МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ІКТА
Кафедра захисту інформації
ДИПЛОМНА РОБОТА
НА ТЕМУ:
"СИСТЕМА ВІДЕОСПОСТЕРЕЖЕННЯ НА ОСНОВІ IP-КАМЕР"
Студент групи ЗІ-42 Франчук Тарас Висильович
2011 р.
2011
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Інститут комп’ютерних технологій, автоматики і метрології
Кафедра захисту інформації
Спеціальність 6.170102 “Системи технічного захисту інформації "
“З А Т В Е Р Д Ж У Ю “
Завідувач кафедри ЗІ
В.Б. Дудикевич
“ ” 20 р.
ЗАВДАННЯ
На кваліфікаційну роботу студента групи
1. Тема роботи: “Система відеонагляду на основі ІР-камер”
затверджена наказом по університету від “17” травня 2011р. №12784-08 .
2. Термін здачі студентом закінченої роботи “10” червня 2011р.
3. Вихідні дані для роботи: Провести аналіз сучасних моделей цифрових та аналогових камер. Описати основні можливості програмного забезпечення для роботи з ІР-камерами. Спроектувати безпечну систему відеонагляду на основі ІР-камер.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки: Вступ. Розділ 1. Аналіз функціональних можливостей сучасних ІР – камер та програмного забезпечення для роботи з ними. Розділ 2. Проектування та встановлення систем відеоспостереження на об’єктах. Висновки. Список використаних джерел. Додатки.
5. Перелік графічного матеріалу: 1.Система відеонагляду на основі ІР-камер, Мета та завдання роботи. 2.Критерії вибору ІР – камер для організації відеоспостереження. Оптимальні рішення для розробки малозатратної системи відеонагляду 3.Проект схеми системи відеоспостереження. Налаштування безпеки для безпровідного з’єднання. 4.Технологія wi-fi в системах ІР-відеонагляду. Висновки.
6. Консультанти з роботи
Розділ
Консультанти
Завдання видав
Завдання прийняв
Зачепило В.С.
Лах Ю.В.
7. Дата видачі завдання : “15” квітня 2011р.
Керівник Л.М. Ракобовчук
Завдання прийняв до виконання Т.В. Франчук
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№
Назва етапів
дипломної роботи
Термін
виконання
Примітка
1
Пошук науково-технічної літератури. Складання плану роботи.
03.05.2011
виконано
2
Написання першого розділу роботи.
11.05.2011
виконано
3
Написання другого розділу роботи.
01.06.2011
виконано
6
Написання та оформлення пояснювальної записки.
08.06.2011
виконано
7
Подання завершеної дипломної кваліфікаційної роботи на кафедру.
10.06.2011
виконано
Студент Т.В. Франчук
Керівник Л.М. Ракобовчук
АНОТАЦІЯ
Дипломна робота присвячена дослідженню сучасних систем відеоспостереження на основі ІР-камер. У роботі розглядаються основні технічні характеристики цифрових та аналогових відеокамер, визначені їх основні переваги та недоліки. На основі моніторингу цифрових систем відеонагляду доступних на ринку України вибрано оптимальне апаратне та програмне забезпечення для розробки малозатратної системи ІР-відеонагляду. Визначено основні вимоги до системи ІР-відеонагляду за об'єктом безпеки та обгрунтувано вибір обладнання для її проектування. Надані практичні рекомендації щодо застосування схеми системи ІР-відеонагляду на реальному об’єкті.
ANNOTATION
The diploma work devotes to modern IP video surveillance systems investigation. The work reviews the main technical characteristics of digital and analog camcorders, its main advantages and disadvantages were setted. The best hardware and software to develop low cost IP video surveillance systems was chose on the basis of monitoring digital video surveillance systems available on the Ukrainian market. The basic system requirements for IP video security and object studied and the selection of equipment for its design. The draft scheme of IP video surveillance had been binding to the real object.
