что такое ipc в видеонаблюдении
Что представляет собой IP-камера и как она работает
IP-камеры это современные устройства для наблюдения, они имеют несколько процессоров для обработки данных, могут передавать изображения в качестве превышающем некоторые камеры для съемок фильмов, однако такая технологичность делаем подобные камеры довольного дорогими и сложными для понимания обычными людьми.
В статье ниже пойдет речь о том, что такое IP-камера вообще, как она работает и ее возможностях.
IP-камера: что это?
Многие задаются вопросом «IP-камера, что такое?». Их используют для видеонаблюдения, они могут снимать видео, и передавать его в хорошем цифровом качестве используя некоторые сетевые протоколы, благодаря которым вообще возможно перенаправление пакетов. Если упростить всю сложность подобного устройства, то можно сказать, что камера с IP это не простое устройство слежения, а настоящий компьютер, правда, маленький и способный выполнять ограниченное число задач.
Данная камера состоит из следующих элементов:
Как работает?
Для начала объектив пропускает изображение через себя, и оно фокусируется на матрице, она в свою очередь конвертирует обычный цвет в сигнал для электроники. Данные отправляются в процессор, чтобы быть обработанными по различным важным для видео характеристикам, после этого данные отправляются на компрессию, это сжатие информации для удобства при использовании. После прохождения всех процедур запись готова к отправке через сеть с использованием Интернета.
Каждая IP-камера имеет свой личный IP-адрес, который отправляется при подключении и используется для более быстрого взаимодействия между камерой и регистратором. Это работает так: используя различные команды или программу, регистратор получает доступ к камере. Если IP-адрес будет отсутствовать, то эти 2 устройства будет невозможно связать между собой для дальнейшей работы, а также исчезнет возможность смотреть видео с IP-камеры на телефоне.
Так как IP-камера полностью цифровая, то ее возможности почти ничем не ограничены, все зависит от программ, с которыми она работает, просмотреть данные с камер можно используя Интернет и почти любое цифровое устройство с экраном.
К чему подключаются IP-камеры?
Данное видеонаблюдение может отправлять запись на сервер (тот самый регистратор), компьютер (на нем должны быть необходимые программы) или облачное хранилище (это тоже дополнительно приобретаемая услуга).
Определенное число камер можно подключить к серверу используя роутер, коммутатор или по-отдельности, если есть подобная возможность. Первые 2 могут, если они поддерживают сетевые протоколы с быстрой настройкой, раздавать адреса и прочие важные для отправки данных сведения.
IP-камеры относятся к слаботочному оборудованию, энергию они получают от адаптера, PoE-коммутатора или видеорегистратора, при условии, что в нем есть встроенная функция PoE. Многие часто слышат аббревиатуру «PoE», она означает зарядку с использованием Интернета, где заряд передается по витой паре вместе с видеоданными.
Система видеонаблюдения может подключаться по-разному, зависит от количества подключаемых к компьютеру камер: если камера одна, то использует интерфейс с LAN, если их несколько, то сначала подсоединяют коммутатор к LAN, и только потом сами камеры, затем выполняется подключение к сети и каждой из камер дается определенный и индивидуальный адрес.
Механизмы передачи данных
Для своей работы IP-камеры используют протоколы из стека TCP/IP. Данный стек представляет собой сетевую модель и состоит сразу из 4 уровней, по которым проходят данные:
Транспорты
TCP – протокол с гарантией, при своих первых тестах он продвинулся на 150 тысяч километров и при этом не потерял ни одного бита данных. Вначале используют команды, которые дают возможность для соединения, уже после начинается обыкновенная передача данных. С помощью него можно следить за сохранением данных и их порядком, контролировать скорость отправки, чтобы данные поступали периодически, и их можно было просматривать. При нахождении ошибок повторно отправляет данные, если она исчезли и убирает лишние пакеты, если их пришло слишком много.
RTP – протокол необходимый для отправки данных существующих в этот момент времени, используя его можно синхронизировать информацию и редактировать очередность отсылаемых пакетов.
