Что такое IP-камера: функции и разновидности

IP камера является лучшей альтернативой еще использующихся аналоговых устройств. Благодаря расширенным функциональным возможностям и множеству вариантов исполнения они приобрели широкую популярность среди граждан всех пластов населения. Устройства используются в качестве стационарных и мобильных средств контроля. Примером многофункциональности может быть то, что появилась возможность настроить таймер  для съемки или активировать функцию начала съемки по датчику движения. Современные системы видеонаблюдения с применением IP-камер стали лучше, доступнее и проще в настройке.

Виды IP-камер

Выбирая компоненты для построения надежной системы видеонаблюдения в частный дом, офис или промышленную зону, потребители столкнутся с большим выбором по разным признакам. Их следует разделять на категории, чтобы быстрее сориентироваться, какую же камеру необходимо приобрести для системы видео контроля. В продаже имеются айпи-камеры для видеонаблюдения следующих категорий:

  • по конструкции они могут быть статическими и поворотными, выбираются в зависимости от контролируемой обстановки;
  • по типу защиты от внешней среды камеры производятся антивандальные и в обычном исполнении;
  • по месту размещения устройства подразделяются на те, которые предназначены исключительно для помещений и для улицы;
  • по величине угла обзора они могут быть купольными, свыше 100 градусов, и монофокальными, угол обзора не более 80 градусов.

Что касается поворотных камер, то они могут быть частично или полностью роботизированными (способны разворачивать объектив на 360 градусов и фокусироваться на предметах). Также не стоит забывать про камеры, которые оснащаются дополнительными функциями. Имеются устройства, в которых присутствует встроенный датчик движении, что адаптирует процесс съемки, исключает необходимость записи длинных не несущих смысловой нагрузки видео.

Принцип действия IP-камер

Принцип работы IP-камер отличается от аналоговой тем, что используется электронная фото-матрица. Она собирает на себе излучаемые фотоны от объектов и преобразует их в напряжение. Далее, информация преобразуется в цифровой код и пишется в буферную память. Данные с видео сохраняются в флеш-карте или сразу передаются на сервер. Задействуются разные каналы передачи данных:

  • по Ethernet соединению через розетку RJ45 стандартного формата. Они упаковываются в пачки, которые отправляются по LAN-кабелю сразу на ПК или на сервер через роутер;
  • по WiFi-каналу, это беспроводной интерфейс, через который передаются данные также сразу на ПК в зоне действия через роутер или в интернет на сервер;
  • можно сократить количество проводов при кабельном соединении, применив технологию PoE. Она позволяет подводить питание и транслировать данные по единому кабелю.

В устройствах настольного формата с интегрированным 3G и 4G модулями данные отправляются через мобильный интернет на сервер. Такие устройства все больше применяются для организации наблюдения за личным рабочим местом или клиентами.

Принцип работы конкретных типов IP-камер для видеонаблюдения зависит от того, какая технология в ней реализована, но все они преобразуют данные в цифровой код, который упаковывается в пачки и передается на сервер.

Типовая схема подключения IP-камер

Каждая цифровая камера имеет уникальный IP-адрес. Он статический, поэтому к устройству можно подключиться, используя телефон, планшет или ПК с выходом в интернет. Адрес вводится в строке поиска браузера и после выполнения запроса открывается окно входа с логином и паролем. Эти данные можно узнать из руководства на камеру, потому что применяется несколько комбинаций. В самом простом виде используется пара «admin-admin».

Как работают IP-камеры? Это происходит следующим образом:

  • матрица фиксирует комбинацию сигналов, которые преобразуются в стандартный код;
  • полученный код разбивается на пакеты для дальнейшей передачи по одному из выбранных интерфейсов;
  • процессор камеры обрабатывает принятые данные от сервера, согласно которым необходимо выполнить определенные действия.

Применяется много вариантов схем подключения цифровых камер и выбор зависит от устройств контроля и фиксации происходящего. Например, если организуется видеонаблюдение на камерах с интегрированным 4G-модулем, устройство размещается в любом удобном для съемки месте и программно подключается к серверу. У пользователя имеется личный кабинет в облачном сервисе, в котором он может управлять данными и функциями камеры.

Нередко используется схема без облачного сервиса. В таком случае сеть должна быть изолированной, потому что камера имеет статический IP-адрес. Тогда просматривать видео можно онлайн через браузер после ввода IP-адреса и данных для входа в меню. Если используются проводные камеры с Ethernet или даже WiFi, то состав комплекта оборудования для видеонаблюдения увеличивается. В нем будут присутствовать кроме самих устройств видео захвата соединительный кабель, провод и блок питания, коммутатор, роутер.