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………………………7
Розділ 1. Аналіз функціональних можливостей сучасних ІР – камер та програмного забезпечення для роботи з ними……………………………………9
1.1 Роль відеоспостереження у системах безпеки……………………………..…9
1.2 Критерії вибору IP-камер для організації відеоспостереження………….…12
1.3 Переваги та недоліки цифрових камер в порівнянні з аналоговими ……....16
1.4 Огляд популярних моделей ІР-камер на ринку України…………………….21
1.5 Огляд програмного забезпечення для роботи з ІР-камерами…………..…..31
Розділ 2. Проектування та встановлення систем відеоспостереження
на об’єктах…………………………………………………………………….……38
2.1 Опис об’єктів та вимоги до системи відеоспостереження……......................38
2.2 Загальна схема роботи системи ІР-відеоспостереження……………………40
2.3 Обгрунтування вибору обладнання……………………………………..……41
2.4 Налаштування компонентів системи…………………………………………42
Висновки…………………………………………………………...……………….45
Список використаних джерел…………………………………..…………………46
Додатки.......................................................................................................................47
ВСТУП
В даний час будь-яку сучасну систему безпеки неможливо уявити без такого невід'ємного елементу, як відеоспостереження. За допомогою системи відеоспостереження, яку можна охарактеризувати, як програмно-апаратний комплекс, що включає в себе відеокамери, монітори, об'єктиви, реєстратори та інше обладнання, можна організувати відеоконтроль на локальних, а також територіально віддалених об'єктах.
Завдяки інноваційним розробкам у сфері відеоохоронних систем можна не тільки проводити запис відео і спостерігати за окремими зонами, але й запрограмувати всю встановлену систему безпеки на випадок виникнення різних непередбачених ситуацій.
Не зайвим буде відзначити основні завдання, вирішення яких здійснюється за допомогою відеоспостереження. Зокрема, здійснюється зоровий контроль обстановки в зоні, - відеоінформація подається на спостережний пост, як у мультиекран (режим очікування), так і в повноекранному (відомості з однієї відеокамери подаються на весь екран монітора) режимах. Завдяки системі відеоспостереження можна організувати безперервний відеозапис в комп'ютерну систему або на цифровий відеореєстратор, що надалі дозволить підтвердити або спростувати факт порушення за допомогою наявних відеодокументів. Крім того, відеозапис дає можливість проведення ретельного, а найголовніше ефективного аналізу ситуації і прийняття, відповідно, правильних і оперативних рішень.
Відеоспостереження може також виконувати функції охоронної сигналізації. У даному випадку необхідна установка детекторів руху для камер спостереження, або зовнішніх датчиків охорони. Завдяки наявності вищепереліченого оператор системи буде проінформований у разі виникнення тривожних ситуацій у зоні контролю звуковим або світловим сигналом.
Системи відеоспостереження в залежності від застосовуваного обладнання поділяють на аналогові та цифрові (IP-відеоспостереження).
Як правило, аналогове відеоспостереження застосовується при необхідності здійснення відеоконтролю в невеликій кількості приміщень. У даному випадку інформація записується на відеореєстратор. Аналогове відеоспостереження з кожним днем займає все меншу нішу на ринку відеосистем.
Цифрові системи відеоспостереження відмінно зарекомендували себе при здійсненні відеоконтролю за територіально-розподіленими об'єктами, а також в системах безпеки великих компаній. Основними перевагами IP-відеоспостереження можна назвати можливість здійснення локального і віддаленого (з КПК, мобільного телефону тощо) візуального контролю.
Незважаючи на більш високу в порівнянні з аналоговими системами вартість, монтаж цифрових систем відрізняється невисокими витратами. Крім того, існує можливість підключення відеоспостереження за допомогою використання бездротових технологій. У цифрових системах по одному кабелю може передаватися не тільки відеосигнал, а й звук. Крім того, завдяки застосовуваному формату MPEG-4 ефективніше використовуються мережеві ресурси. Відмінними і вагомими позитивними характеристиками цифрового відеоспостереження є висока якість зображення, а також можливість ведення запису з необмеженої кількості камер.
Таким чином використання системи відеонагляду дає можливість попереджати різного роду загрози. Особливо вони мають велике значення для безпеки бізнесу, в тому числі і малого. Разом з тим, проблема полягає в тому, що з одного боку потреба малого бізнесу у системах відеонагляду зростає, як реакція на ті чи інші загрози, а з іншого, - власники та керівники не достатньо обізнані в реальній їх вартості та можливостях.
Для вирішення цієї проблеми основною метою роботи є розробка ефективної і малозатратної системи відеонагляду для малого бізнесу.
Для досягнення зазначеної мети у роботі були поставлені наступні завдання:
1. Провести аналіз технічних характеристик цифрових та аналогових відеокамер, визначити основні переваги та недоліки.
2. Провести мониіторинг популярних моделей ІР-камер на ринку України та вибрати оптимальну з них для розробки малозатратної системи відеонагляду.
3. Провести аналіз та вибір програмного забезпечення для роботи з ІР-камерами.
4. Визначити основні вимоги до системи відеонагляду за об'єктом безпеки.
5. Обгрунтувати вибір обладнання для проектування системи відеонагляду.
6. Розробити проект схеми системи відеонагляду та здійснити її прив’язку до реального об’єкту.
