Poe в ip-видеонаблюдении
PoE или это технология передачи питания и данных по одному кабелю. Использование PoE позволяет экономить на отдельных источниках питания и кабеле для подключения источника питания к камере. Упрощает монтажные работы, уменьшает количество точек отказа.
Технология PoE была стандартизирована IEEE 802.3 с 2003 года, существует 3 стандарта PoE:
Внутри стандартов существует 9 классов PoE:Камеры с поддержкой PoE обычно подключаются с помощью:Сетевой коммутатор, безусловно, является наиболее часто используемым оборудованием для обеспечения питанием по . Реже используются PoE Инжекторы и видеорегистраторы со встроенным коммутатором PoE.
Кроме трех стандартов и девяти классов PoE, есть различия, по каким контактам подается питание от источника: PoE-A и PoE-B. В варианте PoE-А питание подается по тем же парам, что и данные, для PoE-В используются пустые пары. Большинство устройств PoE автоматически определяют, какие пары используются для подачи питания, и не зависят от выбора A или B. Однако некоторые устройства могут поддерживать PoE только типа B.
В дополнение к стандартам 802.3af/at существует так называемый пассивный PoE, который подает 12 или 24 Вт постоянного тока на неиспользуемые пары без процесса согласования, как в стандартизированном PoE. Питание на эти пары подается независимо от того, запрашивает ли его конечное устройство или нет.
При подключении PoE-видеокамеры к PoE-коммутатору происходит процесс согласования, при котором устройство и коммутатор определяют правильное напряжение и мощность и определяют, какой класс будет использоваться. Этот процесс быстрый, занимает всего несколько секунд и проходит без участия пользователя.
При использовании PoE коммутаторов. Нужно правильно рассчитать требуемую мощность PoE-коммутатора. Если на коммутаторе не указан явно класс PoE, а только стандарт 802.3af, то по-умолчанию на PoE-портах доступно от 0,44 до 15 Вт, и коммутатор выдает ту мощность, которая фактически нужна подключенному устройству, это может быть и 6Вт и 12Вт.
Некоторые коммутаторы из недорогого сегмента предоставляют PoE не на всех портах, например, из 8 портов всего 4 будут PoE-портами, это тоже следует учитывать при выборе оборудования.
На сегодняшний день PoE поддерживается и большинством профессиональных IP-камерах, и мы рекомендуем его использовать во всех случаях, когда только можно.
Удлинитель PoEДля ситуаций, требующих передачи PoE на расстояние более 100 м, доступны удлинители PoE. Удлинители PoE могут обеспечивать увеличение расстояние передачи питания и данных до 600 метров.
У различных производителей можно найти сетевое оборудование с встроенным усилением сигнала, например коммутаторы от Zyxel, они позволяет передавать пакеты от IP-видеокамер на расстояние до 250 метров. Минус: не все порты таких коммутаторов поддерживают режим увеличенной дальности связи.
Кроме того, для увеличения дальности, так называемые экстендеры (удлинители PoE), интереснее всего те, которым не нужно дополнительное питание, а достаточно питания от PoE. Можно использовать такие штуки каждые 100 метров. Минус: для питания и видеокамеры и экстендера используется питание PoE одного порта, требуется рассчитать мощность коммутатора, чтобы его хватило на все устройства в линии.
Коммутаторы и маршрутизаторы
Сетевое оборудование, которое стоит выбирать для системы видеонаблюдения, имеет свою специфику. Например, функция автоматическое восстановление IP-камеры, в случае обнаружения сбоя в работе. Коммутатор должен автоматически перезапускает ее и пытается восстановить ее работоспособность. Для сетевого оборудования с поддержкой PoE важна непрерывность подачи питания даже во время обслуживания сетевого оборудования, обновления прошивки или конфигурации.
По результатам опроса профессиональных интеграторов систем видеонаблюдения, сетевое оборудование двух брендов — Cisco и Ubiquiti сильно превалирует над всеми остальными. Качеств, которые заставляют интеграторов останавливать свой выбор на них, много, но превалирующими будут — хороший уровень «цена / качество», и высокий уровень надежности.
