Подключение IP-камеры к компьютеру

IP видеонаблюдение

Аналоговые системы видеонаблюдения постепенно заменяются более современными и прогрессивными технологиями. Среди них безусловным лидером считается IP видеонаблюдение, на основе специальных камер, с индивидуальными IP-адресами, такими же, как у компьютеров. Эти системы выполняют преимущественно охранные функции. Вся зафиксированная информация передается на приемное устройство в зашифрованном виде.

Основным элементом системы являются сетевые IP видеокамеры, передающие информацию в цифровом формате. С этой целью применяется протокол IP, а также сети Token Ring или Ethernet. В данном случае ип видеонаблюдение строится на таком же принципе, что и обычная локальная компьютерная сеть, где используются маршрутизаторы, роутеры, а связь осуществляется через Wi-Fi или с помощью кабеля. Для подключения к электросети используются блоки питания, а некоторые модели получают электроэнергию от автономного встроенного аккумулятора.

Устройство нормально функционирует и с РоЕ, когда питание по витой паре поступает совместно с информацией. Принимать данные можно в любом месте, где имеется сеть Интернет. По своей сути эти приборы являются разновидностями веб-камер. Однако их конструкция более совершенная и наилучшим образом приспособлена для того, чтобы вести визуальное наблюдение записывать и передавать изображения и звуки. Такая камера представляет собой автономное независимое сетевое устройство.

Сжатие матриц изображения выполняется различными способами – MJPG (покадровый) или MPEG-4 (потоковый). Отдельные типы камер могут передавать информацию в обычном виде, без использования сжатия.

Типовое айпи видеонаблюдение состоит из одной или нескольких камер, точек доступа – роутеров, отдельного IP-регистратора, а также приемника сигнала, выполняющего функции регулировки и управления. Такими приемниками служат компьютеры, планшеты или смартфоны. Система дополняется обычными или импульсными блоками питания и реле управления внешними устройствами.

Стандартная IP-камера функционирует следующим образом. Через сетевой кабель или Wi-Fi одна или несколько таких камер подключаются к компьютеру с соответствующим программным обеспечением. В итоге создается локальная компьютерная сеть. В настройках роутера нужно прописать сетевые значения – DNS, IP-адрес и другие параметры подсети. Это позволит компьютеру распознать устройство и на его экране появится передаваемое изображение. Для настройки камеры в конкретном режиме используются драйвера.

Подключаем IP-камеру напрямую сразу к компьютеру без роутера

Такой вид подключения возможен и иногда используется, если требуется подключить только одну камеру к ПК, однако считается не профессиональным. В век современных технологий гораздо удобней использовать коммутатор или роутер.

Подключить IP-камеру к компьютеру напрямую относительно просто.

Рассмотрим схему подключения.

По умолчанию у IP-камеры есть так называемы IP-адрес, который назначен производителем. Открываем документацию и узнаем IP, порт, логин и пароль.

Для понимания предположим, что у камеры:

• IP-адрес — 192.168.22.1;
• порт — 80;
• логин — admin;
• пароль — пустой.

Для начала работы видеокамеры необходимо набрать IP компьютера и камеры в одну подсеть.

Мы знаем, что IP-камеры адрес 192.168.22.1, назначим ПК IP-адрес на единицу больше 192.168.22.2 с маской: 255.255.255.0.

Правый нижний угол компьютера, нажимаем на два компьютера или значок антенны, затем центр управления сетями и общим доступом.

Далее слева нажимаем «изменение параметров адаптера».

Выбираем активный адаптер. Кликаем правую кнопку мыши —>Свойства.

В открывшемся окне, выбираем протокол IPV4 и вводим наш IP 192.168.22.2, маску 255.255.255.0.

Маска создастся автоматически, далее также нажимаем «Добавить» и «ОК» в оставшихся окнах.

Сменить айпи камеры можно с использованием специальной программы или в веб-интерфейсе.

Типы видеосерверов

Современные технологии предлагают несколько видов видеосерверов или устройств с аналогичными функциями.

Видеосервер «Синергет DVR»

Видеорегистратор (DVR) – современная альтернатива видеосерверу. Удобный, мобильный, многофункциональный. Повсеместно используется на малых объектах. Видеорегистраторы могут быть:

• На базе персонального компьютера, имеют расширенный функционал;
• Гибридными (адаптированы к работе и с цифровыми, и с аналоговыми камерами видеонаблюдения);
• Цифровыми (работают только с IP камерами);
• Автомобильными (отличаются компактными размерами и небольшим объёмом памяти).

