Princip činnosti a typy IP kamer

V dnešním světě je těžké si představit komplexní zabezpečení bez nahrávání videa. Pozorování pomocí high-tech prostředků se používá ve všech oblastech lidské činnosti:

• Veřejný pořádek – instalace video zařízení na všech přeplněných místech.
• Prosazování práva – použití ovládání videa pro veřejné účely.
• Firemní bezpečnost – zajištění souladu s normami ochrany práce, požární bezpečnosti a bezpečnosti majetku.
• Soukromý pozemek – ostraha domu, chaty nebo bytu.
• Video dohled pro děti a seniory.

Technické vybavení obytné nebo průmyslové budovy, stejně jako vnější území s video monitorovacími systémy, se provádí s ohledem na bezpečnostní požadavky, fyzické vlastnosti chráněného objektu a finanční možnosti zákazníka. Také bychom neměli zapomínat na požadavky ruské legislativy.

Klasifikace

Pro usnadnění výběru video zařízení, které je ve všech ohledech vhodné pro konkrétního spotřebitele, byl vyvinut klasifikační systém. Představuje vstupní data a požadavky, které charakterizují hlavní typy bezpečnostního video dohledu.

Činnost analogových a digitálních video monitorovacích struktur se provádí podle obecného principu. Signál z videokamery je přenášen pro synchronizaci, zpracování, záznam a v případě potřeby archivaci. Probíhá přenos třemi způsoby: drátovým, bezdrátovým a optickým.

Optická metoda přenosu obrazových dat se používá ve velkých podnicích, jejichž činnost přímo souvisí se zpracováním velkého množství technických informací. Vzhledem k drahému vybavení, instalaci a údržbě není vhodné tuto metodu používat pro běžné potřeby domácnosti.

Přenášený signál je zpracováván pomocí videorekordérů, speciálního serveru pro videodata nebo běžného PC s vestavěnou grafickou kartou. Signál je již odeslán na monitor ve formě obrazu.

Ve velkých podnicích sleduje video bezpečnostní důstojník, aby přijal včasná opatření k odstranění hrozby. Tam, kde není vyžadováno monitorování v reálném čase, je záznam archivován a lze si jej kdykoli prohlédnout.

CCTV kamery

Videokamera je hlavní součástí bezpečnostních opatření. Poskytuje konverzi optických dat na elektrický video signál. Přijímá veškeré informace o pozorovaném objektu. Kvalita konečného obrazu přímo závisí na technických vlastnostech videokamery.

Konstrukce zařízení je deska elektronických součástek, na které jsou umístěny: fotokonvertor, kondicionér video signálu, video zesilovač, systém úpravy signálu, napájecí zdroj a objektiv.

Princip činnosti analogových kamer

Přestože jsou analogové videokamery považovány za zastaralou technologii, jsou nadále oblíbené. Videozařízení, přizpůsobená moderním technickým požadavkům, mohou mít širokou škálu funkcí.

Analogová kamera funguje následovně:

1. Optické informace vstupující do čočky fotoaparátu jsou zesíleny fotocitlivou čočkou.
2. Zesílený signál vstupuje do matice CCD.
3. Světelný tok procházející matricí se převádí na elektrické impulsy.
4. Signál je přenášen přes síťové kabely do přijímacího zařízení.
5. Analogové zařízení přenáší všechny informace ve své původní podobě, bez binárního zpracování, na rozdíl od digitálních IP zařízení.

Analogové monitorovací kamery sdílejí pro ulice i interiéry.

Outdoorové kamery jsou vyráběny v zesíleném pouzdře pro ochranu před nepříznivými vnějšími faktory a vandalismem. Uvnitř skříně jsou moduly, které zajišťují nepřetržitý provoz ve venkovních podmínkách – čištění od nečistot a prachu, ventilační a topné systémy, ochrana před vlhkostí.

Přes vestavěná ochranná zařízení nevydrží analogová kamera dlouho, pokud je vystavena přímému slunečnímu záření.

Srážky také výrazně snižují životnost. Proto se doporučuje instalovat video bloky pod speciální přístřešky.

Vnitřní komory mají jednoduchý design a jsou instalovány pouze v místnostech s kladnými teplotami. Tvar může být kupolový, válcový a bezrámový. Ty jsou malé velikosti a jsou určeny pro skryté video sledování.

