Беспроводные камеры видеонаблюдения

Беспроводные камеры видеонаблюдения – технические средства видеосъёмки, представляющие структурную единицу комплекса беспроводных средств видеонаблюдения, системы безопасности и охранных сигнализаций в целом.

Беспроводные технологии позволяют конструировать системы наблюдения без потери функциональности и качества данных, в сравнении с проводными аналогами.

Беспроводные камеры видеонаблюдения отличаются от проводных только используемыми каналами передачи данных. Описываемые приборы могут применять большинство современных беспроводных технологий, позволяющих передавать видео, фото и аудио данные.

Общий принцип работы описываемых устройств не отличается от любых других камер. Применяется примерно следующая схема – оптическая информация, при помощи матрицы, превращается в электрический сигнал, который усиливается, распознаётся системой, корректируется и направляется на системы сбора, обработки и накопления данных.

Содержание:

Типы и характеристики беспроводных камер видеонаблюдения
Преимущества и недостатки
Целесообразность применения
Как пользоваться
Производители и модели
Фото

Типы и характеристики беспроводных камер видеонаблюдения

В классификации описываемого типа учитываются применяемое аппаратное обеспечение, влияющее на качество картинки, формат, разрешение, тип используемой технологии беспроводной передачи данных и особенности устройства корпуса.

Большое значение для подбора устройства под конкретные задачи имеет вид используемого объектива. Беспроводные камеры могут быть оснащены следующими типами объективов:

Фиксированные – фокусное расстояние является фиксированной величиной. Настройка фокусного расстояния под поставленные задачи и особенности охраняемого объекта производится путём замены указанного элемента на другой, с требуемой величиной параметра.

Такой вариант наиболее дешёвый и примитивный, требует проведения предварительных расчётов необходимого фокусного расстояния или проведения поочерёдного подбора объективов с разными фокусными расстояниями, до определения подходящего.

При смене положения или необходимости изменения угла обзора и отдалённости наблюдаемых объектов необходима замена объектива.

Вариофокальные – устройства с предусмотренной ручной настройкой фокусного расстояния в определённых диапазонах (в зависимости от модели). От предыдущего варианта отличается только возможностью подстройки под особенности объекта и поставленные задачи, без потребности в замене.

Не требует предварительных расчётов, настройка проводится прямо во время монтажа. Имеет свойство сбиваться с выставленного фокусного расстояния с течением времени и требует дополнительной подстройки время от времени.

Вариофокальные объективы, как и фиксированные, применимы для наблюдения за объектами находящимися на определённом расстоянии (если важна максимальная чёткость) или для общего обзора определённого участка (если нет необходимости в высокой детализации).

Трансфокальные – по своей конструкции напоминают вариофокальные объективы, но оснащены электрическим приводом. Управляются дистанционно, обеспечивают функцию оптического зума, применимы для наблюдения за объектами, находящимися на разных расстояниях без потери уровня детализации. Наиболее часто применяются для поворотных камер, что обеспечивает возможность наблюдения за сравнительно большой территорией.

Среди важных элементов, которые влияют на качество получаемого изображения, находится и тип диафрагмы объектива, который влияет на его светосилу и возможность работать в условиях разной освещённости.

Существуют следующие типы диафрагмы:

Фиксированная – ширина открытия не регулируется, применяется (чаще всего) в фиксированных объективах. Применяется для помещений с постоянным уровнем освещённости;
Ручная – принцип настройки схож с таковым для вариофокальных объективов, поэтому, наиболее часто в них и применяется;
Автоматическая – подстройка количества пропускаемого света под уровень освещённости происходит в автоматическом режиме.

Различают DC и видеодиафрагмы диафрагмы. Первый вариант предполагает размещение схемы управления диафрагмой внутри корпуса камеры, а регулировка величины открытия осуществляется на основе информации получаемой с матрицы (которая и является чувствительным элементом), то есть по объективным данным о картинке.

