IP-видеокамеры

Вот дом,
Который построил Джек.
А это машины,
Которые на темной стоянке хранятся
У дома,
Который построил Джек.

А это веселая птица-синица,
Которая ловко ворует бензин.. А так же царапает машины, выламывает дворники, выкидывает мусор, проезжает двор на больших скоростях, что опасно для детей этого дома и т.д.. Вот такая сука синица.

Эта присказка, а сказка будет чётко впереди.
Собрались жильцы на заседании собственников жилья и высказали мысль, что эту ловкую птицу-синицу неплохо бы выловить и открутить башку. Я как светила магии железа сказал. "Надо установить камеры видео наблюдения за домом, и парковкой автомобилей." Всем понравилась эта идея. В доме я когда то провел СКС и жильцы попросили меня интегрировать камеры в сеть.

Содержание

• Технические условия и подготовительный этап
  • План охраны
  • Необходимое оборудование
  • Выбор IP камер и доп. оборудования
  • Баллетристика (расчет уголов, линз и тп)
• Заказ и доставка к месту работы
• Монтаж
• Настройка камер и системы видеонаблюдения
  • Настройка камер
  • Программное обеспечение
• Итог

Технические условия и подготовительный этап

Список требований предъявляемый камерам:
1. камера уличного, желательно вандало-защищенного исполнения
1.1 питание через кабель (PoE)
1.2 подключение камер к локальной сети дома
1.3 возможность работ в условиях день\ночь
1.4 возможность подключения доп. видеокамер без изменения текущей архитектуры
3. просмотр камеры пользователями в режиме онлайн
3.1 запись видео, фотографирование в нужный момент и сохранение на личном ПК
4. сервер для хранения записей
4.1 сохранение видеозаписи камер в течении ~12 дней (H.264)
4.2 обнаружение движения
5. согласование плана прилегающей территории с указанием, что должны записывать камеры
6. возможность любому человеку работать с ПО камер
7. возможно необходима дополнительная подсветка (IK полсветка или доп. общий свет)

Я сразу оговорил на повторном собрании по камерам, что по этим условиям данное оборудование будет стоить денег и указал расценки которые уже собрал с фирм. А за свою работу я взял чисто условно (5к руб) в основном чтобы опыт работы приобрести.

Что в наличии:
1. дом с 3-мя подъездами в каждом подъезде на 5-м этаже свич DES-3028
2. необходимо контролировать две стороны дома - въезд на парковку и стоянку
3. полгода на сбор денег с участников проекта

План охраны

И так где и как мы будем ловить пресловутую суку синицу. Есть план дома.

Я выделил места, которые хотелось бы видеть - это проезжая дорога, карман парковки и пешеходные дорожки, а так же указал расстояния до необходимых границ видимости.

Забегая вперед расчертил согласно выбранным камерам и в зависимости от оптики, углов просмотра, расстояния. Так же отметил точки предполагаемой установки камер и транспортиром отмерил углы просмотра и пересечений поля зрения, которые я смоделировал с помощью ViewDesigner, но об этом позже.

Из рисунка видно что CAM1 должна располагаться выше всех т.к. по углу просмотра на высоте 5 метров она не покрывала необходимую площадь, а она должна покрыть весь торец дома и в связи с этим принято решение установить ее выше всех т.е. на высоте 5го этажа. Следить за номерами\лицами это была не ее задача для этого есть камеры CAM2 и CAM3, которые смотрят перекрестно и вылавливают мелкие детали. Камеры CAM1 и CAM3 с оптикой 6мм для увеличения поля зрения и покрытия большей площади просмотра. CAM2 с 12мм оптикой для лучшего зуммирования и вылавливания дальних объектов с сокращением угла обзора.

Совет
Нужно учесть как вы будете проводить кабели до камеры, и должны рассчитать сколько потребуется UTP5\6, гофры, крепежа к стене и остальное необходимое для монтажа оборудования.

Устанавливать камеру CAM1 6мм, как уже было сказано, буду на крыше к стене дома. CAM2 12мм и CAM3 6мм установлю в передней части дома с углом просмотра крест на крест для перекрытия обзора, высота установки начало второго этажа (так уже не своруют =)). Дом находится в возвышенности 1 метр над дорогой и 4 метра от фундамента и до места установки камер в сумме 5 метров над дорогой.