UDP – альтернативный вариант TCP, он сразу отправляет данные, не используя предварительного соединения, он не наблюдает за тем, как передаются данные и не отправляет повторные, если какой-то пакет потерялся. Большая скорость, но меньшая надежность.
Если смотреть только на скорость и важность передачи данных в режиме реального времени, то стоит выбирать один из 2 последних вариантов, но в сетях, где наблюдаются трудности лучше всего использовать 1 протокол, он и ошибки исправит, и следит за отправляемыми данными.
Форм-факторы IP-камеры
Существует несколько вариантов исполнения камер, вот они:
Купольная камера самая востребованная из всех предлагаемых вариантов, обычно она устанавливается на потолок, то есть метод установки горизонтальный, однако если использовать специальный кронштейн, то можно прикреплять ее и к вертикальным поверхностям.
Камеры в форме цилиндров ставят на поворотные кронштейны, ими контролируют угол обзора камеры. Такая видеокамера оснащается защитой от внешней среды и защитой от вандалов, также у нее есть козырек, защищающий от солнечного света и дождей, при этом козырек очень стоек к внешним повреждениям, его ставят на вертикально расположенные поверхности: столбы, стены, заборы.
Стандартные IP-камеры продают без объектива и кронштейна для монтажа, это дает возможность владельцу установить его в любом месте по желанию и снабдить всем необходим, также исходя из потребностей. Такая функция дает возможность превратить стандартную камеру в нечто необыкновенное и использовать ее во многих сферах. У такой камеры есть встроенный термокожух, который защитит камеру, если она будет установлена на улице.
Камеры кубического формата используют для помещений, в комплекте с ним идет кронштейн для крепления к потолку, стене, столу, обычно их ставят именно на столы.
Сферическая камера, это отдельная подвид IP-камер, их можно отнести к поворотным, у них есть встроенная функция PTZ, для контроля за камерой используют особые программы и устройства для поворота, чтобы была возможность охватить как можно большее пространства. Также есть подобные камеры с автоматическим трекингом и датчиком движения, подобные устройства могут самостоятельно двигаться и следить за объектом или областью.
Нельзя забывать и про устройства, которые не входят ни в одну из категорий, это приборы с узкоспециализированным использованием, в качестве примера можно взять камеры с выносным объективом.
Разрешение IP-камеры
Качество видео получаемого от IP-камеры зависит от разрешения матрицы, соответственно, чем оно выше, чем лучше качество и детализация объектов. Стандартным разрешением является Full HD, так как именно таково разрешение большинства экранов для просмотра, вот какие разрешения встречаются чаще всего:
Чем дальше развиваются цифровые технологии, тем сильнее растет число используемых пикселов, однако очень высокое разрешение используют только в местах, где постоянно необходимо видеть номинал денег, расшифровывать номер машины или заниматься постоянным приближением или отдалением картинки.
Современные системы видеонаблюдения — от концепций до воплощения
Часть 1. Варианты построения современных систем видеонаблюдения, сервера и регистраторы в них.
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.
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.
Новые возможности цифровой обработки изображения
В области видеонаблюдения цифровая обработка изображения позволяет избежать тотальной записи и передачи всего массива видеоконтента.
Обычный детектор движения дает ложные срабатывания, передает ложные тревоги и пишет фоновое видео, которое загружает тракты передачи, занимает объем хранилищ.
При цифровой обработке изображения становится возможен анализ видеоизображения на основе интеллектуальных модулей.
Это позволяет избежать хранения и передачи кадров с движением качающихся деревьев, дождя и снега, пролетающих мух и птиц, который обычный детектор движения воспринимает как тревогу.
В итоге в несколько раз уменьшается объем хранилищ, перегрузка трактов передачи данных и необходимость человеческого участия в просмотре часов видеозаписей со множества камер.
Даже при постоянной записи, которую любят делать некоторые сотрудники службы безопасности, использование интеллектуальных модулей позволяет в несколько раз ускорить поиск в архивах определенных событий, и даже обнаружить их, задав исходные данные автоматически. Например, найти людей, укравших материальные ценности.
