Системы видеонаблюдения

СЕТЕВЫЕ (IP) СИСТЕМЫ

Преимущества.

Кроме видео с высоким разрешением, в цифровом сигнале снимаются ограничения по вертикальной развертке, присутствующее в стандартах NTSC и PAL.

В качестве кабельных сетей для передачи цифрового изображения могут использоваться обычные офисные локальные сети на основе витой пары.

Подача питания по тому же кабелю, что и передача видеосигнала (технология РоЕ).
Несколько способов организации удаленного доступа к камере видеонаблюдения или ее информации, организации беспроводного видеонаблюдения: WiFi, GSM.

Несколько ссылок на материалы, где рассматриваются: системы беспроводного видеонаблюдения, а также GSM камеры и технологии WiFi.

Простота интеграции IP камеры видеонаблюдения в системы безопасности или «умный дом». Интеграция аудиоканала – большинство современных моделей производятся с встроенным микрофоном, а некоторые и с динамиком, что при использовании дуплексной передачи аудио дает возможность вести диалог с посетителем через камеру.

Большой набор функций реализованный, как на уровне ПО так и аппаратно в IP камерах видеонаблюдения. Широкое применение аналитической обработки видео – распознание лиц и номеров авто и т.п.

Недостатки.

Высокая стоимость оборудования, как видеосерверов и видеорегистраторов, так и камер. Относительная сложность настройки.

IP-камера с большим количеством функций

IP-камеры могут предлагать различные дополнительные функции, которые призваны облегчить процесс наблюдения. Например, поддержка FTP и возможность отправки уведомлений позволят выкладывать записи непосредственно в Интернет

Тому, кто хотел бы «покрыть взглядом» большой сад, следует обратить внимание на короткое фокусное расстояние для получения максимально возможного угла обзора

Для ночной съемки пригодится инфракрасный датчик, который будет обладать большой дальностью действия. Как минимум — пять метров, а лучше — 30 метров и больше. При наружном наблюдении рекомендуется выбирать всепогодные модели, которые могут работать при шторме и дожде. Стандарт защиты от погодного воздействия IP66 здесь можно считать необходимым минимумом. Полезной может оказаться и функция «Pan-Tilt-Zoom», оснащенные ей модели коротко обозначаются как PTZ-камеры. При этом можно дистанционно управлять зумом и направлением взгляда.

В плане подключения камеры у вас есть выбор между тремя вариантами. Ethernet-кабель является самым простым решением. Если IP-камера поддерживает функцию «Power-over-Ethernet», то она будет получать питание через сетевой кабель и дополнительный провод к розетке, соответственно, вообще не понадобится. WLAN-камера подключается к сети без проводов, потребуется только подключение электропитания. Альтернативно вы можете использовать электросеть и для передачи данных. Тогда для подключения следует воспользоваться адаптером PowerLAN. У производителя под названием Devolo есть даже такая IP-камера, в которую PowerLAN-адаптер уже интегрирован.

IP-камера: в некоторых моделях распознать сетевые камеры не так просто

Зачем подключаться к камере удаленно

Развитие интернета и технический прогресс позволяют создавать системы видеонаблюдения практически везде. Обладатель такого комплекса может получать данные о контролируемом камерой участке буквально из любой точки мира с доступом к глобальной сети. Например, высоко ценят возможность осуществлять видеонаблюдение через телефон владельцы частных домов: благодаря видеоконтролю со смартфона они всегда в курсе происходящего в жилище. А современная видеокамера для видеонаблюдения с онлайн для дома с выводом на телефон обычно имеет и множество дополнительных функций, наподобие детекторов движения и инициации оповещений по различным триггерам. Особенно незаменима такая возможность для «умного дома».

«Классическое» видеонаблюдение подразумевает одну или несколько камер, сведения с которых выводятся на мониторы и записываются в архив на центральном сервере. Но сейчас на рынке присутствуют недорогие и продвинутые устройства, умеющие передавать картинку в интернет. А для мобильных телефонов выпускаются приложения, обладающие функционалом подключения к таким камерам. Это удобная возможность, которой находится применение и в корпоративном секторе, и в частном — например, в домах и коттеджах, на придомовых территориях, дачах и так далее. Иногда видеонаблюдение сопрягают с охранными комплексами, но это уже более сложные решения.

