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.
IP-камера — цифровая видеокамера, особенностью которой является передача видеопотока в цифровом формате по сети Ethernet, использующей протокол IP. Являясь сетевым устройством, каждая IP-камера в сети имеет свой IP-адрес.
Ethernet (от ether «эфир» + network «сеть, цепь») — семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами для компьютерных и промышленных сетей.
Internet Protocol (IP, досл. «межсетевойпротокол») — маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет.
Как работает IP-камера
Объектив фокусирует изображение на матрице. Матрица преобразует цвет в электрический сигнал. Сигнал поступает на процессор для обработки цветности, яркости и другого. Видеопоток поступает на компрессор. Компрессор сжимает поток — теперь данные готовы к передаче в сеть через Ethernet-контроллер.
У каждой IP-камеры есть собственный IP-адрес, передаваемый с подключением и используемый для синхронизации камеры с регистратором: с помощью команды или специальной программы регистратор использует IP-адрес камеры и подключается по нему. Без IP-адреса невозможно настроить оборудование на совместную работу, получить доступ к IP-камере с мобильного устройства.
Благодаря цифровой начинке функционал IP-камеры стремится к бесконечности за счет многообразия программного обеспечения, а получить доступ к данным можно из любой удаленной точки планеты, где есть интернет.
К чему подключают IP-камеры
IP-камера транслирует видеопоток на регистратор (сервер), персональный компьютер (при наличии соответствующего ПО), в облако (SaaS-решение; программное обеспечение как услуга).
Несколько IP-камер подключают к регистратору через роутер, коммутатор или каждую в отдельный порт (если есть). Роутер или коммутатор с поддержкой сетевого протокола динамической настройки узла автоматически раздает адреса и другие сетевые настройки.
IP-камера — слаботочное оборудование. Питание получает от адаптера, PoE-коммутатора или видеорегистратора, если он поддерживает технологию PoE. PoE — Power over Ethernet, подача питания по сети Ethernet, по витой паре одновременно с
Способы передачи сигнала IP-камерой
Есть два способа передачи сигнала IP-камерой: проводной и беспроводной.
Проводное соединение обеспечивает стабильную и высокоскоростную трансляцию, но требует прокладки сетей, ограниченных по длине типом кабеля: 100 м — для витой пары, 500 м — для коаксиала, 100 км — для оптоволокна (без учета повторителей или коммутаторов).
Для беспроводной трансляции в IP-камеру встраивают Wi-Fi-модуль (чаще всего) или 3G/4G-модуль. Дальность передачи ограничена и снижается из-за физических преград в направлении роутера и электромагнитных помех.
Возможности IP-камер видеонаблюдения
Основное отличие и первое преимущество сетевой камеры видеонаблюдения — цифровой видеосигнал от светочувствительной матрицы к серверу.
Основные преимущества IP-камер:
- Масштабируемость системы: множество потоков идут по одному кабелю.
- Картинка с высокой детализацией.
- Широкий набор цифровых и аппаратных функций улучшения изображения).
- Стабильность качества изображения при трансляции.
- Низкий уровень помех.
- Защищенность передачи, обеспеченная кодировщиками и технологиями шифрования.
- Высокая скорость, что существенно повышает информативность картинки.
- Трансляция сигнала без потери четкости изображения.
- Системы обработки тревожных сигналов для своевременных уведомлений на e-mail или смартфон.
- Настройка и управление камерой на расстоянии.
Видеоаналитика
В IP-камеры закладывают аналитические функции — от простого детектора движения, анализирующего изменения в кадре, до распознавания лиц, автомобильных номеров и анализа поведения.
Компрессия
В отличие от традиционных камер видеонаблюдения, IP-камеры сжимают поток — обрабатывают его на борту видеокодеками. Традиционные передают несжатый сигнал, нагружая сервер, требуя высоких мощностей. Несжатый аналоговый сигнал нуждается в преобразовании — с неизбежными потерями в качестве. IP-камеры не ограничены аналоговыми видеостандартами.
Внутренний видеоархив Edge Storage
Edge Storage — локальное хранение информации, запись видео на встроенную карту памяти; создание дубля архива для страховки при разрыве соединения. При необходимости IP-камера работает автономно — без подключения к видеорегистратору или ПК. В IP-камере предусмотрен слот для карты памяти формата microSD/SDHC/SDXC или USB-порт для подключения флэшки.
