Текст книги "Системы видеонаблюдения. Практикум"

1.2. Практика монтажных работ

Что надо знать перед монтажом видеооборудования

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

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

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

Во избежание коротких замыканий не оставляйте посторонние предметы внутри камеры.

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

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

Монтаж могут выполнять только квалифицированные специалисты. Не пытайтесь самостоятельно устранить неисправности камеры.

Если видеокамера требует чистки, протрите ее, а также защитные стекла и стекло кожуха мягкой тканью, специально предназначенной для их чистки.

Поскольку речь идет не о самодельных, а о промышленных высокоинтегрированных и относительно дорогих (в том числе в случае ремонта) устройствах, перед использованием видеооборудования (видеокамер, устройств записи, воспроизведения и хранения информации, источников питания к ним и сопутствующих устройств) прочтите о всех мерах предосторожности в инструкциях по эксплуатации.

Меры предосторожности:

✓ не ставьте тяжелые предметы или другое оборудование на видеокамеры и регистраторы;

✓ не допускайте попадание внутрь устройств посторонних предметов и жидкости;

✓ необходимо периодически вытирать пыль (тонкой кистью) на печатной плате, разъеме, корпусе вентилятора, корпусе. Перед чисткой выключите питание и выньте вилку разъема питания (штекер) из розетки;

✓ не пытайтесь в случае поломки самостоятельно ремонтировать оборудование, обратитесь к опытному специалисту или в сервисный центр;

✓ храните и используйте означенные устройства при температуре окружающей среды в диапазоне 0…+40 °C;

✓ избегайте попадания прямых солнечных лучей и не устанавливайте устройство вблизи источников тепла;

✓ не устанавливайте данное устройство во влажных помещениях;

✓ не подвергайте устройство дымовой, пыльной среде;

✓ не подвергайте физической деформации;

✓ оборудование монтируется в горизонтальном положении, и не допускается вибрация в месте установки;

✓ устанавливайте прибор в месте с хорошей вентиляцией, а также не допускайте засорения вентиляционного отверстия;

✓ допускается использовать только в пределах номинальных входных и выходных напряжений сигнала и питания.

На примере качественной и популярной цветной видеокамеры модели JSC–XV 540IR с форкусным расстоянием объектива 5-50 мм, облаченного во влагоустойчивый корпус IP65 (рис. 1.3), рассмотрим практику монтажных работ и их особенности.

Рис. 1.3. Внешний вид популярной видеокамеры для стационарной установки модели JSC–XV 540IR

Камера JSC–XV 540IR рассчитана на быструю установку, самостоятельное обслуживание, имеет самобытный дизайн, привлекательную цену в своем ценовом сегменте. Камера в уличном исполнении со встроенной ИК подсветкой дальностью до 40 м, применяется для круглосуточной системы видеонаблюдения и предназначена для работы при недостаточном или полном отсутствии внешнего освещения в ночное время.

Камера имеет степень защиты IP65 (пыле-, влагонепроницаемая, защищена от сильных водяных струй во всех направлениях) и возможность обогрева, что позволяет производить установку на улице без применения дополнительных гермокожухов. Предназначена для работы в диапазоне температур от -40 до +60 °C.

Отличительные особенности видеокамеры JSC–XV 540IR

Наличие эффективного, впитывающего влагу компонента внутри камеры.

При переходе из холодного в теплое состояние, например после холодной ночи, в устройстве образуется влага, так называемый эффект росы. Этот компонент (опция) является хорошим абсорбирующим веществом и не дает влаге попадать на электронные платы, предотвращая короткое замыкание или коррозию платы, ведущую к выходу камеры из строя.

Печатная плата с радиоэлементами (внутри корпуса камеры) защищена от воздействия осадков специальным влагостойким лаком. Это решение предотвращает преждевременный выход сложного электронного устройства из строя.

Применяемые электронные компоненты не изменяют свои характеристики при переменах температур (в пределах температур, указанных в спецификациях).

Фокусное расстояние объектива 5-50 мм позволяет получать четкую картинку с очень хорошей детализацией (видны пуговицы на одежде) на расстоянии до 20 м.

Изоляция кабельного ввода и кабеля изнутри

Если при установке камеры кабель обрезается кусачками и соединение защищается только изолентой, это не обеспечивает необходимую влагозащиту. Во избежание попадания влаги через провода в камеру все модели этой серии камер имеют дополнительную изоляцию.

Используется уличный кабель, позволяющий производить установку камеры в морозы до 240 °C без повреждения оболочки, которое приводит к проникновению влаги в кабель и камеру, повреждению жил кабеля и, как следствие к изменению характеристик кабеля.

Особенностью видеокамеры JSC–XV 540IR является электрическая и термоизоляция платы от металлического корпуса для защиты от наведенных электрических импульсов (помех) и промерзания платы, которое приводит к изменению характеристик компонентов и, как следствие, к помехам.

Из отличителных особенностей я добавил бы двойное стекло перед объективом.

Назначение данной функции заключается в предотвращении самозасветки изображения вследствие попадания грязи на защитное стекло камеры.

Камеры этого класса разработаны специально для эксплуатации в относительно суровых условиях русской зимы. Для эффективного обогрева камеры достаточно просто разместить «грелку» и термостат, грамотно расположить их относительно друг друга, платы камеры и фронтального стекла.

Из недостатков, обнаруженных при длительном практическом использовании, отмечу то, что двойное стекло трескается (см. рис. 1.4) как раз из-за разницы температур (в сильный мороз) снаружи и внутри корпуса видеокамеры. Хотя, такой дефект существенно не влияет на качество передаваемого изображения.

Рис. 1.4. Вид на треснувшее стекло перед объективом

На качество картинки влияют (кроме фокусного расстояния объектива) особенности ПЗС-матрицы и качество сборки видеокамеры. На рис. 1.5 и рис. 1.6 представлены две видеокартинки одной и той же местности, полученные с двух разных (по техническим характеристикам) видеокамер.

Рис. 1.5. Видеокартинка, полученная с видеокамеры JSC–XV 540IR

Рис. 1.6. Видеокартинка, полученная с видеокамеры StreetCAM 500IR

Из-за качества конкретной модели может отличаться и цветовое насыщение видеокартинки. Так практикой установлено, что при падении освещенности до определенного уровня разные уличные видеокамеры ведут себя неодинаково.

Рис. 1.7. Внешний вид видеокамеры StreetCAM 500IR

Камеры JSC–XV 540IR и VC-SN 548CDNLV2 при наступлении сумерек сохраняют цветопередачу, в то время как видеокамера StreetCAM 500IR (рис. 1.7) ее теряет (дает только монохромное изображение). Эти особенности необходимо учитывать при выборе и эксплуатации видеокамер.

Встроенная ИК подсветка

Уличные видеокамеры на примере модели JSC–XV 540IR снабжены ИК подсветкой дальностью до 40 м, что позволяет производить видеонаблюдение даже в условиях недостаточной освещенности.

Важной особенностью ИК подсветки является то, что она почти не видима человеческому глазу, таким образом, камера останется незамеченной даже ночью.

Хотя, справедливости ради, надо признать, что в темное время суток работающую видеокамеру с ИК подсветкой можно обнаружить/идентифицировать на основании темно-красного «ореола» вокруг объектива; так «выдают» себя подключенные к питанию ИК светодиоды подсветки.

Удобство установки

Большим подспорьем при монтаже уличных камер является кронштейн с двумя степенями свободы с возможностью внутренней прокладки кабеля. Рассмотренные выше видеокамеры снабжены удобным кронштейном из крепкого металла, который обеспечивает надежную фиксацию камеры на поверхности, а также позволяет вращать ее в нескольких направлениях. Он же дает и возможность оперативной настройки резкости (рис. 1.8 и рис. 1.9).

Рис. 1.8. Вид на органы «точной» настройки уличной видеокамеры

Рис. 1.9. Вид на регулятор ручной настройки

Благодаря последнему имеется возможность поворота камеры в двух направлениях (верх-вниз, вправо-влево), позволяющая максимально точно настроить угол обзора камеры. Немаловажной особенностью кронштейнов уличных камер является возможность внутренней прокладки кабеля, это дает дополнительную вандало– и влагозащиту.

Практические рекомендации по монтажу

Для крепления камеры выберите поверхность (стена, столб, балка и т. д.), не подверженную вибрации.

Для фиксации камеры следует подготовить отверстия, наметив их с помощью основания кронштейна. При необходимости, вопользуйтесь дюбелем (входит в комплект). После этого привинтите монтажное основание кронштейна, воспользовавшись шуруповертом.

После фиксации основания следует настроить угол наклона камеры. Это можно сделать с помощью шарнира на кронштейне.

Шестигранным ключом из комплекта ослабьте соединение до того момента, когда оно станет подвижным. Настройте наклон исходя из требований по обзору и закрепите камеру в выбранном положении с помощью шестигранного ключа.

На этапе проектирования системы видеонаблюдения следует определиться с выполняемыми этой системой задачами и с количеством камер.

Важно уточнить степень детализации изображения, поскольку невозможно одновременно проводить идентификацию человека и наблюдение за скоплением масс людей. В последнем случае целесообразно использовать две камеры или более, подключенных к одному устройству записи информации (см. рис. 1.10).

Рис. 1.10. Картинка на мониторе видеорегистратора информации с двух уличных видеокамер

Важно разделить план объекта на зоны, или локации. Такой зоной может быть область, в которой существует определенная угроза, отметить места, где легко могут быть получены высококачественные изображения отдельных участков. Необходимо знать обо всех «мертвых зонах».

Как быстро движутся объекты наблюдения? Эта информация важна при выборе видеорегистратора (параметры скорости записи).

Также имеет смысл предусмотреть возможность наращивания числа камер и учесть это в выборе видеорегистратора.

Очень важно правильно выбрать место для установки камеры.

Объект, находящийся прямо под камерой, будет находиться в «мертвой зоне». Его обнаружение будет затруднено или невозможно. Поскольку технические характеристики у всех моделей разные, проверить это только опытным путем. «Дальняя зона» не позволяет распознавать объекты по причине их малого линейного размера на экране (объекты, находящиеся очень далеко от камеры).

ВНИМАНИЕ, СОВЕТ!

Выбирайте место расположения камеры таким образом, чтобы объект интереса занимал большую часть экрана. Слишком удаленные объекты всегда сложнее опознать и распознать.

Рекомендованы следующие минимальные размеры объекта при условии трансляции в реальном времени или записи в D1 (704×576):

✓ для идентификации человека (незнакомого) рекомендуется его отображение на 100 % высоты экрана. При этом предполагается, что лицо человека (голова) составляет примерно 15 % высоты человека;

✓ для распознавания человека (знакомого) – не менее 50 % высоты экрана;

✓ для обнаружения нарушителя – не менее 10 % высоты изображения;

✓ для наблюдения за скоплением людей – не менее 5 % высоты изображения.

Рис. 1.11. Вид на установленную (в авторском исполнении) на стене дома видеокамеру модели Vt-131H-WIR, охватывающую обзор большей части придомовой территории

Рис. 1.12. Вид на установленные (в авторском исполнении) на стене дома две видеокамеры, охватывающие обзор большей части придомовой территории

В случае если запись ведется с разрешением, например CIF (352ґ288), следует учесть, что детализация снизится примерно в 2 раза – объекты должны наблюдаться более крупным планом.

На рис. 1.11 и рис. 1.12 представлен вид на установленные (в авторском исполнении) на стене дома две видеокамеры, охватывающие обзор большей части придомовой территории.

Дополнительные рекомендации по установке видеокамеры с точки зрения увеличения охвата территории

При установке видеокамер старайтесь не допускать следующих ситуаций:

✓ небо занимает более 20 % кадра, солнце попадает в кадр или имеются встречные источники света. В этом случае камера может некорректно измерить освещенность, и часть областей будет слишком темной;

✓ камера расположена рядом с отражающими поверхностями или направлена на них, к примеру вдоль стены. Отражение ИК подсветки от поверхности стены может вызвать «самозасветку». При необходимости наблюдения периметра убедитесь, что в ночное время отсутствует эффект «самозасветки», при наличии такового разверните камеру от стены до устранения засветки;

✓ избегайте встречной засветки, при оппозитной установке камер по отношению к источнику света: камера с ИК подсветкой, ИК подсветка, фонарь, фары и др.;

✓ объект наблюдения находится ближе 2 м к камере с ИК подсветкой. В темное время суток распознавание может быть затруднено из-за засветки изображения ИК диодами, опознание человека в такой ситуации может быть невозможно.

При необходимости распознавать лица на таком расстоянии рекомендуется использовать камеру без ИК подсветки и отдельный источник видимого освещения.

Особенности проводки связаны с выбором конкретного соединительного кабеля.

Так, для нормальной передачи видеосигнала от камеры до его потребителя необходимо применение высокочастотного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и с медной оплеткой. Применение кабелей с другим волновым сопротивлением или с алюминиевой оплеткой не гарантирует качественную работу камеры.

В процессе выбора коаксиального кабеля следует обращать внимание на множество параметров:

✓ волновое сопротивление (R = 75 Ом);

✓ диаметр изоляции (субминиатюрные – до 1 мм; миниатюрные – 1,5–2,95 мм; среднегабаритные – 3,7-11,5 мм; крупногабаритные – более 11,5 мм). Как правило, чем толще изоляция, тем качественнее передает изображение этот кабель;

✓ гибкость: стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля (жесткие; полужесткие; гибкие; особо гибкие).

Выбор экранированного кабеля

Экран защищает сигнал от влияния электромагнитных помех.

Наилучший и наиболее экономичный метод – это экранирование медной фольгой с оплеткой. Рекомендуется избегать применения кабеля, у которого в качестве экрана применяется алюминиевая фольга и/или иная оплетка.

На авторский взгляд лучшим является кабель с максимальной степенью покрытия экранирующей оплеткой, к примеру 90 % – РК 75-3.7-35М.

Тем не менее, важно понимать, что тот или иной вариант кабеля подбирается исходя из требований по качеству передачи сигнала и условий монтажа.

Наиболее распространенные серии марок – RG, DG, SAT, к примеру RG-59, RG-6 – телевизионный кабель. Российский аналог – РК-75-3-32 или РК-75-4-12 (радиочастотный кабель).

Таким образом, соединительный коаксиальный кабель может быть разным – по типу и материалу, из которого он сделан.

Качество передачи сигнала в немалой степени зависит и от монтажа.

Не следует прокладывать сигнальный кабель вблизи силовых кабелей – это приведет к электромагнитным наводкам. Следует соблюдать расстояние между сигнальными и силовыми линиями 220 В – минимум 50 см.

Если силовой кабель имеет большее, чем 220 В, напряжение, расстояние до сигнальной линии необходимо пропорционально увеличить.

При соблюдении правил монтажа принято считать, что при длине коаксиального кабеля 200 метров сигнал не имеет ощутимых искажений. Это касается, к примеру, кабеля РК 75-3.7-35М. Однако следует учитывать, что при прокладке кабеля в здании, эти расстояния недостижимы из-за влияния помех от радиоэлектронного оборудования, силовых линий и ряда других факторов.

При превышении этих расстояний следует использовать промежуточные усилители сигнала или, к примеру, передатчики по витой паре.

Выбор разъемов

Не рекомендуется соединять сигнальный кабель с помощью скрутки или винтовых колодок. В частности, если такое соединение находится вне помещения, под воздействием окружающей среды происходят окисление контактов и возрастание сопротивления. Это приводит к ослаблению сигнала и появлению помех и шумов.

С другой стороны, лучшим вариантом соединения является качественный BNC-разъем с хорошей предварительной заделкой кабеля (могут понадобиться специальные инструменты).

«Распиновка» такого разъема предельно проста:

✓ «+»: 12 В (красный провод);

✓ «-»: земля, общий провод (черный провод).

Для питания видеокамер следует использовать только стабилизированные блоки питания.

Не рекомендуется применять простейшие импульсные блоки питания, поскольку они создают помехи в работе видеосистемы (видимые на экране и в записи). Существуют специализированные источники питания для систем видеонаблюдения, например SKAT V.4.

Не допускается подключение камеры к автономному источнику питания, выдающему 13,6 В на входе питания камеры без дополнительного стабилизатора 12 В (из-за перенапряжения видеокамера может быть повреждена).

Однако следует учитывать возможные потери напряжения в кабеле питания, что особенно важно при большой его длине. Поэтому важно еще перед монтажом замерять напряжение не на выходе источника питания, а в конце линии. Чем толще кабель, тем меньше потери в передаче.

Не перегружайте блок питания подключением слишком большого числа камер. Оставляйте 30 %-ный запас для уменьшения перегрева источника питания.

Камера не защищена от значительных импульсных помех по питанию или по сигнальному кабелю.

Согласно статистике более 50 % повреждений видеокамер связаны с воздействием разряда молнии, коммутационных импульсных помех на линию передачи видеосигнала и электрического питания.

Для защиты компонентов системы видеонаблюдения от возможного наведенного напряжения, к примеру от разряда молнии, рекомендуется применять устройства защиты от перенапряжения.

При необходимости настройте камеру, повернув ее относительно оси наблюдения.

Для этого шестигранным ключом из комплекта ослабьте крепеж у основания корпуса камеры.

Не рекомендую поворачивать камеру более чем на 30° (если производитель не рекомендует иное). Это может привести к повреждению кабеля, проходящего внутри кронштейна. Для фиксации выбранного положения закрепите болт.

Проверьте коаксиальный кабель, подходящий к месту крепления камеры. Экран и центральная сигнальная жилы должны быть не закорочены.

Проверьте кабель питания. Замерьте напряжения питания камеры на соответствие рекомендуемому напряжению.

Настройте угол обзора объектива на реальную зону по видеомонитору, не разбирая корпуса камеры, и настройте резкость изображения. Для настройки используйте две выносных поворотных ручки, находящиеся в нижней части камеры под объективом (см. рис. 1.8 и рис. 1.9).

1.3. Обслуживание видеокамеры на практике

После установки камеры необходимо производить ее периодическое обслуживание.

Протирайте защитное стекло и корпус камеры мягкой тканью 2 раза в год или чаще, если в этом есть необходимость. Загрязнение защитного стекла приводит к снижению четкости изображения.

Проверяйте надежность соединений кабеля. Возможна потеря контакта, вызванная окислением металла. Осмотрите кабель на наличие повреждений.

1.4. Технические характеристики наиболее популярных видеокамер одного класса

Видеокамера модели StreetCAM 580VF представлена имеет варифокальный объектив с фокусным расстоянием 4–9 мм.

Технические характеристики

✓ Матрица – 1/3";

✓ горизонтальное разрешение – 580 ТВЛ (телевизионных линий);

✓ функция день / ночь – есть;

✓ длина волны ИК подсветки – 850 нм;

✓ ИК подсветка (дальность) – 30–40 м (42 диода);

✓ минимальная освещенность (без подсветки) – 0,5 лк;

✓ фокусное расстояние объектива – 2,8-12 мм;

✓ угол обзора – 23–81°;

✓ электронный затвор – ¹/₅₀-¹/100000 с;

✓ баланс белого – АВТО;

✓ сигнал/шум – >48 дБ;

✓ гамма-коррекция – 0,45;

✓ внутренняя синхронизация;

✓ видеовыход – 1 В, 75 Ом;

✓ питание – DC 12 В ± 5 %;

✓ максимальный потребляемый ток (при 12В) – 0,56 А;

✓ максимальная влажность – 95 %;

✓ температура эксплуатации —40…+60 °C;

✓ степень защиты – IP66;

✓ габариты (В×Ш×Г) – 76×81×120 мм;

✓ длина кронштейна – 155 мм.