Systemy monitoringu coraz częściej uwzględnia się zarówno w nowych, jak i modernizowanych obiektach mieszkalnych, a także w firmach, szkołach, itp.

Elementami nowoczesnego systemu monitoringu są już nie tylko urządzenia alarmowe. Dużym uznaniem cieszą się bowiem elementy systemu, pozwalające zarówno na rejestrowanie jak i przetwarzanie obrazu. Stąd też pole do popisu dla kamer. Nad całością systemu czuwa natomiast specjalistyczne oprogramowanie komputerowe.

Jakie kamery na rynku

Dostępna na rynku oferta w zakresie kamer, które znajdują zastosowanie w systemach monitoringu, jest bardzo obszerna. Stąd też nabyć można modele czarno-białe, kolorowe, standardowe a także o wysokiej rozdzielczości. Często uwzględnia się również wersje pracujące na zewnątrz. Oprócz tego dostępne są kamery przeznaczone do pracy dziennej, dualne (dzienno-nocne) oraz wyposażone w oświetlacze IR.

Dużą popularnością cieszą się kamery kopułkowe. Są one częstym elementem mniej rozbudowanych aplikacji. W niektórych modelach zastosowano zmiennoogniskowy szklany obiektyw. Jako zaletę kamer kopułkowych wymienia się przede wszystkim niewielkie rozmiary, dzięki którym zyskuje się dyskrecję urządzenia. Obsługa bardziej zaawansowanych wersji często bazuje na menu ekranowym. Można więc w prosty sposób parametryzować urządzenie po jego zainstalowaniu.

Najnowocześniejsze modele kamer to wersje z adresem IP. Zyskuje się więc możliwość podglądu obrazu z kamery za pomocą dowolnego komputera osobistego podłączonego do internetu. Zwraca się uwagę, że kamery z adresem IP pozwalają na rejestrowanie obrazu przy zachowaniu pełnej rozdzielczości VGA, który przesyłany jest siecią internet. Urządzenia tego typu najczęściej zasilane są napięciem 12V DC lub 24V AC. Typowa kamera pobiera moc o wartości około 6 W. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość dwukierunkowego przesyłania sygnału audio. Podłączenie kamery bazuje na złączach Ethernet 10BaseT/100BaseTX (RJ-45), analogowych kompozytowych wyjściach wideo oraz portach I/O.

Kamery różnią się między sobą prędkością transmitowanego obrazu. Typowa prędkość wynosi 18 klatek na sekundę (przy rozdzielczości VGA) oraz 25 klatek na sekundę przy rozdzielczości QVGA. Nowoczesne kamery cechują się niewielkimi rozmiarami i estetycznym wyglądem, dzięki czemu dobrze komponują się z otoczeniem. Sygnał wizyjny najczęściej jest kodowany w oparciu o standard MPEG4. W wielu kamerach przewiduje się zaawansowane funkcje wykrywające ruch. Niektóre modele urządzeń pracują przy minimalnym oświetleniu wynoszącym 1,7 lux.

Funkcjonalność

Funkcja AGC (Auto Gain Control) stanowi automatyczne dopasowanie poziomu wzmocnienia. Poziom jasności jest zatem dostosowany do optymalnej wydajności i najwyższej jakości obrazu.

Zwróćmy uwagę, że w niektórych modelach uwzględniono specjalny system mocowania upraszczający wymianę obiektywu. W efekcie zyskuje się więc bardzo precyzyjne dobranie pola widzenia. Interesującą funkcję stanowi wbudowany sterownik kontroli przysłony obiektywów. Kamera może być więc używana w warunkach, które cechują się dużą zmiennością oświetlenia.

Używając funkcji BLC (Backlight Compensation) można kontrolować światło wsteczne. Takie rozwiązanie pozwala na automatyczne wyrównanie światła tak, aby uzyskać więcej szczegółów na ciemnych obszarach obrazu. Przykładem zastosowania tej funkcji może być skupienie się na szczegółach twarzy osoby, która jest oświetlona światłem słonecznym z tyłu.

W niektórych modelach przewidziano przyciski, przeznaczone do parametryzowania urządzenia. Przydatne rozwiązanie stanowi także wbudowany mikrofon.

Funkcja ATW (Auto Tracing White Balance) odpowiada za automatyczne trasowanie bieli. Dzięki niej monitorowane jest światło a kolory są dostosowane po to, aby utrzymać białe obszary o możliwie najlepszej jakości. Używając funkcji AES (Auto Electronic Shutter) zyskuje się elektroniczną migawkę, działającą w sposób automatyczny. Funkcja ta najczęściej używana jest celem dostosowania zmian oświetlenia bez użycia obiektywu auto.