В онлайн режиме срабатывание на конкретное событие (например, проезд автомобиля, появление человека) позволяет подать тревогу и привлечь внимание охраны к просмотру нужной камеры, автоматически включающей тревожный монитор, с подачей звукового сигнала для пробуждения охраны от сна.
Состав многосерверной системы
Как правило, в составе крупной системы видеонаблюдения присутствуют следующие компоненты:
Кабельные трассы и магистрали с коммутационными узлами;
Центральный или Главный Сервер с хранилищем или без;
Резервный Сервер в качестве сервера репликации в горячем резерве;
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.
Применение видеосерверов
В настоящее время всё более востребованы современные видеосерверы с программным обеспечением, позволяющим записывать до ста камер и вести архивы. Видеозаписи можно обрабатывать как в архивах, так и в онлайн режиме с целью принятия решения о целесообразности видеозаписи и оповещения оператора о событии.
Видеокамеры со встроенными детекторами движения и классические видеорегистраторы с жестко прописанными зонами обнаружения пересечения линий и стандартными детекторами движения постепенно уходят в прошлое.
Какие интеллектуальные функции может сегодня выполнять современная видеосистема?
Обнаружение лиц, распознавание лиц с их идентификацией;
Обнаружение и распознавание автономеров;
Обнаружение дыма и пламени;
Контроль оставленных предметов (в метро, магазинах и т.д.)
Контроль исчезновения предметов особой важности (произведений искусства, сейфов, документов);
Комплекс интеллектуальных модулей для сфер обслуживания (электронные очереди, контроль активных зон, кассовые модули аналитики).
Все эти модули должны обладать возможностью обрабатывать информацию как в архиве, так и в онлайн режиме.
Работа в онлайн режиме приобретает особое значение, так как ускоряет принятие решения оператором, разгружает оператора и тракты передачи видео от балласта информации, экономит ресурсы видеохранилищ и удешевляет в итоге систему.
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.
Многосерверные распределенные системы
В таких системах видеоинформация обрабатывается не только на центральном сервере, но и на локальных серверах, находящихся в зоне размещения групп видеокамер (от 1 до 16 шт.), так называемых «кустов», привязанных к определенному локальному телекоммуникационному узлу.
При таком построении локальный сервер начинает обработку видеоинформации на самом узле. Причём на этом сервере имеется свое локальное хранилище видеозаписей. Используя интеллектуальные модули сервер решает, что необходимо записывать, что передавать на центральный сервер и что является событием, о котором необходимо оповестить оператора на центральном посту.
В результате высвобождаются ресурсы центрального сервера, который получает не потоковое видео от всех камер со сработавшими детекторами, а обработанные фрагменты, сигналы обнаружения и тревоги для оператора. Далее сам оператор при необходимости перекачивает видео из локального хранилища или принимает другие решения на основе просмотра журнала событий (тревог).
Кроме того, оказывается намного выгодней строить такие системы, чем односерверные по финансам, так как несколько обычных ПК (по 15-20 тыс.руб) и средний сервер (30-120-400 т.р.) окажутся дешевле одного самого мощного и дорогого (600-1200 т. р.). Коммутаторы и линии связи до камер тоже будут стоить дешевле, поскольку линии до камер от локальных серверов будут работать в сетях до 100 Мб/с.
При распределенной системе так же дешевле обеспечить бесперебойное питание всей системы, включая видеокамеры. Нам не надо ставить 10 киловатный УПС на 220 В, достаточно поставить киловатный УПС на центральный сервер, а в локальных узлах разместить низковольтные аккумуляторы для аварийного питания видеокамер и самого узла.
Сейчас на рынке видеонаблюдения имеется все необходимое для построения таких систем, за небольшим исключением.
Для чего нужны локальные сервера?
Для выполнения перечисленных выше задач по аналитике непосредственно на объекте в зоне размещения групп видеокамер.
Почему на объекте? Для того, чтобы снизить нагрузку на тракт передачи данных (СПД), особенно если он беспроводной.
Эта структура уже широко используется в видеонаблюдении.
