Беспроводное видеонаблюдение из Wi-Fi камер — возможности систем

Современные системы видеонаблюдения Wi-Fi базируются на ЛВС, которая на сегодняшний день присутствует в каждом предприятии и организации. Wi-Fi предоставляет возможность локально или удаленно просматривать видеопоток, который передается с места наблюдения. При этом пользователь имеет возможность управлять, воспроизводить, а также хранить видеоинформацию на базе IP сети. В этой статье будут рассматриваться преимущества беспроводных систем видеонаблюдения перед привычными проводными решениями и особенности ее устройства.

Организация беспроводной сети

Принцип организации видеонаблюдения через сеть wifi

Как видно из схемы wifi видеонаблюдение можно организовать по ЛВС сети, беспроводным способом, через маршрутизатор, подключаться напрямую к ip-видеокамерам, а наблюдать можно из любой точки с помощью компьютера, планшета, смартфона, подключенного к сети интернет.

Высокая эргономичность и удобство использования, самые современные возможности, которые раньше были недоступными, приносят беспроводным камерам видеонаблюдения все большую популярность. Особенно их ценят специалисты по охранному оборудованию. Эти устройства произвели революцию, и все больше вытесняют аналоговые комплекты оборудования из охранной сферы. И это неудивительно, ведь компьютеризация во всем мире стала частью повседневной жизни человека. И такая важная деталь, как безопасность не могла не занять здесь свою нишу.

Современные wifi камеры обладают следующими особенностями:

• компактность и мобильность, возможность устанавливать и переустанавливать в любых местах;
• возможность трансляции данных по 802.11 протоколу, то есть по Wi-Fi. Это обеспечивает прямое соединение камеры с ПК, или подсоединение ее к роутеру для соединения с сетью Интернет;
• функционирование в режиме точки доступа Wi-Fi для прямого соединения с компьютером и слежения за происходящим из соседней комнаты дома или офиса;
• возможность просмотра изображения с помощью мобильных устройств, работающих на базе ОС Android или iOS;
• датчик движения для анализа изменений в кадре и оповещения пользователя об этом;
• возможность съемки в темноте с помощью инфракрасной подсветки, которая встроена в камеру;
• ручное поворачивающее устройство для выбора оптимального угла обзора;
• отправка фотографий на почту, MSN или FTP;
• встроенный DDNS клиент для настройки сетевого доступа к камере без выделенного IP адреса.

Размеры wifi камер могут быть от небольшого, до классического вида. Обзор миниатюрной wifi ip-камеры DEFENDER MULTICAM WF-10HD.

Возможности Wi-Fi видеонаблюдения

В наше время оборудование способно передавать видеопоток высокого качества по IP протоколу. В результате пользователь может наблюдать за всем происходящим в доме или на улице из любой точки земного шара, имея доступ к интернету. Также для этого ему понадобится IP-адрес и пароль камеры. При помощи программного обеспечения можно настроить трансляцию и осуществлять полноценную запись. Комплект камеры также включает датчики движения, они могут отсылать владельцам сообщения с записями или фотографиями при несанкционированном вторжении на объект. Вне зависимости от времени суток или погоды, устройство качественно сделает всю нужную работу.

Обзор WI-FI камеры FOSCAM FI8918W

Цифровые wifi камеры для видеонаблюдения обладают своим IP адресом, а также встроенным web-интерфейсом. Также они могут быть оснащены почтовым клиентом, опциями персонального программирования, модулем тревоги. Камера управляется с помощью компьютера и лучше всего, если первоначальная ее настройка выполнена профессиональным специалистом. Но эту процедуру можно осуществить самостоятельно.

Тенденция рынка к упрощению производства приводит стоимость IP-камер к удешевлению, так совсем недавно мы устанавливали систему видеонаблюдения из ip-камер Optimus PD-736, приобретенных всего за 2300 руб. К сожалению, в связи с увеличением курса доллара на сегодняшний день они продаются за 3000 руб. Они не настраиваемые, но качество картинки значительно превосходит аналоговых, рано или поздно я приступлю к обзорам оборудования, рассортирую по производителям и категориям. Следите за новостями.

Wi-Fi IP камера может функционировать к автономный прибор самостоятельно работая там, где имеется доступ к сети Интернет.

Преимущества беспроводной сети

Во время проектирования систем видеонаблюдения зачастую камеры размешаются с обеспечением максимально возможного угла обзора. Кроме того, большое значение имеет отсутствие мертвых зон и обеспечение наблюдения за одной зоной с разных ракурсов. Как раз здесь проявляется преимущество беспроводной техники, ведь размещение проводных камер ограничивалось возможностью подведения проводов.

Уличная купольная антивандальная wi-fi камера с функцией PTZ (управлением на расстоянии)

Сейчас с помощью сетей Wi-Fi можно обеспечить видеонаблюдение на объектах небольших и крупных размеров. Беспроводные камеры обеспечивают создание системы безопасности без нарушения архитектуры. Также отсутствует необходимость прокладки проводов, которые связывали бы камеру с регистратором или сервером.

Беспроводное видеонаблюдение может интегрироваться с системой IP видеонаблюдения и аналоговой системой. Подобную возможность стоит использовать, если в составе системы видеонаблюдения применяются сетевые видеорегистраторы, работающие по Ethernet технологии в локальных сетях.

Другими словами, если у вас большой или удаленные друг от друга объекты и необходимо обеспечить охват всей площади системой безопасности из видеокамер целесообразнее использовать wi-fi камеры и оборудование:

• снижается стоимость работ и материалов по прокладке коммуникаций (электропитание подводится отдельно к каждой камере и нет необходимости прокладывать пучок проводов к одному видеорегистратору);
• wifi-роутеры дадут стабильный доступ в интернет по всей площади объекта;
• роутеры и маршрутизаторы легче связать между собой в одну сеть;
• защита доступа к камерам через пароль и брандмауэр;
• хранение данных в облачных сервисах (в случае кражи видеорегистратора, просмотреть запись можно будет в любое время, в любом месте);
• отсутствие видимой проводки (обрыв проводов от снега, наледи, а также вандализма является основной причиной выхода из строя оборудования);
• качественное изображение (даже 1,3 мегапиксельная камера позволяет различать лица и номера машин);
• интегрирование с другими системами безопасности (беспроводными охранными датчиками, охраной периметра);
• можно обойтись без видеорегистратора;

Эти и другие преимущества, которых я не перечислил рано или поздно выведут ip и wifi видеонаблюдение на первое место, отбросив и оставив в истории аналоговое. Моя точка зрения насчет аналоговых камер такова: фирмы, продающие аналоговые камеры, имеют больший процент прибыли с продаж, как и количество продаж из-за низкой стоимости оборудования. Мало кто из обычного потребителя, который впервые сталкивается с выбор систем видеонаблюдения понимает разницу между аналоговыми камерами и цифровыми. Выбор основывается на стоимости оборудования и консультации менеджеров и подходит для офисов и предприятий, где качество изображения не играет значительную роль, а установка камер направлена на устрашение (уменьшение воровства со стороны покупателей и продавцов) и контроль за персоналом (куда ходит, что делает и т.д.).

Передача сигнала

Для беспроводной передачи сигнала применяют радиоволны СВЧ-диапазона (есть еще радиочастота, лазеры и др.). СВЧ-сигналы применяются для радиолокации, связи, обработки пищевых продуктов. Я не буду вдаваться в подробности и говорить о том, что сигнал передается в среднем диапазоне частот (между дц и см). Главное, что необходимо знать — эта частота разрешенная для применения военными. Причина кроется в том, что сигнал может передаваться только по прямой и любая преграда на ее пути приводит к затуханию сигнала. Поэтому для усиления и передачи на большие расстояния применяют промежуточные точки, ретрансляторы.

Таблица микроволнового или сверхвысокочастотное (СВЧ) излучения

СВЧ диапазон делят на ВЧ и КВЧ в зависимости от частот передаваемого сигнала– 2.4 ГГц (ВЧ) или 5 ГГц (КВЧ). В этих диапазонах радиоволны не могут огибать препятствия, распространяясь исключительно в пределах прямой видимости. Однако, все-таки в случае применения устройств работающих в диапазоне данных частот требуется разрешение гос.органов. Хотя на практике это не применяют. Представьте, что при установке каждого wi-fi оборудования и точки обращались бы за разрешением в ФСБ. Может так было изначально, но на сегодня это уже отрытая для использования частота.

Таблица дальности действия wi-fi сигнала

Подготавливая материал к публикации, в поиске нашел интересную таблицу иллюстрирующая дальность действия беспроводного сигнала. Из таблицы видно как происходит классификация сигнала по дальности действия:

• WPAN относиться к категории беспроводных персональных сетей (Wireless Personal Area Networks). Примеры технологий — Bluetooth.
• WLAN распространенная технология организации беспроводной локальной сети (Wireless Local Area Networks) — это и есть передаваемый Wi-Fi сигнал, применяемый в ЛВС и видеонаблюдении;
• WMAN, или по-другому WiMAX новый технология, применяемая для передачи прямого беспроводного сигнала на большие расстояний. (дословно — Wireless Metropolitan Area Networks). В прошлом году наши специалисты организовали доступ в интернет предприятию, которое находилось на другой стороне берега реки Волги. Для организации он-лайн видеонаблюдения директору требовалось выложить кругленькую сумму монополисту Ростелеком за подключение к интернету (деревня). Мы передали сигнал на расстояние 11 км.
• WWAN устаревшая организация передачи беспроводного сигнала из-за низкой скорости передачи данных (GPRS, EDGE, CSD, EV-DO,HSPA), но все еще применяемая (Wireless Wide Area Network);
• Сюда следует добавить новые стандарты 3G, 4G и нового поколения, которое еще нет, но будет (5G, лазерное).

Таблица частот СВЧ сигнала

Все современные беспроводные IP камеры работают по международным стандартам 802.11. Важнейшими и наиболее распространенными являются стандарты 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n.

При применении того или иного стандарта следует учесть, что скорость передачи сигнала, обратно пропорционально дальности. Это отлично иллюстрируется следующей картинкой.

Зависимость скорости передачи данных в беспроводных wi-fi сетях от дальности

Главной проблемой во время организации беспроводного подключения современных IP камер, а также любого другого оборудования, передающего сигналы на вышеприведенных частотах, является неспособность их проходить сквозь твердые объекты. На улице или в помещении радиосигнал может много раз отражаться от разных поверхностей. Например, если конструкция постройки содержит листовой алюминий, то за пределы здания сигнал может не выйти по причине высокой степени его затухания.

Отражаясь от самых разных препятствий, радиосигналы по сложным траекториям принимаются антенной приемника с самой разной задержкой во времени. В результате переданные пакеты могут накладываться друг на друга. Чтобы устранить подобные проблемы применяется OFDM кодирование. Разрабатывалось оно в целях применения за пределами помещений. Принцип кодирования построен на создании широкополосного сигнала в состав которого входят ортогональные сигналы, несущие поток данных с невысоким битрейтом.

Выбираем место расположения

Чтобы предотвратить взаимное воздействие оборудования нужно расположить комплект устройств: беспроводные камеры, адаптеры или точки доступа вдали от трансформаторов, электродвигателей повышенной мощности, микроволновых печей, ламп дневного света, а также любого промышленного оборудования. Подключение должно осуществлять к точке, которая находится в прямой видимости. К сильному ослаблению сигнала может привести обычная перегородка в офисе. Капитальная же стена дома – это экран на пути сигнала. Чтобы обеспечить равномерное покрытие придется применять несколько точек доступа.

Однако при прямой видимости Wi-Fi прекрасно работает на дистанции до 500 метров. Эта цифра уже относится к системам наблюдения профессионального типа. Ведь с применением потоковых алгоритмов сжатия высокого уровня, скорости 0,5 Мбит/с хватит, чтобы передать один канал видео хорошего качества. Эти характеристики можно существенно расширить, применяя направленные антенны.

Просчитываем толщину канала

Влияние на беспроводные сети оказывает очень много факторов. Это могут быть иные сети, погодные условия, тип антенн, количество клиентов, которые подключились одновременно, интенсивность применения каналов, преграды и др. Не так просто предвидеть, как беспроводная сеть будет работать в выбранном месте расположения. Поэтому истинную оценку функционирования любого подобного решения, без проведения специальных тестовых испытаний, поставить практически невозможно.

При расстановке оборудования следует учесть, что каждая беспроводная камера в зависимости от настройки качества передаваемого изображения при использовании кодека H.264 передает данные в размере от 128 Кбит/с до 4 Мбит/с, а это приводит к повышенной нагрузке на wi-fi точку. Производители часто пишут в технических характеристиках (возьмем для примера WiFi роутер (маршрутизатор) TP-LINK TL-WR841ND): протокол передачи данных 802.11n, максимальную скорость передачи данных по wifi сети — 300 Мбит/с и т.д. В реальности производители часто завышают показатели и определить реальную скорость сигнала можно с помощью тестов и программного обеспечения. Например, для андроида я применяю бесплатную программу «wi-fi анализер», которая показывает всех подключившихся к конкретной точке абонентов, скорость их сигнала и передачи данных.

Экран программы «wi-fi анализер»

Допустим, одна wifi-камера передает изображение размером 1Мбит/с, но данные могут колебаться в зависимости от времени суток, поэтому всегда добавляем запас в рамках технических характеристик камеры. Если мы используем для подсчета приводимый выше пример WiFi роутера TP-LINK, тогда по простым арифметическим подсчетам он сможет принять изображение с 300 видеокамер, но я бы советовал больше 20-30 камер не вешать на одно устройство. Затухание сигнала (стены, перегородки), соседние wifi-точки, подключившиеся абоненты, торренты, и т.д. снижает скорость пропускания канала роутера. Поэтому следует либо разделять каналы: один для видеонаблюдения, второй для пользователей, либо оставлять большой запас для передачи изображения с камер (исходить из расчета 20 Мбит/с канал для видеонаблюдения, остальное для других), либо в настройках роутера выставлять приоритеты в передачи данных.

Усиление сигнала

Применяя антенну с круговой диаграммой направленности можно проводить регулировку по вертикали и горизонтали. Часто при слабом уровне сигнала на помощь приходит именно поворот антенны. Для расширения зоны покрытия можно применять направленные антенны. Однако, перед тем как установить новую антенну, нужно проверить ее характеристики (диапазон частот) на предмет соответствия, а также убедится в наличии нужного разъема. Но в случае отсутствия разъема можно приобрести нужный переходник.

Антенна Wi-FI Bester Parabolic 2400 24 дБ для усиления сигнала

Учитывая тот факт, что если на линии сигнала окажется преграда или железобетонная стена, более мощная антенна не решит проблему. Сигнал подобными преградами поглощается и отражается полностью. Установка лишнего ретранслятора позволит обогнуть преграду. Такое устройство обладает прямой видимостью с точками принимающими и передающими сигнал. Это самое эффективное решение.

Защищенность Wi-Fi канала

Для обеспечения надежной защиты передаваемой видеоинформации в IР-системах наблюдения используются разные способы. Самым главным из них является брандмауэр, применение паролей, а также шифрование.

Работа брандмауэра заключается в создании «электронных ворот», которые пропускают зарегистрированных пользователей, а тем, кто не авторизован – вход воспрещен. Использование паролей ограничивает доступ к системам наблюдения, а также распределяет права доступа персонала к различным камерам наблюдения.

Шифрование делает бессмысленными попытки перехватить зашифрованную информацию в IP-системах охранного наблюдения. Если злоумышленнику неизвестен код расшифровки протокола информации, он не сможет просмотреть видеосъемку и другую информацию.

Вообще, проще говоря в wifi сети достаточно мощная система защиты от взлома, к тому же сами wifi камеры также снабжены системами доступа и аутентификации. Единственное, что может действительно помешать работать системе — это глушилки сигналов открытая продажа, которых запрещена законодательством. Однако, злоумышленникам нужно точно знать, что на охраняемой территории  видеонаблюдение работает по wi-fi каналу связи (как было оговорено выше такие камеры могут передавать изображение по проводу).

Black Wolf GT-12A пример подавителя GSM/WIFI/3G сигналов

В случаях применения устройств, глушащих сигналы, лучше всего применять для защиты жилища вневедомственную охрану или ЧОП с кнопкой быстрого реагирования. Читайте об этом в статьях про охранные системы безопасности.

В заключение

Наличие технологий Wi-Fi на сегодняшний день предлагают уникальные возможности организации полноценного, эффективного видеонаблюдения, которое полностью стирает границы. Где бы ни находился человек, он при возможности доступа к сети Интернет может следить за ситуацией нужной ему точке (дома, офиса или улицы), используя персональный компьютер или современный мобильный телефон. Проблемы могут заключаться только в обеспечении качественной передачи сигналов без проводов, но и они легко решаются при наличии квалифицированных специалистов.