Схема управления видеодиафрагмой и светочувствительный элемент находятся в корпусе объектива, управление производится на основе данных об освещённости, которые являются субъективными по отношению к восприятию матрицы.

Типы применяемых матриц:

CMOS (КМОП) – семейство матриц, в пикселях которых происходит превращение оптического сигнала в электрический заряд, далее этот заряд усиливается встроенными (для каждого конкретного пикселя) транзисторными усилителями.

Изображение формируется непосредственно в матрице, что и есть основной отличительной особенностью.

Матрицы такого типа относительно компактные и дешёвые, но имеют более низкую светочувствительность и качество получаемой картинки, в сравнении с ПЗС матрицами с теми же параметрами.

CCD (ПЗС) – тип матриц, которые не имеют вмонтированных средств усиления и обработки сигнала, а электрические заряды из пикселей направляются на отдельные схемы с указанными функциями.

Отличаются более высокими габаритами, стоимостью и светочувствительностью, но с появлением самых последних разработок, разрыв между этими двумя видами, по всем параметрам, значительно сократился и продолжает сокращаться.

Виды матрицы по восприятию цветности:

Цветные – передающие цветовую гамму, приближённую к воспринимаемой человеческим глазом. Распознавание цветов проводится при помощи мозаики цветных фильтров – набора светофильтров разного цвета. Отдельные пиксели на матрице покрыты фильтрами определённого цвета и в определённом порядке.

Изображение формируется на основе получаемых данных о параметрах, падающего на сенсор света, с учётом расположения пикселей, покрытых светофильтрами того или иного цвета

Внесённые в конструкцию фильтры поглощают часть силы светового потока и снижают чувствительность сенсора, что приводит к ухудшению качества съёмки в условиях сниженной освещённости. Популярность этого вида обусловлена более комфортной, для восприятия глазом, картинкой и наличием дополнительной информационной составляющей, такой как цвет объектов в кадре.

Чёрно-белые – это «голые» матрицы, те в которых не применяются перечисленные для цветных матриц фильтры. Отсутствие воздействия перечисленных светофильтров исключает их негативное воздействие на светочувствительность сенсора и допускает применение ИК подсветки для съёмки в условиях плохого или отсутствующего освещения.

Характеризуются монохромные сенсоры сравнительно низкой стоимостью и лучшими потребительскими характеристиками, если сравнивать модели одной ценовой категории.

Для сенсоров с обоими типами восприятия цветности применяются режимы съёмки в условиях пониженной освещённости, которые бывают следующими:

Easy Day/Night – такая технология применяется для цветных сенсоров. Распознавание пикселей по цветности отключается и формируется чёрно-белая картинка.

Метод позволяет немного увеличить чувствительность прибора, но он неприменим для использования в условиях очень слабого или отсутствующего освещения.

Отключаемый ИК фильтр – такой метод также подразумевает переход в чёрно-белый режим, но с одновременным смещением, установленного инфракрасного фильтра, с пути прохождения светового пучка.

Таким образом, устройство начинает воспринимать ИК излучение, что допускает применение камерой ИК подсветки и ведение съёмки даже в полной темноте. Технология эффективна, но в меньшей степени, чем применение истинно чёрно-белого сенсора.

Применение двух сенсоров – устройство оснащено сенсорами обоих типов цветности, переключение между которыми проводится в зависимости от условий освещения (цветной – день, чёрно-белый – ночь). Такая технология наиболее дорогая, но позволяет получать картинку высочайшего качества в любых условиях интенсивности освещения.

По типу передаваемого сигнала, беспроводные камеры видеонаблюдения подразделяются на:

Аналоговые – устройство формирует аналоговый видеосигнал, который излучается передатчиком. Принцип работы сходный с технологией, применяемой в аналоговом телевидении. Аналоговые беспроводные камеры могут быть использованы в паре с аналоговыми телевизионными приёмниками, соединёнными с видеорегистраторами, телевизорами, мониторами и так далее.

Такая технология используется мало в связи с отсутствием защиты данных и низкой помехоустойчивостью.