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ СУЧАСНИХ
ІР – КАМЕР ТА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ РОБОТИ З НИМИ
1.1 Роль відеоспостереження у системах безпеки
Сьогодні ринок систем безпеки розвивається стрімкими темпами. Грамотні і далекоглядні керівники організацій, не залежно від сфер діяльності та масштабності підприємства, питання організації системи безпеки об'єктів, виділяють в одне з пріоритетних напрямів. І це правильно. Особливе положення серед охоронних систем займає система відеоспостереження. Як відомо, більше всього людина довіряє свої очам, тому, що бачить. Наприклад, якщо в якій-небудь охоронній зоні спрацьовує сигналізація, завжди краще оглянути цю ділянку і визначити, що відбулося, і чи не було включення сигналізації помилковим.
Системи відеоспостереження є сьогодні обов'язковим, а деколи і основним елементом будь-якої сучасної системи безпеки. Можливість дистанційного візуального контролю всього об'єкту, що охороняється, його внутрішніх приміщень, навколишнього простору і периметра, дозволяє створювати високоефективні системи безпеки - без витрат на великий штат працівників охорони. Ці системи здатні не тільки відображати оперативну обстановку, але зберігати і архівувати всю відеоінформацію для подальшої обробки.
Можливості систем відеоспостереження, які ще вчора здавалися фантастичними, сьогодні - це абсолютно об'єктивна реальність, а часом навіть необхідність. Вже давно, грамотно побудована масштабована система надає керівникам істотну допомогу в організації виробничого процесу. Інтегровані системи відеоспостереження здатні об'єднати в єдиному апаратно-програмному комплексі цілий ряд підсистем.
Найбільш актуальні системи відеоспостереження можна умовно розділити на три групи:
1) Системи відеоспостереження з можливістю подальшого нарощування, що володіють різними функціями оповіщення. Можливість розширення системи без переплати. Мова йде про модернізацію апаратного комплексу.
2) Територіально віддалені, але в єдиній системі безпеки.
3) Масштабні інтегровані системи відеоспостереження. Найбільш затребувані на сьогоднішній день, підсистеми відеоспостереження, системи контролю управління доступом, охоронно-пожежної сигналізації.
Основними компонентами для організації телевізійного спостереження є відеокамери (як чорно-білі, так і кольорові), об'єктиви, плати відеозахвату, цифрові відеореєстратори із записом на жорсткий диск. Додатково використовуються різні кронштейни, поворотні пристрої, кожухи, підсилювачі, модулятори і т.д. Конкретний склад устаткування залежить від кількості камер, умов їх роботи (зовні або усередині приміщень), відстаней між телекамерою і монітором (постом спостереження) і ін.
Камери відеоспостереження можуть бути встановлені як усередині приміщення, так і на вулиці. Для зручності, щоб не переміщатися з місця на місця, вибір зображення з тієї або іншої відеокамери можна здійснювати за допомогою поворотного пристрою управління.
Найважливішим параметром, що характеризує систему відеоспостереження, є швидкість обробки кадру. Саме від цього залежить якість відеозображення, а, отже - своєчасна адекватна реакція на нестандартну ситуацію.
В сучисних системах відеонагляду дедалі бідьше використовують ір-камери.
Під IP-камерою розуміють цифрову відеокамеру, особливістю якої є передача відеопотоку у цифровому форматі по мережі Ethernet, що використовує протокол IP. Кожна IP-камера в мережі має свою IP-адресу. На відміну від аналогових камер, при використанні IP-камер, після отримання відеокадру з матриці камери, зображення залишається цифровим аж до відображення на моніторі.
Як правило, перед передачею, отримане з матриці зображення стискується за допомогою покадрових (MJPG) або потокових (MPEG-4) методів відеостиснення.
Завдяки відмові від використання стандартів аналогового телебачення PAL і NTSC, IP-камери можуть передавати відеокадри з необхідною частотою і великою роздільною здатністю. Типова роздільна здатність для мережевих камер: 640x480 пікселів з частотою 15 кадрів за секунду. Також існують IP-камери з частотою більше 60 кадрів в секунду і розлільною здатністю: 1280x1024, 1600x1200 і більш високими.
1.2 Критерії вибору ІР – камер для організації відеоспостереження
Системи IP-відеоспостереження дозволяють вести спостереження за об'єктами з використанням ресурсів Інтернет з будь-якої точки світу.
IP-камера (мережева камера) - це відеокамера, що має вбудований веб-сервер, мережевий інтерфейс (Ethernet або Wi-Fi) і підключається безпосередньо до LAN / WAN / Internet мережі. IP-камера на відміну, наприклад, від USB-камери не вимагає під'єднання до комп'ютера напряму. Все необхідне для отримання відеопотоку по мережі інтегровано в IP-камеру, треба просто підключити камеру до мережі.
