Текст книги "Системы видеонаблюдения. Практикум"

Автор книги: Андрей Кашкаров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 6 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Андрей Петрович Кашкаров
Сиситемы видеонаблюдения: практикум

От автора

В наши дни прогресс в различных областях науки и техники немыслим без видеосистем; они уже давно играют ведущую роль в жизни человека в таких областях жизнедеятельности, как безопасность личности, охрана имущества, фиксация фактов как элемент доказательной базы. А с каждым годом появляются более усовершенствованные модели видеоустройств (видеокамер, усилителей сигналов, конвертеров, устройств записи и хранения информации, дисплеев и др. составляющих рассматриваемой системы), их внедрение во все сферы человеческой деятельности становится интенсивнее.

Сегодня почти в каждом доме или офисе присутствуют видеокамеры и устройства фиксации видеоизображения, некоторые из которых настолько «умны», что способны посредством дистанционной команды передавать в режиме реального времени (on-line) пакетированную информацию на неограниченные расстояния; с развитием систем сотовой связи и Интернета такая передача данных из мечты стала реальностью. И чтобы «прочесть» информацию, переданную удаленной на сотни тысяч километров (и менее) видеокамеры, требуется доступ к Интернету (точка доступа) и ПК, который может быть заменен и смартфоном.

Особо отмечу такие возможности современных видеосистем, как «умение видеть в темноте», автоматическая активация (в том числе запись и опционно установленная звуковая сигнализация) при появлении в зоне ответственности видеокамеры (видеоконтроля) теплового объекта, движения, людей и животных. Все это легко реализуется с помощью инфракрасных пироэлектрических детекторов, называемых по-простому датчиками движения, умело встроенными в корпус видеокамер на производстве. Поэтому видеокамера рассматривается в книге как основное звено видеофиксации событий, преобразующее визуальную «картинку» в электрический ток, а затем и модулирующее видеосигнал.

Устройства видеофиксации имеют ряд отличий от других электронных устройств. В настоящем издании рассматриваются особенности, а также достоинства и недостатки видеокамер различных классов и производителей и особенности их монтажа в реальных условиях. Приводятся примеры из практики автора.

Кроме того, в книге приведены подробные описания и электрические схемы чувствительных электронных автоматических устройств и узлов, которые полезны в домашнем хозяйстве и быту. Их повторение и применение освободит человека от рутинной работы по контролю и надзору за местностью.

Наряду с принципиальными электрическими схемами устройств даны описания принципов их работы, а также рекомендации по настройке.

Особая часть книги посвящена практической электронике; в ней представлены электрические схемы с применением видеокамер и устройств записи, хранения, кодирования и передачи видеоинформации как современных и полезных в быту устройств.

Уровень подготовки специалиста-монтажника, на который рассчитаны эти рекомендации, можно назвать средним. Подробные описания работы приведенных видеокамер и устройств можно найти в открытом доступе, к тому же все сведения в технической литературе – по ее определению – довольно быстро устаревают, поэтому основной упор в книге сделан на практические рекомендации по установке, подключению, настройке и совместимости различных вариантов устройств видеоконтроля. И эти рекомендации практического опыта призваны помочь специалисту-монтажнику не только в типичных, но и в нешаблонных случаях по установке видеосистемы, контролирующей в автоматическом режиме тот или иной объект.

Электронные устройства, приведенные в книге, благодаря развитию микроэлектроники за последние годы, содержат минимум деталей и в случае необходимого ремонта требуют замены блоками, а не дискретными элементами. Это стало возможным потому, что целые узлы, состоящие из дискретных компонентов, объединены (интегрированы) в микросхемы и микросборки. С одной стороны, работать стало удобнее. Но с другой – уровень подготовки специалиста-видеомонтажника сегодня должен отвечать целому ряду современных требований. Это не только умение соблюсти «антивандальный» режим при качественной установке камеры. Существуют и общие предостережения для монтажников видеокамер. Вот они:

1. Во избежание повреждения матрицы не направляйте объектив видеокамеры на очень яркие объекты и солнце.

