Текст книги "«Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире"

Как уже говорилось выше, при создании системы видеонаблюдения многое зависит от того, за чем именно и каким образом вы собираетесь наблюдать. Поэтому вопрос о конфигурации и требованиях к компьютеру, который в системах наблюдения играет роль средства для обработки (кроме случаев с использованием платы видеонаблюдения) и хранения информации, напрямую зависит от этого.

При постоянном наблюдении с помощью нескольких камер и хранении информации на винчестере потребуется достаточно мощная отдельная машина (лучше с установленной платой видеонаблюдения), так как обнаружение движения, сжатие данных, их передача и другие действия производятся силами центрального процессора. Тогда как при наблюдении временном, максимум парой камер (например, когда вы выходите из рабочего кабинета, в котором обычно мало кто появляется, или из дому в магазин, перед этим включив камеру слежения), достаточно будет и обычного домашнего компьютера.

Обозначим все же минимальные требования к персональному компьютеру, так сказать, вовлеченному в систему видеонаблюдения.

□ Объем оперативной памяти – желательно не меньше 256 Мбайт. Чем больше, тем лучше.

□ Объем жесткого диска – этот параметр зависит от того, будете ли вы хранить информацию на компьютере, передавать ее на другой носитель (сетевое хранилище или подобное) или транслировать в Интернет и т. д. Чем больше, тем лучше.

□ Порт для подключения камеры – любое устройство из перечисленных далее, имеющее видеовход и возможность подключения к камере, может предоставить необходимый порт: видеокарта (SVGA) или ТВ-тюнер с видео– или ТВ-входом, плата с портом USB, плата с портом FireWire.

□ Плата видеонаблюдения – желательно, но не обязательно. В случае использования такой платы вся работа по сжатию потоков данных будет выполняться на аппаратном уровне, поэтому ресурсы центрального процессора расходоваться на это практически не будут.

Конечно, желательно, чтобы компьютер и камеры были защищены от сбоев электропитания. Для этого устанавливают источники бесперебойного питания. Кроме того, специалисты советуют не использовать для систем слежения «разогнанные» компьютеры – такие машины чаще подвержены сбоям, соответственно, их надежность невелика.

Еще одна из рекомендаций, которую можно дать «строителям» системы видеонаблюдения на мощных компьютерах, – установка качественной системы охлаждения и вентиляции: работающие платы, особенно если их несколько, могут значительно увеличивать температуру воздуха в системном блоке.

Если вы устанавливаете систему видеонаблюдения на свой рабочий компьютер, вряд ли ради нее вы будете переставлять операционную систему. Поэтому пользоваться можно именно той системой, которая установлена у вас на компьютере, – практически для каждой из них (за исключением совсем устаревших) можно найти работающее программное обеспечение для видеонаблюдения. В нашем случае мы рассматриваем систему Windows XP, однако с тем же успехом можно было бы установить свое программное обеспечение на систему Linux или другие *nix-системы, подобрав необходимые для этого программы.

Считается, что файловая система NTFS гораздо лучше подходит для создания системы наблюдения. Во-первых, потому что она является более устойчивой к сбоям в работе; во-вторых, так как эта файловая система является журналируемой (впрочем, первое утверждение следует из второго); и в-третьих, так как NTFS позволяет записывать файлы очень больших размеров, что может оказаться полезным при записи больших объемов видеоинформации.

Еще один момент, на который следует обратить внимание при создании системы видеонаблюдения и настройке программного обеспечения, – длительность хранения информации. Как правило, этот параметр можно задавать программно. Либо при заполнении определенного объема памяти, либо по истечении какого-то времени можно стирать устаревшие данные, переходить к заполнению очередного раздела диска или останавливать запись.

После того как вы подготовите необходимое оборудование, можно начинать настройку программного обеспечения. Этим и займемся.