Необходимое оборудование

Для реализации данной системы наблюдения требуется:
1. три IP-видеокамеры
2. один сервер для хранения данных с видеокамер
3. ПО для записи на сервер данных с камер
4. витая пара UTP CAT5e (заранее рассчитал метраж необходимого кабеля +20% сверху)
4.1 коннекторы RJ-45 и колпачки для RJ-45
4.2. гофра для прокладки кабеля по улице
4.3 стяжки и хомуты для крепления кабеля и гофры.
5. три PoE адаптера (свичи у меня стоят обычные, а ток подавать нужно)
6. перфоратор, раздвижная лестница и желание все сделать.

Выбор IP камер и доп. оборудования

Камеры делятся на цифровые и аналоговые которые в свою очередь делятся на типы, но мне необходимы цифровые видеокамеры. Аналоговые камеры с их видеосерверами\регистраторами мне не подходят. Я начал выбирать камеры и сначала пробовал обычные IP камеры (типа AXIS 211M) оборудовать кожухом и креплением на стену. Пробовал разные комбинации, но выходило самозборно и некрасиво. Поискав я нашел специализированные готовые уличные камеры уже сборные с кожухом и готовые к эксплуатации зимой\летом и к слову сказать по цене выходило одинаково или чуть дороже самосборных за то качество моделей было выше. Есть много разных фирм и цена\исполнение\разнообразие у каждого разная я остановился на фирме AXIS честно сказать мне её посоветовали на форумах и один знакомый интегратор советовал как достойные и надежные камеры, но слегка дороговатые.

Теория

Виды камер

Что же смотрим, что есть на выбор. Камеры бывают несколько видов и вариаций укажу лишь основные:
1. фиксированные - обычные прямоугольные девайсы
2. купольные - в форме полусферы
3. PTZ-камеры - поворотные (купольные и PTZ-камеры)
4. гибриды 1 2 3- вариации на тему 3х пунктов

Линзы

Объектив выполняет несколько функций. Они включают в себя:

• Определение поля зрения, то есть, какая часть вида и уровень детализации будут захвачены в видеозахват.
• Управление количеством света, проходящего на датчик изображения так, чтобы изображение правильно экспозиционировалось.
• Фокусировка путем корректировки линзы в объективе или расстоянием между объективом и датчиком изображения.

Поле зрения

При выборе камеры необходимо учитывать поле зрения, то есть область охвата и степени детализации для просмотра. Поле зрения определяется фокусным расстоянием объектива и размером датчика изображения.

Фокусное расстояние линзы "определяется как расстояние между входной линзой и точкой, где все лучи света сходятся в точку (как правило это датчик изображения). Чем больше фокусное расстояние, тем уже поле зрения.

Поле зрения может быть разделено на три вида:

• Стандартный вид предлагает такое же поле зрения, как человеческий глаз.
• Телеобъектив предлагает узкое поле зрения, обеспечивает просмотр более мелких деталей, чем может уловить человеческий глаз (зуммирование). Телеобъектив используется, когда объект наблюдения либо мал, либо расположен далеко от камеры.
• Широкий угол предлагает большее поле зрения с менее нормальным видом, чем в стандартном режиме. Широкоугольный объектив в целом обеспечивает хорошую глубину резкости и неплох, при низкой освещенности. Широкоугольные объективы иногда производят геометрические искажения, такие как эффект "рыбий глаз".

Существуют три основных типа линз:

• Фиксированный объектив - такой объектив который обеспечивает фиксированное фокусное расстояние, то есть только одно поле зрения (такое как стандартное, телескопическое или широкоугольное). Общее фокусное расстояние линзы камеры 4 мм.
• Варифокальный объектив - такой объектив обеспечивает диапазон фокусных расстояний и, следовательно, разные поля зрения. Поле зрения может быть скорректировано вручную. Всякий раз, когда поле зрения изменилось, пользователь должен вручную переориентировать линзы. Варифокальные объективы для сетевых камер часто обеспечивают фокусное расстояние в диапазоне от 3 мм до 8 мм.
• Зум-объектив - такой объектив который, как и варифокальный объектив позволяет пользователю выбрать различные поля зрения. Однако в зум-объективе, нет необходимости переориентировать линзы, если поле зрения изменилось. Фокус может быть сохранен в диапазоне фокусных расстояний от 6 мм до 48 мм. Настройка может быть как ручной так и моторизованной для дистанционного управления.

Объектив датчик изображения

Выбор датчика и линзы.
На определенную линзу необходим определенный датчик изображения.
Примеры различных линз смонтированы на 1/3" - дюймовый датчик изображения.