На рынке видеонаблюдения представлены сотни моделей DVR, отличающихся количеством входов, разрешением, скоростью записи видео, типом кодека и многими другими параметрами. В зависимости от целей, подобрать соответствующий не составит труда.

IP-видеосервер внешне напоминает видеорегистратор и на этом сходство заканчивается. Имеет расширенный функционал по обработке данных, совместим со многими дополнительными устройствами, работает на больших скоростях. Отсылает данные на любой определённый носитель – как на компьютер, так и в облачное хранилище. Возможность подключения до 10 камер. Адаптирован к цифровому и аналоговому видеонаблюдению. Подходит для использования на средних и крупных объектах.

Единственный недостаток – высокая стоимость. Обслуживание тоже обходится не дешево. Подходят только оригинальные запчасти.

NVR8004x-04. IP-NAS видеосервер

Высокопроизводительный сетевой накопитель с большой ёмкостью. Другими словами, это внешний жёсткий диск, выступающий в качестве основного или дополнительного средства увеличения объёма архивного видео.

NAS вполне доступное устройство, которое можно приобрести в любой розничной сети электроники.

К регистратору можно подключить несколько сетевых хранилищ одновременно для прямой записи или для резервирования данных, хранящихся на жестком диске. При этом NAS может находиться как в одной локальной сети с регистратором, так и удаленно, например, в другом городе.

Если к одному регистратору подключить 8 сетевых хранилищ с максимальным количеством жестких дисков 24, то при учете, что диски имеют емкость по 4 Тб каждый, суммарный архив будет достигать 768 Тб. То есть при построении такой системы видеонаблюдения емкость видеоархива практически не ограничена.

Облачные видеосервисы

Новое, развивающееся направление в системе охранного видеонаблюдения. Облачные сервисы не требуют проводов, компьютеров и дополнительных устройств. Необходима лишь камера и выход в интернет. Просмотр видеоданных можно осуществлять на любом подходящем устройстве: смартфон, планшет, ноутбук, компьютер. Уникальная система шифрования данных позволяет просматривать материал только владельцу, взломать сервис практически невозможно.

Облачные технологии распространяются быстро и уже завоевали популярность в сфере домашней безопасности, малого бизнеса и рабочих групп.

Просмотр видео можно осуществлять как в режиме реального времени, так и в записи. Все данные хранятся в облачном сервисе и в любой момент доступны к просмотру.

Элементы систем видеонаблюдения

Для каждой задачи по организации видеонаблюдения, разработаны разные виды серверов, различающихся исполнением, функциональностью, принципом построения, ценой.

Видеорегистратор MHD 1080n

Для малых объектов, с числом камер до 64, не имеет смысла в организации комплекса на базе PC-сервера. Хорошая альтернатива – цифровой видеорегистратор (DVR). Такое решение имеет недостатки — недостаточный набор функций и скромные возможности интегрирования. Но в целом по надежности и отказоустойчивости DVR оказываются лучше сложных комплексов. С помощью регистраторов легко организовать большое количество рабочих мест. Стоимость такого проекта будет невысокой. Но возможность их объединения регистраторов в сеть ограничена. Зато сервисное обслуживание таких комплексов проще и дешевле. Да и экономическая эффективность эксплуатации DVR на малых и средних объектах при рациональном подборе оборудования зачастую выше.

IP-видеосервер RVi-IPS4100A

IP-видеосервер

Для малых объектов, с числом камер до 64, не имеет смысла в организации комплекса на базе PC-сервера. Хорошая альтернатива – цифровой видеорегистратор (DVR). Такое решение имеет недостатки — недостаточный набор функций и скромные возможности интегрирования. Но в целом по надежности и отказоустойчивости DVR оказываются лучше сложных комплексов. С помощью регистраторов легко организовать большое количество рабочих мест. Стоимость такого проекта будет невысокой. Но возможность их объединения регистраторов в сеть ограничена. Зато сервисное обслуживание таких комплексов проще и дешевле. Да и экономическая эффективность эксплуатации DVR на малых и средних объектах при рациональном подборе оборудования зачастую выше.

NAS-видеосервер EverFocus NVR-204 NeVio

NAS-хранилище

NAS является сетевым хранилищем данных. Представляет из себя сетевой накопитель и аппаратную платформу, которую можно включить в глобальную или локальную сеть. Иначе говоря, NAS служит внешним жестким диском для системы видеонаблюдения, и не позволяет переполниться дисковому пространству устройств, работающих непосредственно с видеокамерами. В сеть можно включать не одно хранилище, и это дает нелимитированные возможности по наращиванию памяти (но не стоит забывать о снижении надежности и чрезмерно разросшихся комплексов и о разумной достаточности с экономической точки зрения). NAS используется для резервирования или архивирования данных, полученных с камер наблюдения. Передавать данные можно удаленно, физически такой сервер не привязан к месту нахождения системы видеонаблюдения и может находиться в любой точки мира.

