Как выбрать корпус камеры?

Выбор характеристик корпуса необходим для защиты камеры от внешних воздействий. Зачастую тип и параметры корпуса выбирают ещё до того, как начинают выбирать параметры объектива, матрицы и функции процессора. Обсудим типы корпусов; степень пыле-влаго защиты, а также степень защиты от внешних воздействий; исполнение для взрыво- и пожароопасных зон; параметры ИК-подстветку, а также типы питания камер.

Типы корпусов камер

Основные виды корпусов следующие:

• box («корпусные»);

Классический корпус камеры без установленного объектива, кожуха и кронштейна. Раньше были очень распространены, сейчас встречаются редко. Применяют в случаях, когда требуется нестандартный объектив или кожух / термокожух.

• bullet («цилиндрическая»);

Уличная камера «все-в-одном»: камера + объектив + термокожух + кронштейн. Наиболее распространенный корпус для установки на улице на сегодняшний день. Главное достоинство — простота монтажа и настройки. Предполагает демонстративное наблюдение. Наличие козырька защищает от прямой засветки солнцем в течении дня, а также частично — от попадания на объектив осадков. Часто имеет встроенную ИК-подсветку.

• dome («купольная«);

Как правило используется как внутренняя камера (хотя по температурному диапазону может подходить и для уличной установки). Также как и bullet — имеет встроенный объектив и корпус в виде купола, что зачастую позволяет скрывать направление съемки. Удобна для монтажа на подвесной потолок типа «армстронг» и подобные — что привело к распространению такого типа камер для офисных помещений. На улице применяются редко — из-за невозможности применить козырек (для большинства моделей) для защиты от прямой засветки солнцем. Проблемой также является попадание на купол влаги — она существенно ухудшает обзор, особенно в ночное время при включенной ИК-подстветке.

• wedge («плоский купол»)

Вариант купольной камеры, как правило миниатюрной и «вандалостойкой», бывает также в вибростойком исполнении, сертифицированные для применения на ж/д по EN50155. Применяются на транспорте, в местах с ограниченным пространством (например низкими потолками на техническом этаже или в подвале).

• eyeball / turret («глазное яблоко»)

Вариация купольных камер, только без купола 🙂 Как правило недорогие камеры, удобные для монтажа. Основная идея — упрощение установки за счет отсутствия необходимости снимать купол для регулировки поворота и наклона, настройки фокуса и т.п.

• cube («кубическая«, «мыльница»)

Камера со встроенным объективом, корпусом, кронштейном для монтажа на стену / потолок. Часто имеет встроенный датчик движения, микрофон и динамик. Такой тип камер очень удобен для контроля точек продаж — камера выглядит опрятно, не бросается в глаза, ее можно установить на стену рядом с кассовой зоной или зоной выдачи товара на небольшой высоте — и получить хороший ракурс съемки и разборчивую запись звука (за счет близости к источнику звука).

• speed dome (скоростная поворотная купольная камера)

Классическая высокоскоростная поворотная камера в купольном исполнении. Применяется в случае необходимости изменять зону обзора, использовать zoom. Эффективен либо для ситуационного наблюдения — с постоянным управлением оператором. Либо в связке со стационарными камерами, радаром, в составе интегрированной системы безопасности (например для охраны протяженных периметров) либо с применением видеоаналитики (автоматическим слежением за целью и др.).

• pinhole / modular (скрытая, выносной объектив, модульная)

Это камеры, объектив которых вынесен за пределы самой камеры. Используются для скрытой или малозаметной съемки. Могут иметь законодательные ограничения на применение.

Кроме того, часть камер имеют общее обозначение, но оно не связано с типом корпуса:

• PTZ («поворотная»)

Поворотные камеры могут быть не только speed dome. PTZ — это аббревиатура от панорамирования, наклона и зума (pan, tilt, zoom), которая описывает возможности управления камерой. 

• fisheye (камеры с объективом «рыбий глаз») / panoramic («панорамная»)

Это все камеры с сверхширокоугольным объективом, фокусное расстояние как правило от 1 до 2 мм. За счет огромной дисторсии имеют характерную картинку «рыбьего глаза». Используются для обзорного наблюдения без мертвых зон. Для удобства эксплуатации процессор таких камер может выполнять т.н. «деварпинг» (Dewarping) — развёртка сферических изображений в плоские. Применяются в магазинах, на складах.

• multisensor («мультисенсорная«)

Это камеры, объединяющие под одним корпусом несколько объективов и матриц. Общий процессор позволяет формировать единый поток с камеры. Применяются как альтернатива панорамным и fisheye камерам без негативного влияния на изображение дисторсии. Применяются на железнодорожных вокзалах, на станциях метро, на площадях, на стадионах, на автостоянках. 

• thermal (тепловизионная)

Это тепловизоры. Про них мы поговорим как-нибудь в другой раз.

Пыле-влаго защита IP

Степень защиты IP (International/Ingress Protection Rating) — классификатор степеней защиты, регламентирующий проникновение посторонних объектов — пыли и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).

Наиболее распространенные значения для камер наблюдения — IP65, IP66, IP67. Такие камеры подходят для установки вне помещений.

Степень защиты от внешних механических воздействий IK

IK-код — это международная числовая классификация степеней защиты, обеспечиваемых корпусами электрооборудования от внешних механических воздействий. Он определяет устойчивость оболочек (корпусов) электрооборудования к механическим воздействиям (удары).

На практике чаще всего встречаются классы защиты IK08, IK09, IK10. Такие камеры, как правило, подходят для установки в местах, где есть необходимость защиты от вандализма и намеренного вывода камеры из строя преступниками.