Если линза сделана для меньших датчиков изображения, чем тот, который на самом деле установлен внутри камеры то изображение будет иметь черные угламы (см. левый рисунок). Если линза сделана для больших датчиков изображения, чем тот, который на самом деле установлен внутри камеры то поле зрения будет меньше, чем способность объектива, так как часть информации будет "потеряна" за пределами датчика изображения (см. правый рисунок). Эта ситуация создает эффект телефото, это делается для зуммирования. Средний рисунок показывает, что линза и датчик принимают и обрабатывают изображения без избытка и\или потерь.

Выбор

У каждого вида камер есть свои сильные и слабые стороны. Я выбрал купольные камеры они не так заметны и их сложнее повредить (минимальное кол-во выступающих деталей). В данном классе представлены антивандальные камеры с необходимыми функциями которые мне были необходимы. Остановился на камере AXIS P3344-VE посмотрим, что она умеет:

• Конструкция для наружного видеонаблюдения, устойчивая к широкому диапазону температур от -40 °C до +55 °C
• Качество HDTV 1MP (720p)
• Простота установки с возможностью дистанционного фокуса и зума
• Несколько видеопотоков в формате H.264 и Motion JPEG
• Круглосуточное видеонаблюдение
• Поддержка двухканального звука.
• Интеллектуальные функции обнаружения движения, звука и попыток несанкционированного воздействия на камеру, например ее накрывания или распыления краски.
• Встроенный разъем карт памяти SD/SDHC. (вкусный бонус)
• Технология Power over Ethernet (IEEE 802.3af), исключающая необходимость использования кабелей питания и сокращающая расходы на установку.
• Усовершенствованные функции управления безопасностью и сетями, такие как шифрование HTTPS без потери производительности, поддержка стандартов IPv6 и Quality of Service.
• Открытый прикладной программный интерфейс (API) для интеграции программного обеспечения, включая VAPIX ® компании Axis Communications.

Основные технические характеристики

Датчик изображения:
CMOS-матрица (1/4 дюйма), прогрессивная развертка, поддержка RGB.

Объектив варифокальный, диафрагма DC-iris, удаленный контроль фокуса и зума:
AXIS P3344/-V/-VE 6мм: 2.5-6 мм, угол обзора* 87°-40°, F1.4
AXIS P3344/-V/-VE 12мм: 3.3-12 мм, угол обзора* 70°-20°, F1.6
* горизонтальный угол обзора
Здесь можно определить физические границы углов обзора камеры. Есть еще угол поворота и наклона камеры в кожухе.

Возможность круглосуточного наблюдения:
Автоматический съемный фильтр отсечки ИК-излучения это очень помогает при минимальном освещении объекта наблюдения.

Минимальная освещенность:
AXIS P3344/-V/-VE 6mm: цветное изображение — 0,3 люкс, F1.4, черно-белое — 0,05 люкс, F1.4
AXIS P3344/-V/-VE 12 mm: цветное изображение — 0,4 люкс, F1.6, черно-белое — 0,06 люкс, F1.6

Регулировка угла установки камеры:
Панорамирование — 360°, наклон — 170°, поворот — 340°
Угол поворота и наклона камеры в кожухе.

Сжатие видеоизображения:
H.264 (MPEG-4 часть 10/AVC) и Motion JPEG
Про сжатие почитать можно здесь если вкратце H.264 записываются лишь движущиеся части, а остальное как фон остается. В Motion JPEG пишет каждый кадр и потому запись в JPEG объемней.

Безопасность:
Защита паролем, фильтрация IP-адресов, цифровая аутентификация, журнал регистрации доступа пользователей, управление доступом к сети IEEE 802.1X**, шифрование HTTPS**
Вот тут мы разрешим пользователям смотреть в камеры.

Поддерживаемые протоколы:
IPv4/v6, HTTP, HTTPS**, QoS уровня 3 DiffServ, FTP, SMTP, Bonjour,
UPnP, SNMPv1/v2c/v3(MIB-II), DNS, DynDNS, NTP, RTSP, RTP, TCP, UDP, IGMP, RTCP, ICMP, DHCP, ARP, SOCKS
Вкусно =)

Интеллектуальное видео:
Датчик движения, активное оповещение при попытке порчи камеры, детектор звука.
Это очень хорошее качество, к примеру вы можете настроить камеру чтобы она записывала лишь при каком то уровне движения в определенном месте наблюдения экономия HDD огромная. Или можно сделать как я - постоянная запись ведется при средних качествах съемки и высоком сжатии, но при движении\алерте качество записи становится максимальным. А так же оповестить если кто-то баллончиком запылит камеру.

