что такое ip камера и как она работает

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.

Источник

Принцип работы IP видеонаблюдения: устройство, преимущества, виды сетей, локальная сеть, подключение к интернету,

Современная IP камера это устройство, которое производит видеосъемку, оцифровку сигнала, его компрессию и передачу данных по кабельной или беспроводной сети.

Многие устройства имеют дополнительные средства: внешние датчики и детекторы, GPS и Wi-Fi модемы и другие.

Пользователи обращаются к интерфейсу программы посредством браузеров или специализированных программ установленных на удаленных рабочих местах.

Историческая справка. Первая IP камера была создана в компьютерной лаборатории сетевого оборудования Кембриджа, в1990х годах.

Использовалась для наблюдения за кофеваркой, находящейся в соседнем с лабораторией помещении, чтобы не приходилось ходить к пустому аппарату.

Разработка оказалась очень удобной, и уже в 1992 году был представлен коммерческий прототип.

Устройство и принцип работы IP камеры виденаблюдения

IP камера состоит из следующих частей:

Принцип работы

В роли принимающего световые колебания устройства, выступает CDD матрица. Внешне, эта пластинка, выглядит как прямоугольник с пропорциями 3х4, состоящий из большого числа светочувствительных ячеек.

Именно от их количества и зависит качество передаваемого изображения, разрешение IP камеры. ПЗС матрица преобразует свет, попадающий на нее, в электрический сигнал.

Это происходит в 3 этапа: дискретизация – считывание; квантование – усиление и, непосредственно кодирование.

Блок компрессии производит сжатие кодированного сигнала в один из форматов, для последующей передачи по сети. Этот процесс может происходить аппаратно и программно, что обходится дешевле, но не так эффективно.

Входная дверь с видеонаблюдением может выполнять беспрерывную запись всех событий с HD-качеством. Видео записывается на карту памяти, угол обзора камеры в зависимости от модели может быть около 130 – 160 градусов.

Обеспечение электроэнергией подавляющего большинства дачных посёлков далеко от идеального. Поэтому подключение всех элементов видеонаблюдения желательно производить через блок бесперебойного питания. Подробнее о видеодомофоне для дачи читайте тут.

Процессор – выводит оцифрованный и сжатый видеосигнал и контролирует работу интегрированного WEB сервера и других управляющих программ.

Передача изображения происходит через Ethernet порт или с помощью дополнительного оборудования (dial-up или ADSL модемы) подключенного к последовательному COM порту.

Флеш память позволяет хранить пользовательские настройки управляющих программ, может использоваться для резервного сохранения и дополнительной буферизации видео.

ОЗУ – временно сохраняет данные, генерирующиеся при выполнении различных функций заложенных в программу управления камерой.

Преимущества IP видеонаблюдения

Виды сетей

IP видеокамеры могут подключаться к различным сетям несколькими способами, в зависимости от стандартов передачи данных.

100 Ethernet – подключение происходит через стандарт RJ45, используя витую пару категории 4, 5, 5е. наиболее распространен в настоящее время из-за низкой стоимости. Подходит для сетей, у которых не более 10-15 камер.

Gigabit Ethernet – при построении этих сетей используется кабель 6 и 6А категорий (см. Кабеля для видеонаблюдения). Кроме передачи данных с большого количества камер возможна передача и другой информации.

Модемное соединение – связывает сетевую IP камеру с глобальной сетью и обеспечивает передачу данных:

Подключение IP камеры к локальной сети

Определите количество, местоположение, питание IP камер и общий объем передаваемой видеоинформации.

Определите, справится ли существующая сеть с возросшим трафиком, при необходимости замените или проложите новые магистральные кабеля.

Выделите отдельный свитч или хаб (с поддержкой стандартов РоЕ) для организации системы IP видеонаблюдения, подключите к нему все камеры и один из ПК.