В следующей статье мы рассмотрим подробно такие сервера, обсудим:
тонкости их подбора;
условия эксплуатации и монтажа;
варианты их проводного и беспроводного подключения по Wi-Fi и GSM.
А пока затронем ещё одну актуальную тему.
Прогресс видеорегистраторов
На сегодняшний день появились бюджетные регистраторы, которые в своем ПО обнаруживают и запоминают лица и прямоугольные объекты, которые похожи на людей (так называемое «гуманоидное обнаружение»). Для этого данные функции делятся между камерами, соответствующего типа, и регистраторами. Это новое направление, и оно стремительно развивается.
Да, есть недостатки. Например, при обнаружении лиц камера должна висеть на уровне 1 этажа (2м), при этом дальность обнаружения не более 10-15 м.
Далее, в инфракрасном режиме подсветки обнаружения не происходит. Только при цветном режиме.
Но еще 3 года назад регистраторы с камерами вообще не обнаруживали лица, это «умели» только сервера с интеллектуальными модулями.
Однако всё стремительно развивается, сегодня любой смартфон обнаруживает лица и сравнивает их с имевшимися ранее, т.е. идентифицирует, в правильной терминологии- «распознает».
Камеры уже способны в момент обнаружения тревожного объекта самостоятельно переходить с инфракрасной подсветки на подсветку белого света в ночном режиме, называется это «смарт подсветка».
Это позволяет получить высококачественное цветное изображение в 5 Мп (стандарт подобных систем), а не низкое разрешение и черно-белое изображение в ИК-лучах подсветки с известными проблемами переотражений, засветок и переконтрастов от препятствий в ближней зоне (например, веток деревьев).
Таким образом камеры, совместно с подобными регистраторами, закрывают проблему низкого разрешения изображения в ночное время, долгое время не имевшую решения при классической инфракрасной подсветке.
Конечно пока эти регистраторы имеют свои недостатки, но производители стремительно совершенствуют ПО и расширяют функционал (например, чтение автономеров).
Подобные регистраторы создают конкуренцию серверам в небольших системах видеонаблюдения своей простотой, ценой, габаритами.
В следующей части мы затронем конкретные модели таких камер и регистраторов, подробнее обсудим их возможности в распределенных системах, обсудим тонкости их инсталляции и подбора.
Заключение
Сложность применения современных систем видеонаблюдения порождается следующими проблемами:
Отсутствием полного и ясного представления об их возможностях;
Отсутствием полных комплектов узлов и оборудования для них в одной фирме;
Отсутствием полноценной техподдержки продавцов;
Нехваткой у проектировщиков и менеджеров проектов практического опыта инсталляции сложных систем видеонаблюдения;
Опасением, что вдруг не заработает, не сможем настроить (самбу под Линуксом ).
Поэтому мы начали изложение материала последовательно и системно, чтобы последующие материалы были понятны проектировщикам, менеджерам и инсталляторам систем видеонаблюдения 2021.
Будем благодарны за обратную связь, вопросы и критику по данной теме. В зависимости от отзывов мы скорректируем формат и язык изложения материала, откроем новые темы, в которых считаем себя компетентными.
Автор статьи – разработчик и проектировщик радиотехнических устройств и систем с опытом постановки монтажных бригад, ПНР и сдачи объектов с 30 летним суммарным опытом работы в упомянутых направлениях.
Поэтому хорошо понимаю, как проходят все стадии проектирования, монтажа, пусконаладки, сдача и сопровождение систем безопасности. А как менеджер проектов и ГИП, знаю связь экономической и технической стороны вопроса.
Нужен комплексный подход к проектированию подобных систем, с учетом всех вопросов.
К этому и будем стремиться.
Спасибо за прочтение. Ждем обратную связь, вопросы и критику.
IP-камеры видеонаблюдения: как работают, критерии выбора, самостоятельное подключение
Безопасность земельных участков, офисных помещений или коммерческих зданий сложно обеспечить без хорошей системы видеонаблюдения. Именно поэтому сегодня стремительно растёт интерес к различным видам камер, которые можно устанавливать в помещении или на улице. Одним из популярных видов являются IP-камеры видеонаблюдения.