События при срабатывании сигнала тревоги:
Отправка файлов по FTP, HTTP и электронной почте, уведомления по электронной почте, а также по протоколам HTTP и TCP.

Остальные характеристики и конструкцию камеры вы можете почитать тут технические характеристики видеокамер серии p33

А так же можете почерпнуть информацию в техническом руководстве по сетевому видео.

Адаптер PoE

В связи с тем, что у меня стояли обычные свичи, а питание камера получала по витой паре то мне были необходимы PoE адаптеры. Я взял той же фирмы Axis, но были и других фирм 3Com, D-Link и тп. Они ничем не примечательны - розетка, вход\выход для витой пары и крепления на стену.

В щитке:

Сервер

Сервер подобрал самый бюджетный, исходил из объема и скорости HDD, RAM, CPU. Но подбирать необходимо внимательно рассчитывайте с учетом следующего:

1. сколько камер будут писать на сервер
2. какое кол-во дней должна вестись запись
3. в каком формате записывать и в каких ситуациях
4. доп. объем HDD для подключения доп. камер в будущем
5. быстрый CPU и объемный RAM для своевременной обработки данных и комфортной работе с архивами видеозаписи

Для данных расчетов мне помогла замечательная утилита Калькулятор для сервера под видеокамеры. В котором вы указываете камеры, их разрешения, компрессию, время работы и кол-во дней для записи, а так же многое другое. А она вам отображает необходимые характеристики сервера и необходимую пропускную способность сети. Великолепная программа!

Исходя из этого я заказал следующий сервер.

Дешево и сердито. Запас мощности на будущее есть единственное не хватило денег еще на один HDD для обеспечивания зеркалирования.

Программное обеспечение

Исходя из того, что камерами должен управлять любой то выбор ОС был ограничен этим и тем что свое ПО AXIS в основном затачивает под Windows.

Как показала программа для расчета сервера мне необходимо закупить AXIS Camera Station One на четыре камеры.

• Просмотр и видеозапись в режиме реального времени.
• Запись, инициированная регистрацией событий: обнаружение движения или сигнал с внешнего ввода/вывода.
• Высококачественная видеозапись в форматах H.264, Motion JPEG и MPEG-4.
• Управление PTZ- и купольными камерами с помощью мыши или джойстика.
• Легко расширяемая базовая лицензия на 4 или 10 камер для программы AXIS Camera Station.

Легкий поиск данных, типов записи и многое другое касательно настройка камер. Изображения ПО будут ниже.

Баллетристика (расчет уголов, линз и тп)

Для расчета углов обзора и дальности я использовал программу ViewDesigner Необходимо указать сенсор, линзу, высоту от земли, дальность необходимого наблюдения и тп. И программа выдает наглядные данные которые можно наложить на макет и получить картину того что получится. И изменить при необходимости расположение камер для улучшения наблюдения.
Вам необходимо знать.

1. расстояние камеры от земли (куда будете вешать камеру (5 м))
2. дальность необходимой зоны наблюдения (от угла дома до края парковки)
3. угол покрытия зоны видимости (для покрытия нужного блока парковки)
4. высоту дальней части наблюдения (обычно интересно только до роста человека)
5. мертвую зону

Без этого расчета вы не сможете грамотно рассчитать какие вам нужны камеры. Здесь же вы можете спрогнозировать все условия и в голове собрать техническую модель как куда ставить, что и как будет мониторится.

Можете так же попробовать воспользоватся axis_pixel_distance_calculator

Заказ и доставка к месту работы

Вот такие расценки по счету на камеры:

На компьютер:

+ Windows 7 Home Premium OEM 32-bit Russian - 3 499 руб.
+ моя работа 5 000 руб
Итого: 167 063 руб

Заказал и пришлось подождать т.к. камеры пришли через 3 месяца, поставлялись камеры из Швеции "пешком". Пришел вот такой комплект:

Три комплекта с камерами и три PoE адаптера.

Программа AXIS Camera Station и лицензия на 4 камеры. К слову сказать в каждом комплекте камеры есть AXIS Camera Station с лицензией на одну камеру. Т.е. вы можете заказать камеру и поставить AXIS Camera Station на свой ПК эта программа идет в поставке с камерой. Но если вы захотите в это ПО добавить еще одну камеру для мониторинга и записи то вам мило предложат купить лицензию.

