Системы видеонаблюдения

Почти все видеосерверы ведущих производителей снабжены блоком цифровых входов, которые  служат для подключения к видеосерверу внешних охранных датчиков. Это означает, что можно настроить видеосервер  на срабатывание по внешнему событию.

Кроме того, большинство видеосерверов  оснащено аудиоканалом для передачи звука по сети.

 

Рисунок 19 − Видеосерверы

 

Платы видеозахвата − электронные модули, позволяющие преобразовывать аналоговые видеосигналы в цифровые, а также осуществлять запись и обработку информации, поступающей с видеокамер, с помощью персонального компьютера.

Платы видеозахвата обладают большими функциональными  возможностями и при этом стоят  дешевле цифровых видеорегистраторов. Кроме того, управление с помощью компьютера намного удобнее.

По  принципу обработки видео, применяемые  в видеонаблюдение платы видеозахвата делятся на:

− аппаратные;

− программные.

Аппаратные  обладают своими процессорами, позволяющими упаковывать видеопоток по одному из алгоритмов сжатия. В программных  вариантах плат видеозахвата упаковку видео производит центральный процессор  ПК.

При выборе платы видеозахвата для видеонаблюдения  нужно обратить внимание на следующие  характеристики:

− разрешение:

Платы видеозахвата производятся с разным разрешением: 352 х 288, 704х576, 720x576, 720x288. Эта характеристика определяет качество записи видеоизображения. Чем выше разрешение платы видеозахвата, тем лучше качество видеонаблюдения.

− скорость просмотра и записи:

Скорость  записи − важная составляющая системы видеонаблюдения. Системы, работающие со скоростью 25 кадров в секунду наиболее эффективны. При высоких скоростях оцифровки видеодетекторы движения реагируют быстрее, что позволяет комфортно вести видеонаблюдение даже в местах массового скопления людей, например в магазинах или казино. Для видеонаблюдения за большими площадями можно установить разрешение порядка 8-12 кадров в секунду.

− режимы записи плат видеозахвата:

Платы видеозахвата для видеонаблюдения  могут быть оснащены такими опциями, как запись по детектору движения (происходит, если в поле зрения видеокамеры замечено какое-либо движение). Запись по расписанию (пользователь системы устанавливает время для видеозаписи системы видеонаблюдения). Запись по тревоге (при срабатывании датчика). Постоянная запись (видеорегистратор пишет постоянно). Такие функции очень актуальны для организации дистанционно управляемого охранного комплекса.

− сетевые возможности плат видеозахвата:

Обеспечивают  удаленный доступ к системе видеонаблюдения  по локальной сети или через интернет.

− показатели синхронизации с ПК, системные требования:

Некоторые производители выпускает модули компьютерной системы видеонаблюдения  со специфическими требованиями к техническому и программному оснащению компьютера. В то же время, можно подобрать  относительно универсальные платы  видеозахвата для видеонаблюдения, которые подойдут для стандартного ПК.

− оперативный поиск и просмотр видеозаписи:

Немаловажная  деталь в системах видеонаблюдения. В некоторых моделях плат видеозахвата предусмотрен режим единовременного  вывода на монитор изображения со всех подключенных камер. Также можно  подобрать платы видеозахвата с  функцией overlay, которая обеспечивает возможность трансляции видео с  камеры в режиме реального времени  и в полноэкранном формате.

− возможность расширения системы (сколько плат видеозахвата можно дополнительно установить в компьютер для возможности расширения системы видеонаблюдения);

− запись аудио сигнала (некоторые платы видеозахвата комплектуются дополнительными аудиовыходами, благодаря которым можно записывать звук по всем или по выбранным каналам. Это расширяет возможности системы видеонаблюдения).

 

Рисунок 20 – Платы видеозахвата

 

Мониторы  для систем видеонаблюдения

Мониторы  предназначены для отображения  информации с видеокамер или с  устройств обработки видеоинформации.

Специальные мониторы для видеонаблюдения отличаются от компьютерных мониторов наличием аналогового входа, который помогает избавиться от потери качества при  оцифровке аналогового видеосигнала. Профессиональные мониторы для видеонаблюдения  имеют три видеовхода: BNC, S-Video и VGA.

 

Рисунок 21 − Мониторы для видеонаблюдения

 

Для видеомониторов предъявляются повышенные требования к контрастности, углу обзора и времени отклика.

