Автоматизация ворот коттеджного поселка «Северная Гардарика»

April 11, 2023

В коттеджном поселке «Северная Гардарика» была внедрена умная система контроля и управления доступом (СКУД) на базе BARY. Система позволяет автоматизировать ворота и шлагбаумы с распознаванием автомобильных номеров. Главная особенность — все вычисления происходят локально, без облачных сервисов.

Автоматические ворота с распознаванием номеров

Шлагбаум с установленными камерами

Автоматика пропускает автомобили только из белого списка

Возможности для жильцов

В рамках автоматизации жители поселка через приложение могут управлять доступом на территорию:

1. Управление списком автомобилей

Жильцы могут редактировать список допущенных автомобилей и создавать временные пропуска для гостей с указанием срока действия. Временные пропуски автоматически удаляются после истечения срока.

2. Ручное управление воротами

Открывать и закрывать ворота можно с помощью смартфонов. Это по-настоящему умное управление:

  • Если в зоне ворот находятся машины или люди, закрытие не произойдет
  • Если ворота уже открыты, команда «открыть» будет проигнорирована системой
  • Умная защита предотвращает конфликтные команды

3. Журнал событий

В приложении доступен полный журнал проездов:

  • Номер автомобиля
  • Время проезда
  • Статус (разрешен/запрещен) с цветовой индикацией
  • Снимки с камер
  • Направление (въезд/выезд)

Система фиксирует все проезжающие автомобили, включая те, которых нет в белом списке.

4. Видеонаблюдение

Жильцы могут следить за происходящим на КПП с помощью камер видеонаблюдения в режиме реального времени. Доступны прямые трансляции с камер въезда и выезда.

5. Интеграция с умным домом

Жители поселка, установившие умный дом BARY, могут управлять воротами с помощью Siri через CarPlay, а также интегрировать систему с другими устройствами в доме.

Каждый житель видит только свои события и может управлять только своим списком автомобилей благодаря системе разграничения прав доступа.

Техническая реализация

Проблема облачных решений

Большинство систем распознавания номеров на рынке требуют подключения к облаку — удаленному серверу, который выполняет вычисления. Картинка передается на сервер, он распознает номер и принимает решение: пустить или нет.

Недостатки облачных решений:

  • Зависимость от интернет-соединения
  • Задержки при обработке
  • Ежемесячная плата за облачный сервис
  • Вопросы конфиденциальности данных
  • Невозможность работы при отключении интернета

BARY решает эти проблемы благодаря локальному AI-распознаванию на базе специализированного процессора с нейронным ускорителем.

Аппаратная часть

Вычислительный модуль:

BARY СКУД устанавливается на микрокомпьютер Khadas VIM3 Pro на чипе Amlogic A311D. Такое решение выбрано не случайно — он оптимизирован под нейронные вычисления:

  • 4 ядра Arm Cortex-A73 + 2 ядра Cortex-A53
  • NPU (нейронный процессор) производительностью 5,0 TOPS
  • Поддержка TensorFlow, Caffe и других фреймворков глубокого обучения
  • Достаточная мощность для распознавания номеров в реальном времени

Одноплатный компьютер Khadas VIM3 Pro

Камеры:

В качестве камер использовали Reolink, поскольку они:

  • Могут фиксировать движение через API
  • Отдают текущий кадр в виде картинки
  • Не требуют конвертации видеопотока (что существенно экономит ресурсы)

Модули управления:

В качестве исполнительных устройств используется реле WBIO-DO-R10R-4, которое идеально подходит для управления воротами благодаря наличию сдвоенных реле, в которых единовременно замкнут только 1 выход — на открытие или закрытие.

Контроль состояния:

В качестве устройства контроля за положением ворот используется WB-MAP3EV, который подключен напрямую на выход питания двигателя. Он измеряет напряжение на обмотках электродвигателя и определяет направление движения.

Если есть возможность подключиться к концевикам, можно использовать WBIO-DI-WD14.

Безопасность:

На воротах установлены фотоэлементы с обеих сторон, чтобы не допустить застревания автомобиля на переезде. Они также подключены через WBIO-DI-WD14.

Щит автоматизации с модулями Wiren Board и Khadas VIM3 Pro

Программная часть

Сам модуль СКУД конфигурируется довольно просто без программирования:

Плагин Reolink:

  • Активируются опции по сохранению картинок с заданной периодичностью
  • Сохранение только при обнаружении движения
  • Указываются отдельные папки для каждой камеры (въезд/выезд)

Плагин СКУД:

  • Указываются те же папки для каждой камеры
  • Назначаются камеры для создания событий
  • Настраиваются исполнительные устройства (реле)
  • Настраиваются контролирующие устройства (датчики состояния)

Если объект предполагает наличие пультов управления вахтера, перемычка для его активации подключается к реле, а само реле указывается в настройках. Некоторые контроллеры имеют переключатель, позволяющий блокировать любые команды, когда команда уже выполняется (в этом случае блокировка пульта не требуется).

Никакие правила автоматизации создавать не нужно — СКУД управляет воротами автоматически.

Алгоритм работы

Обнаружение движения:

Обе камеры дважды в секунду опрашиваются на наличие движения. Если движение обнаружено, плагин начинает с интервалом в секунду сохранять текущую картинку с камеры. Картинки могут обрезаться по заданной области (ROI).

Распознавание номера:

Плагин СКУД постоянно анализирует содержимое папок с картинками. При обнаружении новых изображений запускается нейронная сеть, которая распознает переданные ей картинки. Результат обработки передается в плагин СКУД, который проверяет наличие автомобиля в белом списке.

Открытие ворот:

Если автомобиль из белого списка обнаружен:

  1. Пульт управления вахтера блокируется (если необходимо)
  2. Ворота открываются
  3. Если ворота начали открываться под внешним воздействием (например, с ПДУ до его блокировки), повторно команда не отправляется
  4. Если ворота были в процессе закрытия, команда на закрытие отменяется и ворота открываются

Закрытие ворот:

После того как автомобиль проедет, СКУД анализирует наличие движения на любой из камер, и если его нет — закрывает ворота. Также можно подключить фотоэлементы к WBIO-DI-WD14 и закрывать ворота автоматически после их срабатывания по таймауту.

Журналирование:

Факт проезда автомобиля добавляется в журнал событий, в котором цветом показывается, есть ли автомобиль в белом списке. Фиксируется номер и сохраняются кадры с камеры.

Все обработанные изображения могут перемещаться в архив с изменением разрешения для экономии места.

Преимущества решения

Автономность:

  • Работа без интернета
  • Нет зависимости от облачных сервисов
  • Нет ежемесячных платежей

Производительность:

  • Распознавание в реальном времени
  • Минимальная задержка открытия ворот
  • Специализированный NPU для AI-вычислений

Безопасность:

  • Данные хранятся локально
  • Защита фотоэлементами от застревания
  • Блокировка конфликтных команд

Гибкость:

  • Временные пропуски для гостей
  • Управление через смартфон
  • Журнал всех событий
  • Настройка прав доступа

Интеграция:

  • Единая система с остальной автоматикой дома
  • Интеграция с видеонаблюдением
  • Управление через Apple HomeKit/Алису

Итог: Проект в коттеджном поселке «Северная Гардарика» показал, что BARY СКУД — это полноценная система контроля доступа с AI-распознаванием номеров, которая работает автономно, быстро и не требует облачных сервисов. Система идеально подходит для коттеджных поселков, офисных центров, парковок и производственных территорий.