Перегляд, запис і адміністрування можна здійснювати з будь-якого мережевого комп'ютера. Зображення з IP-камер можна подивитися з будь-якого комп'ютера підключеного до Інтернету, якщо власник мережевої камери надав такі повноваження. Використовуючи IP-камеру Ви можете контролювати свій будинок або офіс з будь-якої точки земної кулі.
Користувачі можуть звертатися до мережевої камери за допомогою стандартного web-браузера. Залежно від налаштувань доступ до відео та зображення, отриманому IP-камерою, може бути відкритий усім користувачам мережі або тільки авторизованим користувачам.
IP-камери можуть мати різні додаткові функції: детектори руху, автоматична відправка повідомлень по e-mail, робота з модемом і багато іншого.
Проведемо короткий огляд основних характеристик IP-камер.
Роздільна здатність - одна з найважливіших характеристик камер.
Роздільна здатність - це кількість точок, з яких складається зображення по горизонталі і по вертикалі. Чим більша роздільна здатність, тим більш точне і детальне зображення можна отримати.
Світлочутливість або мінімальна освітленість - це найменша кількість світла, необхідна камері для створення зображення хорошої якості. Мінімальна освітленість вказується в люксах (лк) - одиницях виміру освітленості. Вважається, що чим сильніше освітлене місце зйомки, тим краще виходить зображення, однак світла не повинно бути надто багато. Якщо світла недостатньо, зображення буде нечітким або темним.
Тип і розмір матриці. В сучасних ІР – камерах використовують 2 основних типи матриць:
1. ПЗС-матриці (CCD). Прилад із зарядовим зв'язком, який використовує світлочутливі фотодіоди. ПЗЗ був винайдений в 1969 р. і спочатку використовувався як пристрій пам'яті, але здатність пристрою отримати заряд завдяки фотоелектричному ефекту, зробила застосування ПЗЗ основним саме в цьому напрямку.
2. КМОП-матриці (CMOS). Ця технологія використовує транзистори і відрізняється малим енергоспоживанням.
Розмір матриці складається з розмірів датчиків-пікселів і відстані між ними. Саме від цих показників в першу чергу залежить кількість шумів.
Режим фокусування. Існує два основні способи фокусування: автоматичне фокусування і оптика з вільним фокусом. У англомовній літературі для позначення другого способу використовується термін focus -free. У другому випадку використовується така оптична властивість, як гиперфокалъное відстань об'єктиву . Це мінімальна відстань від знімального об'єктиву до уявної площини в просторі, при фокусуванні об'єктиву на цю площину далекий кордон різко змальовуваного об'єкту опиняється в нескінченності. Ближній кордон (тобто мінімальна дистанція зйомки) виявляється на відстані, рівному половині гіперфокальної відстані. Величина ця прямо пропорційна квадрату фокусної відстані об'єктиву і обеонено пропорційна його діафрагмі. Прагнучи зменшити ближній кордон зйомки (хоч би до 1,5 метрів), виробники використовують короткофокусні об'єктиви з максимально закритою діафрагмою.
Формат кодування відео. В сучасних камерах використовують 2 основних формати стиснення відео - MJPEG та H.264. Перший більш розповсюджений в бюджетних моделях, а другий в дорожчих і забезпечує кращу якість картинки ніж MJPEG.
Режим День/Ніч. Чергування дня і ночі стає джерелом цілої серії проблем, які заважають якісному цілодобовому відеоспостереженню. Досягнення високоінформативного кольорового зображення відбувається вдень, але сутінки, за якими слідує ніч, погане освітлення і низька чутливість камери провокує порушення передачі кольорів, відбувається зашумлення картинки, і така картинка погано сприймається людиною.
В якості вирішення цієї проблеми фірмами-виробниками техніки для відеоспостереження в охоронних цілях були запропоновані для встановлення монохромні та кольорові камери. Саме таким чином було створено камеру день-ніч, в американському варіанті найменування - day-night/nite-day. Ці камери дають можливість отримувати зображення в кольорі і у відмінній якості, починаючи на світанку і закінчуючи сутінками. Конструкція камери передбачає наявність фотографічного елемента, за допомогою якого відбувається обчислення порога освітлення.
Якщо рівень освітленості опускається нижче межі рівня порогу, відбувається автоматичне виведення оптичної схеми: так режим камери змінюється чорно-білим. Коли рівень освітлення стає колишнім, фільтр вводиться назад і зображення, яке видає камера, стає кольоровим. Навіть вночі система відеоспостереження продовжує функціонувати.