Область применения

Система видеонаблюдения CCTV, широко применяется во многих отраслях, она оказывает надежную защиту и мониторинг самых разных производственных объектов. Её приобретают охранные агентства для наблюдения за вверенным объектом. Супермаркетам, такая система позволяет наблюдать за действиями покупателей и сотрудников, следить за порядком на парковках. Есть небольшой процент частных лиц, которые приобретают CCTV для охраны своих домов и дачных участков. Сфера применения разнообразна и безгранична, главное перед приобретением ознакомиться с соответствующим законодательством, чтобы избежать ненужных проблем.

Для культурно – зрелищных учреждений расстановка камер должна производиться таким образом, чтобы в поле зрение её объективов попадали: входы в зрительные залы, кассы, буфеты, важные объекты. В случаях с кассами разрешение камеры, должно позволять разглядеть лица и номиналы денежных купюр.

Камеры, контролирующие периметры на улице, предназначены для работы в широком диапазоне температур, находятся в специальном усиленном кожухе.

Внутренние камеры, оснащены системой автоматизации видеонаблюдения, с интеграцией в систему безопасности учреждения.

Лучшие системы видеонаблюдения через интернет

Такой тип контроля особенно часто выбирают люди, подолгу отсутствующие в доме или офисе. Данные модели позволяют получить доступ к камерам по интернету с помощью специальных приложений и наблюдать за происходящим через телефон, планшет, компьютер. Из 10 комплектов этого типа в рейтинг были включены лишь два варианта с наилучшими характеристиками: качество изображения и звука, скорость загрузки, возможность сжатия видео и т.п.

Ivue IP 2MPX 4+4 1080P IPC-D4

Эта полностью готовая к применению система рассчитана на применение в домах и небольших офисах. Она отличается наличием встроенных микрофонов, позволяющих вести наблюдение, например, за няней и отслеживать ее разговоры с ребенком. Качество звука здесь вполне хорошее, но еще есть к чему стремиться. Внешне камеры из комплекта похожи на элементы пожарной сигнализации, поэтому не очень заметны на фоне потолка.

Устройство совместимо с операционными системами Андроид и IOS, что позволяет наблюдать за объектом удаленно, через мобильный телефон или планшет, имея доступ к интернету. Но для этого понадобится установить специальное приложение, доступное в iTunes Store и Google Play. Купить этот комплект видеонаблюдения для дома или офиса можно и из-за разрешения в 1920х1080, что гарантирует четкость изображения. Возможность записи видео после начала движения экономит электроэнергию и внутреннюю память.

Достоинства

• ИК-подсветка ночью до 20 метров;
• Корпус хоть и пластиковый, но прочный;
• Качественная матрица;
• Высокочувствительные микрофоны;
• Современный формат сжатия – H265.

Недостатки

Не подходит для эксплуатации при низких температурах;

По сути, данная система является полноценной сигнализацией, поскольку есть возможность настроить получение уведомлений при подозрительном движении в кадре на электронную почту или телефон.

Camdrive CD330

Такое видеонаблюдение предназначено для использования в домашних условиях. В комплект входит только одна IP-камера, дополненная Wi-Fi антенной для доступа к системе через интернет. Устройство выдерживает воздействие влажности на уровне до 90% и правильно работает при температурном режиме от -10 до +50°С. В отличие от предыдущих моделей, корпус тут исключительно пластиковый, но качество от этого не пострадало.

Camdrive CD330 имеет ночной режим работы и отлично показывает происходящее в темное время суток ввиду наличия ИК-подсветки, освещающей пространство под углом в 60° на расстояние до 8 м. Высокочувствительный микрофон позволяет записывать даже небольшие шумы. При необходимости, изображение можно увеличить для просмотра деталей. Угол обзора камеры составляет 90 градусов по горизонтали и его можно подстраивать под себя, при этом устройство потребляет не более 4.2 Вт.

