Видеонаблюдение на большие расстояния. Видеонаблюдение на расстоянии

31.03.2019

Как описывалось в Блоке 7, мощность представляет собой коэффициент проделанной работы (например, насколько быстро ученик может нести рюкзак, нагруженный книгами весом 15 фунтов, вверх по лестнице). Мощность также может пониматься как коэффициент преобразования энергии (например, насколько быстро ученик может преобразовать химическую энергию мышц в механическую энергию для подъема рюкзака вверх по лестнице).

Передача мощности определяется как передача энергии из источника ее генерирования или хранения в точку ее рабочего применения. Посмотрите на электричество: электрическая энергия хранится в батарее, затем передается по проводам к электромотору, где преобразуется в механическую энергию работы.

Механическая мощность может быть передана на большие расстояния различными способами. В данном блоке основной акцент будет сделан на передачу механической энергии в форме вращательного движения (например, если присутствует ввод от стороны вращения при определенном крутящем моменте, мощность которого необходимо преобразовать в другую форму на выходе).

Ось передает движение от точки к точке по оси движения. Одним из распространенных примеров этого процесса является ведущая ось автомобиля. В осях мощность передается через шпонки, шлицы и многоугольные оси.

В VEX в качестве элемента системы движения используются четырехсторонние многоугольные (квадратные) оси. Это означает, что ось будет передавать крутящий момент непосредственно к любому элементу с квадратным отверстием, соответствующем форме оси. Квадратная ось имеет скругленные грани, что позволяет использовать ее также в конструкциях с круглыми отверстиями.

Еще одним способом передачи механической мощности являются зубчатые передачи (ЗП). Существует множество различных зубчатых передач, часто встречающихся в мире.

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Наиболее распространенным типом передач являются цилиндрические прямозубые передачи. Когда люди думают о передачах, они представляют именно их.

Цилиндрические прямозубые шестерни передают движение между двумя валами, вращающимися параллельно друг другу. Эти шестерни характеризуются формой зубьев, расположенных прямо и параллельно оси, на которой вращаются. Эти основная форма передачи механической мощности в системе проектирования VEX Robotics Design System. Помимо прочего, цилиндрические прямозубые передачи встречаются практически во всех существующих в мире механизмах, от автомобилей до механизмов, открывающих лотки DVD-плееров.

КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Конические шестерни имеют форму конуса и передают мощность между валами, оси движения которых пересекаются.

Конические передачи могут передавать мощность между валами при разных углах, но наиболее распространенным типом конической передачи является передача с углом 90 градусов, как показано в примере выше.

КОРОННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Коронные шестерни представляют собой разновидность конических шестерен, где зубья располагаются перпендикулярно торцу шестерни.

Коронные шестерни могут зацепляться с коническими и цилиндрическими прямозубыми шестернями (как показано в примере выше) таким образом, чтобы движение передавалось между валами с пересекающимися осями вращения..

ЧЕРВЯЧНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Червячные передачи всегда состоят из червячной шестерни (червяка) и червячного колеса, зацепляющихся друг с другом для передачи мощности между перпендикулярными валами, оси вращения которых располагаются на удалении друг от друга.

Червячная шестерня по форме напоминает винт. При вращении она поворачивается, зацепляясь с червячным колесом. Данный тип парной передачи используется для создания большого механического преимущества в пределах малого пространства. В этой парной передаче, червячная шестерня может направлять червячное колесо, но червячное колесо не может управлять движением червячной шестерни. Поэтому червячные передачи полезны в механизмах, где необходимо исключить возможность обратного хода.

КОСОЗУБЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ:

Косозубые шестерни напоминают по форме цилиндрические, но их зубья закручены по форме спирали. Эти шестерни могут использоваться для передачи мощности между двумя параллельными либо между двумя перпендикулярными не пересекающимися осями движения.

ЭПИЦИКЛИЧСКИЕ (ПЛАНЕТАРНЫЕ) ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Комплект эпициклических, или планетарных, шестерен состоит из одной или нескольких планетарных шестерен (Planet), вращающихся по шестерне внешнего кольца и приводимых в движение центральной шестерней (Sun). Перемещаясь, планетарные шестерни обычно одновременно двигают водило планетарной передачи.

