Материал содержит сведения о видеокамерах, которые монтируются в системах видеонаблюдения, их классификацию. Описан принцип функционирования Ip и аналоговых камер, их достоинства и недостатки, перечислены наиболее популярные марки и причины их востребованности.
Как устроена IP камера, принцип работы
Видеонаблюдение: для чего нужно?
Передача данных, протоколы и сеть
Что такое IP камера
IP камера представляет собой видеокамеру, которая способна транслировать поток в цифровом формате данных. Она обладает одной важной особенностью – можно ее использовать для работы через интернет с применением протокола IP. Это говорит о том, что каждая из камер получает свой уникальный IP адрес в сети интернет.
Камеры, которые записывают и транслируют видеоконтент, снабжаются веб-сервером, интерфейсом, средствами прямой интеграции со средой онлайн. Сведения передаются посредством сетевого протокола OSI, изображения сохраняют формат с момента формирования роликов в матрице до ее отображения у получателя на экране, который используется для приема и демонстрации – мониторе, экране гаджета. Обычно перед отправкой происходит сжатие контента. Существует техника, транслирующая его в исходном виде.
Как устроена IP камера, принцип работы
IP камера состоит из следующих компонентов:
- Объектив;
- Фильтрующий элемент;
- CDD матрица;
- Устройство захвата видео;
- Блок сжатия (компрессии) изображения;
- IP сервер, интегрированный в камеру, и процессор управления;
- ОЗУ;
- Флеш память;
- Интерфейс для сетевого сопряжения;
- Порт вывода видео и аудиоданных;
- Входы и выходы сигналов оповещения и тревоги.
CDD матрица используется в качестве устройства, принимающего колебания света. Внешне она исполнена в виде пластинки, которая имеет форму прямоугольника с пропорциями 3х4, в состав которой входит много ячеек, чувствительных к свету. Их количество непосредственно влияет на качество транслируемого изображения, разрешение IP камеры. ПЗС матрица отвечает за преобразование света, который на нее попадает, в электрические импульсы.
Устройством видеозахвата выполняется преобразование аналогового электрического сигнала, который поступает от матрицы, в цифровой. Процесс проходит в три этапа: считывание – дискретизация, квантование – усиление сигнала, кодирование.
Компрессионный блок отвечает за сжатие кодированного сигнала в один из форматов, чтобы далее транслировать его по сети. Этот процесс происходит программно или аппаратно. Первый вариант дешевле, но менее эффективен.
Процессор отвечает за вывод оцифрованного и сжатого видеосигнала, контроль работы интегрированного веб-сервера и прочих программ, используемых для управления.
Трансляция изображения осуществляется посредством порта Ethernet или дополнительного оборудования, которое подключается к COM порту последовательно.
Флеш память предназначена для хранения пользовательских настроек управляющих программ, подходит в качестве резервного хранилища и для дополнительной буферизации видео.
ОЗУ предназначена для временного хранения информации, которая генерируется при выполнении функций, заложенных в программы управления.
Видеонаблюдение: для чего нужно?
Системы видеонаблюдения либо отдельные камеры приобретают, чтобы следить за чем-то. Можно назвать несколько примеров:
- Дома. Видеть, чем занята няня, делают ли дети домашнюю работу, как себя чувствуют пожилые родственники, не проникли ли в дом злоумышленники, либо чем заняты питомцы.
- Во дворе, на парковке, в подъезде. Чтобы видеть, кто оставляет мусор на лестничной клетке, кто пишет или рисует на стенах, портит клумбы, газоны, либо занимает не свое место на парковке.
- На даче. Видеть, кто утащил дрова, кто испортил грядки, как растут растения, не пора ли приехать и что-то сделать.
- На предприятии небольших размеров. Например, в кофейне, пиццерии, парикмахерской. Камера позволит увидеть, в какой момент была опустошена касса, куда исчезли продукты, кто занимается какими-то запрещенными делами в офисе по ночам. Можно в кафе устроить трансляцию с кухни, чтобы клиентам был виден весь процесс приготовления блюд.