Но прежде чем, как рассказать про эти сетевые устройства и их отличия, надо упомянуть про сетевую модель OSI (Open System Interconnection). Если кратко, то сетевая модель OSI или модель стека сетевых протоколов определяет различные уровни взаимодействия систем и устройств.
В модели OSI 7 уровней взаимодействия: 1 уровень — это уровень физического взаимодействия (двоичные данные, концентраторы, нет адресации), на 2 уровне появляется физическая адресация (mac-адрес сетевого устройства), на этом уровне работают коммутаторы и точки доступа, 3 уровень — уровень логической адресации и определения маршрута (IPv4, IPv6, IPsec), на этом уровне работают маршрутизаторы. Уровни 4 — 7 — это уровни взаимодействия хостов.
Коммутатор — это основное сетевое устройство в IP-сети. Он фактически создает вашу сеть из разрозненных устройств (видеокамеры, компьютеры, сервера). Управляемый коммутатор может разбить подключенные устройства в логические группы или VLAN (Virtual LAN или виртуальная сеть), устройства в пределах одного VLAN будут невидимы для устройств в других логических группах.
Это удобно для организации выделенной сети из конвергентной, для ограничения широковещательного (рассылается всем устройствам сети) трафика, освобождения сетевых ресурсов только под нужды этой подсети. Точно также устройства, физически подключенные к разным коммутаторам, можно включить в один VLAN и они будут доступны друг для друга. Для связи между коммутаторами или коммутатором и маршрутизатором на коммутаторе назначаются транковые (или магистральные) порты.
Маршрутизатор (или роутер) работает на следующем уровне модели OSI. Это устройство используется для объединения нескольких сетей, подключения к глобальной сети Интернет (порт WAN), маршрутизации трафика между сетями (например, локальной и беспроводной), обеспечивают безопасность сети (брандмауэр, межсетевой экран), организация защищенных каналов VPN.
Обычно, один или несколько коммутаторов и беспроводных точек доступа подключаются к одному маршрутизатору организации, а он, в свою очередь, обеспечивает доступ в Интернет. Существуют гибридные устройства, которые объединяют в себе функции и маршрутизатора и коммутатора, имеют несколько (или много)
Проектирование системы IP-видеонаблюдения строится от простого к сложному. Для начала вы определяете, сколько вам нужно видеокамер, какую сцену они должны наблюдать и что вы хотите получить от этого наблюдения (какие тревоги, необходимость аналитики или достаточно базового детектора движения, периметр это или вход, наружная камера или внутренняя, как далеко они расположены от места размещения центрального оборудования и т.д.).
После этого вы определяете, какое центральное оборудование вам подходит, достаточно ли одного или нескольких видеорегистраторов, или требуется сервер и VMS с мощной аналитикой. И исходя из этих данных, рассчитываете мощность сетевого оборудования, какое количество коммутаторов, с PoE или без, нужна ли выделенная сеть или можно использовать общую.
Дальность передачи данныхИспользование витой пары накладывает определенные ограничения на длину кабельной трассы между устройствами — максимум 100 метров, однако для увеличения этого параметра можно использовать повторители и устройства усиления сигнала.
Однако ограничение на 100 метровую дальность передачи сигнала по IP-сети на базе витой пары, можно преодолеть, используя удлинители Ethernet или медиаконвертеры.
Медиаконвертеры конечно самый надежный способ удлинить линию связи это оптоволоконные и не забудьте про грозозащиту, если будет устанавливаться уличное видеонаблюдение.
Сетевая инфраструктура
Теперь мы знаем, как работают IP-камеры, устройства хранения видеоархива, программное обеспечение и многое другое. Не охваченной осталась последняя, но самая обширная тема — это IP-сеть. В данной главе мы подробно разберем данный вопрос, начиная с того, как вообще сеть работает, и заканчивая описанием специфических для видеонаблюдения возможностей сетевого оборудования.