Интересно то, что планетарные передачи могут использоваться несколькими способами, при этом разные шестерни будут выполнять функции входов и выходов. Например, центральная шестерня (Солнце) может использоваться в качестве входа, а водило - в качестве выхода, если кольцевая шестерня находится в неподвижном положении, либо кольцевая шестерня может использоваться в качестве входа и центральная - в качестве выхода, если водило находится в неподвижном положении. Суммарное механическое преимущество планетарной передачи изменяется в зависимости от используемой конфигурации.

РЕЕЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ:

Реечная передача - это передача, монтируемая на прямой рейке таким образом, чтобы при приложении крутящего момента со стороны цилиндрической шестерни (шестерни зубчатой рейки) она перемещалась линейно.

Реечные передачи часто используются для преобразования вращательного движения в линейное движение. В автомобилях данный тип передач используется для преобразования вращательного движения рулевого колеса в линейное движение влево и вправо для управления направлением движения автомобиля. Поэтому тип управления автомобилем называется «реечным».

В соревновательной робототехнике существует множество применений реечной шестерни для создания линейных исполнительных механизмов для приводов.

Удаленный доступ к камерам видеоконтроля может быть беспроводной или проводной. В первом случае используются GSM, Wi-Fi сети. Во втором – либо аналогичные.

Принцип работы

Проводная связь является надежной, так как устойчива к помехам извне (гроза), но требует материальных затрат для прокладки проводов.

При видеонаблюдении на больших расстояниях оправдано применение беспроводной связи. Она может использоваться в труднодоступных местах, где нет телефонных линий и точек доступа в Интернет, единственный выход – использование сотовой связи.

В этом случае к оператору сотовой связи подключаются по протоколу доступа в Интернет GPRS или EDGE и выделяется IP-адрес. Скорость передачи данных 5 кадров в секунду при разрешении картинки 704×576 px.

Доступ в Интернет по выделенному каналу или телефонной линии по технологии ADSL удобен в местности, имеющие развитую систему телекоммуникации, что значительно удешевляет получение видеосигнала.

Для сохранения конфиденциальности получение информации с камер через сети Internet, доступ к видеосигналу защищается паролем. Он может быть многоуровневый, чтобы обеспечить разным лицам доступ только к определенной части камер видеонаблюдения.

Камеры видеонаблюдения

На рынке представлен большой набор видеокамер для осуществления открытого, малозаметного и скрытного наблюдения.

Открыто камеры устанавливаются на улице, месте парковок и входе в здание. Малозаметные камеры, защищенные сферическим куполом, применяют в офисе, квартире, торговом зале.

Камера Beward N1250, имеет компактные размеры, встроенный Wi-Fi модуль, высокочувствительный сенсор, позволяющий получить четкое изображение даже в условиях пониженной освещенности. Она снабжена встроенными датчиками движения и светодиодной подсветкой, используемой в темное время суток.

Подключение к беспроводной сети происходит с использованием протокола WiFi IEEE 802.11 b/g, сигнал со всех камер попадает на роутер, просмотр изображения происходит через любой Web-browser. Вы можете просматривать изображения с 32 IP-камер, программное обеспечение входит в комплект поставки.

Нужно помнить, что камера с встроенным Wi-Fi модулем стоит в 1,5 раза дороже обычной модели.

Эта камера идеально подойдет для беспроводной , жилых помещениях, общественных зданиях.

Проводные видеокамеры

Это самый дешевый, высокоскоростной удаленный доступ к видеокамерам.

Сигнал от камер видеонаблюдения по проводам попадает на с доступом в Интернет. Можно установить сетевой роутер, он собирает информацию со всех камер и транслирует изображение в Интернет.

Видеокамера Polyvision PN20-M1-B3.6IR-IP бюджетная, малогабаритная уличная камера, и ИК-подсветкой до 20 метров, есть детектор движения и автоматический баланс белого.

