
Placa de circuito padrão.....................................................................................................................................40
6.2. SOFTWARE...................................................................................................................................................41
Software de streaming.........................................................................................................................................41
Software de Controle da Movimentação.............................................................................................................43
7. VALIDAÇÃO E RESULTADOS....................................................................................................................45
7.1. CONEXÃO DO MICROPROCESSADOR COM O MOTOR DE PASSO....................................................................45
6
7.2. LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO PARA O STREAMING...................................................................................46
7.3. CÂMERA......................................................................................................................................................47
7.4. COMUNICAÇÃO ENTRE MICROCONTROLADOR E SOFTWARE DE CONTROLE..................................................47
7.5. TEMPO DE RESPOSTA DO MÓDULO DE MONITORAMENTO...........................................................................48
7.6. RESULTADOS FINAIS....................................................................................................................................48
8. CONCLUSÃO...................................................................................................................................................50
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................................51
10. ANEXOS........................................................................................................................................................53
10.1. CRONOGRAMA.........................................................................................................................................53
10.2. ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICO....................................................................................54
10.3. ARTIGO....................................................................................................................................................58
10.4. MANUAL..................................................................................................................................................61

7
Lista de Figuras

FIGURA 1: UM PULSO CORRESPONDE A UM PASSO........................................................................................................15
FIGURA 2: VÁRIOS PULSOS EQUIVALEM A VÁRIOS PASSOS...........................................................................................15
FIGURA 3: ESTRUTURA INTERNA DE UM MOTOR DE PASSO...........................................................................................16
FIGURA 4: COMPARAÇÃO ENTRE “FULL-STEP” E “HALF-STEP”...................................................................................17
FIGURA 5: MOTOR DE PASSO BIPOLAR E SEUS ENROLAMENTOS..................................................................................17
FIGURA 6: ESQUEMA DE COMUNICAÇÃO COM SOCKET.................................................................................................18
FIGURA 7: DIAGRAMA EM BLOCOS DO MÓDULO DE MONITORAMENTO.......................................................................22
FIGURA 8: DIAGRAMA EM BLOCOS DA COMUNICAÇÃO ENTRE USUÁRIO E CÂMERA.....................................................23
FIGURA 9: MOVIMENTO DA CÂMERA BASEADO NO MOTOR DE PASSO..........................................................................23
FIGURA 10: LÓGICA DO MOTOR DE PASSO (PASSO-COMPLETO)..................................................................................24
FIGURA 11: DIAGRAMA EM BLOCOS DO SISTEMA PARCIAL COM ÊNFASE NA UNIDADE DE CONTROLE.........................25
FIGURA 12: DIAGRAMA EM BLOCOS DA COMUNICAÇÃO ENTRE MÓDULO DE COMUNICAÇÃO E MICROCONTROLADOR.26
FIGURA 13: TRANSPORT PLATINUM TP200B...............................................................................................................27
FIGURA 14: DIAGRAMA EM BLOCOS GERAL DO SOFTWARE DO PROJETO.....................................................................28
FIGURA 15: JANELA DO ENDEREÇO IP..........................................................................................................................29
FIGURA 16: JANELA DO NÚMERO DA PORTA................................................................................................................29
FIGURA 17: JANELA DA APRESENTAÇÃO DO VÍDEO EM TEMPO REAL............................................................................29
FIGURA 18: JANELA DE ENDEREÇO IP..........................................................................................................................31
FIGURA 19: SOFTWARE DE CONTROLE DE MOVIMENTAÇÃO........................................................................................32
FIGURA 20: ESQUEMÁTICO DO DRIVER DO MOTOR DE PASSO........................................................................................35
FIGURA 21: TRECHO DA ROTINA DE LÓGICA DO MOTOR DE PASSO...............................................................................36
FIGURA 22: TRECHO DA ROTINA DA INTERRUPÇÃO SERIAL DO PIC16F917.................................................................37
FIGURA 23: TRECHO DA TABELA ASCII......................................................................................................................38
FIGURA 24: ESQUEMÁTICO DO CIRCUITO DO MAX232...............................................................................................39
FIGURA 25: ESQUEMÁTICO DA UNIDADE DE CONTROLE..............................................................................................40
FIGURA 26: FOTO DA COM A UNIDADE DE CONTROLE E O DRIVER DO MOTOR.............................................................41
FIGURA 27: TRECHO DE CÓDIGO DO PLAYERRECEIVER...............................................................................................42
FIGURA 28: TRECHO DE CÓDIGO DO STREAMSEND......................................................................................................43
FIGURA 29: TRECHO DE CÓDIGO DE SOFTWARE DE CONTROLE...................................................................................44
FIGURA 30: FOTO DO MOTOR DE PASSO BIPOLAR UTILIZADO NO PROJETO E SEU CONECTOR (4 FIOS)...........................45
FIGURA 31: CIRCUITO COM PONTE-H..........................................................................................................................46

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Lista de Tabelas

TABELA 1: SEQÜÊNCIA DE COMUNICAÇÃO SOCKET ENTRE CLIENTE E SERVIDOR.........................................................18
TABELA 2: CRONOGRAMA DO PROJETO.......................................................................................................................53
TABELA 3: TABELA DE INSUMOS.................................................................................................................................54
TABELA 4: INSUMOS UTILIZADOS NA IMPLEMENTAÇÃO DO PROJETO...........................................................................55
TABELA 5: MÃO-DE-OBRA E ENCARGOS SOCIAIS........................................................................................................56
TABELA 6: IMPOSTOS...................................................................................................................................................56

9
Lista de Siglas

IP – Internet Protocol.
TCP - Transmission Control Protocol.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
PWM - Pulse-width modulation.
PC – Personal Computer.
A/D – Analógico/Digital.
ASCII - American Standard Code for Information Interchange
API - Application Programming Interface

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