Достоинства

• Отлично снимает даже в полной темноте;
• После начала движения на телефон или почту приходит оповещение;
• Можно просматривать с ПК или мобильного устройства;
• Высокая скорость соединения по вай-фаю;
• Результаты съемки можно записывать на карту памяти;
• Точность детектора движения.

Недостатки

• В наборе идет только одна камера;
• Нельзя использовать на улице.

Для работы с камерой CD330 существует сервис хостингового видеонаблюдения CamDrive, благодаря которому она подключается очень легко и исключает необходимость выполнения специальных настроек.

Современные системы видеонаблюдения

 В настоящее время существуют 2 основных типа систем видеонаблюдения: аналоговые и IP-системы.

Аналоговые системы AHD/TVI//CVI.

Аналоговые системы применяют 3 основных стандарта обработки видеосигнала AHD/TVI//CVI. Эти стандарты были разработаны 3 разными фирмами, чтобы уйти от стандартного разрешения в 575 ТВЛ, возможными в классических системах NTSC/PAL/SECAM.

 Эти стандарты позволили увеличить разрешение до 2 и более Мп, и сделали конкурентными аналоговый парк видеокамер и оборудования.

 Главное — появилась возможность использования существующих кабельных линий, коаксиальных и однопарных на витых парах на базе телефонии (кабели ТПП), проложенных ранее на объекте.

Еще одно достоинство этих систем — реальное время обработки видеоконтента, и отсутствие задержек при передаче от камер. Обработка происходит на аналогово цифровых преобразователях, процессоры обеспечивают только управление, но не загружают блоки видеопотока в ОЗУ. Поэтому процессор не тормозит и не зависает в ожидании циклов загрузки/выгрузки.

Все хорошо, но вот беда- для работы с   нужны гибридные видеорегистраторы, либо платы видеозахвата.  А такая плата захвата для сервера полностью делает цену системы намного выше, можете посчитать.

Это все приводит к проблеме раздачи контента на несколько точек видеоконтроля.

На обычный ноутбук прием не организовать, нужен регистратор. Инсталляторы понимают, как это усложняет настройку системы.

Хороший сравнительный анализ и ссылки на стандарты обработки видео приведены в статье уважаемого коллеги.

Аналоговые системы высокого разрешения AHD/ТVI/CVI постепенно уходят в прошлое и используются крайне редко, в основном, при ограниченном бюджете. Либо применяются в случаях усовершенствования существующих систем с целью использования коаксиальных и витых пар кабельных линий, проложенных ранее на объекте.

Современные системы видеонаблюдения реализуются на основе цифровой обработки видеоинформации и IP-систем передачи данных.

Пример подключения

Рассмотрим, как подключиться к камерам P2P-видеонаблюдения с телефона, на примере оборудования Dahua и фирменной программы gDMSS.

Предполагается, что:

• сетевое подключение проводное через роутер;
• есть соединение с интернетом;
• внешний IP адрес статический;
• настроен проброс портов с этого IP на видеокамеру;
• на телефоне установлено приложение gDMSS Lite.

Для смартфонов Apple существует версия iDMSS под iOS, загрузка которой также доступна из AppStore.

Первое, что необходимо сделать — подключить камеру видеонаблюдения к питанию, сети, и настроить сетевые параметры. Это делается в веб-интерфейсе устройства. Для захода на него необходимо сперва узнать его адрес по умолчанию. Как правило, он вместе с логином и паролем администратора указывается в инструкции. Назначенный адрес можно также посмотреть в списке клиентов роутера: только что подсоединенная камера обычно находится ближе к концу списка. Узнать ее также поможет связанное с брендом или моделью имя узла.

Когда сеть настроена, можно приступать к подключению.