Несколько слов о том, что такое IP-сеть. Какое оборудование понадобиться для ее построения. Сеть Ethernet или IP-сеть это семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами (компьютерами, серверами, IP-камерами, коммутаторы и т.д.).
Работа Ethernet на физическом уровне стандартизирована IEEE 802.3, протоколы управления доступом к среде описаны в модели OSI. Сейчас для организации сети Ethernet используется витая пара или оптоволокно, использование витой пары накладывает определенные ограничения на длину кабельной трассы между устройствами — максимум 100 метров, для увеличения этого параметра без использования повторителей в линии используют оптоволокно.
Наиболее распространенный стандарт в локальных сетях — это Fast Ethernet или 100BASE-T, скорость передачи данных в сетях на базе этого стандарта до 100 Мбит/сек. Еще есть стандарт 1000BASE-T или Gigabit Ethernet со скоростью передачи данных до 1 Гбит/сек.
Есть и другие стандарты для более высоких скоростей, например, 10 GigE для скоростей до 10 Гбит, на данный момент они реже используются в видеонаблюдении. Но для больших проектов IP-видеонаблюдения использование 10 гигабитной коммутации должно стать стандартом.
Даже самый медленный жесткий диск, который будет установлен, с избытком преодолеет барьер, накладываемый гигабитным линком. Даже единичный жесткий диск способен обеспечить скорость чтения-записи порядка 225 Мбайт/с на внешних дорожках, минимум 110–119 Мбайт/с на самых внутренних и порядка 150 Мбайт/с в середине.
Если использовать зеркальный RAID, то скорость чтения возрастет вдвое, а если брать RAID 0, то вдвое вырастет скорость записи. Таким образом, гигабитный линк становится тем самым бутылочным горлышком, которое не дает раскрыться всему потенциалу, заложенному в устройства хранения видеоархива и современные жесткие диски для видеонаблюдения.
Для 10-гигабитных портов обязательно использование кабеля категории Cat. 6a или выше. С прицелом на будущее (особенно в случае скрытой прокладки, когда замена кабеля превращается в приключение) имеет смысл проложить кабель категории Cat. 8, его уж точно хватит с запасом и надолго.Более высокие скорости, такие как 40 и 100 Гбит, очень редки, дороги и вряд ли найдут применение в видеонаблюдении в ближайшем будущем.
TCP/IP — сетевая модель передачи данных, представленных в цифровом виде. Модель описывает способ передачи данных от источника информации к получателю. В модели предполагается прохождение информации через четыре уровня, каждый из которых описывается правилом (протоколом передачи).
Наборы правил, решающих задачу по передаче данных, составляют стек протоколов передачи данных, на которых базируется Интернет. Название TCP/IP происходит из двух важнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP).
Стек протоколов TCP/IP включает 4 уровня, которые практически повторяют первые 4 уровня модели OSI и полностью реализуют ее функциональные возможности: 1 — канальный уровень (физическая среда и кодирование пакетов), 2 — межсетевой уровень (работа протоколов IP, ARP, уровень передачи информации внутри сети и между сетями), 3 — транспортный уровень (работа протоколов TCP, UDP, SCTP), 4 — прикладной уровень (уровень работы приложений).
Для организации сети любое устройство, которое вы хотите к ней подключить, должно иметь сетевой интерфейс, который обеспечивает взаимодействие на физическом уровне. Как правило, он уже встроен в устройство, если оно предназначено для использования в сети (IP-видеокамера, коммутатор, видеорегистратор), но для подключения клиентских компьютеров или серверов они должны быть оснащены сетевыми картами (NIC).
Каждый сетевой интерфейс имеет заводской уникальный номер или mac-адрес, он нужен устройству для работы на канальном уровне, после регистрации устройства в сети, специальная служба, которая называется DHCP-сервер выдает ему IP-адрес (при условии, что устройство поддерживает работу с DHCP), после этого устройство готово к обмену пакетами по сети.
