Общее описание устройства и принципов работы IP камер для видеонаблюдения

Главная » Видеонаблюдение

Видеонаблюдение

Автор Гришенков Сергей На чтение 5 мин Просмотров 3.1к. Опубликовано 2021-03-24 Обновлено 2021-03-22

Что такое IP-камера? Это специальное устройство, которое выполняет съемку и трансляцию видео. Такие камеры работают в цифровом формате. Они используют сетевой протокол, который обеспечивает маршрутизацию пакетов. Это современное оборудование для организации наблюдения в частном доме или в офисе.

В составе устройства:

• матрица;
• объектив;
• процессоры.

Содержание

1. Принципы работы цифровых видеокамер
2. Как подключаются IP-видеокамеры
3. Как передаются данные
4. Как камеры передают сигнал
5. Преимущества IP-видеокамер наблюдения
6. Разрешение
7. Типы объективов
8. Форм-фактор
9. Назначение

Принципы работы цифровых видеокамер

IP-видеонаблюдение — что это такое? Это усовершенствованная система наблюдения. Специальный объектив фиксирует картинку на матрице камеры. Она трансформирует цвета в электрический сигнал. Он попадает на процессор, который обрабатывает цвета, настраивает яркость. Отснятый материал затем поступает на компрессор. Он выполняет сжатие видеопотока. Затем информация поступает в сеть посредством Ethernet-контроллера. Цифровые видеокамеры имеют свои IP-адреса. Без него настроить камеру на работу нельзя. Также без адресов не получится работать с системой видеонаблюдения через смартфоны и другие гаджеты.

Цифровая электроника расширяет функциональные возможности видеокамер. Получать доступ к информации можно с любой точки земного шара. Что такое IP камера для видеонаблюдения, знают даже чайники.

Как подключаются IP-видеокамеры

Устройство выполняет трансляцию потока видео на регистратор или на ПК. Также возможна прямая трансляция на облачный сервис. Несколько устройств можно подключить к регистратору через маршрутизатор. Можно использовать коммутаторы.

IP-камера получает электропитание от:

• адаптера;
• PoE-коммутатора;
• видеорегистратора;
• PoE-интерфейсы.

Подключение устройств к компьютеру зависит от количества. Если видеокамера одна, ее нужно подключить к LAN-интерфейсу сетевой карты. А если устройств несколько, то к разъему LAN нужно подсоединить коммутатор. А к нему подключаем IP-камеры. Затем выполняется сетевое подключение. Каждой видеокамере присваивается новый сетевой адрес.

Как передаются данные

Цифровые видеокамеры функционируют по протоколам TCP/IP. TCP/IP. Ниже рассмотрим основные протоколы:

• Это гарантированный протокол. Посредством специальных команд устанавливается соединение. Затем начинается передача данных. Этот протокол отслеживает сохранность данных и их последовательность. При необходимости корректирует ошибки.
• Передает трафик в реальном времени. Выполняется синхронизация данных.
• UDP — альтернативный вариант TCP. Предварительно соединение не устанавливается. Трансляция начинается сразу. Этот протокол не отслеживает получение данных.

IP-камеры способны выполнять передачу данных тремя путями:

• Проводной. По мнению экспертов, такой тип соединения способен обеспечить стабильность и высокую скорость трансляции. Но для реализации такого соединения нужна прокладка сетей. Тип кабеля может быть любым: оптоволоконный, витая пара или коаксиальный.
• Беспроводной. В таком случае устройств оснащают встроенным Wi-Fi-модулем. Но есть модели, оснащенные модулем 3G/4G. Расстояние передачи информации будет ограничено. Физические преграды и электромагнитные помехи снижают качество передачи данных.
• Гибридный. В этом случае одновременно используется два предыдущих типа соединения. Поэтому обеспечивается высокая надежность домашней сети.

Преимущества IP-видеокамер наблюдения

Теперь, когда мы разобрались, что это такое, IP-камера, стоит рассмотреть ее основные возможности:

• Система масштабируемая. Несколько видеопотоков проходят через один кабель.
• Изображение передается с высокой детализацией.
• Широкий функционал.
• Стабильное качество передачи данных.
• Помехи отсутствуют.
• Передача данных стабильно защищена.
• Высокоскоростная передача изображения.
• Сигнал транслируется без потери четкости картинки.
• Видеокамерой можно управлять дистанционно.