Мониторы  для видеонаблюдения используются в системах, где потеря качества недопустима [1]. 

2 Специальная часть

2.1 Технологический процесс проводки сети

 

Данная  система видеонаблюдения будет построена на основе коаксиального кабеля, который более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре. Затухание (attenuation) - это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.

Затухание сигнала приводит к ухудшению  качества. Плетеная защитная оболочка поглощает внешние электромагнитные сигналы, не позволяя влиять на передаваемые по жиле данные, поэтому коаксиальный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния (до 185 м).

Строение  коаксиального кабеля представлено на рисунке 22. 

 

Рисунок 22 - Строение коаксиального кабеля

 

Коаксиальный  кабель состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и  внешней оболочки.

Центральная жила – главное средство передачи видеосигнала. Жила, либо медная целиком, либо стальная с медным покрытием (сталь, плакированная медью), в последнем случае жилу также называют неизолированным омедненным проводом (BCW, Bare Copper Weld). Центральная жила кабеля для систем СТН должна быть медной. Кабели, центральная жила которых не полностью медная, а только покрыта медью, имеют намного большее сопротивление контура на частотах видеосигнала, поэтому их нельзя применять в системах СТН. Чтобы определить тип кабеля, необходимо посмотреть на сечение центральной жилы. Если жила является стальной с медным покрытием, то ее центральная часть будет серебристого цвета, а не медного. От диаметра центральной жилы зависит активное сопротивление кабеля, то есть сопротивление постоянному току. Чем больше диаметр центральной жилы, тем меньше ее сопротивление. Кабель с центральной жилой большого диаметра (а значит с меньшим сопротивлением) может передавать видеосигнал на большее расстояние с меньшими искажениями, но зато более дорог и менее гибок.

Если  условия эксплуатации кабеля таковы, что имеется возможность частого изгибания в вертикальном или горизонтальном направлении, следует выбирать кабель с многожильным центральным проводником, который сделан из большого количества проводов малого диаметра. Многожильный кабель более гибкий по сравнению с одножильным и более стойкий с точки зрения усталости метала при изгибе.

 

Рисунок 23

 

 
Рисунок 24

 

Одножильный – это центральный проводник, выполненный в виде одного прямого провода. Одножильный кабель представлен на рисунке 23. Одножильный проводник хорошо формуется, но не отличается хорошей гибкостью. Поэтому кабели с одножильным проводником обычно используются в стационарных инсталляциях.

Витой многожильный – представляет собой проводник, состоящий из множества тонких проводов, свитых вместе. Витой многожильный кабель представлен на рисунке 24. Такие кабели гибкие, они легче и применяются в основном в мобильных инсталляциях. Однако по своим характеристикам такой кабель несколько уступает кабелю с одножильным проводником такого же типоразмера.

Центральная жила равномерно окружена диэлектрическим  изоляционным материалом, обычно это  полиуретан или полиэтилен. Обычно в кабелях общего назначения используется полиэтилен, а для производства негорючих  кабелей – фторсодержащие полимеры. Дешевые кабели имеют диэлектрик из твердого полиэтилена. Более серьезный производитель использует вспененный полиэтилен, который обеспечивает более низкое погонное затухание сигнала в кабеле на высоких частотах.

Толщина слоя диэлектрического изолятора одинакова  по всей длине коаксиального кабеля, благодаря чему эксплуатационные характеристики кабеля по всей его длине одинаковы. Диэлектрики из пористого или  вспененного полиуретана меньше ослабляют видеосигнал, чем диэлектрики  из твердого полиэтилена. При расчете  потерь по длине для любого кабеля желательны меньшие потери по длине. Кроме того, вспененный диэлектрик придает кабелю большую гибкость, которая облегчает работу монтажников. Но хотя электрические характеристики кабеля с вспененным диэлектрическим  материалом более высоки, такой материал может поглощать влагу, которая  ухудшает эти характеристики.

Твердый полиэтилен жестче и лучше сохраняет  свою форму, чем вспененный полимер, более устойчив к защемлению и  сдавливанию, но прокладывать такой  жесткий кабель несколько труднее. Кроме того, потери сигнала на единицу  длины у него больше, чем у кабеля с вспененным диэлектриком, и это  нужно учитывать, если длина кабеля должна быть большой.