В любом случае современные цифровые системы видеонаблюдения являются более удобными по сравнению с аналоговыми, предоставляют много возможностей и обладают большой гибкостью в настройке режимов съемки.

Базовые компоненты для построения системы видеонаблюдения

Раньше проектирование системы видеонаблюдения являлось глобальным проектом. Необходимо было рассчитать количество кабелей, согласовать пути их прокладки, обеспечить стабильное питание всех компонентов. Современные системы в самом простом варианте могут свестись к одному устройству. Им является камера видеонаблюдения с интегрированным 3G или 4G-модулем.

Если рассматривать вариант с прокладкой кабелей и подключением к роутеру посредством Ethernet, то в базовый комплект будут входить следующие компоненты:

  • IP-камеры видеонаблюдения с LAN-портом. Их может быть несколько, все зависит от характеристики сети и количества входов на роутере;
  • роутер для организации передачи данных через интернет на сервер, если используется более 4 камер, то лучше установить дополнительно коммутатор;
  • блок питания для всех компонентов системы.

В данный перечень не вошла бухта соединительных проводников, наконечников для расшивки или забивки Ethernet-кабеля. Конкретный комплект оборудования зависит от цены и технических возможностей. Если система будет мобильной, то лучше воспользоваться камерой со встроенной памятью, КБ и 4G для передачи данных через мобильный интернет.

Способы передачи сигнала IP-камерой

Существует много способов передачи данных от IP-камеры к серверу. Они отличаются технологиями и принципами трансляции цифровой информации:

  1. Ethernet – кабельное соединение через витую пару. Самый первый из вариантов при появлении цифровых камер. Все устройства в системе соединяются этим кабелем, но к своему порту на коммутаторе. В пределах единой сети расстояние от камер до роутера ограничивается 100 м.
  2. WiFi – способ аналогичный первому, но применяется беспроводной метод по сети с высокой частотой 2,4ГГц и 5,8ГГц. Подключаются к тому же роутеру, но в количестве не более 8 штук, если применяется обычный домашний вариант. Данный метод не требует использования сетевого кабеля.
  3. С использованием PLC адаптеров. Это технология, с помощью которой можно передавать данные на расстояние до 300 м от камеры до регистратора. Данные шифруются в код, который модулируется высокой частотой и через PLC-адаптер транслируется по фазному проводнику. На другом конце имеется такой же PLC-адаптер, который подключен к регистратору. Высокочастотный сигнал отфильтровывается и получаются необходимые данные. Подобный метод удобен возможностью использования самых дешевых камер.
  4. С использованием PLC receiver. Этот метод похож на предыдущий, но используются усовершенствованные устройства, который шифруют и транслируют сигнал в сеть. Если в первом варианте количество камер ограничивалось всего 8 единицами, то в этой схеме за счет использования большего числа PLC адаптеров можно подключать каждый раз по 4 камеры. Расстояние до регистратора составляет до 600 м. При такой технологии мощность электрической сети не должна превышать 2 кВт.
  5. Не меньшей популярностью пользуется технология, при которой данные с цифровых камер передаются по коаксиальному кабелю. Такой метод удобен для тех, у кого кабель уже имеется, и нет желания менять линию. Технология EoC требует использования EoC-адаптера. Это устройство, преобразующее сигнал для дальнейшей передачи по стандартной линии. Качество изображения с камер не ухудшается на расстоянии до 300 м при скорости до 1Гбит.
  6. Совместно с предыдущей технологией была разработана и PoC&EoC. Она подразумевает тот же принцип передачи данных, но можно подключать несколько камер к одному кабелю и подводить питание  по нему же. NVR питается от отдельного блока. Для организации передачи информации требуется специальный PoC&EoC трансмиттер.

Если нужно организовать передачу данных на существенные расстояния, то лучше метода со встроенным 3G или 4G-модулем нет. В таком случае для каждой камеры придется покупать у оператора сотовой связи индивидуальный тариф.

Возможности IP-камер видеонаблюдения

С появлением IP-камер возможности системы видеонаблюдения были расширены. Это объясняется упаковкой данных в цифровой формат передачи по стандартным интерфейсам. Более того, решение этих задач на высокой скорости позволяет одновременно обрабатывать их на сервере и предоставлять еще больше возможностей. Например, использование функций по улучшению качества изображения в случае необходимости выделения номера авто или иных мелких деталей. Определить наличие тех или иных возможностей можно по конкретному обозначению в маркировке каждого из устройств.