Z pewnością przydatna okaże się funkcja AWB czyli Auto White Balance. Pozwala ona na automatyczne dopasowanie balansu bieli. Funkcja bazuje na elektronicznym procesie zachowującym ostre kolory o żywym nasyceniu w pełnej palecie barw.

Jaką wybrać kamerę?

Zanim zdecydujemy się na jakąkolwiek kamerę musimy precyzyjnie określić co będzie ona obserwowała. Istotne jest zdefiniowanie wymaganej ilości szczegółów w obrazie. Właśnie ten parametr decyduje o rozdzielczości kamery. Na wybór jej rodzaju wpływają również warunki oświetleniowe, w których przebiega obserwacja. Należy określić czy rejestracja będzie odbywała się przy świetle sztucznym, słonecznym czy też przy skrajnie zmiennych warunkach oświetlenia.

Kamery, podobnie jak i wiele innych urządzeń systemu monitoringu, ulegają ciągłym unowocześnieniom. Stąd też na chwilę obecną dobre rozwiązanie stanowi wspomniana już kamera z adresem IP. W obiektach budowlanych sieć Ethernet często już istnieje, natomiast łącza analogowe wymagają wykonania dodatkowej instalacji. Jeżeli informacje będą przesyłane na większe odległości, wybierzmy łącze cyfrowe. Cyfrowe modele kamer, mają przynajmniej kilka funkcji, które niedostępne są dla urządzeń analogowych. Chodzi przede wszystkim o kompresję danych i rozpoznawanie ruchu.

Podczas doboru nie bez znaczenia pozostaje odpowiednia rozdzielczość. Na rynku dominują kamery o rozdzielczości 640×480 pikseli, przy szybkości rejestracji wynoszącej 30 razy na sekundę. Chcąc zwiększyć rozdzielczość, musimy liczyć się ze spadkiem częstotliwości przesyłu obrazu.

Istotną rolę odgrywa również zoom optyczny. Jest on konieczny jeżeli będziemy prowadzić aktywną obserwację obiektów, które cechują się dużą powierzchnią. Zwróćmy uwagę na kąt widzenia kamery. Decyduje on bowiem o tym czy w systemie konieczne będzie uwzględnienie jednej czy też kilku kamer ze stałym lub ruchomym obiektywem. Dostępne na rynku kamery mają kąt widzenia mieszczący się pomiędzy 50° a 60°. Niektóre modele są obracane, co daje nam możliwość podglądu w zakresie 360°. Zwróćmy również uwagę na określenie szybkości poruszających się obiektów, które będą obserwowane. Mogą to być bowiem zarówno przemieszczające się pojazdy, jak i obiekty nieruchome. Parametr ten decyduje o tym czy konieczne będzie spowolnienie migawki. Odrębne wymagania należy sprecyzować w stosunku do kamery pracującej nocą. W przypadku podświetlenia biernego, obiektywy przełączają się na rejestrowanie światła w podczerwieni w momencie, kiedy widzialne oświetlenie zmniejszy się poniżej progu czułości. Takie rozwiązanie pozwala na rejestrowanie obrazu niemal w całkowitej ciemności. W niektórych modelach przewidziano promienniki podczerwieni. Najczęściej są one umieszczone wokół obiektywu. Ich zadaniem jest oświetlanie pola widzenia. Jednak w podczerwieni obraz przekazywany jest jako czarno-biały.

Przy doborze obiektywu zwróćmy uwagę nie tylko na jego rozmiary ale również na sposób montażu. Dobre rozwiązanie stanowią obiektywy ze zmienną ogniskową.

Nie samą kamerą monitoring żyje

Obraz, który został przechwycony przez kamerę może być również rejestrowany. Stąd też najprostsze rejestratory to urządzenia współpracujące z komputerem klasy PC za pomocą portu USB. Bardziej zaawansowane rejestratory stanowią urządzenia cyfrowe. W zależności od modelu rejestratory są w stanie zapisywać kilka, a nawet kilkanaście sygnałów wideo i audio. Niektóre wersje współpracują zarówno z kamerami analogowymi jak i adresowanymi przez IP. Istotną cechą nowoczesnych rejestratorów jest wspomniany już wysoki stopień kompresji, dzięki czemu nie ma potrzeby uwzględniania specjalnych wymagań w stosunku do łącza transmisji danych. Zmniejsza się także zapotrzebowanie na pamięć. Stąd też jej ilość może być zredukowana o 30 %. Dane zapisywane są na dyskach twardych. Napęd można w prosty sposób wymienić przez przedni panel rejestratora. W niektórych modelach uwzględniono nagrywarkę DVD. Tym sposobem wykonywana jest archiwizacja zgromadzonego materiału. Wybrane fragmenty nagrania mogą być eksportowane za pomocą złącza USB. W rejestratorach, pracujących w sieci Ethernet, zwraca się uwagę na zapewnienie najwyższego poziomu bezpieczeństwa. Nie ma więc potrzeby instalowania dodatkowego oprogramowania antywirusowego. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość nadawania uprawnień do sterowania kamerami a w szczególności ustawiania ich pozycji.

