Интегрирование оборудования в систему автоматизации и визуализации «Control4»

Информатизация общества — неотъемлемая часть жизни современного человечества. За счёт повышения эффективности использования уже имеющихся знаний, уровень жизни с каждым годом растет в геометрической прогрессии. Однако, информатизация и повсеместное использование сети «Интернет» несет в себе не только удобство и комфорт, но и незащищенность данных и частной информации.

Одним из самых безопасных вариантов современного человеческого жилища — автоматическая централизованная система управления, более известная как «умный дом». В частности, к безопасности «умного дома» относится система видеонаблюдения помещения как снаружи, так и внутри.

Если рассматривать на примере, то одной из самых популярных систем автоматизации «умного дома» в России является Control4. Взяв эту сеть систем за основу, можно настроить в ней удобное автоматизированное управление сторонним оборудованием.

Для интегрирования системы видеонаблюдения в Control4 необходимо выбрать непосредственно эту систему. Рассмотрим существующие аналоги в таблице 1.

Обе компании являются российскими и предоставляют довольно широкий спектр оборудования.

ViGUARD является системой отдельных камер и не имеют возможности прямого подключение к видеорегистратору.

Trassir является готовой системой видеонаблюдения со своими серверами и базами данных.

Основной недостаток обеих популярных готовых объединенных систем видеонаблюдения — невозможность подстроить функционал непосредственно под пользователя, а также не готовность этих систем корректно взаимодействовать с оборудованием различных производителей. Это существенная проблема с учетом современных реалий.

Таблица 1 — Достоинства и недостатки систем-аналогов

	Система-аналог		Trassir
Достоинства		Недостатки
• •	Trassir является готовой объединённой системой; Trassir является сертифицированным продуктом на территории Российской Федерации.	• • • •	Trassir является полностью платной системой и все функции до подключения платных подписок ограничены; невозможность собрать систему видеонаблюдения из компонентов разных производителей; не умеет работать и подключаться к системе автоматизации Control4; не имеет возможность редактирования кода и переписывания команд у оборудования.
	Система-аналог —		ViGUARD
Достоинства		Недостатки
•	ViGUARD удобен в домашнем использовании, так как wifi камеры имеют возможность подключения напрямую и не требуют видеорегистратора.	• • •	невозможность собрать систему видеонаблюдения из компонентов разных производителей; не умеет работать и подключаться к системе автоматизации Control4; не имеет возможность редактирования кода и переписывания команд у оборудования.

Таким образом, возникает необходимость в разработке собственной системы видеонаблюдения для «умного дома» с возможностью интеграции в систему автоматизации и визуализации Control4, в которой будет возможность объединение системы с оборудованием разных производителей.

Для начала рассмотрим основной бизнес-процесс взаимодействия пользователя с системой в нотации BPMN 2.0 на рисунке 1. После попытки пользователя подключиться к системе система проверяет связь с сервером видеонаблюдения. В случае успешного подключения, система подключается и запускает интерфейс управления. В случае отсутствия подключения выводит ошибку на экран и предлагает пользователю подключиться заново. Если пользователь решает повторить подключение, то весь процесс проверки проходит заново, в противном случае процесс завершается.

Рисунок 1 — BPMN-модель взаимодействия пользователя с приложением

Далее происходят процессы взаимодействия с системой видеонаблюдения: просмотр камер видеонаблюдения, выбор камеры, управление камерой, просмотр записей, редактирование записей.

В случае просмотра камер видеонаблюдения, в различных маленьких окнах пользователю предоставляется картинка в режиме реального времени.

Пользователь может выбрать одну из предлагаемых камер и развернуть изображение на весь экран.

Во время просмотра определённой камеры, пользователю предоставляется доступ на управление камерой по средствам запрограммированных сенсорных клавиш.

В случае просмотра видеозаписей, все видеозаписи берутся с БД сервера видеонаблюдения.

Выбрав одну из записей, пользователю предоставляется возможность редактирования, просмотра и перемотки, а также удаления данной видеозаписи.

Следующим шагом можно выделить определение функциональных, нефункциональных и пользовательский требований.