Клас день-ніч визначається тим, чи має камера фільтр, оснащений механічним приводом. Марку день-ніч має також обладнання з іншими нутрощами. Фільтр просто приклеєний до матриці, а не виводиться. Максимальна освітленість визначається фотометричним, якщо вона перевищується, відбувається вимикання колірного тракту і додавання коефіцієнта посилення в монохромному тракті - так режим камери змінюється на чорно-білий [1].
Power over Ethernet, або PoE - технологія, що дозволяє передавати віддаленому пристрою разом з даними електричну енергію через стандартну виту пару в мережі Ethernet. Дана технологія призначається для IP-телефонії, точок доступу бездротових мереж, IP-камер, мережевих концентраторів та інших пристроїв, до яких небажано або неможливо проводити окремий електричний кабель.
Автономне живлення. В деяких камерах є вбудована батарея, на яку переключається камера в разі припинення електропостачання.
Детектор руху. Дуже поширена функція і відноситься до програмного забезпечення. Дозволяє камері при детекції руху почати певні дії (запис відео, тривога і т.д.)
Тривожний вхід - вхід для підключення до камери різноманітних датчиків (температури, розбиття та багато інших).
Релейний вихід - вихід для підключення до камери різних пристроїв, якими можна керувати. Наприклад керовані двері, що автоматично закриваються за певних умов, які закладені в налаштуваннях камери.
1.3 Переваги та недоліки цифрових камер в порівнянні з аналоговими
При розгляді в широкому контексті об'єднання відеоспостереження і IP мереж, крім простого порівняння двох типів камер, необхідно враховувати безліч факторів, що впливають на задоволення потреби користувачів: це і принципи роботи камер, і відкритість систем, можливості технологій і перспективи їх розвитку, гнучкість, можливості об'єднання мереж і багато чого іншого. Отже основними перевагами є:
1. Відсутність проблем з черезрядковою розгорткою. Аналогові камери високої роздільної здатності (4CIF) працюють у режимі черезрядкової розгортки, тобто кожен кадр складається з двох полів, що містять парні і непарні рядки зображення. Коли в області відображення відбувається переміщення об'єктів, навіть з незначною швидкістю, зображення рухомих предметів, особливо їх краю, стають розпливчастим - з'являється так званий ефект «гребінки». Він виникає через затримку при оновлення полів з парними і непарними рядками кадру. Мережеві камери використовують прогресивне сканування - метод, який забезпечує більш якісне відображення рухомих об'єктів. Ця більш передова технологія дозволяє формувати єдиний кадр, що складається з непарних і парних рядків, що забезпечує абсолютно чіткі зображення навіть з об'єктами, що рухаються з високою швидкістю.
2. Power over Ethernet. Технологія Power over Ethernet збільшує надійність і знижує витрати. Подача живлення на аналогову камеру найчастіше викликає певні проблеми і впливає на вартість системи, не в меншу сторону. Стандарт IEEE 802.3af для передачі живлення по Ethernet (PoE), є вдалим рішенням, значно заощаджує кошти при використанні обладнання на його основі - відсутня необхідність створення силовиї інфраструктури для живлення камер. Недоступний для аналогових камер, протокол Power over Ethernet має на увазі, що мережеві пристрої отримують живлення від комутаторів, що підтримують цей стандарт, або спеціальних конвертерів по стандартному мережевому кабелю (вита пара) 5 категорії, по якому передаються дані та відео. Це обіцяє максимум вигоди користувачам, так як використовується єдиний стандарт, який підтримується всіма мережевими пристроями, можна використовувати техніку різних виробників, не побоюючись, що виникнуть проблеми з її сумісністю. Використання протоколу PoE дає ще одну перевагу: все обладнання, в тому числі і камери, може бути підключений через джерело безперебійного живлення, і у випадку перепадів напруги або відключення живлення система залишиться працездатною.
3. Роздільна здатність. Аналогові камери підтримують телевізійні стандарти NTSC / PAL, які передають відео з роздільною здатністю на рівні 0.4 мегапікселя. Більш висока роздільна здатність мережевих камер забезпечує перегляд більш дрібних деталей і може покрити великі області перегляду. Це гарантує, що інвестиції в системи безпеки на базі IP камер не будуть витрачені даремно, оскільки без додаткових витрат на обробку зображення можна розпізнати особу порушника, різні дрібні предмети або їх частини.
