Telewizja przemysłowa CCTV (ang. Closed Circuit TeleVision) nazywana obecnie częściej monitoringiem wizyjnym, jest narzędziem umożliwiającym obserwację i rejestrację obrazu za pomocą kamer znajdujących się w pewnej odległości od obiektu. W systemach dozoru wciąż obecne są trzy rodzaje monitoringów wizyjnych - analogowy, hybrydowy oraz cyfrowy (czyli IP).
Rodzaje monitoringu wizyjnego
Najstarsza telewizja przemysłowa oparta była na systemie analogowym. Miała swoje ograniczenia - pozwalała na realizację podglądu wyłącznie w obrębie sieci lokalnej zbudowanej na kablach koncentrycznych, łączących indywidualnie kamery z rejestratorem. Obraz zapisywany był w rozdzielczości PAL/NTSC - czyli maksymalnie ok. 768×576 pikseli. Choć nie jest to wysoka jakość, tego typu systemy wciąż funkcjonują w wielu obiektach komercyjnych i przemysłowych.
Nieco bardziej zaawansowane są systemy hybrydowe. Działają one w oparciu o hybrydowe rejestratory lub serwery wizyjne IP, umożliwiające łączenie kamer analogowych z urządzeniami cyfrowymi IP i korzystające z ich funkcjonalności. W praktyce urządzenia hybrydowe po prostu konwertują sygnał analogowy na cyfrowy i umożliwiają jego cyfrowy zapis lub pozwalają na zdalny podgląd.
Najnowocześniejszym rozwiązaniem w systemach dozoru wizyjnego jest monitoring IP. Wykorzystuje on protokół internetowy IP, pozwalający na tworzenie dużych, otwartych na rozbudowę systemów przy wykorzystaniu istniejącej infrastruktury sieci LAN.
Zalet systemu IP, w stosunku do poprzedników, jest wiele. Przede wszystkim nie ma konieczności łączenia każdej kamery bezpośrednio z rejestratorem. To powoduje, że monitoring IP jest bardziej elastyczny a do tego umożliwia rozproszenie urządzeń działających w obrębie wykorzystywanej sieci i - co za tym idzie - prostą i szybką rozbudowę systemu.
Walorem jest także jakość obrazu rejestrowanego za pośrednictwem kamer megapixelowych. W tym wypadku użytkownika ogranicza właściwie jedynie wielkość matrycy i przetwornika. Powszechnie stosowane są już kamery o rozdzielczościach HD (1.0 Mpx - 1280x 720) czy Full HD (2.0 Mpx– 1920–1080). Co więcej, na rynku znaleźć można także kamery o rozdzielczościach powyżej 3.0 Mpx, które pozwalają na dokonywanie zapisu o bardzo wysokiej jakości. Tego typu urządzenia stosowane są n.in. do obserwacji obiektów magazynowych.
Składowe systemu IP
W skład systemu telewizji dozorowej CCV opartej na protokole IP, wchodzą kamery IP, rejestratory IP, switch i router.
Kamery IP nagrywają, podobnie jak kamery analogowe, jednak wyposażone są także w funkcje małego komputera. Pozwalają na transmisję obrazu w czasie rzeczywistym za pomocą sieci IP. Mogą też, dzięki wbudowanym serwerom WWW, FTP, pracować niezależnie od komputera, co umożliwia montaż w dowolnym miejscu, pod warunkiem, że ma ono dostęp do wifi.
Rejestrator sieciowy IP (ang. Network Video Recorder - NVR) służy do obsługi i zarządzania systemami monitoringu IP. To samodzielne urządzenie, które przechwytuje obraz z kamer IP pracujących w obrębie określonej sieci LAN. Rejestratory sieciowe pozwalają na podgląd i zapis obrazu a także na jego archiwizację na dyskach twardych i w chmurze. Mogą obsługiwać od 4 aż do kilkudziesięciu kamer jednocześnie, co pozwala na ich zastosowanie także w dużych systemach.