Универсальная камера DS-2CD812PF-W фирмы Hikvision работает с проводной и Wi-Fi связью, а модель Sony Super HAD CCD кроме работы с проводной связью может вести запись на установленную флэш-карту. Работа камеры схожа с работой видеорегистратора.

Модульные (бескорпусные) камеры используются для скрытого наблюдения. Она состоит из двух частей, объектива и отдельно видеоплаты. Объектив легко замаскировать под детали окружающей обстановки, провода от него идут к .

Камера SPYMAX SCM-422 имеет угол обзора 60 градусов и автодиафрагму, дает четкую картинку и используется внутри помещения.

Прежде всего, светочувствительность, которая есть у камеры при минимальном освещении. Она измеряется в Люксах (светочувствительные камеры от 0,05 до 0,1).

Если вы планируете сделать камеры незаметными, этот фактор имеет значение, так как ИК-подсветка обнаруживает себя.

Размер матрицы камеры, от которой зависит четкость картинки. Он может быть 1/2”, 1/3”, 1/4”. Тем больше физический размер, тем четче изображение.

Применение видеонаблюдение на больших расстояниях позволяет эффективно осуществлять контроль ведения бизнеса, получать информацию в реальном времени о том, что происходит у вас дома, обеспечивать безопасность персонала и близких людей.

И вспомогательные аксессуары. Не стоит забывать о проводах, по которым передается сигнал. Обычно в дешевых наборах ими являются . Для работы с видео материалами такой тип провода подходит идеально. Объясняется это тем, что сигнал при его эксплуатации не рассеивается из-за специфического сечения в виде экранированной обмотки. В результате потерь в качестве передаваемой картинки не бывает вообще.

Для небольших объектов такие системы полностью подходят, ведь стоят они сравнительно дешево и предоставляют хорошую функциональность. Но при увеличении масштабов объекта возникают серьезные проблемы. В первую очередь речь идет о процессе передачи сигнала, ведь при расстоянии более 200 метров стандартное оборудование перестает быть эффективным. На помощь приходят специфические устройства, такие как передатчики, приемники, усилители и видеотрансмиттеры.

Передача данных на большое расстояние

Когда расстояние переваливает за 120 метров обычный коаксиальный кабель уже не подходит , поэтому на смену ему приходит . Посредством такого типа провода можно беспрепятственно осуществлять передачу информации, в том числе видеофайлов. Витая пара подойдет и для онлайн трансляции происходящего , а значит, с ее помощью можно создать полноценную систему безопасности.

Ярким преимуществом такого типа кабеля также является низкая стоимость его прокладки. Как показывает практика, установка коаксиального провода на большие расстояния очень дорого обходится, а с витой парой проблем данного рода не возникает. Некоторые люди убеждены, что идеальным вариантом является отладка связи посредством радиоканала. Этот метод действительно хорош, ведь он не требует вообще никаких коммуникационных сетей, но люди забывают о том, что максимальная дальность передачи информации в таких системах не превышает 100 метров. И то цифра указана с учетом установки антенн повышенной мощности.

Рис.2 Коаксиальный кабель F690Bx0.75 power

Типы приемо-передатчиков сигнала

Как мы уже поняли, работоспособность на большом расстоянии напрямую зависит от приемо-передатчиков сигнала. Основная их классификация сводится к активности или пассивности функционирования. Мощность, дальность передачи и другие характеристики отходят на второй план.

Пассивные приемо-передатчики считаются простым и дешевым оборудованием. Они устанавливаются в цепи как рез между камерой и монитором, на который выводится картинка. Если длина кабеля превышает 200-250 метров, эффективность использования пассивных устройств начинает резко падать. Объясняется это снижением амплитуды сигнала по мере его прохождения по проводу. Соответственно возникает необходимость в усилителях, которые и называются активными. Кстати, техника подобного типа строго разделяется на приемную и передающую.

Активные устройства делают возможной передачу видеоматериалов на расстояние 2000 метров и больше. Также бывают системы, в которых принимает сигнал пассивное оборудование, а передает активное. Дальность функционирования их не превышает 1000 метров, но для большинства задача этого хватает. Смысл такого тандема сводится к удешевлению техники и прокладки проводов.