Dobierając rejestrator powinniśmy zwrócić uwagę na ilość kamer podłączanych do urządzenia. Ważny jest również typ monitora, który będzie współpracował z rejestratorem. Zastanówmy się czy rejestrator ma zapisywać dźwięk. Na etapie wyboru urządzenia powinniśmy zdecydować czy będzie ono obsługiwane również za pomocą sieci Ethernet. Zwróćmy uwagę na wymaganą jakość obrazu oraz przewidywany czas rejestracji. Od tego zależny jest bowiem standard kompresji danych.

Oprogramowanie rzecz ważna

Nowoczesne oprogramowanie jest w stanie integrować dane pochodzące z systemów alarmowych i urządzeń rejestrujących obraz. Oprogramowanie tego typu stanowi istotny element kompleksowych stacji monitorujących. System najczęściej pracuje w środowisku Windows, dzięki czemu zyskuje się możliwość pracy operatorów na wielu stanowiskach, które tworzą sieć. Nowoczesne oprogramowanie stanowi dobre narzędzie obsługujące abonentów monitorowanych po linii telefonicznej, za pomocą sieci GSM lub Ethernet. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość współpracy z systemem wizualnej weryfikacji alarmu. Każdemu abonentowi można nadać nawet kilkanaście identyfikatorów. Przypisuje się różne kategorie kodów otrzymywanych od abonenta. Wszystkie sytuacje, które wymagają interwencji są natychmiast zgłaszane. Zdarzenia poddaje się selekcji z możliwością tworzenia raportów dla abonentów, operatorów i systemu stacji. Rzecz jasna wszystkie dane są dodatkowo archiwizowane, co zapewnia najwyższy poziom bezpieczeństwa zgromadzonych informacji.

Interesujące rozwiązanie stanowi funkcja systemu pozwalająca na zdalne podglądanie zdarzeń, napływających od wybranych abonentów stacji. Właściciele monitorowanych obiektów zyskują możliwość zdalnego sprawdzenia stanu systemu w dowolnej chwili, niemal z każdego miejsca. Rozwiązanie tego typu przyniesie również korzyści wdrożeniowcom systemów alarmowych. Można bowiem usprawnić proces testowania wymiany danych, poprzez weryfikowanie poprawności konfiguracji torów transmisji podczas instalacji. Prostsze okaże się także okresowe sprawdzanie działania wszystkich elementów systemu. W niektórych systemach przewidziano hierarchiczny sposób konfigurowania kont. Jako zalety takiego rozwiązania wymienia się ścisłe określenie uprawnień poszczególnych użytkowników systemu (administratorów, instalatorów, użytkowników końcowych). Nowoczesne systemy zapewniają szereg interesujących funkcji takich jak filtrowanie, wiadomości wewnętrzne pomiędzy użytkownikami czy też przeglądy stanów i danych w zależności od uprawnień.

Michał Konarski
Kierownik Laboratorium firmy Satel

Czym kierować się przy wyborze oprogramowania do systemów monitoringu?

Przede wszystkim w przypadku systemów monitoringu należy rozwiązania rozpatrywać całościowo, z uwzględnieniem zarówno oprogramowania, jak i sprzętu – gdyż tylko razem tworzą one funkcjonalne połączenie.

Od nowoczesnej platformy należy oczekiwać pełnej obsługi transmisji TCP/IP (odbieranie zarówno transmisji wysyłanych łączami „przewodowymi”, jak i wysyłanych przez sieci komórkowe – np. GPRS) – właśnie te technologie bardzo dynamicznie podbijają rynek monitoringu. Bardzo ważna jest również funkcjonalność panela operatorów. Przykładowo systemy stacji wykorzystujące połączenia sieciowe pomiędzy odbiornikiem transmisji a stacjami roboczymi operatorów pozwalają na większą elastyczność w konfiguracji stanowisk pracy.

Dużym atutem zaawansowanych systemów może być również obsługa transmisji obrazu z chronionych obiektów – takie rozwiązania mogą znacząco obniżyć koszty zbędnych interwencji.

Damian Żabicki

---