6.2. Программное обеспечение

В зависимости от того, в каком качестве будет выступать ваша система видеонаблюдения, понадобятся различные программы. Если вы хотите установить камеру для слежения в качестве дверного глазка или «видеоняни» (производное от «радионяни»), вам достаточно будет выводить изображение на экран или передавать его по локальной сети. Вовсе не обязательно при этом транслировать видео в глобальную сеть. Но если вы хотите иметь возможность наблюдать за своим домом в любой момент времени или транслировать другим людям жизнь своих аквариумных рыбок, придется иметь дело с Интернетом.

Некоторые IP-камеры поставляются в комплекте с программным обеспечением, которое можно использовать для передачи видео в Интернет (рис. 6.9). При помощи веб-интерфейса такими камерами можно управлять удаленно, изменяя размеры изображения, его разрешение и качество, поворот камеры, приближение и удаление, яркость и выбор каналов (рис. 6.10).

Рис. 6.9. Программа для видеонаблюдения, поставляемая с камерой

Рис. 6.10. С помощью веб-интерфейса можно менять различные параметры

Если же по каким-то причинам приложения из комплекта поставки вам не подходят или у вас их просто нет, можно воспользоваться альтернативными программами.

Для локального наблюдения будет достаточно установить на компьютер драйверы от вашей техники и программу типа Willing Webcam, а для хранения полученного изображения – программу SoftСam.

www.willingsoftware.com

Как написано на сайте производителя, Willing Webcam является простым, но полнофункциональным программным инструментом, разработанным для захвата видеопотока и изображений с последующим их сохранением или публикацией на сайте. Программа позволяет добавлять различные видеоэффекты к изображению, однако перед нами такая задача не стоит. Для нас важно получать и передавать видео. Willing Webcam использует детектор движения, что позволяет «разбудить» камеру при малейшем изменении обстановки. Этот детектор умеет совершать разнообразные действия, в том числе отправку электронной почты с изображением, закачку данных на FTP, включение звуковых сигналов, запуск приложений и даже отправку SMS-сообщений, и имеет функцию записи видео через определенные промежутки времени.

Основные настройки программы находятся на вкладке «Таблица опций». Чтобы все заработало так, как надо, сначала понадобится выбрать устройство, изображение с которого вы собираетесь транслировать или передавать на сайт (рис. 6.11) – веб-камеру, ее ретранслятор (в том числе и программный) или ТВ-тюнер. В подпункте «Веб-камера или устройство захвата кадров» следует выбрать DirectX или Video for Windows (рис. 6.12), а в остальных подпунктах установить те настройки, которые необходимы вам или соответствуют вашему оборудованию (рис. 6.13). Video for Windows является старым компонентом ОС Windows, DirectX – новым программным пакетом (он работает в качестве надстройки над Video for Windows, добавляя новые возможности для видео– и аудиоустройств). Режим Video for Windows не слишком загружает процессор, но некоторые функции программы используют DirectX и без него работать не смогут (например, «Аналоговое видео» – «Подключение», «Ретранслятор веб-камеры» – «Звук», «Http-сервер» – «Звук», «Режимы экрана» – «Живой» рабочий стол»).

Рис. 6.11. Выбор устройства (источника видео) в программе Willing Webcam

Рис. 6.12. Пункт «Веб-камера или устройство захвата кадров»

Рис. 6.13. Выбор драйверов

Рис. 6.14. Закачка на сервер

Здесь же, в «Таблице опций», находится и настройка функций, связанных с трансляцией видео в Интернет или на удаленный сервер (рис. 6.14). В строке Script Address необходимо указать путь к файлу wwsubmit.php (после установки программы, если вы не меняли пути, он будет находиться в каталоге Program Files/Willing Webcam/Web Pages/ HTTP Upload/PHP), который предварительно выложить туда, откуда вы планируете показывать видео. Например, вы собираетесь смотреть и показывать изображение на своем сайте с адресом http://www.somesite. com. В таком случае вам нужно выложить файл wwsubmit.php, например, в корневой каталог своего сайта и затем указать в пункте «http-закачка», «Адрес скрипта» такой путь: http://www.somesite.com/wwsubmit.php. Для работы этой страницы есть ограничения. Одно из них – тот сервер, где находится ваш сайт, должен позволять выполнение PHP-скриптов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Перед тем как начать настройку http-закачки, следует поинтересоваться, поддерживает ли сервер, на который вы планируете выкладывать видео, PHP, а также какие конфигурационные настройки он имеет. Если какие-то настройки не совпадают с теми, которые необходимы для работы видео, обратитесь к вашему провайдеру.