Открываем приложение gDMSS под Андроид:

ПО предоставляет инструментарий работы с камерами, системами контроля доступа и сигнализацией от Dahua. В данном случае следует выбрать кнопку CCTV:

В открывшемся окне слева-вверху будет кнопка настроек. По ее нажатию появится меню инструментов конфигурирования:

• Отображение — интерфейс просмотра видеоизображения со всех спаренных с ПО камер или одной конкретной;
• Воспроизведение — доступ к видеоархиву, если таковой имеется;
• Устройства — интерфейс добавления новой периферии и настройки уже подключенной;
• Избранное — здесь выводятся данные с отмеченных как выбранные видеокамер;
• Локальные файлы — сохраненные в память смартфона/планшета снимки и записи;
• Локальные настройки — дополнительное меню, где задаются параметры оборудования (шаг PTZ, конфигурация архива и прочее).

Переход на вкладку «Устройства» покажет список уже добавленных гаджетов, а также позволит подключить новое оборудование. Для этого:

• в верхнем правом углу следует нажать на «плюс»;
• сделать выбор из нескольких опций — добавление по Wi-Fi, через Ethernet шнур, посредством облачного сервиса или автопоиск.

Рассмотрим проводное подключение.

Поскольку в рассматриваемом примере IP статический, можно выбрать соответствующий пункт (IP адрес). В открывшемся меню вводятся данные:

• Имя — название узла, к IP которого выполняется подключение;
• Адрес — сетевой адрес гаджета (внешний статический или полученный через DDNS);
• Порт — используемый видеокамерой сетевой порт;
• Пользователь — логин и пароль;
• Отображение — выбор потока данных. Основной обеспечит лучшее качество картинки и максимальную нагрузку на сеть, дополнительный — меньшая нагрузка при сниженном качестве;
• Воспроизведение — аналогичные параметры для архива.

Меню работы с P2P:

Здесь также вводится название устройства, его логин и пароль. Самый важный пункт — серийный номер. Он вводится или вручную, или сканированием QR-кода с корпуса девайса.

После ввода информации приложение свяжется с облачным сервером и подключится к камере.

При успешном завершении процесса в интерфейсе программы станет доступен просмотр онлайн видео.

Схожим образом настраиваются камеры и других производителей. При отсутствии фирменного ПО можно воспользоваться одним из универсальных вариантов — например, TinyCam Monitor и прочими. Эти программы позволяют соединяться и со своими АйПи камерами, и с таковыми по всему миру, если известны параметры доступа. Так, Москва обладает множеством общедоступных видеокамер на улицах и в помещения, и с каждым годом их становится все больше.

Самые важные особенности камеры наблюдения:

После выбора типа и типа вы можете перейти к определенным функциям. Наиболее важные из них:

• Преобразователь — преобразователь является важнейшим элементом камеры наблюдения. КМОП-сенсоры — самые распространенные и желанные.
• Широкоугольный объектив — чем шире объектив, тем больше места может захватить глаз камеры. Итак, правило простое: чем больше угол обзора, тем лучше.
• Обнаружение движения и звука — это полезные функции, которые гарантируют, что при обнаружении тревожного события пользователь получит немедленное уведомление, позволяющее ему быстро отреагировать.
• Высокое разрешение — для того, чтобы камера наблюдения выполняла свою задачу, она должна записывать видео как минимум в формате HD Ready (1280×720 пикселей), а лучше всего в формате FullHD (1920×1080 пикселей). Это делает изображение более детальным, что позволяет, например, запечатлеть черты лица.
• Ночной режим — благодаря инфракрасному каналу некоторые IP-камеры могут четко записывать видео даже в темноте. Дальность (т.е. видимость) может составлять от нескольких до нескольких десятков метров.
• Беспроводное и проводное соединение — самые оснащенные модели могут подключаться к маршрутизатору как через Wi-Fi, так и через кабель LAN. Первый вариант предпочтительнее, поскольку позволяет сократить количество кабелей и более гибко выбирать место для установки.
• Локальная запись — слот для карты памяти microSD позволяет сохранять видео прямо в самой камере. Некоторые поставщики также предлагают облачное хранилище для дополнительной безопасности.
• Возможность перемещения — некоторые камеры можно перемещать вверх и вниз или из стороны в сторону, чтобы «осмотреться».
• Приложение — Большинство производителей современных камер наблюдения предлагают приложение для смартфона или планшета, которое позволяет смотреть видео в реальном времени и получать уведомления, например, при обнаружении движения.