Но это все не происходит без участия пользователя, конечно, DHCP-сервер должен быть поднят на коммутаторе, маршрутизаторе или на отдельном сервере, должна быть создана топология сети, определены VLANы, выделены диапазоны IP-адресов готовые к выдаче в динамическом режиме или связка IP-адрес-порт на коммутаторе, а также определены исключения, т.е. зарезервированные IP-адреса, которые нельзя выдавать.
Сжатие изображения (кодирование)
Во-первых, стоит сказать, что абсолютно любое видео кодируется и сжимается. Это необходимо, чтобы сократить затраты на хранение видеоинформации и оптимизировать передачу видеопотока по сети. В случае современных аналоговых систем (, и ), сжатие происходит в видеорегистраторе, аналоговая видеокамера всего лишь передает на регистратор аналоговый сигнал по своему выделенному .
В случае с IP-системой, оцифровка и сжатие видеосигнала происходит в самой IP-камере, во-первых, чтобы снизить нагрузку на ЛВС (это не выделенный провод до регистратора, это единая сеть, пропускная способность которой ограничивается возможностью сетевого оборудования), а во-вторых, чтобы оптимизировать хранение.
Существует два основных подхода к сжатию: внутрикадровый и межкадровый.
Т.е. все кодеки поддерживают внутрикадровое сжатие, но только некоторые поддерживают как внутрикадровое, так и межкадровое сжатие.
На данный момент кодек H.264 наиболее распространен в IP-оборудовании, по сравнению с использованием более старого кодека MJPEG разница колоссальная, поэтому оборудование, которое поддерживает только кодек MJPEG, считается устаревшим. Еще один момент, кодек H.
Следующей кодеков — H.265, и это топ на момент написания статьи. Дает экономию порядка 20-30% по сравнению с H.264, но его поддержка ограничена профилем ONVIF T, а он не так распространен на рынке систем видеонаблюдения.Поэтому если вам хочется пользоваться продвинутыми функциями вашего оборудования, типа кодирования H.
265 и протоколом ONVIF, а в этом есть большой смысл, так как даже 20-30% это приличная экономия на системах хранения.Нужно убедиться, что все части системы поддерживают профиль ONVIF T или пользоваться проприетарными протоколами производителей оборудования.
Есть и приличная ложка дегтя для H.265 кодека, это более чем 1000 патентов, которые используются в H.265. Все патенты объединены в 3 патентных пула от нескольких независимых патентообладателей. Ежегодная стоимость лицензирования много от чего зависит, но примерно составляет 1 миллион долларов за 1 миллион камер.
Сложность и стоимость лицензирования приводит к тому, что многие крупнейшие производители камер видеонаблюдения не имеют лицензий несмотря на продажу продуктов, в которых используется кодек H.265. Например, на данный момент, это Hanwha и HikVision.
Патентообладатели H.265 пока не выражают намерения возбуждать судебные иски против покупателей, использующих продукты H.265, которые не были должным образом лицензированы. Поэтому для потребителей правовой риск хоть и существует, но является низким.
Однако для крупных компаний или государственных организации, для которых использование продуктов, которые нарушают патенты, является неприемлемым, использование H.265 может быть ограничено только производителями имеющими лицензии.
Смарт кодекиВ характеристиках видеокамер HikVision можно встретить упоминание поддержки кодека H.264 , это разработка компании HikVision на базе стандартного кодека H.264 и поддерживается только продуктами HikVision.
Точно так же, как компания Axis разработала свой формат сжатия на базе того же стандартного H.264 и назвала его Zipstream его поддерживают камеры Axis. И они дают приличную экономию, но недостаток у них тоже есть, протоколы ONVIF (S или Т) не поддерживает эти кодеки.
Что выбрать?Для малых систем, подойдет любой современный кодек, чем современней, тем лучше — H.264, H.264 , H.265, H.265 , Zipstream.
Для средних по размеру систем выбор универсального кодека становится более важным, для больших систем одним из критических. Причины две, первая — чем больше система, тем большая по объему ей нужна система хранения, а больше значит дороже. Экономия на сжатия даже на 20-30 процентов это значимая экономия на оборудовании для хранения видеоархива.