Для его установки можно воспользоваться ПО, которое поставляется в комплекте с устройством. Его можно скачать с официального сайта компании производителя. Там же можно найти новые прошивки для камер, которые предоставят дополнительные возможности настроек или обработки сигнала.

На ПК подключенном к той же сети, что и камеры, откройте браузер. В окне адреса введите IP адрес устройства. Если в используемом браузере нет специальной утилиты для работы с настройками камеры, в большинстве случаев, она сама предложит установить подходящую подпрограмму.

В стандартных настройках возможно управление аудио и видеопотоками, программным и аппаратным детектором движения, масштабированием, панорамированием, сохранением и т. д.

Подключение IP камеры к интернету

Для подключения системы видеонаблюдения к интернету понадобится широкополосный маршрутизатор с функцией свитчера (шлюз). В настройках маршрутизатора находим диапазон динамичных IP адресов, присваиваемых всем входящим в сеть устройствам.

Присваиваем уникальный и статичный IP адрес для каждой камеры, прописываем подсеть и шлюз – IP адрес маршрутизатора.

Необходимо сконфигурировать систему маршрутизатора и полученный от провайдера внешний IP адрес так, чтобы состоялось перенаправление к IP адресу внутренней сети, к которой принадлежит камера. Это процесс открытия портов.

Хоть статичный внешний IP адрес для видеонаблюдения стоит недорого, некоторые провайдеры не предоставляют такой услуги или периодически его изменяют. В этом случае необходимо выполнить привязку интернет-шлюза к учетной записи, созданной и зарегистрированной в службе DNS.

В таком случае для внешнего доступа к камере достаточно будет набрать DNS адрес типа. Если провайдер очередной раз изменит IP адрес, то служба DNS автоматически зарегистрирует его.

Функции и внешний вид серверов видеонаблюдения очень похожи на видеорегистратор. Например и серверы, и видеорегистраторы выпускаются в корпусах для монтажа в стойку, а все регистраторы имеют встроенное программное обеспечение для просмотра видео.

Для преодоления трудностей специально для любителей живой природы и были созданы фото и видеоустройства, названные фотоловушками или фотокапканами. Подробнее о лесных камерах читайте в этой статье.

Программное обеспечение

Для облегчения управления большого количества камер, и поступающей от них информации, было разработано различное программное обеспечение для IP видеонаблюдения. Его можно условно разделить на универсальное, совместимое с устройствами многих производителей.

Как правило, оно имеет лучший функционал и аналитические алгоритмы. К таким программам можно отнести: TRASSIR IP и NUUO SCB-IP. И ПО написанное под конкретного производителя: SONY IMZ N3132, Panasonic WV ASM100E, AXIS Camera Companion.

Источник

Что такое и как работает IP камера

Видеонаблюдение в реальном времени с дальнейшим преобразованием изображения в цифровой формат стало доступно с появлением IP камер для видеонаблюдения. Подробнее о том, что такое и как выбрать IP камеру, а также принципы их работы — читайте в статье.

IP-камера — что это

Айпи камера — это видеокамера, способная передавать поток в цифровом формате. Ее особенностью выступает то, что она работает по сети интернет, используя при этом протокол IP. Из этого следует, что у каждой камеры есть индивидуальный IP-адрес.

Принцип работы

Теперь что касается того, как и почему работает IP камера видеонаблюдения. Передаваемый ей видеопоток сначала направляется в компрессор, который его сжимает. Только после этого данные готовы к передаче по интернету. Учитывая то, что каждая камера работает с собственным IP адресом, это дает возможность для подключения к регистратору.

Если бы его не было, то синхронизировать и настроить одновременную работу всех камер с возможностью сохранения записей в архив и использования иных технологий, что будут рассмотрены далее, не представлялось бы возможным. Это значит, что вся та «цифровая начинка» позволяет транслировать запись на сервер, компьютер или облачное хранилище.