Výhody

Analogové kamery mají stále mnoho výhod:

• Rozpočtové náklady.
• Dostupnost instalace a konfigurace – nejsou vyžadovány žádné speciální znalosti nebo dovednosti.
• Dobrá kompatibilita s různými zařízeními.
• Poskytují dobrý obraz ve tmě.
• Servis a opravy jsou prováděny s minimálními náklady.

Omezení

• Není zde možnost změnit měřítko obrázku.
• Video signál není chráněn – není k dispozici žádná funkce kódování.
• Obraz je zašuměný.
• Nedostatek dalších možností – otočení kamery v požadovaném úhlu, pohybový senzor, vestavěný zvuk.

Populární značky a výrobci

Výrobci analogových videosystémů se postarali o propagaci svých produktů. Zlepšení technických parametrů bez navýšení nákladů – hlavní zásluha. Spolu s mezinárodními značkami Samsung, Bosch, Sony a Panasonic, fotoaparáty následujících značek jsou zaslouženě oblíbené: Alfa, Balter, Colarix, Covi Securiti, Green Vision, Tecsar. Prezentovaní výrobci úspěšně působí na trhu video zařízení již dlouhou dobu.

Jak funguje IP kamera

IP kamera je moderní zařízení, které kombinuje záznam videa, digitalizaci informací a přenos dat po kabelové nebo bezdrátové síti.

Princip fungování je následující:

1. Světelný tok dopadá na matrici CDD.
2. CCD matice převádí signál na elektrický.
3. Záznam videa zpracovává analogové informace a převádí je na digitální.
4. Kompresní jednotka provede potřebné formátování videa a připraví jej na síťový přenos.
5. CPU vysílá komprimovaný video signál.
6. Přenos videa probíhá přes internet.

Flash paměť a RAM umožňují ukládat zálohy, dodatečně ukládat video do vyrovnávací paměti a dočasně ukládat data.

IP sledovací zařízení může fungovat přes stávající místní síť – vhodné pro malé množství informací. Nebo prostřednictvím nově vytvořených internetových kanálů – je vhodné pro rozsáhlý bezpečnostní komplex, skládající se z 10 nebo více kamer. Široké připojení přes wi-fi a další bezdrátové sítě, včetně radioreléových kanálů (pro vzdálené video sledování vážných průmyslových a komerčních zařízení)

Výhody

• Video informace nevyžadují další zpracování.
• Připojení LAN poskytuje neomezenou vzdálenost.
• Nevyžaduje instalaci dalšího vybavení.
• Rozšíření systému bez vytváření spojovacích systémů – bezdrátová komunikace.
• Zobrazte informace na libovolném počítači s přístupem k internetu.
• Vysoce kvalitní HD obraz.
• Stabilní úroveň signálu, necitlivá na elektromagnetické rušení.

Omezení

• Vysoká kvalita obrazu vyžaduje velké interní flash disky pro ukládání a archivaci dat.
• Komprese video streamu vede ke zpoždění obrazu 2-3 sekundy.
• Závislost na internetové síti. Selhání připojení zastaví provoz video monitorovacího systému.
• Instalace softwaru, komplexní nastavení.
• Vysoké náklady na vybavení a údržbu.

Populární značky a výrobci

Vedoucími společnostmi v oblasti návrhu a implementace digitálních video monitorovacích systémů jsou společnosti – Honeywell Security (USA), Bosch Security Systems (Německo). Produkty jsou trvale oblíbené a velmi žádané.

Osvědčení jako spolehliví výrobci ip-video sledovacích systémů: Fermax, Vivotek, Yoko Technology, Kocom, Commax, Everfocus Electronics, Avtech, CNB Technology, Tamron (komerční a průmyslové), Axis Communications, Samsung Techwin, Hikvision Digital Technology. Všechny společnosti mají rozvinutou mezinárodní síť. V mnoha zemích jsou zastoupení. Tím je zajištěno poskytnutí oficiální záruky a dostupnost potřebných komponent.

Zbytečné zavádění nevyžadují takoví giganti výroby bezpečnostních systémů jako Panasonic и SONY. Japonské značky si po mnoho desetiletí drží přední pozice v hodnocení oblíbenosti. SONY dodává své senzory téměř všem výrobcům videokamer a Panasonic je velmi oblíbená značka v sektoru vysokorozpočtových bezpečnostních konceptů.

Užitečné videa

Podívejte se na video o tom, jak funguje CCTV kamera a jaký je princip fungování CCD matice (CCD).