Z kolei switch przekazuje dane między elementami sieci z doborem portu przełącznika, na który dane są przekazywane. To podstawowe urządzenie służące do połączenia kilku kamer z rejestratorem i zapewniające prawidłowe funkcjonowanie systemu monitoringu w sieci lokalnej.
I w końcu router, którego zadaniem jest łączenie różnych sieci komputerowych. To swoisty węzeł komunikacyjny. Zastosowanie routera pozwala na udostępnienie obrazu na zewnątrz, za pośrednictwem Internetu a także na zdalny dostęp i zarządzanie monitoringiem, bez względu na miejsce, w którym znajduje się użytkownik. Wystarczy, że ma dostęp do przeglądarki internetowej lub aplikacji mobilnej.
Rodzaje kamer IP
Na rynku oferowana jest cała gama kamer IP. Jak w ich gąszczu znaleźć odpowiednią? Oczywiście, trzeba wziąć pod uwagę własne potrzeby, a także wymogi zabezpieczanego obiektu. Przydatne okaże się również zaznajomienie z rodzajami kamer i ich funkcjami.
Kamery tubowe (bullet) to urządzenia cieszące się największą popularnością w systemach dozoru obiektów. Wyposażone są w stały korpus oraz stopę montażową. Kierunek i zakres obserwowanego pola jest pokłosiem ich kształtu. Najczęściej stosowane są w miejscach, w których istnieje konieczność (lub takie są oczekiwania właściciela obiektu), aby nie rzucać się w oczy i nie odstraszać zawczasu intruzów.
Kamery kopułkowe (dome) zbudowane są w sposób umożliwiający dyskretną obserwację. Intruz nie wie, gdzie skierowany jest obiektyw. Dodatkowo urządzenia te posiadają zwykle wandaloodporną konstrukcję. Są dedykowane do montażu sufitowego, a zatem cechuje je większy kąt widzenia, niż ma to miejsce w przypadku kamer tubowych.
W tej kategorii można spotkać modele z szerokokątnym obiektywem - tzw. rybim okiem. Pozwala on na obserwację pola o zakresie 180 stopni. Dzięki temu często zamiast kilku, wystarczy zastosowanie jednej kamery. Najczęściej ten typ kamer instalowany jest w szkołach, centrach handlowych czy na halach produkcyjnych.
Kolejny typ kamer to kamery obrotowe (z ang. Pan Tilt - PT). Pod względem technologicznym są to najbardziej zaawansowane urządzenia spośród kamer stosowanych w monitoringu wizyjnym. Umożliwiają zdalne sterowanie obiektywem i obrotem głowicy we wszystkich kierunkach.
Kryteria doboru kamer do CCTV
Decydując się na zakup kamer do monitoringu wizyjnego, trzeba zacząć od określenia miejsca montażu. W zależności od tego, jak długo w ciągu dnia będą pracować i w jakich warunkach, należy przewidzieć konieczność wybrania właściwego współczynnika ochrony mechanicznej. Jeśli bowiem kamera będzie narażona na uszkodzenia mechaniczne, można rozważyć zakup takiej, która wyposażona została w wandaloodporną obudowę.
Istotna jest także ochrona urządzenia przed niekorzystnymi czynnikami atmosferycznymi. To kryterium dotyczy zwłaszcza kamer zewnętrznych, które poddawane być mogą opadom deszczu czy śniegu.
Niektóre urządzenia przeznaczone są do pracy ciągłej, czyli przez całą dobę 7 dni w tygodniu. Aby rejestracja obrazu była wtedy możliwa, kamera powinna posiadać oświetlenie nocne. Najczęściej są to diody IR, emitujące zakres fal podczerwonych. Aby kamery wyposażone w diody IR działały poprawnie, muszą mieć mechaniczny filtr IR-Cut odcinający światło z diod w ciągu dnia.