Где установить скрытые камеры?

Помимо технических вопросов, основным и наиболее важным решением является область действия политики безопасности в вашем доме. Вы должны учитывать, что вы хотите отслеживать и что вы хотите видеть в частности. 

Хотите ли вы увеличивать и уменьшать масштаб наблюдаемого объекта и сколько вы хотите потратить на оборудование для мониторинга? Это ключевые вопросы, которые каждый должен задать себе с самого начала. 

Снаружи скрытые камеры следует размещать в задней части дома , особенно если у вас есть терраса. Также стоит подумать о мониторинге, направленном на гараж, беседку и входную дверь. Внутри дома наиболее важными местами для наблюдения являются вход, кухня, гостиная и детская комната. 

Если у вас есть котельная или подвал с отдельными дверями, там тоже стоит установить скрытые камеры. Таким образом вы получите 100% уверенность в безопасности нашего дома не только от взлома, но и от неисправностей, отказов оборудования или газовой плиты. Помимо камер, также стоит установить в доме датчики.

Состав многосерверной системы

Как правило, в составе крупной системы видеонаблюдения присутствуют следующие компоненты:

• Видеокамеры;

•  Кабельные трассы и магистрали с коммутационными узлами;

• Центральный или Главный Сервер с хранилищем или без;

• Резервный Сервер в качестве сервера репликации в горячем резерве;

• Отдельное видеохранилище;

• Удаленные рабочие места (УРМ) и посты видеоконтроля (АРМ);

• Распределенные по территории объекта или географическим областям подчиненные   или локальные сервера и регистраторы;

• Системы бесперебойного питания.

Большинство проектировщиков и инсталляторов скажут, что обходятся всего одним сервером и даже простым регистратором.

Я тоже езжу не только на автомобиле, но и на мотоцикле и велосипеде, когда это рационально.

И тоже устанавливаю простые регистраторы в садоводстве.

Но Сервер репликации под ОС Линукс  также вносил в проект СВН и собственноручно настраивал с помощью «самбы».

Поэтому простые решения не всегда возможны и не отрицают сложные. Весь вопрос в том, что способны мы предложить Заказчику, и какие у него запросы.

Еще вчера заказчик ограничивался квадратором, потом мультиплексором с черно-белыми камерами в 300 твл, и все писал на аналоговый регистратор по датчику движения, в лучшем случае.

Сегодня Заказчик уже осведомлен про нейросети, смарт камеры и интеллектуальные модули. Он читает много подобных статей и общается с профессионалами.

Поэтому он хочет иметь современную систему с защитой от хакеров и просмотром из дома на смартфон. И если с нейросетью пока только начало пути, и ее трудно обучить, и цена в разы дороже интеллектуальных модулей, то все остальное отработано и доступно.

Ну а мы должны быть в курсе этих наработок. Для этого и создана серия данных статей.

 Я не буду рассказывать очевидное, о чем много написано. Например, про выбор камер, стандарты IP и AHD/ТVI/CVI, кабельные трассы, узлы коммутации. Будем затрагивать только те вопросы, которые не на поверхности, но сильно влияют на полезность, надежность, себестоимость современных систем наблюдения, например, отличия H265 от Н264, смарт подсветку, особенности и эффективность применения каналов WiFi и GSM.

Будем обсуждать только сложные вопросы.

Часто начинающим проектировщикам не хватает практики, а инсталлятором знаний о новом софте и «железе», которое появилось.

Этот разрыв мы попытаемся сократить, поскольку опыт показывает, что пока вы не настроите новую систему, вы ее не познаете, какими бы подробными не были описания производителей и продавцов.

Именно поэтому и возникают площадки, где мы обсуждаем реальные свойства современных продуктов.