Závěr

Úkoly, kterým čelí jakýkoli video monitorovací systém, jsou standardní:

• Monitorování v reálném čase;
• Vzdálené sledování videa;
• Práce s video soubory a archivy;
• Záznam obrazu při spuštění bezpečnostního poplachu a dalších senzorů.
• Spolehlivý výkon při různých úrovních osvětlení.

Z technického hlediska analogové i digitální komplexy plní své funkce podle zadaných parametrů. Volba uživatele závisí na cílech a účelech, kterých chce pomocí video dohledu dosáhnout. Různé moderní videosystémy umožňují vybrat si potřebný model, který plně odpovídá samostatné budově, kanceláři nebo domácnosti.

Materiál obsahuje informace o videokamerách, které jsou namontovány ve video monitorovacích systémech, jejich klasifikaci. Je popsán princip fungování IP a analogových kamer, jejich výhody a nevýhody, jsou uvedeny nejoblíbenější značky a důvody jejich poptávky.

Co je IP kamera

IP kamera je videokamera, která je schopna vysílat stream v digitálním datovém formátu. Má jednu důležitou vlastnost – můžete s ním pracovat přes internet pomocí IP protokolu. To znamená, že každá z kamer obdrží svou vlastní unikátní IP adresu na internetu.

Kamery, které nahrávají a vysílají video obsah, jsou vybaveny webovým serverem, rozhraním a prostředky přímé integrace s online prostředím. Informace jsou přenášeny prostřednictvím síťového protokolu OSI, obrázky si zachovávají formát od okamžiku, kdy jsou videa vytvořena v matici, dokud je příjemce nezobrazí na obrazovce, která se používá k příjmu a demonstraci – monitoru, obrazovce gadgetu. Obvykle je obsah před odesláním komprimován. Existuje technika, která to vysílá v původní podobě.

Jak funguje IP kamera, jak funguje

IP kamera se skládá z následujících komponent:

• Objektiv;
• Filtrační prvek;
• CDD matrice;
• Zařízení pro záznam videa;
• jednotka pro kompresi obrazu;
• IP server integrovaný do kamery a řídicího procesoru;
• RAM;
• Flash paměť;
• Rozhraní pro spárování sítě;
• Výstupní port pro video a audio data;
• Vstupy a výstupy pro výstrahy a alarmy.

Jako zařízení, které přijímá světelné vibrace, se používá matrice CDD. Navenek je vyroben ve formě desky, která má tvar obdélníku o rozměrech 3×4, který obsahuje mnoho buněk citlivých na světlo. Jejich počet přímo ovlivňuje kvalitu vysílaného obrazu, rozlišení IP kamery. CCD je zodpovědný za přeměnu světla, které na něj dopadá, na elektrické impulsy.

Zařízení pro zachycení videa převádí analogový elektrický signál, který přichází z matrice, na digitální. Proces probíhá ve třech fázích: čtení – vzorkování, kvantování – zesílení signálu, kódování.

Kompresní jednotka je zodpovědná za komprimaci zakódovaného signálu do jednoho z formátů za účelem jeho dalšího vysílání po síti. Tento proces probíhá buď v softwaru nebo v hardwaru. První možnost je levnější, ale méně efektivní.

Procesor je zodpovědný za výstup digitalizovaného a komprimovaného video signálu, řízení provozu integrovaného webového serveru a dalších programů používaných pro správu.

Přenos obrazu se provádí přes ethernetový port nebo další zařízení, které je připojeno k portu COM v sérii.

Flash paměť je určena pro ukládání uživatelských nastavení pro řídicí programy, vhodná jako záložní úložiště a pro dodatečné ukládání do vyrovnávací paměti videa.

RAM je určena pro dočasné ukládání informací, které se generují během provádění funkcí zabudovaných v řídicích programech.

Video dohled: k čemu slouží?

Za účelem sledování něčeho se kupují video monitorovací systémy nebo jednotlivé kamery. Existuje několik příkladů:

• Doma. Podívejte se, co dělá chůva, jestli děti dělají domácí úkoly, jak se cítí starší příbuzní, jestli do domu nevstoupili vetřelci nebo co dělají domácí mazlíčci.
• Ve dvoře, na parkovišti, u vchodu. Vidět, kdo nechává odpadky na schodišti, kdo píše nebo kreslí na stěny, kazí záhony, trávníky nebo zabírá špatné místo na parkovišti.
• V zemi. Chcete-li vidět, kdo ukradl palivové dříví, kdo zničil záhony, jak rostou rostliny, není čas přijít a něco udělat.
• V malém podniku. Například v kavárně, pizzerii, kadeřnictví. Kamera vám umožní vidět, v jakém okamžiku byla vyprázdněna pokladna, kam zmizely produkty, kdo se v noci zabývá nějakým zakázaným obchodem v kanceláři. Můžete uspořádat vysílání z kuchyně v kavárně, aby zákazníci viděli celý proces přípravy pokrmů.