Активная аппаратура имеет ряд преимуществ в сравнении с пассивной. Среди них стоит выделить отличную помехоустойчивость, возможность использования оптоволоконного кабеля, высококачественных аналоговых видеокамер, защита от скачков напряжения, быстрая настройка, возможность со временем перейти на прогрессивную IP-систему.

Рис.3 Кабель витая пара UTP 5e

Характеристики передатчиков

Передатчики имеют ряд характеристик, определяющих возможности их применения. В первую очередь это количество поддерживаемых каналов . Стандартные устройства пропускают только один видео и один аудио сигнал. В то же время есть модели, которые поддерживают до четырех и больше каналов. Если по периметру объекта расположено много камер, то подобное оборудование становится действительно полезным.

Для многих определяющим фактором выбора техники будет дальность передачи информации . Большинство современных устройств смогут обеспечить нормальное функционирование системы на расстоянии до 2500 метров, но при условии отсутствия помех. Кстати, всегда стоит обращать внимание на зависимость качества сигнала от дальности его передачи. Некоторые производители амбициозно указывают заоблачные цифры в документации к аппарату, забывая сказать, что разобрать что-либо на экране монитора при этом будет невозможно.

Остальные характеристики уже не столь важны, хотя, конечно, возможность подключения к квадратору или DVR лишней не будет. Также полезна регулировка уровня передачи. Если оборудование будет использоваться на улице, с особым вниманием нужно изучить допустимые температуры и влажность, при которых передатчик будет нормально работать. Не лишней будет возможность настройки яркости и резкости. Габаритные размеры особой роли не играют.

Выводы

Передача видеосигнала на большие расстояния вполне реальна. Для этого потребуется сменить коаксиальный кабель на витую пару, а также внедрить в систему приемо-передатчики. Эти небольшие и сравнительно недорогие устройства позволят транслировать сигнал на расстояние до 2500 метров. Самому осуществить прокладку таких цепей может быть трудно, поэтому лучше обратиться за помощью к специалистам. После этого контроль периметра даже особо крупных объектов не будет проблемой.

Надеюсь, все помнят проблему последней мили, которая активно решалась в начале нулевых? На сегодня этот вопрос считается закрытым, но… Например я. Живу сейчас частном секторе. Есть один-единственный провайдер с постоянными глюками, ремонтами оборудования, перенастройкой сервера, обрывами и перетягиваниями кабелей (чтоб вы понимали – по улице идет обычная витая пара для внутренних работ) и так далее. Никакой другой поставщик услуг не хочет вести к нам свои коммуникации, поэтому с нормальным интернетом огромнейший … напряг.

Мне в этом плане легче – одно время я имел отношение к телекому, и мне окольными путями за некоторые деньги прямо в дом прокинули оптику. А с другой стороны подключили к одному из нормальных провайдеров с неплохим тарифом. Итог: реальных 100 Мб/с за сравнительно небольшую абонплату. И как нормальный человек, я решил сделать хорошо своим соседям. Поэтому приобрел MikroTikRB2011UAS-2HnD и начал раздавать интернет. Всего у меня 3 подсети: моя, для соседей (проводная) и тестовая с виртуальной точкой доступа.

В общем, близлежащие три дома в радиусе до 100 м. получили интернет, люди довольны, но периодически ко мне обращаются соседи, живущие дальше с просьбой подключить и их. Особенно достал один парень, дом которого находится на расстоянии около 300 м. по прямой, да еще и через дорогу. На фото его дом указан стрелкой:

Я предлагал ему приобрести оборудование Ubiquiti из серии NanoStation и организовать радиоканал, но его смущала стоимость. Еще более матерые устройства имеются в продаже и не являются редкостью, но это уже для промышленных масштабов и для бизнеса, а не для нашей локальной частой затеи.

Когда вселялся в эту квартиру, планировал установить спутниковые тарелки, поэтому установил вот такую мачту возле дымохода. Ее и планировал использовать для монтажа радиооборудования. Но вернемся к нашему вопросу.

В конце концов сосед решился, и поручил мне поиски. Основное условие – легкость установки и демонтажа . Ведь и у него, и у меня это временное жилье и нет смысла серьезно решать вопрос.