Если все-таки видео закачать не удастся, Willing Webcam поместит запись в файл Program Files/Willing Webcam/ww.log, откуда можно почерпнуть сведения о том, что не в порядке с закачкой. Для правильной закачки необходимо, чтобы версия PHP была старше 4.1.0. А если версия все же более ранняя, следует отредактировать файл wwsubmit.php, прежде чем закачать его на сайт, следующим образом: строки $_FILES нужно заменить на $HTTP_POST_FILES. Также следует обратить внимание на другие параметры:

□ закачка должна быть разрешена (параметр file_uploads должен иметь значение on в файле php.ini);

□ максимальный размер закачиваемого файла должен быть больше, чем размер закачиваемого файла изображения (upload_max_filesize);

□ максимальное время, выделенное для приема файлов, должно быть больше, чем время для закачки файла изображения (max_input_time).

Программа Willing Webcam, как уже говорилось ранее, имеет детектор движения. При его включении и выборе опции «Показать движение» картинка становится черно-белой, и на экране показываются лишь силуэты или моменты движения (рис. 6.15). В этом же пункте можно указывать желаемые действия при обнаружении движения: отправка сообщения по электронной почте, отправка SMS, закачка на сервер по HTTP или FTP и др.

Рис. 6.15. Детектор движения

Если сразу настроить веб-камеру не удается, в программе есть необходимый инструмент и для этого – называется он «Помощники для видеокамеры» (рис. 6.16). С его помощью можно найти существующие на компьютере видеоустройства и сохранить установки программы в виде закладок.

Рис. 6.16. Помощники для видеокамеры

Чтобы выдать через веб-браузер «живое видео», Willing Webcam использует Java-апплеты. Программа имеет интерфейсы на различных языках, в том числе и на русском, и поддерживает функции поворота, наклона и масштабирования для камер Logitech Orbit. Кроме веб-камер, программа способна работать с цифровыми видеокамерами и фотокамерами, имеющими FireWire, выходы S-Video или RCA, а также с USB-устройствами, ТВ-тюнерами и IP-камерами, имеющими возможность генерировать на выходе изображения JPEG и MJPEG.

www.softcam.com

Приложение SoftCam (рис. 6.17) интересно тем, что оно позволяет захватывать любое изображение с экрана или внешнего источника. Эта программа может «притворяться» отдельным устройством – то есть она представляет собой виртуальную веб-камеру, изображение с которой затем можно транслировать в сеть.

Рис. 6.17. Программа SoftCam

Чтобы начать работу с SoftCam, в пункте Options вы можете выбрать нужный вам транслируемый фон Default Background (рис. 6.18) – опции SoftCam Screen Picture и Stretch To Fit – и определить, куда вы будете записывать выходной файл (рис. 6.19), нажав на Browse. В качестве фона можно выбирать не только статические картинки, но даже видеофайлы. Кроме того, здесь же нужно установить устройство, с которого будет вестись захват, то есть источник видеоизображения – Default Live Video Source, пункт SoftCam Screen Capture (рис. 6.20).

Рис. 6.18. Выбор фонового изображения

Для захвата изображения следует переключить тумблеры, находящиеся вверху основного окна, в режимы Play и Live (рис. 6.21). Как только вы поднимете тумблер Live, появится рамка, которой следует охватить то изображение, которое планируется транслировать (рис. 6.22).

Рис. 6.19. Путь для выходного файла изображения

Рис. 6.20. Выбор источника видео

Рис. 6.21. Тумблеры для захвата изображения

Рис. 6.22. Изображение для захвата помещается в рамку

Эту рамку можно перемещать, удерживая мышью, растягивать или сужать, делая ее нужного размера. Получившееся в результате этих манипуляций изображение вы увидите в окне предварительного просмотра Preview.