В коробке находилось: камера, армированный кабель, спец. отвертка (звезда давида) ей одной производится полный монтаж камеры разборка\сборка\установка и не в коем случае не потеряйте ее (не открутите потом камеру). Так же плафоны, крышка, наклейка для монтажа на стену (где куда сверлить =)), монтажный набор.

Корпус толстый металл это радует. Так же три винта изменяющие угол и строну наклона\разворота камеры.

Как видим есть сетевой порт, вход микрофона и выход для динамиков (спец опция)

С другой стороны (к сожаленю не сфотографировал) есть небольшой кулер для конвекции воздуха, мембрана для удаления влаги.

Низ камеры с удаленным монтажным диском, как мы видим можно подвести кабель через четыре входа. А так же можно убрать квадратный аппендикс если кабели будут подходить в камеру прямиком через стену.

Монтаж

Мотаж тривиален "аптека, лестница, фонарь" сверлим стены длинным буром, прокидываем кабель в гофру и монтируем на стену. Камеры развесил согласно плану CAM1 на 5й этаж гофра уходит по краю в кабелегон через чердак в щитовую к свичу на 5й этаж.

Камеры CAM2 и CAM3 установил на высоте 5 метров от дороги.

• CAM1 и CAM1 при увеличении
• CAM2
• CAM2 и CAM3
• CAM3

На фотографии CAM1 можно видеть фонарь который повесили без согласования со мной. Да подсветка в темное время нужна, но не так же это делается! И из-за того, что фонарь установили неправильно и он находится на уровне камеры и почти вплотную с ней то ночью идет постоянный световой "шум\кадрирование" и включать детекцию при движении нет возможность тк он будет постоянно работать. Фонарь "замечательно" краем мигает на камеру и на глаз это хоть и не видно, но камера это хорошо ощущает и негодует. Нужно было поставить IR подсветку (инфракрасная подсветка) или поставить фонарь ниже камеры и использовать в качестве свето элемента что нибудь другое.

Настройка камер и системы видеонаблюдения

Настройка камер

После монтажа камеры необходимо развернуть куда полагается и сфокусировать для этого необходимо два человека один на стремянке вертит камеру второй с ПК или ноутбуком (у меня был ноут и по wifi в локалку входил, а точка доступа в это время висела в окне на кухне для лучше приема ноутбуком). Человек корректировал зум и комментировал куда поворачивать и насколько. Потом камеры закручиваем и все готово. Кстати мне пришлось два раза настраивать, первый раз был в черновом варианте, а потом ювелирно до настроил.

Для начальной настройки камер я использовал веб интерфейс. Он довольно функциональный и годный. Все разложено по местам и легко в освоении.

ВСЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ УРЕЗАННЫ В КАЧЕСТВЕ И РАЗРЕШЕНИИ

Веб интерфейс для администратора (настройка зон детекции движения):

Веб интерфейс для пользователей. Можно заметить выбор профиля в котором можно выбрать размер и качество видеопотока предустановленного администратором. А так же в низу изображения есть управляемые элементы такие как "остановить картинку", "сфотографировать","развернуть на весть экран", "записать видео". Ниже этого дополнительные ссылки которые можно привязать к другим камерам или сайтам.

Мобильная версия для просмотра с КПК.

Профиль среднего качества

Профайл хорошего качества пришлось ухудшать картинку.

Есть профиль в JPEG и там есть дополнительный функционал для пользователей.

Программное обеспечение

Для первоначальной настройки камер есть программа AXIS IP Utility она обнаруживает и отображает устройства Axis в сети.

Но я воспользовался AXIS Camera Management она не только обнаруживает камеры, но и производит их обновление (прошивку) и тонкую настройку (права пользователей, протоколы и тп).

Для записи на сервер я закупил AXIS Camera Station One на 4 камеры фото которая без проблем нашла все камеры, а с её настройкой может разобраться любой человек.

• axis_camera_station_client2
• axis_camera_station_client3
• axis_camera_station_client4
• axis_camera_station_client5
• axis_camera_station_client6
• axis_camera_station_client7

Список програмного обеспечения можно посмотреть ТУТ

Итог

Прошло с установки камер 4 месяца или больше. Когда сторонние люди узнали о камерах (слух увеличил до того, что камеры стоят со всех сторон дома и я старался не убивать данный "факт" =))

1. больше не было ущерба машинам к примеру выломанных дворников или слитого бензина
2. 4-5 мусоронарушителей наказано и униженно =D и узнали, кто выкидывает мусор у подьезда и самое странное это 3 чел. жители этого же дома.

P.S. Ну здравствуй сука синица теперь я тебе вижу. =)