Вторая причина — универсальность, для крупных систем проприетарные кодеки производителей оборудования часто не будут лучшим выбором, так могут возникнуть вопросы, связанные с настройкой оборудования при расширении или модернизации систем видеонаблюдения.
Значит в большинстве случаев оборудование с поддержкой H.265 и профиль ONVIF T будет лучшим выбором. Однако следует помнить о проблемах с лицензированием H.265 и если для вас это важно выбирать производителей имеющих необходимые лицензии.
Система видеонаблюдения у вас дома на базе пк
Введение
Каждый раз, когда вам звонят в дверь, вы хотите знать, кто вас беспокоит. Можно по старинке спрашивать «кто там?», можно просто посмотреть в глазок. Но даже взгляд в дверной глазок не даст вам полную картину, ведь в этот глазок вы видите только одну проекцию изображения, а это значит, что за широкими плечами вашего товарища, улыбающегося вам в дверь, могут находиться один-два посторонних человека, которых вы не увидите в обычный дверной глазок. Если такая ситуация вам, не то чтобы знакома, а просто может случиться, вам уже потребуется получать изображение из другой плоскости — видеть профиль стоящего к вам лицом человека, ну или не обязательно профиль: главное — видеть площадку перед дверью под другим углом. И единственное возможное решение здесь — использование камер видеонаблюдения.
Усложним ситуацию и представим себе частный дом, будь то дача, коттедж в городе или просто жилой домик. Здесь пространство, которое вам надо контролировать, многократно увеличивается. Это не только входная дверь, но и периметр вокруг дома, гараж, место для парковки автомобиля, дополнительные пристройки и т.д. Чтобы одновременно наблюдать за всеми этими участками, придётся либо нанимать сторожа, либо сторожевых собак, либо ставить систему видеонаблюдения.
Частная автостоянка, подъезды жилого дома, автомобильный гараж во дворе, который видно только с балкона под ужасным углом и ещё десятки и сотни случаев, когда необходимо получать визуальную информацию об обстановке. Ведь видеть то, что происходит, ещё на стадии до того, как что-то начнёт происходить — это возможность подготовиться и принять необходимые меры. Результатом принятия этих мер станет сэкономленное время, деньги, здоровье и, может быть, даже жизнь.
Ещё одно преимущество систем видеонаблюдения — это сбор данных в ваше отсутствие. Система запишет, кто к вам приходил или пытался прийти, пока вас не было дома или на охраняемом объекте. А это очень значительный плюс. Но повсеместному распространению систем видеонаблюдения мешают устоявшиеся и принципы. Основной миф — это отсутствие необходимости в подобных системах. Ну что тут сказать? Насильно никого не заставишь заботиться о своей безопасности. Человек должен сам понять преимущества видеонаблюдения и контроля над своей территорией. Ещё один миф в том, что эти системы стоят чрезвычайно дорого. А вот с этим утверждением мы и поспорим.
Системы видеонаблюдения на базе персональных компьютеров
На сегодняшний день персональные компьютеры могут выполнять или контролировать любые задачи. И системы видеонаблюдения, выполнявшиеся ранее на базе аналоговых видеомагнитофонов, сегодня можно строить, используя простой персональный компьютер. Конечно же, это не относится к банкам и государственным учреждениям, имеющим специальные требования по безопасности, которые зачастую устанавливают специальное сертифицированное оборудование. В таких случаях, как правило, вопрос цены обсуждается чуть ли не в последнюю очередь.
Но для домашнего использования, для небольших офисов или складов не обязательно устанавливать охранные системы в стоечных корпусах, рассчитанные на обслуживание десятков камер слежения. Зачастую для небольших объектов достаточно устанавливать от одной до восьми камер слежения, а обработка такого количества камер — задача, с которой может справиться и современный компьютер.