4. Інтелект на рівні камери. Сучасні мережеві камери мають вбудований детектор руху, систему керування подіями та обробки сигналів тривоги, таким чином камера сама вирішує, коли необхідно посилати відео, з якою швидкістю і коли потрібно інформувати оператора системи спостереження про необхідність проведення моніторингу або прийняття рішення про протидію вторгнення. На сьогоднішній день мережеві камери, використовуючи нові інтелектуальні алгоритми, можуть розпізнавати номери машин, визначати кількість людей в кадрі, аналізувати рівень їх агресивності і т.д. Інтелектуальність на рівні камери дозволяє більш продуктивно і ефективно використовувати ресурси обладнання в системі відеоспостереження, ніж обробка відео потоку на DVR або центральному сервері системи. Мережеві камери вирішують ще одну проблему: брак обчислювальних ресурсів для аналізу і обробки великої кількості відео каналів в режимі реального часу. Мережеві камери оснащені апаратними засобами і можливостями, які значно перевершують аналогові камери в задачах аналізу зображення, дозволяючи створювати, встановлювати і успішно експлуатувати великомасштабні інтелектуальні системи відеоспостереження.
5. Інтегрований контроль PTZ і портів входу / виходу. Для керування PTZ пристроєм аналогової камери, потрібен додатковий кабель по якому будуть передаватися тільки команди на позіционер, прокладка якого вимагає додаткових витрат. У деяких випадках це не можливо зробити в принципі. Технології, реалізовані в IP-камерах, дозволяють контролювати і управляти PTZ по тому ж кабелю, по якому передається відео. У PTZ і купольних мережевих камерах, команди на управління позиціонером і трансфокатором надсилаються по IP мережі, забезпечуючи більшу гнучкість і економлячи кошти. До того ж, мережеві камери можуть приймати і обробляти сигнали тривоги, що надходять з датчиків і керувати зовнішніми виконавчими пристроями через цифрові порти введення / виводу. Все це дозволяє використовувати менше кабелю, затратити менше коштів, збільшити функціональні можливості системи і розширити можливості інтеграції.
6. Вбудований звук. В аналогових системах передавання звуку можлива тільки по виділених аудіо лініях, окремим від каналів передачі відео. Мережеві камери вирішують цю проблему, обробляючи аудіо інформацію безпосередньо в камері, синхронізуючи її з відео або навіть об'єднуючи в той же відео потік, і потім посилаючи по мережі для контролю і запису. Звуковий канал може бути як одно-так і двонаправленим, що дозволяє не тільки отримувати, але й передавати звук на об'єкт спостереження.
7. Безпека комунікацій. З аналоговою камерою відео сигнал передається по коаксіальному кабелю без будь-якого шифрування або встановлення автентичності передавального пристрою. Таким чином, практично не існує перешкод для несанкціонованого підключення та зняття відео сигналу, а в гіршому випадку, заміни сигналу від камери іншим відео сигналом. IP камери можуть шифрувати відео, що посилається по мережі, гарантуючи, що відео потік не буде доступний для несанкціонованого перегляду та втручання в нього ззовні. Система може також встановлювати ідентифікацію підключення, використовуючи сертифікати шифрування, з певної мережевої камери, таким чином усуваючи можливість будь-якого проникнення в лінію зв'язку. IP камера може додавати зашифровані "водяні знаки" у відео потік, дані з інформацією щодо зображення, часу, місця розташування, користувачів, тривог і т.д., щоб забезпечити безпеку тракту передачі інформації. Чи мають аналогові до амер хоча б одну з цих функціональних можливостей? Відповідь очевидна - ні.
8. Гнучка, рентабельна інфраструктура. Аналогове відео зазвичай передається по більш дорогому коаксіальному або спеціальному кабелю, або бездротовими засобами. Якість зображення, при використанні цих методів передачі інформації, буде погіршуватися при збільшенні відстані. Ще більш ускладнює ситуацію необхідність створення кабельних систем для подачі живлення, передачі звуку, сигналів з датчиків і команд управління PTZ пристроями. Системи IP-відеоспостереження позбавлені цих недоліків, при цьому вони дозволяють вирішувати ці проблеми з меншими витратами і забезпечують додаткову функціональність. Для того що б переконатися, що якість зображення, що передається з мережевих камер не залежить від відстані, досить через веб браузер завантажити зображення з будь-якої IP відеокамери, які розташовані по всьому світу. Мережі на основі IP - усталена, стандартизована технологія, що означає, що витрати на її організацію порівняно невеликі. На відміну від аналогових систем, відео потоки на основі IP можуть передаватися по всьому світу, використовуючи можливості вже існуючої інфраструктури. Інформації по IP мережах передається пакетами, тому по одній лінії можуть передаватися безліч потоків даних різних типів. При побудові систем IP відеоспостереження використовується не дорогий кабель «вита пара» 5 категорії, по одній лінії Ethernet можуть одночасно передаватися сотні відео потоків зі швидкістю до 1 гігабіта за секунду.