Что это за камеры, и как они работают
Сетевая IP-камера видеонаблюдения — это высокотехнологичное устройство с довольно большим разнообразием функций. Такая камера передаёт сигнал по IP сети и не требует подключения к персональному компьютеру с помощью кабеля. В данном устройстве есть сетевая плата, SMTP и Web-сервер, что позволяет наблюдать за охраняемым объектом через интернет. Сегодня этот тип камер набирает популярности, поскольку его несложно установить самостоятельно и для этого не надо проводить кабельную сеть.
Где можно установить
Существуют IP-камеры для наблюдения на улице или в помещении. Те, что предназначены для использования снаружи, можно использовать и внутри зданий, однако камеры, предназначенные для эксплуатации в помещениях, нельзя использовать для наружного наблюдения. Разница между ними в том, что уличные устройства подходят для работы в сложных погодных условиях: во время дождя, сильного ветра, при очень низкой или высокой температуре. А вот внутренние камеры могут работать только при комнатной температуре и нормальной влажности.
Важно! На складах или в других помещениях, где нет отопления, лучше устанавливать уличные камеры.
Преимущества
IP-камеры могут похвастаться наличием ряда преимуществ, которых нет у других устройств, эксплуатируемых в тех же целях.
Среди преимуществ данного типа видеокамер наблюдения:
На что обращать внимание при выборе: основные характеристики
Выбирать IP-камеру необходимо, опираясь на следующие характеристики:
Знаете ли вы? В большинстве развитых стран мира видеонаблюдение используется не для защиты частной собственности, а для обеспечения безопасности граждан. Наибольшее количество таких камер насчитывается в столице Великобритании, где 1 камера приходится на 11 человек. На втором месте расположился Нью-Йорк, на третьем — Сингапур.
Подключение IP-камеры своими руками
Для начала следует заметить, что легче всего собственноручно подключить камеру наблюдения в квартире, это не займёт много времени и затрат. Сложнее и дороже будет установить прибор для охраны загородного дома, коммерческого здания и т.д.
Для самостоятельной установки, вам понадобятся:
Для того чтобы ваша система видеонаблюдения начала работать, необходимо соединить все её компоненты друг с другом:
Если все настройки были правильными, видео, записываемое камерой, будет доступно по ссылке «http://постоянный IP адрес:открытый порт камеры»
Отличие в настройках группы устройств для видеонаблюдения только в том, что в случае подключения нескольких камер, каждой из них присваивается порт, номер которого потом необходимо вводить в ссылке для перехода на видео.
Важно! Если добавить в систему еще и видеорегистратор, появится возможность не только просматривать видео с камер онлайн, но и сохранять и пересматривать то, что они записывают.
Видео: как подключить и настроить IP камеру наблюдения своими руками
Рейтинг лучших
Конечно, выбирать камеру видеонаблюдения необходимо, опираясь на ваши предпочтения и цели, с которыми она будет использоваться. Ассортимент такой продукции немалый, ведь в последние годы IP-камеры становятся всё популярнее, поэтому сложно не растеряться, делая выбор. Однако существуют определённые модели конкретных фирм-производителей, клиенты которых, как правило, остаются довольны выбором. Итак, лучшие камеры с основными характеристиками.
Для видеонаблюдения на улице
Знаете ли вы? Темпы роста количества камер видеонаблюдения на улицах и в публичных местах настолько высоки, что, по мнению специалистов, в 2020-х годах каждый среднестатистический житель одной из развитых стран будет запечатлен на камерах около 300 раз в день.
Для внутренних наблюдений
IP-камеры — удобная в использовании техника, которая помогает охранять вашу собственность. Чтобы такое устройство работало, и у вас был доступ к изображению, получаемому им, необходим только компьютер или смартфон и подключение к Сети. Более того, камеру можно подключить самостоятельно, без посторонней помощи и лишних затрат. На сегодняшний день на рынке подобных устройств представлено огромное количество моделей, отличающихся основными характеристиками, поэтому есть возможность выбрать то, что идеально подойдёт именно вам.