2. В целях безопасности перед настройкой положения камеры, установкой или заменой любых частей, отключайте устройство от сети 220 В.

3. Перед использованием камеры проверьте, что все электрические кабели и шнуры правильно установлены (в соответствии с данной инструкцией).

4. Во избежание коротких замыканий, не оставляйте посторонние предметы внутри камеры.

5. Во избежание попадания влаги внутрь корпуса, перед установкой камеры убедитесь в герметичности корпуса путем осмотра корпуса, соединений и кабельных вводов.

6. Также убедитесь в отсутствии видимых повреждений и признаков того, что камера была разобрана, и не собрана должным образом.

7. Услуги монтажа могут выполнять только квалифицированные специалисты. Не пытайтесь самостоятельно устранить неисправности камеры.

8. Если видеокамера требует чистки, протрите ее сухой тканью. Протрите защитные стекла и стекло кожуха мягкой тканью, специально предназначенной для их чистки.

9. Особое внимание при монтажных работах с видеосистемами уделяйте технике безопасности. Не повторяйте, пожалуйста, ошибок тех, кто читает инструкцию только после того, как устройство перестало работать. Поэтому перед повторением и эксплуатацией устройств, обязательно ознакомьтесь со всеми требованиями, предупреждениями и замечаниями по технике безопасности, а также с эксплуатационными и монтажными процедурами, изложенными в соответствующих инструкциях по охране труда и наставлениях (руководствах) по электробезопасности.

10. Надежная и безопасная работа рассматриваемых здесь устройств зависит от исправности радиокомпонентов, грамотной сборки и соблюдения правил выполнения монтажа. Во избежание опасности возгорания и поражения электрическим током перед первым включением электрических устройств, питающихся через понижающие адаптеры-стабилизаторы – от напряжения осветительной сети 220 В, а также после замены отдельных деталей, необходимо при отключенном напряжении питания внимательно осмотреть монтажную плату с элементами, проверить правильность соединений в соответствии с электрической схемой. Подавать питание можно только после того, как вы удостоверитесь в правильности монтажа. При налаживании устройств, включайте их в сеть через разделительный трансформатор.

Ни автор, ни издательство не несут ответственность за повреждения устройств и травмы, полученные вследствие нарушения техники безопасности, неправильной сборки и эксплуатации рекомендованных конструкций.

Хотя при подготовке издания были приняты все необходимые меры предосторожности, чтобы исключить возможные ошибки, а материал книги был многократно проверен, полностью исключить влияние человеческого фактора невозможно. Ни автор, ни издательство не несут ответственности за возможные ошибки и пропуски. В равной степени они не несут ответственности за потенциальный или реальный ущерб, ставший следствием использования содержащейся здесь информации или инструкций.

Глава 1
Разновидности систем видеонаблюдения

В этой главе рассказывается о традиционных системах видеонаблюдения, об их составных частях и принципах работы. Даются рекомендации по установке, монтажу и подключению видеокамер к электронным устройствам записи и архивирования информации (видеорегистраторам), программированию и настройке видеоконтроля по сотовой связи.

1.1. Как разбираться в видеокамерах для систем наблюдения

1.1.1. О выборе видеокамеры

Традиционная система видеонаблюдения – это цепочка сложных технических устройств: ТВ камер, устройств преобразования и обработки сигнала (мониторов, видеорегистраторов и другого CCTV оборудования). Основным звеном этой цепочки являются камеры, поэтому к выбору камер видеонаблюдения надо подходить особенно серьезно. ТВ видеокамера – это, грубо говоря, электронная плата, на которой установлены ПЗС-матрица и объектив. Но не все так просто.

Камеры видеонаблюдения отличаются набором функций, качеством комплектующих частей и ценой.

Важными параметрами видеокамер являются:

✓ формат сигнала (PAL или CCIR);

✓ разрешающая способность;

✓ чувствительность;

✓ тип установленного объектива;

✓ исполнение (внутреннее, уличное, миниатюрное, модульное);

✓ присутствие режима «день-ночь» или ИК подсветки.

Для цветных камер видеонаблюдения в России применяют стандарты PAL, для черно-белых видеокамер – стандарт ССIR.

При выборе между цветными и черно-белыми видеокамерами, как правило, предпочтение отдают либо вторым – за высокую чувствительность и более высокое разрешение, либо камерам с режимом «день-ночь», которые сочетают в себе одновременно все достоинства цветных и монохромных (черно-белых) камер видео наблюдения.

В тех случаях, когда одним из главных условий является наблюдение в цвете и распознавание цветов, используют цветные видеокамеры.

За качество получаемого изображения отвечает разрешающая способность. Разрешение видеокамеры определяется числом пикселей на матрице, его измеряют в телевизионных линиях (ТВЛ).

Чем выше разрешение камеры видеонаблюдения, тем четче будет итоговое изображение и тем больше вероятность распознавания мелких деталей на изображении.

Разрешение системы в целом зависит от того компонента, который имеет наиболее низкое разрешение, таким образом, если разрешение камеры видеонаблюдения равно 500 ТВЛ, монитора – 400 ТВЛ, то изображение на мониторе будет воспроизведено с разрешением в 400 ТВЛ.

Некоторые видеокамеры способны автоматически адаптироваться при снижении уровня освещенности, переходя в режим монохромной съемки. Режим «день-ночь» при наличии устройства соответствующего распознавания весьма удобен при организации видеонаблюдениия на объектах, где фиксация событий происходит круглосуточно.

Принято считать, что чувствительностью камеры является минимальная освещенность места наблюдения, при которой камерой создается видеосигнал с амплитудой 1 В – при определенном отношении видеосигнал/шум.

При низкой освещенности чувствительность монохромных камер охватывает кроме спектра видимого света еще и инфракрасную область, что при низкой освещенности позволяет применять ИК-подсветку (как правило, ее обеспечивают ИК-диоды).

Портативные видеокамеры могут быть различного исполнения – модульные, купольные, в стандартном корпусе, в миниатюрном корпусе, уличные, с трансфокатором, скоростные поворотные, видеоглазки. Часть из них рассмотрим далее.

Но прежде всего – пару слов о том, как оказалось возможным то, что еще 15 лет назад о почти повсеместном применении видеокамер трудно было даже помечтать, а сейчас – пожалуйста: редкое учреждение, дом, подъезд, бизнесцентр в крупном городе не оборудованы «электронным глазом».

Причина не столько в развитии оптики или увеличении производительности предприятий (об этом и сегодня на просторах России можно только мечтать), сколько в разработке быстродействующих процессоров, интеграции радиоэлементов (XXI век заслуженно называют веком микроэлектроники); все эти факторы способствуют как уменьшению самой конструкции видеокамеры, так и удешевлению ее.

Таким образом, непрофессиональная видеокамера (видеоглазок) сегодня вполне доступна любому потребителю.

Любая видеокамера состоит из ПЗС-матрицы, усилителя сигнала и модулятора, позволяющего вести его дальнейшую обработку уже в цифровом виде. Поскольку речь не идет о том, чтобы самому собрать видеокамеру из дискретных элементов или даже блоков (хотя некоторые производители, к примеру «МастерКит», предлагают и такие конструкторы), остановимся на том, куда и как ее подключать.

Предположим, вы купили видеокамеру для видеонаблюдения. Нужно выбрать место для установки – в соответствии с конкретными задачами.

1.1.2. Разновидности видеокамер по функциональным особенностям

Выбор видеокамеры зависит от задач, которые ставятся перед системой видеонаблюдения. В одних случаях достаточно установить монохромную камеру стандартного разрешения, в других не обойтись без цветной камеры высокого разрешения и чувствительности, в третьем варианте нужно снимать скрытно, применяя, к примеру, Advocam HD2 (ее рассмотрим особо), в иных случаях вообще можно обойтись фальшивыми камерами (фальшкамерами), которые также представлены в магазинах.

Видеокамеры для наблюдения по способу передачи данных подразделяются на «проводные» (передача данных по экранированному кабелю, длина которого без дополнительного усилительного оборудования может достигать нескольких десятков метров) и «беспроводные» – в которых информация в цифровом виде передается по Интернету, радиоканалу или даже с помощью сотовой связи. В последнем случае дальность отслеживания удаленного объекта контроля практически не ограничена (объект может находиться даже в другой стране), только придется потратиться на услуги связи.

После выбора места установки и способа передачи информации переходят к непосредственному подключению с помощью кабелей питания и передачи данных. Как правило, большинство современных камер для видеонаблюдения адаптированы для питания от осветительной сети 220 В.

Особое место среди данного сегмента занимают муляжи или фальшивые видеокамеры, о которых поговорим далее.

1.1.3. Функциональные особенности

Принято считать, что чувствительностью камеры является минимальная освещенность места наблюдения, при которой камерой создается видеосигнал с амплитудой 1 В при определенном отношении видеосигнал/шум.

Итак, основными критериями при выборе видеокамеры являются следующие: разрешение, светочувствительность, размер корпуса, фокусное расстояние, способ установки и диапазон рабочих температур. Теперь поговорим немного подробнее о каждом из этих критериев.

Разрешение видеокамеры, по-другому – разрешающая способность, если перевести на общеупотребительный язык. Эта цифра показывает, сколько ТВЛ (телевизионных линий) выдает камера на экран вашего монитора или телевизора.

Важно понимать, что 380 и 420 линий – это практически одно и то же и пользователь, скорее всего, не сможет определить, сколько ТВЛ в данный момент выдает его видеокамера. Видеокамеры с разрешением 600 ТВЛ или около того применяются в основном для подсоединения к микроскопам, гастероскопам и другому медицинскому или научному оборудованию.

Светочувствительность – характеристика, показывающая, сколько света требуется данной видеокамере для нормальной работы. Чем данное число меньше, тем меньше света видеокамере требуется. При наличии инфракрасной подсветки видеокамера может работать даже в полной темноте, но при этом чем выше светочувствительность у камеры, тем эффективнее будет работать инфракрасная подсветка.

Размер корпуса. Размеры критичны только для видеокамер открытой установки, так как камеры скрытой установки полностью замуровываются в стену.

Фокусное расстояние – это угол обзора и эффективная «дальнобойность» видеокамеры. Чем фокусное расстояние меньше, тем больше угол обзора и тем хуже камера показывает на большие расстояния.

Способ установки – скрытая или открытая установка видеокамеры. При открытой установке видеокамера видна полностью, при скрытом способе виден только объектив, диаметр объектива обычно не превышает 1–2 мм.

Диапазон рабочих температур – на улице можно ставить только специальные уличные видеокамеры или камеры в термокожухах.

Итак, при выборе видеокамеры важно понимать – насколько хорошо освещено место, которое будет контролировать видеокамера, и понадобится ли инфракрасная подсветка в конкретных условиях освещенности и с учетом места установки. А также важно правильно выбрать источник питания – рассчитать его параметры с учетом тока потребления видеокамер и (если надо) дополнительно установленного ИК-устройства подсветки.

О ВАЖНОСТИ ИК ПОДСВЕТКИ

Люди, которые устанавливают видеокамеры, склонны забывать, что в коридоре не всегда бывает достаточно света, чтобы видеокамера восприняла то, что воспринимает глаз человека. Допустим, в подъезде не горит лампа освещения, ночь, раздается звонок, владелец помещения включает монитор и… ничего не видит.

Все это происходит потому, что у разных камер определенный порог светочувствительности, который определяется числом lux.

Хорошие камеры чувствительны в ИК-диапазоне, и излучение ИК-подсветок позволяет увидеть того, кто находится в «зоне видимости», даже в полной темноте и (или) в темное время суток.

Если сама видеокамера с ИК подсветкой (рис. 1.1) не обеспечивает приемлемой «картинки», то можно установить дополнительную подсветку. Внешний вид ее представлен на рис. 1.2.

Рис. 1.1. Вид на видеокамеру для стационарной установки VC-SN548CDNLV2

Рис. 1.2. Вид на прожектор дополнительной ИК подсветки модели SAL-10

Такой блок снабжен встроенным фотореле, включается автоматически при наступлении сумерек (затемнении) и потребляет ток в пределах 300 мА. Установить дополнительный прожектор можно как на недвижимом объекте, направив его в зону «видимости» основной видеокамеры, так и на автомашине – для лучшего качества записи файла в видеорегистраторе в темное время суток.

1.1.4. Бескорпусные видеокамеры

Они буквально без корпуса и предназначены для монтажа во внутренних помещениях объекта. Тем не менее качество сборки и их надежность при соблюдении условий эксплуатации, заявленных производителем, – на высоте.

Есть специальные корпуса для наиболее распространенных бескорпусных (или модульных) камер, к примеру SK-1004. Их используют:

✓ в вызывных панелях видеодомофонов, к примеру в панелях серии AVC обычно ставят камеры SK-1004CP;

✓ бескорпусные камеры с точечным объективом типа pin-hole используют для скрытой установки в корпусе действующих часов, корпусе ИК-датчика и в ряде других сопоставимых случаев. Да, можно использовать в этом случае и корпусные камеры, но незачем, поскольку предполагается, что их все равно не будет видно. Как правило, камера без корпуса стоит дешевле и имеет меньшие габариты, чем камера в корпусе. Бескорпусные камеры также замуровывают в холодные железобетонные и кирпичные стены, дополнительно обернув изоляционным материалом. Если питание на такую камеру подается постоянно, то они «согревают» и себя (что важно в холода), и часть стены в месте установки;

✓ на базе бескорпусных камер создано большинство бескорпусных видеоглазков, к примеру камеры со стандартными объективами типа SK-1004С. Непосредственно установка и монтаж в таком случае обходится дешевле. К примеру модуль SK-1004C с насадкой ОН-170У, имитирующей снаружи обычный глазок и расширяющей угол обзора вплоть до 170°, стоит чуть меньше 1000 рублей в розницу.

1.1.5. Видеоглазок

Дверной видеоглазок – современное электронное устройство, предназначенное для дистанционного наблюдения на экране удаленного видеомонитора. Видеоглазок с наружной стороны двери почти ничем не отличается от обычного дверного глазка, поэтому он не привлекает к себе особого внимания, и распознать его может только опытный специалист или антисоциальный элемент; ни в тех, ни в других (когда спрос рождает предложение) сегодня нет недостатка.

Основное достоинство видеоглазка заключается в том, что хозяину нет надобности самому подходить к двери затем, чтобы узнать, кто за ней находится. Иллюстрация его эффективной работы даны в заключении главы 2 настоящей книги, где описывается практическое устройство видеоусилителя.

Видеоглазок – это сложный радиоэлектронный прибор, состоящий из миниатюрной видеокамеры с ПЗС-матрицей и специального объектива, адаптированного для прикрепления к двери. К примеру, в моделях SK-1004C + ОН-170У, KPC-500B + ОН-170У это видно наиболее наглядно: отдельно камера и отдельно насадка. А в моделях для быстрой установки насадка и камера составляет единую конструкцию.

1.1.6. Подключение видеоглазков и бескорпусных видеокамер

Если серьезно подойти к вопросу о том, можно ли подключить видеокамеру или видеоглазок к обычному телевизору, какова максимальная длина провода от телевизора до видеокамеры, то надо рассматривать его предметно.

Видеокамера подключается к телевизору напрямую через низкочастотный вход (разъемы типа «тюльпан» или SCART). Понадобится источник питания, для камеры.

Переключение между режимами телевизор/видеокамера осуществляется аналогично переключению телевизор/видеомагнитофон (TV/AV).

Максимальное допустимое расстояние между телевизором и видеокамерой зависит от типа используемого провода. Практика показывает, что при использовании мультикабеля провод можно уверенно тянуть до 100–150 м.

При бо́льших расстояниях необходимо использовать видеоусилитель. Мультикабель имеет в себе 3–6 жил проводов (в том числе для питания устройства).

Электронная схема для автоматического включения видеодомофона или телевизора (удаленного дисплея) представлена в разделе 2.6 главы 2 настоящей книги.