9. Більш низька загальна вартість. Всі інноваційні рішення, які застосовуються в мережевих камерах і описані вище, ведуть до зниження як початкових вкладень, так і витрат на експлуатацію. Ціна мережевої камери дійсно може бути вище аналогової, якщо розглядати тільки камери. Але якщо порівнювати вартість за канал, то система, побудована на мережевих камерах, переважаючих аналогові по функціональності і гнучкості, стає порівнянна з аналоговими системами, що використовують DVR, а часто виявляється дешевшою. Більш низька вартість систем IP відеоспостереження виходить через використання в них мережевого і комп'ютерного обладнання, що підтримує відкриті галузеві стандарти, які використовують всі виробники в IT секторі, на відміну від часто не сумісних між собою апаратних засобів аналогових систем, у тому числі і DVR. Це радикально спрощує управління і витрати на устаткування, особливо для великих систем, де пристрої зберігання і сервери істотна частина загальної вартості рішення. Додаткову економію забезпечує використання єдиної інфраструктури. Мережі на основі IP - Internet, LAN, WAN з різними методами зв'язку як дротяними, так і бездротовими, можуть паралельно використовуватися іншими додатками і є менш дорогою альтернативою традиційним аналоговим мережам. І якщо мережеві камери позбавлені головного недоліку - високої вартості володіння, що ще потрібно для прийняття рішення? [2].
1.4 Огляд популярних моделей ІР – камер на ринку України
Шведська компанія AXIS Communications — піонер і світовий лідер у розробці та виробництві мережних відеокамер та відеосерверів для систем цифрового відео спостереження. Вона випускає фіксовані, панорамні, купольні і поворотні мережні відеокамери спостереження, декодери, бездротові камери, відеосервери та інше обладнання для охоронного цифрового відеоспостереження у приміщеннях та на вулиці.
Рис. 1.4.1 – ІР-камера Axis M1011
Кольорова камера M1011 компанії AXIS Communications призначена для IP-відеоспостереження усередині приміщень. Вона підтримує формати стиснення H.264, M-JPEG, а також MPEG-4 Part 2 і здатна транслювати багатопотокове відео по IP-мережі з роздільною здатністю VGA при швидкості до 30 к / с. Ця web-камера оснащена 1/4-дюймовою КМОП-матрицею з прогресивною розгорткою, об'єктивом 4,4 мм з фіксованою діафрагмою і передає стабільні та якісні відеопотоки при освітленості до 1 лк. У M1011 реалізовані функції настройки зображення та управління експозицією, вона має відеодетектор руху і відеобуфер ємністю 16 Мб. Доступ до відео можна отримати з будь-якого мережевого ПК через будь-який web-браузер або через інтерфейси ПЗ AXIS Camera Station.
Передбачені налаштування яскравості, чіткості зображення в умовах низької освітленості, контрастності, установка балансу білого (автоматично або вручну - вибором джерела світла зі списку) і т.д. Крім того, web-камера дозволяє керувати експозицією, повертати зображення, накладати на нього текст, дату, час, картинки, маскувати обрані зони.
Аналогічно іншим IP-пристроїв компанії AXIS, M1011 підтримує більшость популярних мережевих протоколів, в числі яких IPv4/v6, HTTP, FTP, SMTP, DNS, NTP, RTSP , TCP, UDP, IGMP, RTCP, ICMP, DHCP.
AXIS M1011 передбачає три рівні авторизованого доступу: «користувач», в тому числі і анонімний, може тільки переглядати «живе» відео; «оператор» - з правами на конфігурування і зміну налаштувань, і «адміністратор» - з необмеженим доступом і правом на реєстрацію інших користувачів. При цьому web-камера підтримує багатокористувацький режим (до 10 підключень одночасно), захищена від несанкціонованого доступу за допомогою системи паролів, фільтрації IP-адрес і HTTPS-кодування.
M1011 оснащена багатозонним налаштованим детектором руху і внутрішнім перед-і посттревожний відеобуфером ємністю 16 Мб, які дозволяють їй фіксувати всі зміни в зоні відеоспостереження. Адміністратор або оператор може вибрати певні ділянки сцени, при появі (або припинення) руху в яких спрацює детектор руху камери. При цьому M1011 може записати попередні тривозі і наступні відеокадри в буфер, завантажити окремі файли на FTP-сервер, відправити на задану е-mail адресу повідомлення, в якому кадри з web-камери можуть бути приєднані як вкладення. Крім того, M1011 оповіщає оператора при спробі її псування або закриття об'єктива.