Подключение же к регистратору осуществляется с помощью роутера, коммутатора или отдельных портов. В случае, когда роутер способен использовать сетевой протокол с динамической настройкой узла, все сетевые данные распределяются автоматически.

Рекомендуем узнать где применяется IP-камера, как подключить к другому оборудованию.

Возможности

Помимо видеонаблюдения у IP-камер есть ряд других возможностей, позволяющих осуществлять гибкую настройку для дальнейшего использования.

Аналитика

В камеру можно встроить различные аналитические дополнения для наблюдения. Самым простым принято считать датчик движения, который работает в автономном режиме и при появлении объекта дает сигнал камере, чтобы та начала запись. В качестве более сложных функций выступает распознавание лиц или анализ поведения. Они дорогостоящие, а потому редко используются на малых предприятиях. Зачастую актуальны в крупном частном секторе и государственных системах, в том числе правоохранительных органах.

Компрессия

Как работали традиционные камеры? Они изначально передавали несжатый сигнал, который сильно нагружал сервер. Это требовало большой мощности, которая выливалась в высокие расходы. В случае же с айпи-камерами все иначе, потому что они обрабатывают поток видеокодеками, благодаря которым осуществляется сжатие. Именно потому, что аналоговый сигнал требует преобразования, теряется исходное качество картинки. IP-камеры же, наоборот, не имеют ограничений в аналоговых стандартах. Особенно актуально это становится с видеонаблюдением, где приходится записывать все происходящее на протяжении 24 часов.

Рассматривая компрессию, стоит также поговорить о популярных видеокодеках. Так, при статическом изображении рекомендуют использовать JPEG. В случае динамического изображения — MJPEG. Существуют также платные кодеки — H.264/265, — использование которых актуально только в случаях, когда камера способна записывать картинку в высоком разрешении. В противном случае такая компрессия будет бессмысленна.

Архив

На рынке также представлены устройства с наличием внутреннего хранилища. Их работа предельно проста — достаточно вставить SD карту, на которую параллельно с сервером будет идти запись. Таким образом, если связь по интернету будет оборвана, то видео продолжит записываться. Недостатком выступает лишь то, что доступ к хранилищу есть у каждого, а потому в промышленных сферах использование внутреннего архива сводится к нулю.

Трансляция

У большинства камер на рынке есть возможность использования нескольких потоков, несмотря на то, что по умолчанию обычно используются только два: первый для трансляции, а второй для записи в чуть меньшем разрешении ввиду экономии. Поддержка нескольких потоков позволяет распределить нагрузку на сервер, если вместе с камерой используются детекторы, а также получать изображения на другие устройства. Например, если у камеры три потока: персональный компьютер, мобильный телефон, сервер.

Аудио

Пользователям предоставляется также возможность подключения собственных микрофонов к камере, если того требуют конкретные задачи. Безусловно, у большинства есть встроенный микрофон, который либо не используется, либо его достаточно для применяемых нужд.

Использование же внешнего записывающего устройства может быть произведено вкупе с различными аналитическими дополнениями. Например, можно установить порог громкости, превышение которого будет включать запись на камере, и давать соответствующее оповещение на подключенное к ней устройство.

Как выбрать IP-камеру

Важно также рассмотреть принципы, согласно которым будет выбрана камера для видеонаблюдения. Большинство из них очевидны, однако в действительности редко учитываются при выборе.

Объектив

Это основной элемент, на который нужно обратить внимание. Несмотря на то, что сам по себе объектив сложная конструкция, рядовому пользователю не обязательно в ней разбираться. Достаточно будет лишь теоретической части и знания того, на что стоит обратить внимание.

Так, главным параметром при выборе является фокусное расстояние. Именно им определяется угол обзора и максимально допустимый масштаб. Если оно небольшое, то поле обзора шире. Следовательно, чем расстояние выше, тем меньше угол обзора, с которым в свою очередь повышается качество съемки. Учитывать эти факторы необходимо в зависимости от того объекта и задачи, с целью которой ведется видеонаблюдение.