Кстати, были варианты купить направленную Wi-Fiантенну, но это не выход: мало ли сколько и какого оборудования сосед захочет подвесить на него. Поэтому только бридж: одна антенна транслирует инет, вторая подключается к компу или WAN-порту роутера, а к нему уже цепляется все, что угодно.

Две абсолютно идентичные картонные коробки без опознавательных знаков и наклейками, на которых какие-то иероглифы и МАС-адресами.

Внутри сами девайсы, инструкция на китайском и английском (английская по качеству выглядит как плохая ксерокопия с ксерокопии)

В комплекте два хомута для крепления к мачте

И блок питания на 12В с обычным штекером. Тут китайцы немного дали маху – длина провода всего 1,5 м., а РоЕ не предусмотрен в принципе

Если бы было РоЕ, я бы запитал оборудование прямо с Микротика и не было бы никаких проблем.

С тыльной стороны точки доступа есть кронштейн с проушиной для крепления к трубе

А также панель со светодиодными индикаторами: наличия питания, сети, Wi-Fi и уровня сигнала

Все провода подключаются к разъемам под съемной крышкой в нижней части девайса, которая фиксируется защелкой. Кроме того, там есть выламываемые заглушки для подведения проводов. К сожалению, никаких резиновых уплотнителей для защиты хотя бы от пыли не предусмотрено.

Под крышкой, в глубине корпуса расположены кнопка RESET, панель DIP-переключателей, с помощью которой настраивается режим работы оборудования и IP-адрес, порт Ethernet и разъем питания

Теперь перейдем непосредственно к девайсу и его настройке.
Основные характеристики бриджа:
CPU: AR9344
DDR: 64MB
Flash: 8MB
RF Power: 802.11 a/n, 23dBm±1dBm
RX: - 96dBm
Направленная антенна: 8DBI, 11a/n
Рабочий диапазон: 5ГГц
Максимальная дальность: 1км.
Температура эксплуатации: -10…+60ºС

Оборудование может работать в двух режимах:
1) точка доступа (АР)
2) приемник для подключения по беспроводному каналу и трансляции сигнала на порт LAN (СРЕ)

Настройка режима осуществляется простым изменением положения DIP-переключателя

А вот дальше начинается самое интересное: настройка IP-адресов для линка двух таких девайсов. Традиционно, это делается через веб-интерфейс. Но здесь китайцы пошли по пути с одной стороны, упрощения, а с другой – усложнения процедуры. Хотя, как на это посмотреть.

Итак, у нас есть две группы переключателей, отвечающих за настройку IP-адреса. По умолчанию, айпишники сразу прописаны серыми, т.е. 192.168.ххх.ххх. Пользователь может изменить только подсеть (переключатели 2, 3, 4), причем выбрать можно одну из восьми предустановленных (101 … 108) и идентификатор (переключатели 5 и 6) в диапазоне от 2 до 5. Все.

По утверждению друзей из Поднебесной, да и исходя из вышеуказанного ограничения по количеству IP, к одной точке доступа можно подключить до 4-х приемных устройств.

Что еще из нюансов: АР не транслирует имя сети, пароль для линка между устройствами предустановлен на заводе и вводить его не требуется. Но в таком случае, если где-то в моем районе появится еще одна такая же ноунеймоская китайская штука, то пользователь может спокойно подключиться к инету через точку доступа. Нужно будет только поиграться с установкой DIP-переключателей, и подобрать соответствующий айпишник. Мне, допустим, такаю ситуация не грозит, потому что у меня Микротик, и все лишнее закрыто и запрещено.

Возвращаемся к нашим девайсам. Все манипуляции, которые нужно я произвел, в тестовую подсеть включил точку доступа и свой ноут. Второе устройство было отдано соседу. Он его закрепил, включил в свой комп, подключил электричество и стал ждать)) Поскольку между нами прямая видимость, то направление друг на друга было выставлено без проблем. За происходящим я наблюдал через Winbox, с компа, включенного в мою домашнюю сеть.