Чтобы лучше понять, как работает простая охранная система на базе персонального компьютера, давайте проведём некоторое абстрактное сравнение. Камеры слежения, аналоговые чёрно-белые или цветные, выполняют роль «глаз» вашего электронного охранника. Не всегда чем больше камер, тем лучше, ведь в конечном итоге за камерами наблюдает человек, чьё внимание не безгранично. К тому же увеличение числа камер слежения непременно приведёт к удорожанию охранной системы в целом. Камеры слежения питаются от сети, через блоки питания. Камеры могут управляться с компьютера, но необходимость их поворота не всегда оправдана стоимостью оборудования, поэтому чаще всего камеры устанавливаются статически.
Каждая камера представляет собой «канал», передающий на компьютер поток видео в формате PAL с частотой 25 кадров в секунду. Разрешающая способность камеры измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ). Распространены камеры с разрешением 300, 420, 570 и 600 твл. плюс камера характеризуется таким параметром, как чувствительность (измеряется в люксах). Чем меньше чувствительность, тем меньше окружающего света требуется чтобы камера давала достаточно различимую картинку. Видеочипы, установленные на платах, которые управляют камерами и обрабатывают принимаемые с них данные, производят захват в разрешениях 320×240, 352×288, 640×480 или 704×576 в зависимости от модели и настроек. Так как пропускная способность каждого канала видеоплаты ограничена, то обычно запись ведётся с частотой от 10 до 30 кадров в секунду, чего вполне достаточно для видеонаблюдения.
Мозг системы — это компьютер, в нашем случае — ПК на платформе IBM PC. Камеры слежения подключаются к специальным платам расширения, каждая из которых может контролировать несколько каналов. Компьютер, как универсальное устройство, может записывать видео в различных форматах на различные носители с различными установками. При использовании дополнительных устройств и специального программного обеспечения компьютер сможет посылать сигналы тревоги на мобильный телефон или даже транслировать видео через интернет, чтобы пользователь находясь в любой точке мира, мог видеть, что происходит в его доме, гараже или на складе.
Программное обеспечение — очень существенная часть охранной системы, так как многие функции реализуются именно засчёт ПО. В современных условиях программное обеспечение способно выполнять большинство функций, доступных дорогим комплектам видоенаблюдения, таким как установлены в банках и государственных организациях с ограниченным доступом. Программное обеспечение обладает достаточной гибкостью, чтобы сохранять возможность модернизации и расширения охранной системы.
Помимо рассмотренных частей охранных систем, существуют так же камеры со встроенными микрофонами, кнопки звонка, электрические замки с программным управлением и др. Использование этих компонентов обуславливается условиями, которые налагает охраняемый объект: надо ли общаться с гостями через дверь, надо ли открывать двери удалённо и тому подобными. Мы же не будем останавливаться на частных случаях и посмотрим, что необходимо для того, чтобы построить охранную систему на базе персонального компьютера.
Какой персональный компьютер выбрать?
Какого компьютера будет необходимо и достаточно для охранной системы? Здесь конфигурация зависит от того, будет ли охранная система основной задачей компьютера или помимо неё будут использоваться и другие приложения. Никаких специфических требований к конфигурации охранные системы не выдвигают. В самом простом случае вам потребуется компьютер с SVGA видеокартой, работающий под управлением современной операционной системы Windows (98/ME/XP/2000) с одним свободным PCI слотом для платы видеонаблюдения. Вот от типа используемой платы видеонаблюдения и стоит отталкиваться при рассчёте конфигурации ПК. Если вы планируете использовать плату, которая будет принимать сигнал от камер слежения и аппаратно его кодировать в нужный формат, чтобы запись на жёстком диске не занимала много места, то ничего сверхъестественного от компьютера не потребуется. Это может быть ПК на недорогих процессорах класса Celeron или Duron, а может быть и на более серьёзных Pentium 4 или Athlon XP. Главное, чтобы на этом компьютере работала операционная система Windows. Вся работа по сжатию видеопотоков будет выполняться платой видеонаблюдения на аппаратном уровне, без расходования ресурсов центрального процессора. Но если вы захотите использовать решения, требующие программной компрессии потока, то тут уже готовьтесь к покупке современного компьютера более высокого уровня.