По фокусному расстоянию

Существует два типа фокусного расстояния:

Первый вид, как правило, несколько дешевле за счет простоты своей конструкции. Однако цена напрямую «урезает» сферы применения такой камеры.

Приводной

Объектив также может быть с сервоприводом, благодаря чему становится возможно удаленное управление. Пользователь получает возможность регулировать фокус и масштаб съемки. С этим моторизированный объектив зачастую оснащается системой оптической стабилизации и диафрагмой. В основном такие используют на объектах, где необходимо обеспечить высокий уровень безопасности.

Широкоугольный

Такой объектив позволяет «смотреть» на 180 градусов, что искажает изображение, но позволяет охватить больший угол обзора. При необходимости можно программно разбить изображение и исправить вызванную широкоугольным объективом дисторсию. Благодаря этому одна камера заменяет несколько. Однако полноценное ее использование возможно только тогда, когда она способна записывать видео в FHD или QHD.

Форм-фактор

Акцентировать внимание на форме нужно в зависимости от той задачи, которую должна выполнять камера, и ее расположение. Различают следующие виды:

Однако список не исчерпывающий, потому как существуют узконаправленные модели, которые нельзя причислить ни к одному из этих типов. Они либо производятся на заказ, либо используются в военных целях.

Исполнение

Оно зависит от сферы применения камеры. Всего таких три:

Возможно использование вне этих рамок, однако будет наложен ряд функциональных ограничений.

Матрица

Уделить этому внимание необходимо хотя бы потому, что это от качества матрицы зависит светочувствительность. Однако здесь в первую очередь все зависит от бюджета. Существует два основных типа матриц:

Первая дешевле, чем вторая. И этому есть объяснение — светочувствительность CCD в разы лучше и качественнее, что закономерно отражается в ее цене. Ведь там используются дорогие материалы, и само производство также в разы дороже. Интересно также и то, что это напрямую повлияло на производителей, так как большинство из них отказалось от CCD в пользу классических или модифицированных CMOS.

Касательно него также есть что выделить. Так, самые младшие модели APS CMOS обладали большими шумами и в основном использовались в бюджетном сегменте. Это стало причиной выпуска модифицированной ACS CMOS матрицы с большим размером, благодаря чему повысилась светочувствительность. Ведь чем выше размер, тем больше света идет на каждый пиксель.

И хотя производители рекомендуют советоваться с профессионалами, прежде чем делать светочувствительность главным критерием при выборе, самостоятельно можно отталкиваться от того, где камера должна быть использована. Если это темное помещение, то матрице нужно уделить внимание.

Применяемые технологии

Последним критерием выступают те технические новшества, что производители решают внедрить в свои продукты. В основном это три технологии:

Рекомендации профессионалов здесь также не будут излишни, хотя не так необходимы, как при выборе матрицы. В том случае, когда бюджет не ограничен, можно смело брать камеры со всеми технологиями — минусов от этого не будет точно.

Преимущества и недостатки

В заключение рассмотрим те плюсы и минусы, которые получает пользователь при покупке IP-камеры. Начнем с преимуществ:

Таким образом, принцип работы IP камеры и цифровой сигнал не являются единственными преимуществами, ради которых их покупают.

В качестве же недостатков, как правило, выступают:

Однако на практике пользователь не всегда сталкивается со всеми проблемами. И даже в случае их возникновения всегда имеется решение, которое полностью оправдывает покупку именно IP-камеры, а не ее аналогового варианта.

Теперь, когда известно, что такое айпи камера и основные аспекты ее использования, можно сделать осознанный выбор в пользу конкретного варианта. Однако если есть возможность, то, прежде всего, рекомендуется проконсультироваться с профессионалами, они смогут рассказать о тех нюансах, учесть без опыта которые попросту невозможно.

Видео по теме

Источник