Итак, девайс, который остался у меня получил айпи 192.168.88.13 (МАС CC:22:37:A0:02:40), а девайс соседа 192.168.88.14 (МАС CC:22:37:A0:02:15). Это данные из ARP-таблицы

Причем, здесь обнаружилось несовпадение МАС на наклейке (CC:22:37:A0:02:13) одного из девайсов с реальным (CC:22:37:A0:02:15). DHCP-сервер отработал без проблем, компьютер соседа получил айпишник из тестовой подсети.

Я открыл ему доступ в интернет и попросил немного посерфить. Вот скрин его активности

Повторюсь, расстояние по прямой около 300 м. По радиоканалу пингик соседскому компу бегают превосходно, а точка доступа не пингуется вообще

Естественно, мне стало интересно, какая скорость передачи данных через бридж. Это я проверил с помощью утилиты NetStress:

Как видно на скриншоте, китайское оборудование стабильно выдает 20 Мб/с, что отнюдь неплохо. Поскольку это его максимум - такое ограничение по скорости я установил и для своего очередного абонента. Этого вполне достаточно для серфинга, он-лайн игрушек, просмотра фильмов и быстрого скачивания файлов.

В характеристиках километр, но как обычно это «китайский» километр и не указано, какая скорость может быть на краю этого километра (очевидно, «никакая»).

Вот уже с недельку товарищ имеет нормальный, стабильный доступ к сети и это в условиях зимы с метелями. Задача решена и теперь осталось узнать, сколько времени выдержат эти девайсы в наших условиях. Зимние морозы пережили, впереди летняя жара!

Если заинтересовали устройства, то под спойлером купон на скидку.

Достаточно часто возникает необходимость осуществлять видеонаблюдение на больших удалениях от контролируемого объекта. Причем расстояния могут быть от нескольких сот метров до десятков и сотен километров. Скажу сразу, принципиального значения это не имеет. Вопрос только в том, каким образом организовать систему видеонаблюдения.

Среди задач, требующих передачи видеосигнала на значительные расстояния можно выделить следующие:

контроль за дачей, загородным домом, квартирой;
видеонаблюдение на протяженных периметрах ;
контроль больших территорий .

В первом случае речь идет о расстояниях, на которые можно передать сигнал исключительно с помощью интернет технологий, как наиболее доступных массовому пользователю. Два оставшихся варианта могут использовать проводную или беспроводную передачу данных по специально выделенным для этого каналам связи.

Следующий момент - какую видеокамеру можно использовать для дальнего видеонаблюдения аналоговую или IP?

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ НА РАССТОЯНИИ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

Если говорить про организацию видеонаблюдения на расстоянии через интернет, то при использовании ВИДЕОРЕГИСТРАТОРА можно применять и аналоговые и IP камеры. Проводной интернет предоставляет для этого множество возможностей и вариантов.

Поскольку тема интернет видеонаблюдения становится все более популярной, наряду с "классическими" вариантами подключения появляются всевозможные сервисы удаленного доступа к системам видеоконтроля. Из наиболее популярных стоит отметить:

С ними вы можете ознакомиться, перейдя по указанным ссылкам. Каждый из этих способов позволяет осуществлять беспроводное подключение, но, повторюсь - как правило, скоростей беспроводного интернета для построения полноценной системы видеонаблюдения не хватает.

В заключение - небольшой кейс из собственного опыта.

Беспроводной интернет для дачи.

Сразу скажу - устанавливать у себя на даче видеонаблюдение через интернет не собирался. Но поскольку удаленный доступ к сети мне был нужен для других целей я:

уточнил место расположения ближайшей базовой станции, направление и расстояние до нее (4-5 километров, кстати);
приобрел репитер с направленной антенной;
все это дело установил и измерил скорости 3G интернета.

Результат: средняя скорость на прием 2-3 мегабита/сек, на передачу - больше 1 Мбит/сек не поднимается. Чаще 300-500 кбит/с.

Таким образом, не вижу смысла даже пробовать установить хотя бы одну камеру. Конечно, 1 кадр в секунду я увижу, но не более того. К тому же скорость передачи данных нестабильна.

* * *