Необходимо ознакомиться с паспортом на устройство, чтобы узнать, что значат эти цифры в IP-камерах. С развитием технологий в число возможностей современных систем видеонаблюдения входят:

  • видеоаналитика;
  • компрессия;
  • внутренний видеоархив edge storage;
  • многопотоковая трансляция;
  • режим коридора;
  • запись аудио.

Все эти инновации позволяют повысить эффективность охранных мероприятий. Можно не только наблюдать за обстановкой и сохранять видео в файл. Также была интегрирована одновременная передача данных по нескольким каналам. Были добавлены специальные функции.

Видеоаналитика

Видеоналитика может применяться для поиска конкретных лиц. Функция заключает в себе целый алгоритм действий, которые позволяют обнаруживать, следить, распознавать и прогнозировать действия объектов. Эти функции выполняются мгновенно, выдавая пользователю нужный результат.

Если используется множество камер, то география поиска объекта расширяется. Комплексная аналитика включает также функции классификации при осуществлении наблюдения. Естественно, они выполняются процессором в сочетании с серверным софтом. Система видеонаблюдения способна различать шум и конкретное движение, а также верифицировать объект по биометрическим признакам. Использование такого комплекса видеоконтроля на предприятии позволит контролировать не только факт наличия рабочих, но и проверять конкретно каждого человека. Это исключает необходимость ношения пропусков и прочий атрибутов.

Видеоаналитика может применяться с разными целями. Оперативными службами внутренних дел с ее помощью осуществляется поиск и отслеживание подозреваемых лиц. В торговой сфере она помогает строить статистику продаж по отношению к количеству посетителей, тем самым, создавая планы на будущее по запуску рекламных кампаний. Для производственных предприятий и офисов компаний аналитика позволит контролировать своевременный приход на рабочее место сотрудников.

Компрессия

Для передачи больших объемов данных и устранения неполадок с изображением в виде зависания и прочих дефектов были придуманы разные режимы сжатия видео. Все современные камеры поддерживают следующие разновидности профилей:

  • Base – режим, при котором производится сжатие с минимальной нагрузкой на ЦП. Происходит среднее сжатие, поэтому комфортный просмотр возможен в локальной сети;
  • Main – профиль, при котором создается средняя нагрузка на процессор. Позволяет передавать данные на большие расстояния;
  • High – высокая степень сжатия, при которой требуется увеличенная производительность ЦП. Скорость передачи данных в таком режиме падает в 2-3 раза по сравнению с профилем сжатия Base.

Все современные камеры поддерживают профиль H264, как самый распространенный вид сжатия данных. При нем качество изображения при просмотре вполне приемлемо, а мелкие объекты узнаваемы.

Внутренний видеоархив EDGE Storage

EDGE Srorage представляет собой технологию передачи данных, которая существует давно, но развивается скромно. Это связано с ограниченной географией распространения, но все же ей имеется законное место на существование и вытеснение других технологий. Она заключается в записи видео не в облако на сервер, а в собственную память. Данная функция присуща всем 3G-камерам, но доступ к просмотру осуществляется удаленно. Камера в такой конфигурации располагается в зоне наблюдения, а блок с флеш-картой для записи, который также выполняет цифровую обработку данных для передачи, в защищенном месте.

Непрерывная запись в память камеры позволяет снизить нагрузку на канал передачи данных, так как они будут транслироваться только по запросу. Данная технология применима только в тех случаях, когда требуется организовать простое наблюдение без использования видоеаналитики и иных возможностей. Данные передаются из памяти в ночное время, когда каналы свободны и тарифы ниже.

Многопотоковая трансляция

Современные камеры поддерживают до трех потоков передачи данных. Это позволяет значительно ускорить их работу и повысить качество передаваемого видео. Это свойство дает возможность одновременно передавать информацию на мониторы разных устройств, с которых в данный момент времени осуществляется наблюдение. Самые последние модели способны передавать сразу в 10 потоков, что позволило увеличить производительность системы.

Режим коридора

Для максимальной адаптации к условиям съемки были придуманы разные методы. Одним из таких является режим коридора. Он удобен для тех случаев, когда ведется съемка узких проходов или проездов на максимальную длину. Соотношение сторон картинки составляет 9:16, что позволяет сэкономить количество устанавливаемых камер. Функция может быть программно активирована или интегрирована в саму камеру.

Адио

Современные камеры оснащаются функцией записи аудио с места съемки. В устройствах есть 1 или 2 входа/выхода, который сообщаются с регистратором. Бренды выпускают два типа камер: с входами для микрофона и со встроенными микрофонами в саму камеру. В устройствах с входами можно подключать несколько однонаправленных, двунаправленных или всенаправленных микрофонов. Особенно хорошо себя показывает эта функция в видеоаналитике. Фиксируя момент генерации резкого и громкого звука, может включаться съемка, что поможет восстановить события при изучении происшествия.