Цифровые – формируемое изображение оцифровывается, шифруется и транслируется в соответствии со стандартами используемой цифровой технологии беспроводной передачи данных. Отличаются сравнительно высокой степенью защищённости сигнала от перехвата и помехоустойчивостью.

Передача аналогового видеосигнала осуществляется по радиоканалу с частотой в 433 МГц, 1,2-1,8 ГГц или 2,4 ГГц. Использование подобной продукции регламентируется местными законами, относительно допустимой используемой частоты и мощности передатчика.

Используемые технологии беспроводной передачи цифровых данных можно условно разделить на:

Wi-Fi – коммерческое название набора стандартов беспроводных локальных сетей.

Наибольшее распространение в сфере видеонаблюдения получили Wi-F- камеры со стандартами – 802.11b , 802.11g и 802.11n, с максимальными скоростями передачи данных 11, 54 и 600 Мбит/с соответственно.

Перечисленные стандарты работают на частотах 2,4 ГГц – первые два, 2,4-2,5 и 5 ГГц – третий.

3G – семейство стандартов сотовой связи третьего поколения, такие как UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT и UWC-136. Для работы 3G камеры используются частоты в диапазоне, приближённом к 2 ГГц. Фактическая скорость передачи данных, для неподвижных объектов, находится в районе 2 Мбит/с, что позволяет вести видеонаблюдение в реальном времени.

4G и промежуточные от 3G – стандарты сотовой связи четвёртого поколения и промежуточные эволюционные технологии 3.5G, 3.75G, 3.9G, такие как HSPA, HSPA+, LTE, CDMA2000 1xEV-DO Revision A/B, DO Advanced, Mobile WiMAX, Flash-OFDM, LTE Advanced и их подвиды.

В зависимости от стандарта, скорости передачи данных достигают десятков и сотен Мбит/с, максимальная возможная скорость – 1 Гбит/с.

Применимы для организации полноценной системы видеонаблюдения с использованием HD, Full HD и более высоких разрешений.

По форме исполнения корпуса, беспроводные камеры делятся на цилиндрические, кубические, купольные, в форме усечённого конуса, прямоугольного параллелепипеда, мини камеры.

По предполагаемому месту установки, описываемые изделия подразделяются на:

Наружные – обличены в термокожух, оснащены встроенным нагревательным элементом и вентилятором, имеют высокие показатели защиты от влаги и пыли. Уличные камеры работают в широком спектре условий окружающей среды и освещённости;
Внутренние – отличаются от наружных отсутствием обязательного оснащения защитными и терморегуляционными приспособлениями, не рассчитаны на противостояние разрушающим атмосферным факторам.

Подразделение по защищённости устройства:

Пыле- и влагозащищённые – уровень защищённости имеет буквенно-цифровое обозначение из букв IP и комбинации из двух цифр, первая из которых определяет степень защиты от пыли, а вторая – от влаги.

Как пример, обозначение IP68 говорит о полной защищённости от попадания пыли и воды внутрь корпуса, IP44 – защита от инородных тел диаметром более одного миллиметра и защиту от капель, падающих на корпус с любого направления, IP65 – полная защита от пыли и защита от струй воды, падающих на корпус со всех направлений.

Антивандальные – с повышенной стойкостью к механическим повреждениям. Величина показателя стойкости выражается буквами IK и двухзначным числом.

Примеры обозначений стойкости конструкции к механическим повреждениям: IK00 – защита против механических воздействий отсутствует, IK05 – защита от объекта весом 200 грамм, падающего с высоты 35 сантиметров, IK10+ (максимальный показатель) – защита от объекта весом 10 килограм, падающего с высоты 40 сантиметров.

По направлению наблюдения различают:

Фиксированные – устанавливаются неподвижно, рассчитаны на наблюдение в фиксированном направлении;
Поворотные (PTZ) – корпус имеет подвижные части и электропривод, могут изменять направление обзора и часто оснащены трансфокальными объективами. Управление производится дистанционно вручную или по запрограммированному маршруту.