Таким же образом можно не только транслировать видео, но и записывать файлы с помощью инструмента Preview, используя опцию Grab. Для сглаживания пикселов, то есть для улучшения изображения, в программе предусмотрена опция Smooth Filter. Правда, при включении этой опции трансляция может замедляться. Кроме того, программа позволяет размещать свой логотип на изображении (опция Titles), выбирая из имеющихся или создавая собственный.

www.webcamxp.com

Как и программа Willing Webcam, WebcamXP Pro позволяет транслировать «живое» видео (а также передачи с ТВ-тюнера) не только в Интернет, но и в локальную сеть. При этом все производимые действия для неискушенного пользователя покажутся более простыми и наглядными, чем в случае с предыдущим приложением, так как программа позволяет предоставлять доступ к веб-камере без установки на компьютер специального серверного программного обеспечения.

После инсталляции, во время первого запуска WebcamXP Pro, программа сама определит ваш IP-адрес и предложит согласиться с этим или использовать другой (рис. 6.23). Далее программа проведет тест и, если что-то пойдет не так (например, если ваша локальная сеть настроена при помощи маршрутизатора и постоянного внешнего IP-адреса компьютер не имеет), предложит перенастроить маршрутизатор или брандмауэр (рис. 6.24).

Пройдя начальные шаги, вы можете выбрать язык интерфейса (рис. 6.25), в том числе и русский.

Рис. 6.23. Начальная установка IP-адреса

Рис. 6.24. Тест на правильность IP-адреса

Чтобы начать настройку для трансляции видео, необходимо выбрать источники сигнала во вкладке Sources monitor (их может быть несколько). Там же можно выбрать и источники аудиосигнала. Делается это нажатием правой кнопки мыши на одном из маленьких экранов и выбором нужных устройств в выпадающих списках (рис. 6.26).

Как только веб-камеры будут выбраны, трансляцию можно будет увидеть как на вашем компьютере, введя в адресную строку браузера http://localhost:8080 (рис. 6.27), так и в локальной сети – по запросу, соответствующему локальному IP-адресу вашей машины с указанием порта 8080 (например, http://192.168.1.3:8080/, где 192.168.1.3 – адрес локальной машины). Если никаких проблем с настройкой IP-адреса не появлялось, то трансляцию с веб-камеры можно будет сразу же увидеть и через Интернет (в нашем примере это адрес http://91.124.98.115:8080/).

Рис. 6.25. Выбор языка

Рис. 6.26. Выбор камеры

Рис. 6.27. Локальная интернет-страница с изображением с веб-камеры

Рис. 6.28. Настройка IP-адреса и других сетевых параметров

Если все-таки возникли проблемы и необходимо внести изменения в сетевые настройки, сделать это можно на вкладке Web/Broadcast (рис. 6.28).

ПРИМЕЧАНИЕ

Один из вариантов выяснения IP-адреса вашей машины (если вы вдруг не знаете его) – при помощи консоли или командной строки. Для этого следует нажать кнопку «Пуск» на панели задач, а затем выбрать пункт «Выполнить» и в поле появившегося окна набрать буквы cmd (рис. 6.29), после чего нажать Enter. В появившейся консоли нужно набрать команду ipconfig и снова нажать Enter – в результате этого вы получите все сетевые настройки, в том числе и IP-адрес (рис. 6.30).

Рис. 6.29. Выполнение команды

Рис. 6.30. Результат работы команды ipconfig

Если, однако, ваша локальная сеть настроена через маршрутизатор, скорее всего, вы увидите лишь локальный IP-адрес. Внешний IP-адрес можно будет узнать, обратившись к настройкам модема.

При необходимости видеопоток можно перенаправить по FTP или HTTP на удаленный сайт. Здесь же есть выбор, в каком виде передавать видео – при помощи изображений формата JPEG или при помощи одной из технологий: Flash, Java или JavaScript.

Программа WebcamXP Pro имеет также детектор движения, который настраивается на вкладке Motion detector (рис. 6.31). Здесь можно выбрать действия в случае обнаружения движения, а также установить чувствительность распознавания движения. Установка чувствительности необходима для того, чтобы камера не реагировала на помехи. Кроме того, здесь же можно настроить и детектор звука (рис. 6.32).

Рис. 6.31. Детектор движения

Рис. 6.32. Детектор звука

Поскольку не все трансляции предназначены для всеобщего просмотра, в программе предусмотрена возможность создания пользователей с различными уровнями доступа. Вкладка Users manager (рис. 6.33) предназначена для того, чтобы управлять настройкой пользователей и выдавать разрешения и запреты (по IP-адресам или по имени пользователя и паролю). При создании нового пользователя (рис. 6.34) можно задавать время доступа, когда страница будет доступна ему или не доступна. Кроме того, базу пользователей можно экспортировать и импортировать из файла или с сайта.

Программа WebcamXP Pro позволяет подключать до 100 веб-камер или других устройств.

Кроме перечисленных приложений, хотелось бы отметить программы Active WebCam, GOTCHA и «Кодос», которые позволяют транслировать видеопоток, Camtasia Studio, дающую возможность «захватывать» изображение с экрана, а также VIDiO Suite, позволяющую воспринимать видеокамеру в качестве веб-камеры. Все эти программы достаточно распространены и имеют множество настроек, необходимых пользователю.

Рис. 6.33. Менеджер пользователей

Рис. 6.34. Добавление нового пользователя

Отметим еще пару программ, которые могли бы оказаться полезными. Это Test My Cam и Mobicam WebCam. Test My Cam (www.testmycam.com) – программа для онлайн-проверки работы веб-камеры, этот сервис позволяет автоматически подсоединяться к вашей камере и тестировать ее работу. Mobicam WebCam (www.mobi-max.com) – программа для использования мобильного телефона в качестве веб-камеры, она состоит из двух частей: для телефона и для компьютера или ноутбука.

6.3. Применение веб-камер и особенности настроек видеопотока

Как уже было сказано ранее, видеонаблюдение в «умном доме» может пригодиться во многих случаях: для присмотра за ребенком, для слежения за входной дверью или территорией у дома, в качестве глазка, для трансляции видео из жизни домашних питомцев, а также для проведения видеоконференций и т. д. Для каждого из этих вариантов техника и ее настройки могут быть различными, так как многое зависит как от того, на каком расстоянии находится компьютер от «зрителя», то есть наблюдающего, так и от того, какие цели преследует видеонаблюдение и как долго оно будет вестись. Кроме того, большую роль играет бюджет системы: какая камера используется, будет ли приобретаться новое оборудование или можно обойтись тем, что имеется, а также каковы возможности компьютера и остальной техники.

Разберемся, что потребуется для основных вариантов создания системы видеонаблюдения в «умном доме».

Тот самый глазок, в который мы смотрим, когда к нам кто-то приходит, тоже можно сделать интеллектуальным. Конечно, вряд ли он сможет распознать, кто к вам пришел, и в зависимости от этого открыть или запереть покрепче дверь. Но зато, во-первых, при помощи такого глазка вы сможете увидеть на большом экране, кто к вам пришел, или узнать, кто приходил, когда вас не было, а во-вторых, это можно будет сделать, не вставая с места. Кроме того, «умный» глазок сможет записать все движения рядом с вашей дверью, а то и отправить вам сообщение. Так что вы будете в курсе, если во время вашего отсутствия у вашей двери будет копошиться кто-то подозрительный. А поскольку дом у нас «умный», систему можно будет настроить так, чтобы в квартире даже в отсутствие кого-либо дома после такого шевеления зазвучали голоса или залаяла собака.

Для такого глазка можно приобрести отдельное устройство (рис. 6.35), встраиваемое в дверь, или обычную достаточно дешевую веб-камеру и снять с нее корпус – получится тот же небольшой глазок. Кроме того, можно установить веб-камеру над входом или сбоку от входа в квартиру – все зависит от желания хозяина дома.

Рис. 6.35. Видеоглазок

Нужно учитывать также освещенность перед дверью. Если у вас частный дом, вы можете распоряжаться въездными воротами так, как вам заблагорассудится. Но если вы живете в многоквартирном доме, придется либо постоянно приглядывать, чтобы лампочка на лестничной площадке была достаточно яркой и постоянно горела, либо приобретать такую веб-камеру, которая сможет «видеть» в полутьме. Еще один вариант – установить инфракрасную подсветку. Если вы решите поставить не глазок, а именно камеру видеонаблюдения, то есть установить веб-камеру не в дверь, а под потолок или на стену, обратите внимание на то, чтобы прямо на камеру не падал свет. Кроме того, если вам нужен именно глазок, а не полное наблюдение за происходящим, звук вам, скорее всего, не понадобится. Да и цветная камера без надобности (кстати, черно-белые камеры не только дешевле, но и имеют более четкое изображение). Впрочем, если у вас есть веб-камера, пусть даже цветная и с микрофоном, и вы готовы сделать из нее глазок, можно остановиться и на этом.

В любом случае при установке камеры-глазка понадобится каким-то образом передавать ей электропитание. Вряд ли ваш компьютер будет находиться рядом с входной дверью (если только вы не поставите для этого отдельный монитор, но это особый разговор), поэтому нужно учесть и длину проводов. Например, если вы хотите поставить в качестве глазка веб-камеру с проводом USB, придется пользоваться удлинителем USB, а они, как правило, стоят гораздо дороже, чем даже простая IP-камера. Как правило, блоки питания для таких веб-камер должны быть рассчитаны на 12 В, однако точнее следует выяснять для каждой модели камеры.

Кроме того, чтобы объединить камеру с компьютером, потребуется кабель, свойства которого будут зависеть от самой камеры: если это USB-камера, то USB-удлинитель, если IP-камера – витая пара, а если видеокамера – такой кабель, каким она может подключаться к другой технике (например, RCA). Соответственно, и подключение будет производиться либо к USB-порту компьютера, либо к порту Ethernet (сетевой карте), либо на видеовход видеокарты или ТВ-тюнера. Еще лучше, чтобы выход веб-камеры был подключен к плате видеонаблюдения, чтобы не загружать компьютер. Впрочем, можно выбрать веб-камеру со встроенной памятью или камеру, работающую с радиосигналом (однако в последнем случае нужно будет настроить компьютер для приема сигналов Wi-Fi, а также обратить внимание на возможные помехи, в том числе и в случае использования нескольких веб-камер Wi-Fi). К слову, при использовании нескольких камер вы можете включать их в разные порты: например, одну в USB, другую в S-Video, третью в RCA.

О программном обеспечении мы уже говорили. Если в глазок вы будете смотреть только из дома, только тогда, когда в дверь звонят и запись при этом вестись не будет, можно использовать программы только для трансляции видеосигнала (любую из описанных ранее программ). Если же нужно будет вести архив записей, настраивать детектор движения, отправлять сообщения или транслировать видео в Интернет, можно воспользоваться программами Willing Webcam, WebcamXP Pro или «Кодос», а также SoftCam для «захвата» и записи видеоизображения.

Объем дисковой памяти, необходимый для записи архивов, в большой степени зависит от разрешения, цветности, возможностей самой камеры и используемой программы. Поэтому лучше выделить объем побольше, а после экспериментов уменьшить этот размер.

Устанавливая отдельный монитор для наблюдения за происходящим за дверью, нужно учитывать, что обычные мониторы VGA напрямую к камере подключить не получится. Разве только вы отыщете старый советский черно-белый монитор БК. Дело в том, что камеры дают на выходе стандартный видеосигнал, с чересстрочной разверткой. VGA-мониторы имеют построчную развертку, поэтому наверняка возникнут проблемы с их сопряжением. Вряд ли под один глазок вам захочется выделять отдельную машину, так что в таком случае лучше приобрести специальный монитор для видеонаблюдения или монитор от домофона. Их стоимость невысока, а сами они вполне компактны.