Obiektywy
Istotnym elementem kamer używanych w systemach monitoringu wizyjnego, są obiektywy, odpowiadające za tworzenie obrazu oraz jego transmisję. Kluczowe parametry obiektów to ich ogniskowa (rozumiana jako odległość, w jakiej od centrum optycznego obiektu powstaje jego obraz), przesłona, liczba aperturowa obiektywu (tzw. jasność obiektywu), głębia ostrości, liczba transmisyjna obiektywu, rozdzielczość, ostrość, kontrastowość.
Obiektywy mogą być mini, stałoogniskowe, manualne i obiektywy auto iris.
Rejestratory cyfrowe
Urządzenia pozwalające na nagrywanie wideo w formacie cyfrowym to rejestratory cyfrowe. Zapis obrazu następuje w formacie cyfrowym na dyskach twardych lub innych mediach. Najnowsze rejestratory cyfrowe pozwalają na budowę monitoringu w oparciu o siatkę kamer. Obrazy i dźwięki mogą być przechowywane na popularnych nośnikach takich jak CD, DVD lub urządzeniach z wejściem USB. Z kolei podgląd i archiwizacja zdarzeń jest możliwa za sprawą wykorzystania sieci LAN, WAN lub za pośrednictwem Internetu.
Oczywiście rejestratory, podobnie jak kamery, mogą być także analogowe i hybrydowe. Zaletą analogowych jest bez wątpienia kompatybilność ze wszystkimi producentami kamer analogowych. Walorem jest też to, że filmy zajmują małą część dysku nagrań.
I w końcu rejestratory skierowane dla kamer sieciowych IP. W niektórych modelach znaleźć można wbudowany switch PoE, pozwalający na zasilanie kamer z komputera.
Kamery hybrydowe obsługują technologię kamer IP z kamerami analogowymi. Mogą mieć 4, 8 i 24 kanały. Dostępne są także rejestratory trybrydowe, obsługujące 3 rodzaje technologii - kamer analogowych, HD-CVI i AHD.
Wybierając rejestrator do CCTV należy wziąć pod uwagę ilość obsługiwanych kamer (najczęściej istnieje możliwość podłączenia 4,18 lub 16 kamer). Warto zawczasu pomyśleć o tym, czy w przyszłości system ten nie będzie rozbudowywany.
Istotny jest także format kompresji obrazu - np. MPEG-4, MJPEG oraz H.265 i H.264 (najlepszy).
Prędkość nagrywania to kolejne kryterium doboru. Ilość klatek na sekundę jest uzależniona od rozdzielczości. Wybór uwzględniać powinien przeznaczenie monitoringu. Przydatne są także dodatkowe funkcje, takie jak detekcja ruchu, możliwość podglądu przez sieć LAN, port USB, wyjście VGA, harmonogram, a także szereg trybów zapisu (m.in. wg timera, praca ciągła, z detekcji ruchu czy też z wyjść alarmowych).
Podsumowanie
Systemy telewizji dozorowej CCTV są bardzo ważnym elementem systemów zabezpieczenia życia i mienia. Niezwykle istotna w tym względzie jest rejestracja obrazu, która - aby zapis z urządzenia pozwalał na identyfikację intruza - powinna być oparta o kamerę i rejestrator o najlepszej jakości zapisu. Zarejestrowany obraz powinien być czytelny i szczegółowy. Może być zapisany w kolorach czarnym i białym, może też stać się kolorowym zapisem.
Najważniejsze kwestie, które należy rozstrzygnąć przed wyborem rejestratora dotyczą szczegółowości zapisu - czy ważne są detale, czy tylko ogólny obraz, funkcjonalności sprzętu - czy posiada podstawowe czy rozszerzone oprogramowanie oraz ilość kamer podłączonych do rejestratora - od tego zależy, jaką powinien mieć moc.
Damian Żabicki
Dziennikarz, analityk specjalizujący się w tematyce technicznej i przemysłowej
