IFPR-Labtelecom: Monitor IPCAM

O Labtelecom desenvolveu  um sistema para câmeras IP (Monitor IPCAM) visando integrar diferentes dispositivos em um monitoramento centralizado. As câmeras IP tem sido amplamente utilizadas pois permitem aproveitar a infraestrutura de rede já existente, ou seja, é possível adicionar um câmera de segurança apenas com um cabo de rede ou até pela rede sem fio (WiFi). Esse dispositivo reduz a necessidade de cabeamento e dispositivos específicos, por exemplo DVR e por esse motivo apresentam um custo mais baixo. Contudo, cada fabricante tem um aplicativo específico com métodos de monitoramento, alarmes e armazenamento distintos. Logo, a integração e gerenciamento de diferentes câmeras pode apresentar uma certa complexidade. Nesse projeto um sistema desenvolvido em GNU/Linux permite essa integração utilizando ferramentas e protocolos específicos. Nas figuras de 1 a 4 são apresentadas as regiões de atuação de 4 câmeras de diferentes fabricantes.

 A região de atuação das outras câmeras não são apresentadas por questões de segurança evitando revelar pontos cegos e demais vulnerabilidades do ambiente . Além disso, as imagens em tempo real não são publicizadas devido ao direito de imagem, pois várias pessoas circulam diariamente em algumas regiões de monitoramento. O sistema atual realiza o monitoramento e gerenciamento de 9 câmeras conforme detalhado na lista abaixo.

1. Corredor - Fabricante: Apexis APM-J011 - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch gerenciável

2. Impressora 3D - Fabricante: Positivo YPY AB10d com Aplicativo IPWebcam - Conexão: WiFi (IEEE 802.11b/g)

3. Sala 301 - Fabricante:  Apexis APM-J011 - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch não gerenciável

4. Sala 303 - Fabricante: Shenzhen Eye Sight Modelo IP611  - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch gerenciável

5. Sala 303 ARDB - Fabricante:  Positivo YPY AB10d com Aplicativo IPWebcam - Conexão: WiFi (IEEE 802.11b/g)

6. Sala 305 - Fabricante:  Greatek Modelo SEGC1024D - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch gerenciável

7. Sala 307 - Fabricante:  TPLink Modelo NC200 - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch não gerenciável

8. Estação EW01 - Fabricante: Apexis APM-J011 - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch não gerenciável

9. Estação EW31 - Fabricante: Shenzhen Eye Sight Modelo IP611 - Conexão: cabo de rede categoria 5e em switch gerenciável

MONITORAMENTO COM O PROTOCOLO FTP: muitas câmeras IP permitem o envio de imagens quando ocorre um alarme por detecção de movimento. Nesse caso, foi configurado um servidor FTP para o upload de imagem desses dispositivos [1]. Cada câmera realiza o  envio de imagens para o sistema IPCAM em uma pasta específica dentro do servidor. No final do dia o servidor faz a verificação do tamanho da pasta armazenada com o comando du -sm. Por exemplo, para verificar a câmera de entrada do Labtelecom (Sala 303) é executado o seguinte comando:

cd /home/cluster; du -sm /home/telecom/CAM_303/ > Disk_CAM303_acc1.txt; Disk_CAM303_1=$(awk '{print $1} 'Disk_CAM303_acc1.txt); echo "$(date +%Y)/$(date +%m)/$(date +%d) $Disk_CAM303_1" >> Disk_CAM303_data.txt;

Com o comando acima também é armazenada a informação de data sendo possível gerar os resultados abaixo. Nesse caso, em dias com valores baixo (0, 1 e 2) foi verificado nas câmeras que não houve movimento no local. Valores maiores indicam que houve maior movimento na região de atuação da câmera.

MONITORAMENTO VIA REDE: algumas câmeras estão conectadas em interfaces de switches gerenciáveis. Nessa situação é possível monitorar a taxa de transmissão e consequentemente é possível detectar o instante que ocorreu alguma movimentação. A câmera da sala 303 apresenta um monitoramento por FTP com taxas de transmissão mais baixas na ordem de quilobits por segundo (kbps). Na sala 305 a câmera apresenta um monitoramento contínuo com o protocolo RTSP nessa situação as taxas de transmissão são mais elevadas na ordem de Megabits por segundo (Mbps).

MONITORAMENTO COM O PROTOCOLO RTSP: nessa técnica o sistema realiza uma conexão com a câmera e realiza a captura de quadros. O sistema não trabalha com a detecção por movimento, mas permite um armazenamento contínuo da informação. Com a integração com o software VLC é possível capturar imagens podendo ser controlada a resolução da imagem e a quantidade de quadros por segundo (fps). Logo abaixo é apresentada a rotina de captura para a câmera da sala 305.

vlc -V dummy --intf=dummy rtsp://192.168.1.1:554/ucast/11 --video-filter scene --no-audio --scene-path /home/cluster/CAM_305/ --scene-ratio=125 --scene-prefix sala305_$(date +%Y)$(date +%m)$(date +%d)_$(date +%H):$(date +%M)_ --scene-format jpeg --scene-width 800 --scene-height 600;

Uma outra possibilidade do sistema é a captura com o software ffmpeg. Logo abaixo é apresentada a rotina de captura para a câmera da sala 305.

ffmpeg -i http://admin:SENHA@192.168.1.225:8080/video -f image2 -s 640x480 -r 1 -vframes 12 /home/cluster/labtelecom_impressora3D/timelapse/flashforge_$(date +%d)$(date +%m)$(date +%Y)_$(date +%H)$(date +%M)_%02d.jpg; 

Com essa rotina é possível monitorar a fabricação de peças na impressora 3D utilizando no processamento a técnica de time-lapse conforme apresentado no vídeos:

As câmeras com protocolo FTP apresentam picos de transmissão no momento de detecção. Já as câmeras com RSTP ocorrem uma variação na taxa de transmissão porém não é possível determinar o momento exato de uma ocorrência. Por exemplo, na câmera da sala 305 a gravação de imagens é continua e quando a luz da sala é acionada a taxa apresenta valores maiores que 10 Mbps e permanece com esse padrão até ser desligada. Mas, não é possível localizar a ocorrência de algum evento, por exemplo quem passou por ali em um determinada instante. Neste caso, seria necessário avaliar toda a gravação diferentemente da técnica com FTP onde os picos de transmissão indicam algum evento que ocorreu naquele instante.

REGISTRO INPI: O IFPR recebeu do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi) o registro do sistema Monitor IPCAM em 22/08/2023.

REFERÊNCIAS:

[1] https://sites.google.com/a/ifpr.edu.br/gustavothl/extensao-desenvolvimento-e-pesquisa/proftpd