Беспроводные IP камеры могут дополнительно оснащаться следующими модулями и функциями:

Дополнительные датчики (датчики движения, освещения, реле времени и так далее) – используются для повышения эффективности работы системы охраны в целом и конкретной камеры в частности, снижения энергопотребления и предотвращения загромождения дискового пространства регистрирующего устройства бесполезной информацией.

Встроенные или выносные модули ИК подсветки – используются для обеспечения работы устройства в условиях плохого или отсутствующего освещения.

Встроенные/выносные микрофоны и динамики и разъёмы для их подключения – обеспечивают передачу звуковых сигналов и сообщений, могут применяться по отдельности или совместно, обеспечивая двустороннюю связь.

Наличие внутренней памяти или оснащение слотами для расширения при помощи карт памяти – используется для осуществления регистрации данных и повышения автономности (см. Камера видеонаблюдения с записью).

Преимущества и недостатки

Преимущества беспроводных камер видеонаблюдения по сравнению с устройствами, требующими проводного подключения:

Простота монтажа;
Применяемость в местах, где невозможно организовать полноценное «проводное» видеонаблюдение;
Отсутствие необходимости прокладки сигнальных кабелей, и связанных с этим монтажных и отделочных работ, но нужно правильно организовать подачу питания;
Относительная мобильность;
Осуществление удалённого доступа и управления.

Недостатки беспроводных камер видеонаблюдения:

Нет защиты от преднамеренно наведённых помех (глушки);
Ограниченная дальность действия (кроме устройств, работающих с технологиями мобильной связи) передатчика;
Использование передатчиков высоких мощностей требует согласования с органами контроля использования радиочастот.

Целесообразность применения

Беспроводные камеры видеонаблюдения целесообразно применять на объектах или для наблюдения за одной из зон объекта, где прокладка кабелей является затруднительной, технически или экономически невыгодной.

Применима технология и для осуществления видеонаблюдения в школах, местах временного хранения материальных ценностей, скопления людей, для наблюдения и записи мероприятий, на которые доступ посторонних воспрещён (как пример, хирургические операции).

Для организации полноценного видеонаблюдения с удалённым доступом, целесообразно использовать только устройства, работающие с высокоскоростными технологиями передачи данных (Wi-Fi, 3G, 4G и так далее).

Использование же низкоскоростных технологий (GPRS, GSM, CDMA и так далее) не позволяет вести полноценное видеонаблюдение, а больше предназначено для автономной работы, записи информации на бортовой носитель и отправки уведомлений с фото и короткими видеофайлами по запросу или при обнаружении движения в кадре (см. Камеры видеонаблюдения GSM).

Камеры с высоким разрешением оправдано применять только там, где требуется высокая детализация. Если мелкие детали, на данном участке, не несут полезной информации, то и использовать камеры с высоким разрешением нет смысла ни в техническом плане, ни в плане экономического обоснования.

Как пользоваться

Как и проводные, беспроводные камеры нуждаются в периодическом обслуживании. В каком виде должно проходить обслуживание зависит от конструкции и места эксплуатации.

Для камер, установленных на улице и в помещениях со стабильной повышенной влажностью, требуется проводить периодический контроль состояния контактов ввода питания и разъёмов для подключения микрофонов, динамиков и выносных модулей ИК подсветки на предмет их окисления.

При обнаружении окислившихся элементов, нужно провести их зачистку или замену.

Для поддержания устройства в надлежащем рабочем состоянии и сохранения информативности получаемых данных, следует периодически очищать объектив от скапливающейся пыли, конденсата или других инородных субстанций.

Не стоит устанавливать устройства в местах с условиями окружающей среды, для которых они не предназначены, как пример, камеры для установки в помещениях нельзя устанавливать на улице, так как они не рассчитаны на противостояние разрушительным атмосферным факторам. Тщательный выбор подходящей модели требуется и для охраняемых объектов с повышенной влажностью, запыленностью или в непосредственной близости к водоёмам.