Снаружи диэлектрический материал покрыт медной оплеткой (экраном), которая является вторым (обычно заземленным) проводником  сигналов между телекамерой и  монитором. Экран выполняет две важные роли. Экран работает как второй проводник, подключенный к общему «земляному» проводу оборудования. В то же время экранирует сигнальный проводник от посторонних излучений, нежелательных внешних сигналов, или наводок, которые обычно называют электромагнитными помехами (ЭМП) и которые могут неблагоприятно влиять на видеосигнал.

Качество  экранирования от электромагнитных помех зависит от содержания меди в оплетке. Коаксиальные кабели рыночного  качества содержат неплотную медную оплетку с экранирующим эффектом приблизительно           80 процентов. Такие кабели пригодны для обычных случаев применения, когда электромагнитные помехи малы. Эти кабели хороши в тех случаях, когда они проложены в металлическом кабелепроводе или металлической трубе, которые служат дополнительным экраном.

Если  условия эксплуатации не очень хорошо известны и кабель прокладывается не в металлической трубе, которая  может служить дополнительной защитой  от ЭМП, то лучше выбрать кабель с  максимальной защитой от помех или  кабель с плотной оплеткой, содержащей больше меди по сравнению с коаксиальными  кабелями рыночного качества. Повышение содержания меди обеспечивает лучшее экранирование за счет большего содержания экранирующего материала в более плотной оплетке. Для систем СТН требуются медные проводники.

Оплетка – экран, который изготавливается из множества тонких проводников, сплетенных в виде сетки, охватывающей центральный проводник с внутренним диэлектриком представлен на рисунке 24. Оплетка обычно обладает меньшим сопротивлением, чем фольга, и отличается лучшей устойчивостью к постороннему электромагнитному полю и электромагнитным наводкам. Наводки имеют различный характер и происхождение. Это могут быть как низкочастотные наводки (например, от промышленной сети питания), так и высокочастотные (ВЧ-шум от работы электронных приборов и при искрении электрических машин).

Кабели, в которых экраном служит алюминиевая  фольга или оберточный фольговый  материал, не пригодны для систем телевизионного наблюдения (СТН). Такие кабели обычно применяются для передачи радиочастотных сигналов в передающих системах и  в системах распределения сигнала  с коллективной антенны.

Кабели, в которых экран сделан из алюминия или фольги, могут искажать видеосигналы настолько сильно, что качество изображения  упадет ниже уровня, требуемого в системах наблюдения, особенно в том случае, когда длина кабеля велика, поэтому  такие кабели не рекомендуется применять  в системах СТН.

Необходимую защиту внутренних компонентов кабеля обеспечивает внешняя оболочка. Оболочка защищает кабель от климатического, химического  воздействия и предохраняет от солнечного света. По типу оболочки кабели можно разделить на стандартные и специального исполнения. Для изготовления которых используются различные материалы, но чаще всего поливинилхлорид (ПВХ). Поставляются кабели с оболочкой различных цветов (черные, белые, желтовато-коричневые, серые) – как для наружной установки, так и для установки в помещениях.

Для монтажа данной системы видеонаблюдения  будет использоваться тонкий коаксиальный кабель, марки RG-59.

Радиочастотный кабель (РЧК) RG 59 служит для соединения и монтажа устройств, работающих на частотах, превышающих 1МГц.

Для обжима коаксиального кабеля необходимо использовать специальное оборудование:

– обрезной инструмент;

– обжимной инструмент для BNC-разъема.

 

Рисунок 25 - Обжимной инструмент для BNC-разъема

 

Рисунок 26 - Обрезной инструмент

 

Обжим BNC-разъема:

− обрезным инструментом отрезать необходимой  длины кабель;

− продеть кабель через гильзу;

 

Рисунок 27 – Одевание металлической гильзы

 

− при помощи обрезного инструмента  обрезать верхнюю изоляцию конца  кабеля на 1,6 см.;

Рисунок 28 – снятие верхнего слоя изоляции

 

− экранированный слой  собрать вместе;

 

Рисунок 29 – Выравнивание экранированного слоя

 

− обрезать нижний слой изоляции на 6 мм;

 

Рисунок 30 – Снятие нижнего слоя изоляции

 

− надеть BNC-разъем;

 

Рисунок 31 – Надевание BNC-разъема

 

− надеть гильзу на основание коннектора;

 

Рисунок 32 – Надевание гильзы

 

− при помощи обжимного инструмента  обжать гильзу;