Поток данных от одного канала не слишком большой, тем более, он компрессируется и записывается как в формате видео, так и отдельными кадрами. То есть, нет необходимости устанавливать на такой компьютер жёсткие диски с частотой вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Для таких ПК хватит и 5400 оборотов. К оперативной памяти тоже дополнительные требования не предъявляются. Здесь всё на уровне, рекомендуемом производителями операционной системы. Остаётся SVGA видеокарта, монитор и клавиатура с мышью. То есть, при использовании аппаратной платы видеонаблюдения, можно легко использовать ваш домашний компьютер, просто установив в него эту плату, а можно собрать ещё один недорогой в корпусах ATX, MicroATX или даже SFF (Barebone-компьютеры) для экономии места и денег.
Платы видеонаблюдения
Как вы, наверное, уже поняли, обычный домашний компьютер отличается от компьютера охранной системы лишь программным обеспечением и платой видеонаблюдения, к которой подключаются камеры. Платы видеонаблюдения, прежде всего, характеризуются по количеству каналов (числу подключаемых камер слежения), обрабатываемых платой. Так же имеет значение число звуковых входов, то есть, сколько камер могут транслировать звуковое сопровождение. Остальные характеристики уже более специфичны для каждой модели. Это поддерживаемые разрешения, возможности по сжатию видео, возможности по записи в разных форматах, реагирование на событие и другие. Для того, чтобы вам было более понятно о том, что представляют собой и что могут платы видеонаблюдения, рассмотрим цифровую систему ВидеоБастион EXP.
Плата ВидеоБастион EXP предназначена для построения цифровых систем видеонаблюдения на базе обычного персонального компьютера платформы IBM PC. К каждой плате можно подключить до четырёх цветных или чёрно-белых видеокамер, работающих в системе PAL или NTSC. В один компьютер может быть установлено до четырёх плат ВидеоБастион EXP, что позволяет вести наблюдение и обрабатывать изображения с 16 камер одновременно. Кроме того, каждая плата ВидеоБастион EXP имеет по два независимых аудио входа, т.е. для трех из четырёх подключаемых к плате камер видео ряд может быть записан со звуковым сопровождением ( два аудиовхода размещены непосредственно на видеоплате, и один – третий, через линейный вход звуковой карты ПК).
Запись данных в системе ВидеоБастион EXP может вестись на любые накопители, доступные в операционной системе. Для каждого накопителя есть возможность указать объём свободного места, который должен остаться незаполненным. При полном заполнении накопителей запись данных на них можно продолжить, автоматически удалив старые файлы, либо прервать вовсе, предоставив возможность администратору системы сделать резервную копию архива.
Размер базы данных, необходимый для хранения информации, зависит в первую очередь от того, насколько активны изменения в контролируемых видеокамерами зонах. Суточный архив, полученный с одной камеры, направленной на безлюдную улицу, пустующее помещение офиса или коридор займёт на жёстком диске около 30 мегабайт. В более реальных условиях суточный архив с четырёх камер занимает примерно 1 гигабайт дискового пространства. Данные приведены для режима записи двух кадров в секунду с разрешением 352х288 пикселя в цвете при уровне качества 14 (всего 16 уровней установки качества). Также доступен режим записи при разрешении 704х576 для видео камер системы PAL и 640х480 для NTSC.
Скорость записи видео ряда обуславливается количеством камер, подключаемых к каждой плате. Для одной и двух видеокамер, подключенных к одной плате, обеспечивается скорость записи по 25 кадр/сек на камеру. При четырёх камерах количество кадров в секунду падает до 15 кадр/сек для каждой камеры. Если камер три, то одна из них будет писаться со скоростью 25 кадр/сек, две другие — по 15 кадр/сек. За счёт аппаратной реализации алгоритма компрессии SMICT работа в таких режимах возможна даже на компьютерах с процессорами до 1 ГГц. Во многих случаях нет необходимости записывать видео ряд с максимально доступной для системы скоростью. Поэтому приложения позволяют снизить эту скорость, например, до 2-х кадров в секунду. В то же время при событии в кадре скорость записи может быть увеличена до максимума.