To lze vidět online nebo zaznamenat, vše závisí na úkolech. Drahé a složité systémy mohou být vybaveny řízením přístupu, rozpoznáváním obličeje, analytickou jednotkou a dalšími.

Při výběru fotoaparátu se většinou hodnotí jeho technické vlastnosti a optimální pracovní podmínky.

Typy IP kamer

Kamery se dodávají v různých typech v závislosti na schopnosti měnit úhel sklonu.

Podle místa použití je obvyklé rozdělit kamery do několika typů:

• Venkovní, s ochranným obalem, antivandalovým nátěrem, osvětlením, topnými články;
• Vnitřní.

Datová komunikace, protokoly a sítě

Během provozu IP kamery se používá zásobník protokolu TCP / IP – jedná se o síťový model, který má čtyři úrovně předávání dat: aplikační, transportní, síťovou a síťovou úroveň přístupu.

Protokoly mohou být distribuovány podle úrovní:

• Aplikováno – FTP, RTSP, HTTP, DNS a další;
• Transport – UDP, TCP, DCCP, SCTP a další;
• Síť – IP (stejně jako některé pomocné protokoly, které se používají nad síťovým protokolem, ale patří do síťové vrstvy, ARP je nezávislý doplňkový protokol používaný nad kanálem).
• Vrstva síťového přístupu – IEEE11 WLAN, Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM a MPLS a další.

Transportní protokoly

TCP je protokol, který zaručeně doručuje datové pakety do cíle. Speciální příkazy vám umožňují vytvořit předběžné spojení, takže později můžete začít vysílat data v určitém pořadí. Protokol má mechanismy pro regulaci rychlosti přenosu tak, aby přenos dat probíhal tak intenzivně, jak je to dovoleno. Pokud se vyskytnou chyby, v případě ztráty paketu je odeslán duplikát a při doručení dvou stejných paketů adresátovi bude chyba opravena.

RTP je protokol používaný k online vysílání dat. Poskytuje synchronizaci dat a neustálou korekci sekvence při doručování paketů.

Protokol UDP se používá jako alternativa k TCP, ale nevyžaduje navázání předběžného spojení, okamžitě zahájí vysílání. Protokol nesleduje příjem dat, nevytváří duplikát, pokud dojde ke ztrátě nějakého paketu. Je mnohem rychlejší, ale málo spolehlivý.

Z hlediska přenosu u obchodníků a přenosové rychlosti jsou preferovány protokoly RTP nebo UDP, nicméně TCP je v problematických sítích považován za nepostradatelný, protože opravuje chyby a nutně opravuje poruchy.

Protokoly kompatibility

Zařízení od stejného výrobce jsou standardně kompatibilní. Pro dosažení kompatibility se zařízeními od některých jiných výrobců jsou k dispozici IP kamery s podporou aplikačních protokolů. Obvykle se jedná o RTSP a ONVIF.

RTSP je aplikační protokol, který slouží ke vzdálenému ovládání IP kamery, obsahuje popis příkazů pro řízení streamu. Předpokládá se, že k ovládání kamer bude použit server, který vysílá odpovídající příkazy. Neprovádí kompresi, neurčuje transportní tok, nemění pakety. Data jsou vysílána odděleně a požadavky RTSP jsou odděleny od streamu, existuje pro to speciální port.

ONVIF je moderní standard. Je navržen jako kombinace hotových protokolů a technologií, které jsou přizpůsobeny IP video dohledu.

Video dohled

Pro bezpečnostní opatření se hlavním zařízením stávají CCTV kamery. Poskytují konverzi optických dat na elektrické videosignály. Z něj jsou napájeny všechny údaje o objektu pozorování. Specifikace videokamery přímo ovlivňují kvalitu výsledného obrazu.

Zařízení má jednoduchou konstrukci, která se skládá z desky elektronických součástek a na ní jsou již umístěny: fotokonvertor, video zesilovač, kondicionér video signálu, napájecí zdroj, systém řízení signálu a čočka.