Цифровые камеры имеют аналитические функции: от простого датчика движения до распознавания лиц и номеров машин. По сравнению с аналоговыми камерами, цифровые модели более функциональные.

Разрешение

Чем выше разрешение матрицы устройства, тем лучше качество картинки.

Какие разрешения камер считаются наиболее популярными:

• HD – качество на среднем уровне. Подойдет для общей оценки зоны наблюдения.
• SXGA – число пикселей увеличено вертикально. Камера подходит для вытянутой вверх области видеонаблюдения.
• Full HD – камеры способны распознавать людей.
• Quad HD – улучшена детализация.
• 5MP – изображение очень четкое и качественное.
• 4K или Ultra HD – высший уровень качества картинки. Камера распознает мельчайшие детали.

Камеры с высоким разрешением целесообразно использовать на тех объектах, где нужно распознавать мелкие детали. IP-видеонаблюдение можно организовать на любом объекте.

Типы объективов

Объектив – это сложная конструкция, состоящая из множества линз. Все они заключаются в специальную оправу. Оптические искажения взаимно компенсируются. Объектив собирает энергию света на матрицу. Так формируется оптическая картинка. Основной параметр – фокусное расстояние. Оно определяет угол обзора. В цифровых камерах используются разные объективы. Объективы могут быть моторизированными. Такие модели оснащаются приводом. Объективы типа «рыбий глаз» способны заменять несколько классических моделей.

Форм-фактор

Производители выпускают различные по форме модели:

• Купольные. Самые распространенные и востребованные камеры. Монтируются они горизонтально.
• Цилиндрические. Чаще их монтируют на поворотный кронштейн. Угол обзора задается регулировкой. Могут быть оснащены антивандальным корпусом. Некоторые модели имеют специальный козырек. Он оберегает устройство от солнечных лучей и дождевых капель.
• Корпусные. Изготавливаются без объектива и кронштейна для монтажа. Конфигурации может подбирать пользователь.
• Используются внутри помещений. Комплектуются кронштейнами для установки.
• Сфера. Шар поворачивается в необходимом направлении.
• Поворотные. Благодаря специальному приводу, камера может вращаться и наклоняться. Обеспечивает обзор всей территории.

Назначение

В зависимости от назначения IP-камеры могут быть:

• Уличные. Имеют специальный влагозащитный корпус. Он надежно защищает электронную начинку от пыли и влаги. Устройства не боятся температурных колебаний.
• Комнатные. Не имеют специальной защиты, поэтому в уличных условиях не используются.
• Для транспорта. Это отдельная категория оборудования. Имеют специальные разъемы, защищены от вибраций.

Что нужно для IP-видеонаблюдения? Необходимо правильно подобрать камеры и сопутствующее оборудование. Если видеокамеры будут транслировать поток на компьютер или мобильный телефон, потребуется установить специальное программное обеспечение.

Похожие статьи

3g 4G

Устройство, принцип работы и выбор IP камер видеонаблюдения

Стоит сразу сказать, что если Вас интересует принцип работы IP камеры на уровне физических процессов переноса зарядов в полупроводнике или технологии производства различных микроэлементов, то Вам не сюда.

Этот материал ориентирован на конечного потребителя и описывает общие вопросы преобразования оптического сигнала на входе видеокамеры в электрическую цифровую форму на выходе без акцентирования внимания на всевозможных потенциальных ямах, p-n переходах и прочих «вкусностях» теории полупроводников.

Поэтому устройство цифровой видеокамеры здесь будет рассмотрено с точки зрения потребителя, которому нужно выбрать камеру, сообразуясь с ее техническими характеристиками не забивая себе голову способами их реализации.

В связи с этим предлагается упрощенная структурная схема цифровой видеокамеры и рассмотрены функции, непосредственно определяющие принципы ее практического применения (рис.1).

1. объектив служит для формирования изображения объекта видеонаблюдения на матрице.
2. матрица преобразует оптическое изображение в его электрический аналог.
3. Схема обработки сигнала для IP камеры содержит несколько устройств — это процессоры обработки, сжатия изображения, сетевой интерфейс и пр. Они здесь не рассматриваются, поскольку нас интересует сигнал, передающийся непосредственно в локальную (или глобальную — Интернет) сеть.
4. Несколько слов про ИК — фильтр. Фильтрация инфракрасного диапазона служит для коррекции изображения, поскольку спектральная чувствительность матрицы значительно отличается от человеческого восприятия.

   Однако, для организации видеонаблюдения в условиях недостаточной освещенности камеры используют именно ИК диапазон, соответственно могут переключаться в режимы «день — ночь».

   Наиболее эффективным здесь является использование механического фильтра, хотя для этих целей применяются и электронные методы.

Таким образом мы уже переходим к вопросу определения предпочтительных опций при выборе цифровой камеры видеонаблюдения.

Основные характеристики, определяющие способы обработки и коррекции изображения описаны здесь, однако цифровые устройства характеризуются рядом дополнительных параметров, в частности, форматом сжатия видеосигнала.

Большинство современных камер поддерживают один (или одновременно оба) следующих форматов сжатия:

• H.264 — потоковое,
• MJPEG — покадровое.

Стоит помнить, что объем передачи данных камерой видеонаблюдения в единицу времени является основным моментом при расчетах и проектировании IP систем, поэтому предлагаю Вашему вниманию соответствующую таблицу :

Один маленький нюанс: при установке системы IP видеонаблюдения в местах, характеризующихся высокой интенсивностью изменения сюжета в кадре скорость потока для формата H.264 может увеличиться до 100% , для MJPEG — до 20%.

Обращаю внимание, что максимальные значения скорости передачи данных (формирования кадра) для цифровых камер высокого разрешения могут составлять 5-10 кадров в секунду, так что при выборе видеокамеры имейте в виде этот параметр.

Для рассматриваемых устройств существует еще ряд интересных опций:

• возможность автономной записи на флеш карту,
• организация питания по PoE,
• наличие аналогового выхода,
• встроенный детектор движения и пр.

Вопросы выбора IP камеры с учетом фокусного расстояния, разрешения, требуемой зоны обзора и степени детализации изображения принципиально не отличаются от описанных на этой странице.

  *  *  *

© 2014-2023 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Наши обзоры

СТАТЬИ

***

Что такое IP-камеры и как они работают?

IP-камера или камера с интернет-протоколом — это тип цифровой камеры безопасности, которая получает и отправляет видеоматериалы через IP-сеть. Они обычно используются для наблюдения. В отличие от аналоговых камер видеонаблюдения (CCTV), для IP-камер не требуется локальное записывающее устройство, а требуется только локальная сеть. IP-камеры подключаются к сети так же, как телефоны и компьютеры.

Как работают сетевые IP-камеры?

Аналоговые и аналогово-цифровые камеры безопасности требуют коаксиального видеокабеля для передачи отснятого материала на цифровой видеомагнитофон (DVR). С другой стороны, IP-камера безопасности может передавать отснятый материал по беспроводному соединению. В частности, IP-камеры подключаются к сетевому видеорегистратору (NVR) через Wi-Fi, кабель Ethernet или USB.

IP-камера записывает кадры в формате высокой четкости — разрешение может достигать 16 мегапикселей, в зависимости от модели камеры. Каждая IP-камера оснащена чипом обработки, который сжимает видеоматериал по мере его записи. Что это значит? Что ж, чем выше разрешение камеры, тем больше данных содержит каждая видеозапись. Изображения с высоким разрешением требуют больше места для хранения и большей пропускной способности для передачи данных, чем изображения более низкого качества. Для передачи HD-изображений по сети IP-камеры должны сжимайте файлы или уменьшайте их размер, чтобы избежать чрезмерного использования полосы пропускания. Современные стандарты сжатия, такие как h.264 и MPEG-4, означают, что снижения частоты кадров и разрешения либо нет, либо наблюдается лишь небольшое снижение частоты кадров и разрешения, когда отснятый материал наконец попадает на ваш телефон или компьютер.

Вот некоторые дополнительные преимущества использования IP-камер по сравнению с камерами видеонаблюдения:

• Двустороннее аудио . Владелец камеры может слушать и говорить с объектом через динамик на камере. Некоторые камеры дверного звонка предлагают эту функцию.
• Удаленный доступ . Авторизованные пользователи могут просматривать живое видео с любого смартфона, планшета или компьютера.
• Лучшее разрешение . IP-камеры имеют разрешение, в 4 раза превышающее разрешение аналоговых камер.
• Меньше кабелей и проводов . Power over Ethernet подает питание по кабелю Ethernet, что позволяет камере работать без специального источника питания.

При настройке IP-камеры можно выбрать один из трех параметров сети.

Беспроводная сеть или сеть Wi-Fi отправляет и получает данные на беспроводной модем. Телефоны, компьютеры, некоторые телевизоры, игровые приставки и другие устройства безопасности подключаются через Wi-Fi, и ваша IP-камера ничем не отличается. Один из способов просмотреть отснятый материал с IP-камеры — ввести ее IP-адрес в веб-браузере. Имейте в виду, что IP-адрес должен быть статическим . Некоторые интернет-провайдеры предоставляют своим клиентам динамические IP-адреса, которые время от времени меняются. Вы захотите поговорить со своим провайдером о статическом IP-адресе, чтобы убедиться, что вы можете получить доступ к своей IP-камере.

Проводная сеть подключает IP-камеру к сети через кабель Ethernet. Эта настройка считается наиболее безопасной, так как вероятность помех сигнала или несанкционированного доступа минимальна. Ожидайте самых высоких скоростей передачи данных с Ethernet, так как проводное соединение намного эффективнее, чем Wi-Fi.

Сотовая сеть , пожалуй, самая удобная из трех, но и самая медленная. В целом Wi-Fi имеет более высокую скорость загрузки и выгрузки. Большинство IP-камер поставляются с сотовым передатчиком, поэтому настройка, установка и подключение очень просты.

Вам необходимо убедиться, что ваша сеть защищена, иначе IP-камеры могут стать жертвами хакеров.

Перед установкой системы IP-камер безопасности вы или ваш поставщик камер безопасности должны спросить:

1. Защищена ли ваша система IP-камер уникальными учетными данными для входа?
2. Является ли ваша беспроводная сеть частной?

В 2014 году журналист наткнулся на веб-сайт, на котором было проиндексировано 73 000 мест с незащищенными IP-камерами по всему миру. Жутковато, мягко говоря, но находка подняла очень важный момент. Большинство камер безопасности поставляются с именем пользователя и паролем по умолчанию. Хотя предполагается, что логин по умолчанию должен быть изменен, во многих случаях — по крайней мере, в 73 000 случаев — он оставался неизменным в качестве логина по умолчанию.

Веб-сайт собрал кадры с камер видеонаблюдения из различных предприятий, включая торговые центры, склады и автостоянки. Но что еще хуже, были также кадры с камер из гостиных и спален частных домов.

Это испытание раскрывает суровую правду: незащищенные IP-камеры на удивление легко взломать.

Хорошие новости? Еще проще защитить IP-камерой! На самом деле так и есть — вам просто нужно проверить две вещи. Во-первых, убедитесь, что вы изменили учетные данные для входа в свою камеру по умолчанию. Если вы не знаете, как это сделать, обратитесь к инструкции по эксплуатации камеры. Специалист по безопасности может помочь вам в этом, если вы наймете компанию для установки вашей системы видеонаблюдения. Следующее, что вам нужно сделать, это перепроверить, что ваш Wi-Fi является частным. Если камеры подключены к общедоступной сети Wi-Fi, любой, у кого есть IP-адрес, может получить доступ. При частном подключении к сети Wi-Fi только пользователи, вошедшие в систему Wi-Fi, могут получить доступ к кадрам с камеры.

Как только камера безопасности и Wi-Fi будут защищены, вы будете настроены. Современные беспроводные модемы используют систему шифрования данных, которая называется Wi-Fi Protected Access (WPA). С годами стандарты WPA ужесточились. WPA3 считается самым безопасным и используется в некоторых новых модемах. WPA дополнительно защитит ваши камеры видеонаблюдения от взломов и других видов несанкционированного доступа.

По сравнению с аналоговыми камерами, IP-камеры безопасности предлагают удобные функции и подходят для любого дома или бизнеса. Нужна ли вам только одна камера или десятки, вы не ошибетесь с IP-камерами. Хотите узнать больше? Свяжитесь с одним из наших экспертов по безопасности — мы ответим на любые вопросы и бесплатно рассчитаем стоимость системы. Свяжитесь с нами сегодня!

Что такое IP-камера Специалист по IP-камерам безопасности

• Что такое IP-камера?
• В чем уникальность IP-камеры?
• Для чего используется IP-камера?
• Как просмотреть (живые) изображения, снятые IP-камерой?
• Могу ли я просматривать изображения в ночное время?
• Могу ли я использовать IP-камеру в качестве системы сигнализации?
• Можно ли сохранять изображения, созданные IP-камерой?
• Предоставляет ли IP-камера звук вместе с изображениями?
• Нужно ли мне специальное программное обеспечение для просмотра изображений с камеры?
• Хорошее резюме, но у меня есть еще вопросы об IP-камерах. ..

Что такое IP-камера?

IP-камеры — это устройства, использующие Интернет-протокол (IP). Изображения передаются по компьютерной сети по обычному сетевому кабелю (UTP) или по радиоволнам с использованием беспроводного соединения (Wi-Fi). Другими часто используемыми названиями IP-камер являются: сетевая камера, веб-камера или IP-камера (сокращение от IP-камеры).

Что такого уникального в IP-камере?

IP-камеры уникальны тем, что они производят изображения со значительно более высоким качеством изображения, чем обычные камеры. Вы можете просматривать гораздо более четкие живые изображения, а также можете увеличивать масштаб, чтобы проверять важные детали при просмотре записанных изображений. Кроме того, для подключения камер к вашей сети вместо дорогих медных коаксиальных кабелей можно использовать базовую инфраструктуру, такую ​​как кабели UTP или WIFI.

Для чего используется IP-камера?

IP-камеры уже широко используются в промышленности и правительстве для профессионального видеонаблюдения за недвижимостью и объектами. В настоящее время IP-камеры стали доступными для потребителей и могут иметь множество применений в частной среде, таких как замена устаревших и дорогих систем сигнализации. Если у вас есть магазин или бизнес, вы можете следить за ним и иметь возможность просматривать сохраненные изображения, если заметите что-то подозрительное.

Как просмотреть (живые) изображения, снятые IP-камерой?

В принципе, изображения, созданные IP-камерой, можно просматривать из любой точки мира через Интернет (если ваши камеры настроены для этого приложения). Вы также можете выбрать просмотр изображений только в вашей локальной сети и запретить их потоковую передачу через Интернет. Вы можете получить эксклюзивный доступ к изображениям или предоставить уполномоченным лицам право просмотра изображений, войдя в систему. Также возможно просматривать изображения с IP-камеры на мобильном телефоне (I-Phone, Android или Nokia), если вы иметь подходящие приложения для просмотра изображений. Это может быть удобно, когда вы находитесь вдали от дома, в путешествии или в отпуске.

Могу ли я просматривать изображения в ночное время?

Да, можно. IP-камера использует инфракрасный свет для освещения в темноте. Разница между ночными и дневными изображениями заключается в том, что ночные изображения передаются черно-белыми, а не цветными.

Могу ли я использовать IP-камеру в качестве системы сигнализации?

Технически это возможно. IP-камеры имеют возможность обнаруживать движение. Это означает, что при обнаружении движения камерой отчет отправляется по электронной почте или SMS-сообщением заранее определенному получателю. Такое сообщение будет включать моментальные снимки того, что вызвало отчет. Вы также можете установить определенную область в пределах досягаемости камеры, в которой будет исключено обнаружение движения. Если у вас есть домашние животные, это может быть место ниже одного метра от земли. В этом случае камера не будет сообщать об обнаружении движения, если оно было вызвано вашим питомцем.

Можно ли сохранять изображения, созданные IP-камерой?

Да, можете. Вы можете хранить изображения на компьютере, на котором вы их просматриваете. Вы также можете использовать NAS (сетевое хранилище) или NVR (сетевой видеорегистратор), технологию жестких дисков с подключением к Интернету, которую можно интегрировать в вашу (домашнюю) сеть. В разделе продуктов Synology на нашем веб-сайте вы найдете другие решения для хранения видео.

Предоставляет ли IP-камера звук вместе с изображением?

Да. Наши IP-камеры могут передавать как видео, так и аудио. Вы можете прослушивать звук, записанный вокруг камеры, с помощью приложения IP-камеры или интернет-браузера.

Нужно ли специальное программное обеспечение для просмотра изображений с камеры?

Нет. Изображения можно просматривать с помощью любого браузера, который подключается к IP-адресу камеры или DNS-имени.