CMOS матрицы IP камер

В цифровых камерах применяется CMOS-матрица. Это устройство, которое осуществляет преобразование света в электрический сигнал определенной частоты и модуляции. Это интегральная микросхема, состоящая из большого числа фотоэлементов. Качество получаемого изображения зависит от характеристик матрицы, работающих в определенном диапазоне.

Эти матрицы позволяют получать изображение высокой четкости и с большим количеством цветов. Модули отличаются большей скоростью кадрирования, чем в CCD-матрицах. Несомненным их плюсом является возможность съемки в помещениях со слабой освещенностью.

Разрешение IP-камеры

В продаже имеются камеры с разными разрешениями. Эта характеристика определяет качество изображения, получаемого на экране. Чем больше количество пикселей поддерживает матрица, тем лучше картинка. Соответственно, имеется прямая зависимость разрешения экрана от количества dpi:

  • HD – распространенное разрешение для недорогих камер, соответствует 1280х720 пикселей;
  • SXGA – улучшенное разрешение для особых сцен съемки, применено больше пикселей по вертикали до 960;
  • Full HD – разрешение 1920х1080 пикселей, на камере будет написано 2Мп, соответствует дорогим устройствам.

Также имеются другие разрешения, Quad HD, 5МР и 4K UHD, но такие применяются в камерах видеонаблюдения крайне редко. Рассмотреть мелкие вещи можно и на Full HD.

Объективы камер

Улучшить дальность съемки помогают объективы. Элементы состоят из нескольких линз, которые приближают и фокусируют картинку на матрице. Бывают статические, неподвижные и моторизированные. Объектив имеет определенный параметр, по которому осуществляется выбор камеры, называемый фокусным расстоянием. Характеристика обозначается в маркировке в виде расстояния в миллиметрах: 2.8 мм или 8 мм.

Наибольший угол обзора имеют камеры, у которых фокусное расстояние меньше. Например, устройства с фокусом всего 2.8 мм способны снимать на угол 100 градусов. Выбор конкретного типа камер основывается на условиях, при которых будет осуществляться съемка. Не всегда можно применить одну и ту же камеру для качественного наблюдения в больших и малых помещениях.

С фиксированным фокусным расстоянием

В таких камерах фокус не изменяется, потому как устанавливается конкретное расстояние на заводе во время сборки устройства. Изменить характеристику невозможно. Для улучшения качества съемки потребуется заменить камеру.

С переменным фокусным расстоянием

Такие камеры оснащены специальным моторизированным приводом или вращающимся механизмом, с помощью которого можно изменять расстояние в определенном пределе. Например, от 2.8 до 13 мм. Благодаря этой опции можно найти оптимальное расположение для камеры в любом месте ее крепления. Не требует лишних затрат, связанных с покупкой нового устройства с другой характеристикой. При оснащении приводом время изменения фокусного расстояния составляет не более 5 с.

Fisheye

В продаже имеются камеры с объективом, у которого угол обзора составляет 180 градусов. При просмотре необработанного видео на экране виднеется дугообразное искривление всех линий, которые имеются на изображении. Смотреть некомфортно, но зато камера охватывает большую площадь для контроля. Установка такой камеры позволяет исключить затраты на покупку дополнительных единиц устройств для слежки, так как изображение разбивается на несколько секторов, соответствующих по ширине стандартной.

Применение

Область применения IP-камер охватывает все, начиная от индивидуальных рабочих мест офисных сотрудников, заканчивая крупными предприятиями. Целевое назначение зависит от возможностей оборудования:

  • для слежки за порядком в частном доме или квартире;
  • для контроля количества и состояния сотрудников в компании;
  • для организации комплексной охраны в торговых и иных объектах с возможностью видеоаналитики.

При выборе необходимо обращать внимание на исполнение корпуса. На нем имеется соответствующее обозначение об условиях, при которых камеры могут быть использованы. Устройства производятся с данным показателем в пределах от IP54 до IP68.

Преимущества и недостатки IP-камер

 

Современные IP-камеры имеют несомненные преимущества по сравнению с VGA. Наличие большого числа возможностей позволяет не только выполнять видеосъемку за конкретной территорией или объектом, но также осуществлять поиск в толпе конкретных лиц. Наряду с дополнительным функционалом также следует учесть просмотр видео через интернет с компьютера или иного устройства, имеющего доступ в сеть.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *