Kamerové systémy, bezpečnostní kamery


Základní rozdělení kamerových systémů

Doporučení k výběru komponent pro kamerové systémy:

1) Kamerové systémy s analogovým přenosem signálu

Dnes stále nejvíce používaný způsob řešení kamerových systémů. Signál z kamery je vyveden v analogové podobě (konektor BNC nebo Cinch) používající televizní normu typu PAL s úrovni p-p 1V/75ohm. Takto je signál přenášen až do místa jeho využití (sledování, záznam, transformace do digitální podoby a přenos po internetu). Výhodou je kompatibilita s běžnými TV přijímači a rekordéry (VHS, DVD) a z toho vyplývající snadné zprovoznění i řešení problémů a také vzájemná kompatibilita všech kamer CCTV. Ty je proto možné libovolně kombinovat v kamerovém systému a není žádný problém mít v jednom systému zapojeny současně kamery barevné i černobílé, s různým rozlišením nebo úhlem záběru a stejně tak i kamery pouze pro denní vidění kombinovat s kamerami s nočním viděním přesně podle potřeby umístění každé konkrétní kamery. Do systému lze bez problému doplnit i kamery pohyblivé s možností dálkového ovládání směru snímání a šířky úhlu záběru (zoom objektiv), takzvané PTZ kamery. Všechna námi nabízená záznamová zařízení umožňují ovládání PTZ kamer lokálně (přímo na záznamovém zařízení) i vzdáleně přes internet. K tomu je pouze nutné doplnit rozvod kamerového systému o kabel pro přenos ovládacích povelů linkou RS485, např. kroucený pár kabelu UTP a v případě záznamového zařízení na bázi PC jej doplnit o vhodný interface USB => RS485.

K přenosu signálu se nejčastěji využívá běžných koaxiálních kabelů s impedancí 75ohm. Nevýhodou tohoto řešení je však omezená maximální délka na přibližně 100 metrů. Při větší délce je už signál z kamery nadměrně tlumený a zhoršuje se viditelně kvalita obrazu (ostrost, šum, barvy). Dále je nutné se vyvarovat vedení kabeláže podélně se silovými vodiči (rozvody elektroinstalace), které způsobují rušení v obraze.

Zmíněné problémy v určité míře odstraňuje použití "krouceného páru" vodičů, nejčastěji je k tomuto způsobu vedení signálu využíván klasický UTP CAT5e kabel, známý z rozvodů počítačových sítí. Tento kabel vykazuje podstatně menší zkreslení a útlum přenášeného signálu i vyšší odolnost proti vnějšímu rušení, což umožňuje bezproblémové použití na vzdálenost i 300m. Nevýhodou je poněkud komplikovanější zapojování a hlavně nutnost použít transformační členy (tzv. video balun) pro převod nesouměrného videosignálu z kamery na souměrný a na konci kabeláže zpět na nesouměrný. Cenu páru videobalunů kompenzuje nižší cena UTP kabelu a cenová výhodnost použití UTP kabelu začíná kolem limitní délky použití koaxiálního kabelu, tj. nad 100m. Navíc využití UTP kabelu umožní vynechat samostatný kabel pro vedení napájení kamery, ke kterému lze využít zbývající vodiče UTP kabelu (volných celkem 6) nebo sloučení až 4 kamer do jediného UTP kabelu. Při využití aktivních transformačních členů lze dosáhnout maximální vzdálenosti přenosu po UTP kabelu až 1000 metrů, což už je dostatečné i pro instalace kamerových systémů v rozsáhlých objektech

Pro případy kdy z jakéhokoliv důvodu není vhodné či možné použít klasickou kabeláž (např. přenos mezi budovami bez možnosti zavěšení kabeláže nebo v rámci budovy bez možnosti vrtání a instalace kabeláže), existuje možnost bezdrátového přenosu signálu. Nejdostupnější řešení je v rámci generálně povoleného pásma 2,4GHz, kde je možno využít buď kamery obsahující místo kabelového výstupu zabudovaný vysílač a na straně zpracování signálu je zapojen přijímač, který opět produkuje standardní TV signál. Výběr kamer se zabudovaným vysílačem je však omezený na jednodušší modely, takže se častěji využívá možnost dovést signál kabeláží např. ke střeše budovy, kde bude umístěna samostatná jednotka vysílače s anténou. V takovém případě je možno použít libovolný typ kamery s analogovým výstupem. Dosah tohoto typu přenosu bývá v rozmezí desítek až stovek metrů, podle místních podmínek. Nevýhodou je použité generálně povolené frekvenční pásmo 2,4GHz, které je sdíleno s dalšími zařízeními (zejména Wi-fi), takže se hodí spíše k instalaci mimo hustou zástavbu, kde je využití tohoto pásma menší. Pro bezdrátové propojení v oblastech s hustou zástavbou je potom vhodné použít VF spoj ve frekvenčním pásmu 5GHz, které je v současné době ještě dostatečně volné. Zdůrazňujeme, že bezdrátový spoj řeší pouze náhradu signálového kabelu mezi kamerou a záznamovým zařízením v případech, kde nelze přímé propojení realizovat, ale v žádném případě nezajistí, zcela bezkabelovou instalaci kamery. Vždy je nezbytné ke kameře dovést napájení, například od nejbližší zásuvky 230V. Výjimkou jsou případy, kdy kamera je v odděleném objektu, ve kterém není k dispozici elektrický rozvod a jedinou možností je použití výkonného akumulátoru napájejícího kameru a bezdrátový vysílač. Zde je nutno počítat s pravidelným vyměňováním akumulátoru a jeho dobíjení nebo využití solárního dobíjení. Takové zařízení však bude rozměrově velké, těžké a finančně nákladné.

zpracování signálu

Ke zpracování signálu (sledování, záznam, přenos po internetu) z jedné nebo více kamer lze použít několik možných způsobů. Pro pouhé monitorování jedné kamery lze použít jakýkoliv běžný televizor s AV vstupem, kam lze kameru přímo připojit přes vhodnou redukci. Pro sledování více kamer je možno mezi kamery a televizor vřadit tzv. kvadrátor, který disponuje 4-mi popř. i více vstupy a jedním výstupem. Současné zobrazení více kamer na jednom televizoru probíhá tak, že obrazy z kamer jsou zmenšeny a poskládány v matici přes celou obrazovku. Přitom je možnost kdykoliv obraz z některé kamery zvětšit přes celou obrazovku pro lepší viditelnost detailů. Případě je možno nechat takto postupně přepínat obraz z jednotlivých kamer automaticky nebo ručně pomocí dálkového ovladače, který je obvykle příslušenstvím kvadrátoru.

Ve většině případů je žádoucí uchovávat po nějakou dobu záznam toho, co se v prostoru monitorovaném kamerovým systémem odehrávalo. K tomu se dnes se již téměř bez výjimky používá digitální záznam pro vysoký komfort obsluhy (zejména snadné vyhledávání záznamů dle kamery, data a času) a dobrý poměr kvality záznamu k velikosti paměťového média. Všechny tyto rekordéry současně nahrazuji funkci kvadrátoru, tj. umožňují zobrazit na jednom monitoru obraz z více kamer. Digitální rekordéry (DVR) existují ve dvou základních provedeních.

1) Standardní PC doplněné o záznamovou DVR kartu a ovládací software. Toto řešení je nejlépe přizpůsobitelné konkrétním potřebám. Je možno zvolit DVR kartu s vhodným počtem video (popř. i audio) vstupů a zvolit takovou, která parametry vyhoví danému účelu (rychlost snímkování, rozlišení, kvalita komprese). Základní DVR karty pro PC jsou externí a připojují se do USB slotu a disponují 4-mi videovstupy + 2-mi audiovstupy. Pokročilejší systémy se zapojují do PCI nebo PCI-e slotu v základní desce a disponují počtem 4 - 32 vstupů a obvykle je možné zapojit do jednoho PC dvě takové karty a dodatečně tak rozšířit počet vstupů. Ovládací software umožňuje sledování jedné nebo více kamer na obrazovce současně, přičemž během toho probíhá záznam ze všech kamer. Záznam je možno pořizovat trvale, v plánovaných časech nebo v závislosti na detekci pohybu v obraze. Možnosti konfigurace jsou značně rozsáhlé. Nicméně hlavním důvodem používání terminálů kamerového systému na bázi standardního PC byly ceny jednoúčelových digitálních rekordérů DVR, které byly ještě před pár lety velmi vysoké a pořízení karty do PC byla přijatelnější variantou. Dnes již jejich ceny podstatně poklesly a dostaly se hluboko pod úroveň ceny PC + počítačové DVR karty a současně stoupla i kvalita záznamu. Dnes již prakticky neexistuje důvod stavět kamerové systémy na bázi PC s DVR kartou. Výjimkou jsou už jen například městské bezpečnostní kamerové systémy, systémy na letištích a podobné nejnáročnější a velmi rozsáhlé instalace, kde je nutné zapojení a sledování velkého množství kamer a současně použití speciálních inteligentních programů pro zpracování obrazu ve smyslu identifikace osob, hlídání ztráty nebo naopak zanechání určitého předmětu ve snímaném prostoru atd. Je ale faktem, že nezávislé rekordéry nejvyšších kategorií už disponují až 32 vstupy pro kamery a i obslužný software dostává různé speciální funkce. Nebude tedy trvat dlouho, kdy budou terminály na bázi PC vytlačeny i z těchto použití. Jedním ze silných argumentů hovořícím proti terminálům na bázi PC je i operační systém Windows, který není schopen nabídnout takovou stabilitu a bezproblémový provoz, jako jednoúčelový přístroj běžící na Linuxu, který je často schopen běžet i několik let bez jakéhokoliv zásahu. Ze všech těchto důvodů jsme se rozhodli systémy na bázi PC v současné době už zákazníkům nedoporučovat a nemontovat.

2) Nezávislý digitální rekordér DVR
Samostatné jednoúčelové zařízení, které je vybaveno 4-mi nebo více videovstupy, většinou i audiovstupy, vlastním operačním systémem, většinou na bázi Linux a rozhraním pro připojení SATA harddisku, který obvykle není součástí dodávky rekordéru, aby si zákazník mohl zvolit jeho parametry dle potřeb. Možnosti konfigurace rekordérů jsou podobné jako u systémů postavených na bázi PC s DVR kartou. Ke sledování a obsluze lze použít jakýkoliv televizor nebo u modernějších rekordérů i počítačový monitor. Všechny novější rekordéry jsou vybaveny i LAN rozhraním pro monitorování prostřednictvím místní sítě a internetu. Výhody rekordérů proti systémům na bázi PC jsou: nižší cena, jednodušší instalace a konfigurace, nižší spotřeba energie (velká výhoda při použití záložních UPS zdrojů!) a automatické obnovení funkce po výpadku napájení. Nevýhodou je nemožnost rozšíření systému o další kamery a je nutná výměna rekordéru za jiný s vyšším počtem vstupů, případně provozování několika rekordérů pro dosažení potřebného počtu vstupů.

Záznamová zařízení obou zmíněných typů mají možnost přístupu po síti (místní i internet), což umožňuje vzdálené on-line sledování aktuální situace v monitorovaném prostoru, včetně ovládání pohyblivých kamer - PTZ a také přehrávání uložených záznamů. Takto je umožněno např. majiteli monitorovat dění v objektu z domova nebo jiného místa a některé systémy umožňují i streamování do mobilních telefonů.

Všechny výše zmíněné podskupiny kamerových systémů s analogovým přenosem signálu, mají jedno společné omezení a tím je maximální rozlišení detailů v obraze. Z důvodu využití standardní TV normy PAL je maximální horizontální rozlišení i při využití nejkvalitnějších kamer a rekordérů omezeno na kvalitu blížící se obrazu z DVD (ve skutečnosti o něco horší) a není tak možné žádné dodatečné vytahování drobných detailů z obrazu, jak to často bývá vidět v amerických kriminálních seriálech. Ovládací software záznamových zařízení sice umožňují zvětšení obrázků ze záznamu, ale se zvětšováním se rychle ztrácí ostrost a žádné drobné detaily se tím ve výsledku zviditelnit příliš nedají. Toto omezení v analogových systémech nelze žádným způsobem překonat a proto se stále častěji objevují systémy s digitálním přenosem.

2) Kamerové systémy s digitálním přenosem signálu

Více o digitálních kamerových systémech.
Tyto systémy v podstatě nemají žádné teoretické omezení maximálního rozlišení obrazu z kamer (objevují se už 5Mpix kamery a do budoucna se dočkáme jistě ještě mnohem vyšších rozlišení) a maximální rozlišení je tak dáno pouze zvolenou kamerou, záznamovým zařízením a propustností datové sítě. Tyto systémy pracují na principu běžného přenosu TCP/IP, takže lze využít sítí ethernet, které často již v budovách bývají instalovány. Kamery pro tento druh přenosu, (tzv. IP kamery, web kamery) obsahují videoserver s klasickým výstupem LAN a umožňují i zcela samostatný provoz, kdy stačí z libovolného počítače v síti zadat do internetového prohlížeče adresu IP kamery a ihned je možno obraz z kamery sledovat. Některé IP kamery jsou vybaveny vlastním Wi-fi rozhraním a je tedy možné jejich připojení do sítě bezdrátově.