IP-видеосервер RVi-IPS4100A

Облачные сервисы для систем наблюдения

Самое современное направление для развития подобных систем. Технологии облачных сервисов быстро развиваются и в этот сектор направляют свои усилия разработчики новых и традиционных направлений IT-устройств.

Для построения системы на основе таких технологий для связи объектов в систему требуется лишь подключение устройств к Интернету. Передача данных происходит без использования проводных интерфейсов. Данные защищаются от несанкционированного доступа надежной системой шифрования. Просмотреть видео онлайн или в записи можно с любого устройства в любое время. Место подключения к сервису не имеет принципиального значения. Требуется лишь интернет с необходимой скоростью передачи данных.

Система хранения

Для серверов IP-видеонаблюдения используются жесткие диски, которые имеют высокую емкость и которые способны выдерживать постоянные нагрузки. Скорость жесткого диска должна соответствовать скорости передачи видеоданных. При этом номинальная скорость диска должна быть как минимум в два раза выше скорости видеопотока, поскольку нужно оставить запас на служебные операции: чтение информации, архивацию, передачу данных на удаленный доступ и выполнение функций аналитики. Диски видеосервера, как правило, объединяются в RAID-массивы (обычно, RAID 5 и RAID 6), что положительно влияет на быстродействие и производительность системы.

Для масштабирования систем хранения используются внешние диски. Например, система хранения видеосервера Synology DVA 3219 может масштабироваться до 14 дисков с помощью двух модулей расширения DX517.

Особенности и характеристики видеокамер

Характерным отличием этого типа оборудования является простота конструкции и более низкая стоимость по сравнению с IP-камерами. Ведущие мировые производители выпускаю множество моделей, отличающихся размером, формой, видом поворотных инструментов, объективами и аппаратной частью. О принципах действия и устройстве видеокамер предлагаем прочесть здесь.

Основной задачей любой аналоговой камеры является преобразование оптического изображения в сигнал. Это ключевой элемент любой подобной системы, от надежности и качества работы которого напрямую зависит эффективность охраны. В современных моделях для преобразования сигнала используются специализированные ПЗС-матрицы. В монохромном варианте камеры обладают чувствительностью к видимому и инфракрасному излучению. Основными характеристиками устройств являются:

• Используемый стандарт видеосигнала.
• Разрешение картинки.
• Уровень минимальной освещенности (чувствительность).
• Ширина диапазона яркостей.
• Дальность передачи сигнала по кабелю.
• Возможность передачи звука и управляющих сигналов по кабелю.
• Потребляемая мощность и напряжение питания.
• Тип корпуса.
• Наличие дополнительных функций.
• Надежность и простота

В отличие от цифровых систем, аналоговые варианты более просты в эксплуатации, при монтаже и настройке. Большинство комплектов уже имеют по умолчанию заданные параметры работы, поэтому не требуют присутствия специалиста для настройки программного обеспечения. Простоту систем можно назвать их главным преимуществом по сравнению с цифровыми вариантами.

Сотрудникам охраны не нужно проходить дополнительное обучение, а сама система сразу готова к работе после подключения. Надежность оборудования заключается в том, что проблемы с рабочим компьютером, локальной сетью или интернетом мало скажутся на работоспособности системы, позволяя продолжать контролировать объект в любой ситуации.

Монтаж системы видеонаблюдения

Монтаж системы видеонаблюдения выполняли специалисты нанятой по договору фирмы. Благодаря уже установленному вдоль всей внутренней стены дома коробу для кабелей строителями при капитальном ремонте фасада дома, прокладка проводов от видеокамер к боксу не представляла большой трудности.

Конструкция короба представляет собой закрепленные на стене параллельно два деревянных бруска, к которым с помощью саморезов закреплены профилированные полосы кровельного оцинкованного железа. В случае необходимости проложить новый кабель, достаточно открутить саморезы и заправить его в короб.

На стене видеокамеры закреплены с помощью дюбелей и саморезов. Соединение проводов, идущих от видеокамер, с магистральными кабелями выполнено в распределительных коробках с помощью герметичных коннектора RJ-45 и коаксиального разъема. Магистральный кабель, проложенный вне короба, спрятан в гофрированную пластиковую трубку. На фотографии показан внешний вид закрепленной на стене видеокамеры №3. Две другие видеокамеры закреплены аналогичным способом.