Многопотоковая трансляция
IP-камеры транслируют не один поток, а несколько — как минимум два потока: основной в полном разрешении под запись и субпоток меньшего разрешения для монитора. Большинство IP-камер поддерживают 3-потоковую трансляцию — на запись, на монитор, на мобильное устройство, а некоторые модели — до десяти потоков. Различным детекторам выделяют отдельные потоки, чтобы снизить нагрузку на сервер и сеть.
Режим коридора
Многие IP-камеры поддерживают режим коридора — вертикальное отображение видео, 9:16 вместо 16:9. В этом режиме удобно просматривать съемку коридора, тоннеля и так далее. Поддержку режима указывают в спецификации IP-камеры. Если режим коридора не указан, программно функцию не получить — требуемое разрешение закладывают на аппаратном уровне.
Аудио
В основном IP-камеры укомплектованы одним или несколькими аудиовходами и аудиовыходами, передают аудиофайлы на регистратор и принимают аудиосигнал. В некоторых моделях уже встроен микрофон, но при необходимости к каждой IP-камере с аудиовходом можно подключить профессиональный всенаправленный, двунаправленный или однонаправленный микрофон (зависит от задачи). Есть аналитические функции, работающие конкретно со звуком, определяющие превышение или занижение звукового порога (порог задает пользователь в настройках), крик, разбитие стекла, выстрел, взрыв и другие резкие звуки и создающие тревожные события с отправкой в систему.
Разрешение IP-камеры
Чем выше разрешение матрицы IP-камеры, тем выше качество и детализация изображения (особенно заметно при увеличении фрагментов на мониторе). Зачастую достаточно разрешения 2 Мп (Full HD), поддерживаемого большинством современных мониторов.
Объективы IP-камер
Конструктивно объектив представляет собой сложную систему линз, заключенных в оправу и взаимно компенсирующих оптические искажения. Собирает и проецирует световую энергию на светочувствительную матрицу для формирования оптического изображения.
Главный параметр — фокусное расстояние (измеряют в миллиметрах), определяющее угол обзора и масштаб изображения. Представляет собой расстояние от оси комплекта линз до фокуса (точки пересечения первоначально параллельных лучей после прохождения через объектив). Чем меньше фокусное расстояние, тем больше поле обзора. Объектив 2.8 мм обеспечивает видеонаблюдение в секторе с углом обзора ~ 100º. Чем выше фокус камеры (например, 8 мм), тем меньше угол обзора, но больше нужное для качественной съемки расстояние до объекта наблюдения.
Перед системами видеонаблюдения стоят разные задачи, поэтому в IP-камерах используют короткофокусные, длиннофокусные и сверхдлиннофокусные объективы разного типа: с фиксированным фокусным расстоянием, с переменным фокусным расстоянием, моторизованные и fisheye.
Форм-фактор IP-камеры
IP-камеры выпускают в купольном, цилиндрическом, стандартного дизайна (box), cube, сферическом форм-факторах.
Купольные IP-камеры наиболее популярны. Предусмотрен горизонтальный (потолочный) монтаж, но специальные кронштейны открывают возможность установки на вертикальной плоскости.
Исполнение IP-камер
IP-камеры выпускают для эксплуатации в помещении, на улице, в транспорте.
Уличные IP-камеры отвечают определенным требованиям:
- Соответствие корпуса международной классификации по защите оболочек от пыли и влаги International Protection Marking (IP). Первая цифра — защита от посторонних предметов (пыли), вторая — от проникновении воды. Корпус уличных IP-камер должен соответствовать стандарту (IP54 ~ IP68).
- Диапазон рабочих температур (при условии соответствия корпуса стандарту защиты IP54 ~ IP68). При нижней границе минус 10 °С — камеру можно установить в неотапливаемом помещении, при минус 20 °С — на улице в южных регионах России и СНГ, при минус 40 °С — почти везде, а при минус 60°С — на открытом воздухе даже в районах Крайнего Севера (в таких IP-камерах есть защита от коррозии и обледенения).