Таким образом, к функциональным требованиям относятся:

• •    просмотр камер в реальном времени;

• •    просмотр записей с базы данных;

• •    управление камерами посредствам панели или приложения;

• •    проверка подключения к системе видеонаблюдения;

• •    возможность редактирования файлов в базе данных;

• •    удалённый доступ к серверу видеонаблюдения.

К нефункциональным требованиям относятся:

• •    удобный простой интерфейс;

• •    бесперебойная работа сервера и его доступность;

• •    возможность подключения к системе по средствам сети Интернет;

• •    отказоустойчивость при ошибках в работе;

• •    мощный сервер для потокового сохранения записей в базу данных.

Пользовательскими требованиями будут:

• •    авторизация в системе;

• •    просмотр камер в реальном времени;

• •    просмотр записей с камер видеонаблюдения;

• •    редактирование записей в базе данных;

• •    управление камерами видеонаблюдения;

• •    возможность подключения к системе в любой промежуток времени.

Для обеспечения информационной безопасности необходимо разграничить права доступа по ролям. Для этого составим матрицу доступа.

В системе предполагается наличие трёх ролей:

• 1.    Пользователь.

• 2.    Система.

• 3.    Разработчик.

Матрица доступа отображена в таблице 2. В каждом поле будет указываться набор букв, который будет обозначать доступность функционала для каждой роли. В качестве сокращений будут использованы следующие буквы:

— R — чтение;

— C — изменение;

— D — удаление;

— M — управление.

Таблица 2 — Матрица доступа

Субъекты доступа	Просмотр камер	Просмотр записей	База данных
Пользователь	R, M	R, C, D	R, C, D
Система	R, M	R, C, D, M	R, C, D, M
Разработчик	R, M	R, C, D, M	R, C, D, M

Рассмотрим путь пользователя на рисунке 2. После запуска интерфейса можно выбрать переход к окну системы безопасности, выбору окна сетевого хранилища или другим интерфейсам, не отраженным на диаграмме, так как не имеют отношения к разработке системы подключения к стороннему оборудованию для настройки и использования видеонаблюдения.

Далее пользователь выбирает интересующие его функции — «Выбор окна системы безопасности», «Просмотр всех камер в прямом эфире», «Выбор камеры», «Управление камерой» или «Выбор окна сетевого хранилища», «Просмотр существующих записей», «Редактирование записей (Архивирование\Удаление).

Рисунок 2 — Путь пользователя

Финальным шагом перед интеграцией стороннего оборудования в систему автоматизации и визуализации является проведение программы и методики испытаний.

Целью испытаний является определение функциональной работоспособности системы.

Система должна выполнять все представленные требованиями функции.

Для проведения испытаний системы предоставляются следующие документы — техническое задание и руководство пользователя.

Было выбрано ручное тестирование в качестве способа проверки функционала.

В перечень программных компонентов, предоставленных для испытаний, входят:

• —    панель управления Control4;

• —    серверная часть.

На панели управления Control4 будет проверен следующий функционал:

• —    подключение к системе видеонаблюдения;

• —    отображение камер видеонаблюдения в реальном времени.

• —    просмотр и удаление записей с базы данных;

• —    управление камерами видеонаблюдения.

В серверной части должны быть проверены следующие функции:

• —    запись, чтение и удаление данных;

• —    обработка и сжатие записей.

Для проверки мощностей системы будет проведено тестирование производительности:

• —    стресс-тестирование;

• —    тестирование стабильности.

В стресс-тестировании будет проверена максимальная возможная нагрузка, чтобы выяснить ограничения системы по сравнению с обычной нагрузкой.

С помощью тестирования стабильности будет проверена отказоустойчивость на протяжении нескольких часов под разной нагрузкой.

В дальнейшем, после интеграции стороннего оборудования в систему автоматизации и визуализации Control4 возможны следующие варианты развития системы:

• •    увеличение количества регистраторов, видеокамер и хранилищ;

• •    синхронизация с приложением через мобильное устройство;

• •    объединение с большим количеством сценариев и датчиков.