zpracování signálu

pro pouhé sledování obrazu z IP kamery stačí v kterémkoliv počítači zapojeném v síti spustit internetový prohlížeč a do adresního řádku zadat číselnou IP adresu požadované kamery, případně spustit více oken prohlížeče a takto sledovat několik IP kamer. Této možnosti se dá s výhodou využít ke zřízení web kamery přístupné veřejnosti nebo uzavřené skupině odkudkoliv prostřednictvím internetu, ovšem s omezením na určitý maximální počet současně připojených klientů (většinou 5-20). Pokud je ovšem potřeba pořizovat z IP kamer i záznam, je nutná instalace speciálního software, který počítač změní v záznamové zařízení s podobnými možnostmi, jako výše zmíněné analogové systémy. Výhodou je, že není třeba do počítače instalovat žádné hardwarové zařízení (DVR kartu), stačí jeho připojení do místní sítě. Nutno pouze zvolit software, který podporuje rozlišení obrazu z připojených IP kamer a umožní požadovaný způsob komprese ukládaného záznamu.

V případě většího počtu kamer nebo jejich většího rozlišení může být problém s propustností stávajících sítí a proto je často vhodnější pro kamerový systém použít samostatný rozvod pomocí UTP CAT5e kabelu. V určitých případech je možno po tomto kabelu přenášet současně i napájení pro kamery (PoE - Pover over Ethernet), kdy se za pomoci PoE injektoru do UTP kabelu přidá napájení a u kamery se splitterem oddělí, případně se využijí IP kamery, které již mají PoE splitter zabudovaný. Namísto IP kamery lze využít jakoukoliv kameru s analogovým TV výstupem, který se připojí do samostatného videoserveru (malý box s napájením) a tato kombinace se potom chová jako běžná IP kamera. Jako záznamová zařízení pro tyto kamerové systémy slouží nejčastěji počítač s nainstalovaným speciálním software nebo nezávislé síťové rekordéry, které jsou ovšem poměrně nákladné.

Který zvolit?

Při volbě typu systému je nutno vycházet z požadavků na kvalitu záznamu a finanční limit. Cenově nejvýhodněji dosud (a ještě několik let to tak jistě bude) vychází systémy s analogovým přenosem a to poměrně výrazně. I systém s digitálním přenosem a základním rozlišením (VGA), které je kvalitou obrazu srovnatelné s analogovými systémy vychází výrazně dráž. Z toho vyplývá, že systém s digitálním přenosem má smysl jen v těch případech, kdy je bezpodmínečně nutné vysoké rozlišení detailů v obraze (rozeznávání obličejů ve vzdálenějších skupinkách lidí pod.) a nelze jej docílit jiným způsobem, jako např. použitím přesně směrované analogové kamery s objektivem o dlouhé ohniskové vzdálenosti. Digitální systémy se tak uplatní zejména v monitorování prostorů v zájmu národní bezpečnosti (letiště, nádraží, vojenské objekty, atd.), v naprosté většině ostatních případů lze vhodnou volbou kamery, objektivu a směru snímání dosáhnout potřebného efektu i při použití mnohem dostupnějších analogových systémů.

Jaké jsou rozdíly v možnostech a cenách? Zjednodušeně se dá říct, že kamerový systém s digitálním přenosem signálu je při volbě podobné kvalitativní kategorie stále ještě asi dvakrát dražší, přitom rozdíly v kvalitě obrazu budou minimální. Aby se naplno projevily výhody IP systémů, bylo by nutno zvolit kamery s magapixelovým rozlišením, které dosahují až několikanásobku ceny kamery s analogovým přenosem. Nenahraditelnou výhodou IP kamerového systému však je, že terminál nemusí být umístěn ve stejném objektu, kde jsou namontovány bezpečnostní kamery a může sdružovat do jednoho systému kamery umístěné ve zcela různých lokalitách. Více viz.: Systémy s digitálním přenosem signálu

Do kategorie systémů s plně digitálním přenosem se řadí i nově vyvinutá kategorie kamerových systémů HD-SDI, která díky svým vlastnostem i příznivější ceně rozhodně stojí za zvážení jako alternativa při výběru nového kamerového systému nebo rekonstrukce staršího, kde je velkou výhodou možnost využití stávající kabeláže koaxiálními kabely pro přenos Full HD obrazu!

zpět
Vaše IP adresa je: 54.80.81.223
Copyright © 2018 Kamerové systémy|KamerováTechnika.cz - Brno Design by L.Ch. Zákaz kopírování jakéhokoliv obsahu bez písemného souhlasu vlastníka webu!