Запись данных в файл ведётся фрагментами по 100 кадров. Если не принять специальных мер по защите компьютера от перепадов напряжения в сети, то в результате сбоя и перезагрузки операционной системы из записываемого видео ряда пропадут максимум 100 последних кадров. Для защиты системы видео наблюдения от зависаний операционной системы, на плате ВидеоБастион EXP предусмотрен выход, который соединяется с аппаратным входом Reset на системной плате компьютера. Приложение можно настроить таким образом, чтобы компьютер автоматически перегружался по составленному расписанию в указанное время. Если приложение ВидеоБастион EXP поставлено пользователем в режим автозагрузки, то после сбоя и перезапуска операционной системы все прерванные процессы будут восстановлены и работа приложения будет продолжена.
Файлы из архива могут быть получены с удалённого компьютера через модем или по локальной компьютерной сети по протоколу TCP/IP. На диске файлы хранятся в своём собственном формате, могут быть скопированы средствами операционной системы и просмотрены только при помощи родных приложений. Здесь же файлы можно отредактировать, а так же распечатать на принтере отдельные кадры. Если система находилась в режиме непрерывной записи, то при обнаружении движения в кадре скорость записи в кадрах в секунду может быть увеличена до заданного уровня (если позволяют возможности системы). По факту события система может:
приступить к записи видеофайла;
начать выдавать звуковой сигнал;
делать отдельные снимки в формате *.BMP, которые не содержат следов компрессии, свойственных сжатым видео данным;
оповестить удалённый компьютер через модем или по локальной сети по протоколу TCP/IP.
Для наглядности в системе можно завести рисунок с изображением плана контролируемой территории и расположить на нём иконки, соответствующие видеокамерам, которые будут сигнализировать о наступлении событий. Детектор движения может быть включен или выключен в соответствии с заданным для каждой камеры расписанием.
Для каждой камеры в отдельности можно ввести имя, задать степень компрессии, а следовательно качество, с которым будет записано видео, а так же установить параметры детектора движения. Детектор движения имеет две настройки: чувствительность и количество последовательных кадров, в которых должны произойти изменения, которые будут зафиксированы как событие. Параметр «чувствительность» детектора движения отвечает так же за то, какого порядка изменения в кадре считать существенными для записи их на диск. Таким образом, можно воспрепятствовать записи и сохранению в файле различного рода шумов и наводок, не являющихся информационными и плохо поддающихся компрессии.
Система ВидеоБастион EXP позволяет по локальной сети или через модем получить доступ к базам данных и камерам видео наблюдения, установленным на удалённых компьютерах. Для работы по локальной сети, на любом из компьютеров, подключенных к сети, устанавливается приложение сервера. Запустив это приложение, администратор должен зарегистрировать на нём все компьютеры с установленными в них платами видео наблюдения и всех пользователей, которые будут иметь к ним доступ. Соединившись с сервером, удалённый пользователь получит список всех компьютеров, работающих в данный момент в системе ВидеоБастион EXP, и сможет подключиться к любому из них. В зависимости от прав доступа пользователь может получить доступ к выбранным камерам, файлам базы данных, к PTZ и управлению настройками системы.
По сети передаётся только изображение. Звук можно прослушать, получив из архива уже сформированный файл.
Видеоданные передаются по сети в том же виде, в котором они записываются в файл. Таким образом при размере кадра 352х288 в цвете и частоте два кадра в секунду поток видеоданных в среднем будет составлять 20-30 kbit/sec с одной камеры.
Плата ВидеоБастион EXP поставляется в комплекте с единой интегрированной программной оболочкой, работающей под управлением операционных систем Windows2000/XP.
Мы благодарим компанию «Антарес», официального поставщика систем ВидеоБастион, за помощь, оказанную при написании статьи.
Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
26/01.2004