Лаконічний, продуманий до дрібниць дизайн web-камери M1011 і мініатюрні розміри забезпечують можливість її установки практично в будь-якому місці [3].
Компанія D-Link є всесвітньо відомим виробником мережного і телекомунікаційного обладнання. Також до каталогу продукції входять IP-камери.
Рис. 1.4.2 – ІР-камера D-Link DCS-910
Камера DCS-910 є ідеальним рішенням для дому і невеликого офісу. Управління доступом здійснюється з персонального комп'ютера або ноутбука в локальній мережі або через Інтернет за допомогою Web-браузера. Завдяки простоті установки і інтуїтивно зрозумілому Web-інтерфейсу, досягається простота інтеграції даного пристрою в мережу Ethernet / Fast Ethernet. Крім цього DCS-910 підтримує функції віддаленого моніторингу та виявлення руху, що дозволяє створювати комплексне і ефективне за вартістю рішення для дому та невеликого офісу. Камера підтримує всі необхідні мережеві протоколи, такі як IPV4, ARP, TCP, UDP, ICMP, DHCP-клієнт, NTP-клієнт, DNS-клієнт, DDNS клієнта, SMTP-клієнт, FTP-клієнт, HTTP-сервер, PPPoE. Для стиснення відео використовується відео-кодек MJPEG, JPEG для стоп-кадрів.
Вбудоване програмне забезпечення дозволяє настроювати розмір картинки і якості, вставляти мітки часу і текст. Є функція перевороту і дзеркального відображення зображення. Роздільна здатність камери: 640 х 480 до 15fps, 320 х 240 або 160 х 120 до 30fps.
Рис. 1.4.3 – ІР-камера D-Link DCS-2121
DCS-2121 - універсальне рішення для малого офісу і дому. Як і у всіх камерах D-Link віддалений доступ до DCS-2121 можна отримати з будь-якого комп'ютера або ноутбука по локальній мережі або Інтернет через Web-браузер. Проста в установці і має інтуїтивний Web-інтерфейс. DCS-2121 також має функції віддаленого управління і виявлення руху для комплексного та ефективного вирішення домашньої безпеки.
DCS-2121 може підключатися до бездротової мережі 802.11g і до мережі Ethernet / Fast Ethernet, що робить DCS-2121 зручним для інтеграції з існуючою мережею. DCS-2121 працює із звичайними мережами на швидкості 10 Мбіт (Ethernet) або 100 Мбіт (Fast Ethernet), з бездротовими маршрутизаторами 802.11g або точками доступу. Через Web-інтерфейс можна спостерігати і підключатися до сусідніх бездротових мереж.
Використовуючи функції захоплення кадрів і запису можна зберігати стоп-кадри і записувати відео і аудіо з Web-браузера безпосередньо на локальний жорсткий диск без установки спеціального програмного забезпечення, що робить камеру зручною для захоплення кадрів у будь-який момент з віддаленого місцезнаходження. DCS-2121 дозволяє записувати відео безпосередньо на локальний мережеве сховище без використання спеціального комп'ютера для зберігання відеофайлів. Камера підтримує всі необхідні мережеві протоколи, такі як : IPV4, ARP, TCP, UDP, ICMP, DHCP-клієнт, DNS-клієнт, SMTP-клієнт, HTTP-сервер, PPPoE, RTSP, 3GPP, NTP-клієнт, DDNS клієнта, FTP-клієнт, Samba клієнта, RTP, RTCP.
Є підтримка повнодуплексного режиму роботи, автовизначення полярності MDI / MDIX та управління потоком при повнодуплексному режимі 802.3x
При бездротовому з'єднанні використовується шифруванням даних по протоколах WEP/WPA/WPA2.
Для стиснення відео використовуються одночасна компресія у формат MPEG-4/MJPEG, JPEG для покадрової зйомки.
Додаткові входи / виходи:
1 релейний вихід сигналізації (макс. постійний струм 24В/1А, змінний струм 125В / 0,5 А)
1 оптично ізольований вхідний датчик (макс. постійний струм 12В/50мА)
аудіовихід для підключення зовнішнього мікрофона.
Програмне забезпечення камери дозволяж регулювати розмір зображення і якості, накладати текст. Максимальна роздільна здатність камери - 1280 x 1024 до 10 кадрів / с. Також є підтримка 3A CONTROL, АРУ (Автоматичне регулювання рівня відеосигналу), AWB (Автоматичний баланс білого), AES (Автоматичний електронний затвор) [4].
Модельний ряд IP-камер Panasonic поділений на два напрямки: професійні