От короба магистральные кабели заведены в металлическую коробку-бокс, закрепленную на стене под потолком в одном из подъездов дома. Коробка неприметна и хорошо маскируется среди других коробок, установленных на стенах провайдерами интернета и кабельного телевидения. При выборе места установки коробки необходимо учесть возможность подвода к ней питающего напряжения переменного тока 220 В и кабеля витых пар интернет-провайдера.

Если открыть крышку бокса, то перед глазами появится картина, как на фотографии. На дне коробки лежит блок питания, выше него закреплен роутер, а справа вверху двойная розетка для подключения приборов к электрической сети.

Как видно монтаж в боксе выполнен небрежно. Особенно мне не понравилось, что соединение проводов кабеля подачи питающего напряжения на видеокамеры с проводами блока питания выполнено методом скрутки. Тут следовало применить клеммные колодки. Но, как показала практика эксплуатации, на работоспособность системы видеонаблюдения такой монтаж не повлиял.

Схема распайки видеокамеры
для подключения к сети и источнику питания

В видеокамерах ROKA R-2020 предусмотрена возможность подключения к сети Интернет и подача питающего напряжения по стандарту PoE IEEE 802.3af и IEEE 802.3at. Это означает, что при подключении видеокамеры не требуется дополнительного кабеля для подачи питающего напряжения. Питание на видеокамеру можно подавать по свободным парам кабеля витых пар непосредственно на розетку RJ-45, установленной на конце кабеля, выходящего из камеры. Одновременно предусмотрена возможность подачи питающего напряжения и на отдельный коаксиальный разъем.

Вне зависимости от вариантов обжатия RJ45 с положительного вывода источника питания напряжение подается одновременно на контакты 4 и 5 ( синяя пара), а отрицательного – на 7 и 8 ( коричневая пара).

Особенно это удобно делать, если в системе видеонаблюдения используется коммутатор, например, 9-портовый PoE коммутатор ROKA R-KM-POE0801, в котором для каждого из портов предусмотрена возможность подача через RJ-45 постоянного напряжения 12 В мощностью до 30 Вт.

Кабель должен быть не ниже 6 категории длиной не более 100 м. Передаваемая мощность не должны превышать 30 Вт.

Основные и дополнительные критерии выбора серверов для систем видеонаблюдения

К основным критериям подбора серверов для IP-видеосистем относят:

• процессорную производительность и максимальное количество процессоров;
• объем ОЗУ и емкость дискового пространства (при условии хранения видеоархивов в дисковой памяти самого сервера);
• форм-фактор и предельную емкость дисковой подсистемы, определяющие пригодность сервера к дальнейшему масштабированию;
• производительность видеоускорителя (количество GPU и CUDA ядер).

Все эти технические параметры должны соответствовать специфике архитектуры системы видеонаблюдения, учитывать количество IP-видеокамер, сложность алгоритмов обработки и скорость фильтрации видеопотоков, интенсивность записи и транскодинга, количество ресурсов ОЗУ и ЦП.

Кроме того, на выбор сервера влияют:

• возможность создания его индивидуальной конфигурации;
• задачи технической обработки данных;
• стабильность ОС при работе сервера в режиме 24/7;
• готовность к запуску;
• наличие специального софта для мониторинга состояния сервера;
• ремонтопригодность.

Если в системе наблюдения используются аналоговые камеры, то сервер будет нужно дооборудовать несколькими платами видеозахвата, поскольку 1U и 2U-сервера могут оказаться неподходящими для этой задачи. Если запись ведется с IP-камер, то основная нагрузка приходится на сетевой интерфейс — он должен иметь хорошую пропускную способность.

Полезные технологии

В хороших ip видеокамерах можно встретить следующие обозначения: WDR, DNR, AWB. Эти технологии позволяют достигнуть оптимального изображения в трудных условиях.

WDR (Wide Dynamic Range) — технология расширения динамического диапазона. Крайне необходимая опция в условиях плохой освещенности, например когда передний план слишком яркий, а задний очень темный или наоборот. Что бы достигнуть оптимального освещения на кадре и не допустить засвет следует использовать видеокамеры с WDR.

DNR (Digital Noise Reduction) — цифровое шумоподавление. Видеокамера при работе улавливает различные шумы от электромагнитных волн излучаемых от различного близ лежащего оборудования, что негативно сказывается на четкости изображения. Так же появлению шума способствует слабая освещенность. Чтобы избежать размытия и нечеткости стоит прибегнуть к оборудованию с DNR функцией.

Существует два типа DNR функций: 2D и 3 D. 2D DNR уступает 3D DNR в сглаживании размытых границ.

AWB — автоматический баланс белого. Технология позволяет достичь реальных цветов при постоянно меняющемся освещении.