Разновидности устройств наблюдения

Все IP-камеры можно разделить на два больших вида:

• устройства с P2P;
• без P2P.

P2P

Технология Peer-2-Peer также называется «облачной». Ее поддержка оборудованием означает, что оно работает через специализированный облачный сервис, откуда данные можно считать специальной программой с любого клиентского терминала. После включения и настроек сети такие камеры обычно подключаются к «облаку» автоматически или после указания соответствующего параметра в веб-интерфейсе.

Процесс развертывания такого комплекса видеонаблюдения через телефон прост:

• установить камеру, обеспечить ей соединение с интернетом и питание;
• скачать программное обеспечение соответствующего P2P-сервиса и установить его на мобильном;
• произвести сопряжение программы и устройства с помощью серийного номера или QR-кода;
• если необходимо, ввести пароль пользователя.

Преимущества технологии:

• камере не нужен статический IP-адрес, достаточно любого выхода в интернет;
• если онлайн-камер несколько, нет необходимости в дополнительной настройке маршрутизатора и пробросе портов. С «облаком» все они соединятся автоматически;
• нет необходимости выделять собственное дисковое пространство для архива видео, передача идет на удаленный сервер;
• затруднений с тем, как подключить IP камеру, практически не возникает. Пользователь может просто выставить режим P2P, загрузить на телефон ПО для подключения к облачному сервису и начинать пользоваться. Такие услуги предоставляет, например, компания iVideon, а многие камеры обладают встроенной поддержкой их «облака». Аналогичные решения есть у Xiaomi, и прочих;
• если сервер обнаружит, что к устройству подключались из необычного места или под подозрительно учетной записью, он может об этом сообщить (зависит от настроек безопасности).

Но есть и недостатки:

• «облака» нередко платные. И даже при наличии бесплатного тарифного плана его возможности бывают ограничены — например, искусственно снижается битрейт, что ухудшает качество получаемого изображения. Также часто ограничивается глубина хранения записей — в бесплатном режиме сервис сохраняет лишь последние несколько минут, или вообще ничего;
• функционирование наблюдения зависит от работоспособности серверов компании. Если к ним по каким-то причинам потеряется доступ, картинку будет не получить;
• могут возникать сомнения в защищенности передаваемых на удаленный сервер и хранимых там данных.

Где купить

Обычные камеры

Устройства без P2P просто передают поток соединившемуся с ними клиенту. Такое решение тоже имеет свои плюсы:

• работа видеокамеры (или комплекса таковых) не зависит от промежуточных серверов;
• можно гибко настроить параметры подключения;
• владелец системы полностью контролирует ее функционирование и безопасность.

Минусы такого подхода:

• чтобы подключить камеру к телефону, необходимо обладать определенными познаниями в IT или подробно изучить приемы работы с выбранным сетевым видеооборудованием;
• при наличии нескольких камер потребуется маршрутизатор и его тонкая настройка;
• для доступа через интернет нужен статический внешний IP адрес или работа через сервисы динамической адресации наподобие DynDNS.

Многие производители камер выпускают специализированные приложения для своих устройств. Существую также платные и бесплатные универсальные программы для удаленного доступа к IP-камерам: есть такое ПО, например, у популярных вендоров Dahua и Hikvision.

Выбор архитектуры серверной системы

При использовании вышеописанных интеллектуальных модулей увеличивается вычислительная нагрузка на сервер и возрастают требования к быстродействию процессоров ядер.

Нагрузка может увеличиться в 3 раза. Поэтому, при обработке информации на центральном сервере и большом количестве камер (от 10 до 100), сервер не справляется с нагрузкой, особенно в режиме онлайн (реального времени).

При этом аппаратное наращивание его производительности, во-первых, имеет разумный предел (не более 12-16 ядер), и во-вторых, делает сервер очень дорогим (до 1-2 млн. рублей).

Сегодня возникла явная необходимость перехода к  многосерверным распределенным системам, как наиболее перспективным и гибким алгоритмически.