Нельзя устанавливать камеры в местах повышенной вибрации. Не рекомендуется установка беспроводных камер и в местах с высокой напряжённостью электромагнитных полей.

При повреждении целостности устройства, попадании внутрь инородных субстанций (вода, пыль и так далее) или выделении дыма, стоит немедленно отключить питание прибора.

Производители и модели

Foscam

ShenZhen Foscam Intelligent Technology Co.,limited – крупный китайский производитель IP оборудования для видеонаблюдения, под торговой маркой Foscam.

Foscam FI9821P	Foscam R2	Foscam FI9805W

Тип исполнения
Купольная поворотная	Купольная поворотная	Влагозащищённая цилиндрическая
Тип матрицы/разрешение/светочувствительность
Цветная CMOS/720p/0Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/1080p/0Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/720p/0Лк (в режиме «ночь»)
Тип осуществления съемки в условиях плохой низкого уровня освещённости
Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка
Технология беспроводной передачи данных
Wi-Fi 802.11 b/g/n	Wi-Fi 802.11 b/g/n	Wi-Fi 802.11 b/g/n

Foscam FI9821P и Foscam R2 – внутренние поворотные камеры, снабжены датчиками присутствия, слотами для карт памяти, микрофонами и динамиками, при появлении движения в кадре отправляют тревожный сигнал по FTP или на электронную почту, работают в связке с мобильными устройствами, дальность ИК подсветки 8 метров.

Foscam FI9805W – наружная камера, дальность ИК подсветки до 50 метров, оснащена линейными входами/выходами для двусторонней связи.

Zmodo

Zmodo – молодая, но быстро развивающаяся компания из Китая, которая разрабатывает и производит высокотехнологичную продукцию охранного назначения, камеры видеонаблюдения, охранные GSM синализации, IP-домофоны.

ZM-W0007	ZP-IBI13-W	ZP-IBH13-W

Тип исполнения
Пылевлагозащищённая цилиндрическая	Пылевлагозащищённая цилиндрическая	Пылевлагозащищённая цилиндрическая
Тип матрицы/разрешение/светочувствительность
Цветная CMOS/720p/0,1Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/720p/0,1Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/720p/0,1Лк (в режиме «ночь»)
Тип осуществления съемки в условиях плохой низкого уровня освещённости
Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка
Технология передачи данных
WIFI, 802.11 b/g/n	WIFI, 802.11 b/g/n	WIFI, 802.11 b/g/n

Представленные модели оснащены ИК подсветкой с дальностью действия до 20 метров, системой интеллектуального (программного) обнаружения движения с отправкой тревожного сигнала на электронную почту и записью видео.

Wanscam

Wanscam – торговая марка, принадлежащая китайской компании Shenzhen Wanscam Technology Co., Ltd и под которой производятся несколько линеек высокотехнологичных IP камер.

HW0045	HW0027	HW0029

Тип исполнения
Влагозащищённая купольная поворотная	Влагозащищённая цилиндрическая	Влагозащищённая цилиндрическая с вмонтированным модулем солнечной батареи
Тип матрицы/разрешение/светочувствительность
Цветная Progressive Scan CMOS/1080p/ 0 Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/720p/ 0 Лк (в режиме «ночь»)	Цветная CMOS/720p/ 0 Лк (в режиме «ночь»)
Тип осуществления съемки в условиях плохой низкого уровня освещённости
Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка	Отключаемый ИК фильтр + ИК подсветка
Технология передачи данных
WIFI, 802.11 b/g/n	WIFI, 802.11 b/g/n	WIFI, 802.11 b/g/n

Все три модели оснащены средствами обнаружения движения и функцией звуковой сигнализации, имеют функцию мониторинга и записи видео, поддерживают карты памяти до 128 гигабайт, модели HW0045 и HW0029 изначально имеют по 16 гигабайт встроенной памяти.

Оснащены светодиодной ИК подсветкой, которая имеет дальность действия: HW0045 – 80 метров, HW0027 – 20 метров и HW0029 – 15 метров.