Это можно видеть в режиме онлайн или в записи, все зависит от поставленных задач. Дорогостоящие и сложные системы могут оснащаться контролем доступа, распознаванием лиц, аналитическим блоком и прочим.
При подборе камеры обычно оценивают ее технические характеристики и оптимальные условия работы.
Виды IP камер
Камеры бывают разных типов в зависимости от способности к изменению угла наклона.
По месту применения принято разделять камеры на несколько видов:
- Уличные, имеющие защитный кожух, антивандальное покрытие, подсветку, нагревательные элементы;
- Внутренние.
Передача данных, протоколы и сеть
При работе IP камеры используется стек протоколов TCP/IP — это сетевая модель, имеющая четыре уровня прохождения данных: прикладной, транспортный, сетевой и уровень сетевого доступа.
Протоколы могут распределяться по уровням:
- Прикладной — FTP, RTSP, HTTP, DNS и прочие;
- Транспортный — UDP, TCP, DCCP, SCTP и остальные;
- Сетевой — IP (а таже некоторые вспомогательные протоколы, которые используются поверх сетевого протокола, однако принадлежат к сетевому уровню, ARP — самостоятельный дополнительный протокол, используемый поверх канального).
- Уровень сетевого доступа —IEEE11 WLAN, Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS, а также остальные.
Транспортные протоколы
TCP – это протокол, который гарантированно доставит пакеты данных к адресату. Специальные команды позволяют установить предварительное соединение, чтобы потом начать трансляцию данных с соблюдением определенной последовательности. Протокол имеет механизмы для регулирования скорости трансляции, чтобы передача данных велась настолько интенсивно, насколько это позволено. При возникновении ошибок отсылается дубль, если пакет был утрачен, а при доставке двух одинаковых пакетов до адресата ошибка обязательно будет исправлена.
RTP — протокол, используемый для трансляции данных в режиме онлайн. В нем предусмотрена синхронизация данных и постоянная коррекция последовательности при доставке пакетов.
Протокол UDP используется в качестве альтернативы TCP, но не предполагает установку предварительного соединения, он сразу начинает трансляцию. Протокол не отслеживает получение данных, не будет делать дубль, если какой-то пакет был потерян. Он намного быстрее, но не слишком надежен.
С позиции передачи ритейлами и скорости трансляции предпочтительнее протоколы RTP или UDP, однако TCP считается незаменимым в проблемных сетях, ведь он исправляет ошибки, обязательно проводит коррекцию сбоев.
Протоколы совместимости
Устройства одного производителя по умолчанию являются совместимыми. Чтобы добиться совместимости с устройствами какого-то иного производителя, IP камеры выпускаются с поддержкой прикладных протоколов. Обычно это RTSP и ONVIF.
RTSP представляет собой прикладной протокол, который используется для удаленного управления IP камерой, в нем присутствует описание команд управления потоками. Предусматривается, что для управления камерами используется сервер, транслирующий соответствующие команды. Не выполняет сжатия, не определяет транспортный поток, не меняет пакеты. Данные транслируются отдельно, а RTSP-запросы отдельно от потока, для этого есть специальный порт.
ONVIF представляет собой современный стандарт. Он исполнен в виде объединения готовых протоколов и технологий, которые адаптированы к IP-видеонаблюдению.
Видеонаблюдение
Для охранных мероприятий основным устройством становятся камеры видеонаблюдения. Они обеспечивают преобразование оптических данных в электрические видеосигналы. С нее подаются все данные об объекте наблюдения. Технические характеристики видеокамеры непосредственно влияют на качество изображения, получаемого в результате.
Прибор имеет несложную конструкцию, которая состоит из платы электронных компонентов, а на нею уже размещены: фотопреобразователь, видеоусилитель, формирователь сигнала видео, источник питания, система регулирования сигнала, объектив.
Выписка лицензия
Сертификат Carddex
Лицензия ООО "Инженерные Сети"