Исполнение для взрыво- и пожароопасных зон

Взрывозащита — комплекс средств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию оборудования в местах, в которых существует опасность взрыва газа или пыли; предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва, обеспечивающие сохранность материальных ценностей.

Технический регламент — ТР ТС 012/2011 “О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».

Маркировка по взрывозащите имеет вид 1Ex d IIC T5/T6 Gb, где:

• 1 — уровень взрывозащиты (уровень 1 – взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность)
• Ex — знак соответствия стандартам;
• d — вид взрывозащиты (оборудование предназначено для категории взрывоопасной смеси I для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана и смеси II; для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и пыли);
• IIC — категории взрывоопасных смесей (к категории II относится оборудование, применяемое для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и пыли);
• T3/Т6 — температурный класс (категории взрывоопасности смеси детализируются в зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей; температура самовоспламенения взрывоопасной среды для класса T5 – свыше 100 °С, для T6 – свыше 85 °С);
• Gb — Знак уровня и группы взрывозащиты (Gb — степень обеспечиваемой защиты – Высокая)

Агрессивные среды (морской климат, температура, радиация)

Как правило, для защиты от неблагоприятных воздействий окружающей среды в условиях морского климата, химических производств и прочих агрессивных сред; для работы на объектах с повышенным радиоактивным фоном; для использования на промышленных предприятиях в условиях «горячих цехов» и при экстремально низких температурах крайнего севера — применяют специальные серии термокожухов. 

Наиболее известный в РФ производитель подобных решений — компаний Wizebox.

ИК-подсветка

Если светочувствительности объектива и матрицы не хватает для получения достаточной контрастности цели наблюдения относительно фона — приходится прибегать к дополнительным мерам. Это может быть дополнительное (в том числе «охранное») освещение зоны обзора камеры дополнительными прожекторами или светильниками. И это наилучший вариант, если не требуется скрывать сам факт наблюдения (что верно почти для всех случаев охранного наблюдения). Но есть ряд случаев, когда выполнить дополнительное освещение невозможно или слишком дорого. В этом случае приходится использовать ИК-подсветку (в том числе встроенную в корпус камеры). Для ряда кейсов эффективным может быть применение принципиально иного типа камер — тепловизионных.

Диапазон, в котором способен видеть человеческий глаз – от 380 до 730 нм. Инфракрасный свет находится в диапазоне от 730 до 1 000 нм, он не виден человеку, но может создавать нормальные условия освещенности для видеокамер. Наличие ИК-подсветки в камере позволяет фиксировать изображение в условиях низкой освещенности или в полной темноте. При хорошей освещенности камера с дневным и ночным режимом включает инфракрасный режекторный фильтр, который отсекает инфракрасный свет, чтобы не нарушать передачу цветов в изображении. В ночном режиме инфракрасный режекторный фильтр камеры отключается, что увеличивает светочувствительность камеры и позволяет использовать ИК-подсветку.

Существуют как отдельные ИК-прожекторы, так и камеры со встроенной ИК-подсветкой. Для многих камер со встроенной ИК-подсветкой единственным указанным в datasheet-ах параметром может являться максимальная дистанция подсветки. Это неправильно и вот почему. Разберем пример (чуть утрированный, но не сильно).

Итак, камера имеет встроенную ИК-подсветку, но угол излучения ИК-прожектора существенно меньше угла обзоры камеры.

Поэтому сам по себе параметр максимальной дальности подсветки мало о чём говорит. Давайте разберемся, что же на самом деле важно знать для корректного сравнения ИК-прожекторов (не важно встроенных в камеру или отдельных устройств). Нам важны следующие характеристики ИК-прожекторов:

1. Угол излучения (градус)

Уже обсуждаемый выше угол излучения. Он должен в точности совпадать с углом обзора камеры, чтобы сцена была освещена максимально равномерно и вся мощность излучения использовалась для формирования изображения камеры.

2. Осевая сила излучения (ватт/стерадиан)

Параметр аналогичен параметру силы света (кандел) для прожекторов видимого света. Это сила ИК излучения по оси излучения.

3. Мощность излучения (ватт)

Параметр аналогичен параметру светового потока (люмен) для прожекторов видимого света.

Мощность излучения (Вт) пересчитывается в осевую силу излучения через угол излучения.

4. Длина волны ИК-излучения (нм)

Чувствительность видеосенсора чёрно-белой видеокамеры к ИК излучениям разной длины волны существенно отличается. Чем ближе длина волны ИК-прожектора к видимому спектру, тем спектральная эффективность ИК излучения выше. Но тем заметнее «на глаз» данная подсветка.

Помимо характеристик, имеющих непосредственное отношение к ИК-прожекторам, следует учитывать ещё некоторые аспекты.

Smart IR / OptimizedIR / EXIR (Extra IR)

Говоря о ИК-подсветке — нельзя не упомянуть о перечисленных в заголовке технологиях. Их появление связано с проблемами «классической» ИК-подсветки:

• небольшая мощность ИК светодиодов, интегрированных в конструкцию камеры, что ограничивает максимальное расстояние ИК-подсветки (при большой мощности происходит нагрев матрицы, приводящий к увеличению шумов в изображении);
• ослепление матрицы светом, отраженным от близко расположенных объектов (белые пятна вместо лиц людей, находящихся недалеко от камеры с подсветкой)

В итоге неравномерная подсветка светодиодами приводит к тому, что при освещении слишком узкой зоны в центре кадра образуются области засветки и блики, в результате чего некоторые части изображения становятся слабо различимыми. С другой стороны, при освещении слишком широкой зоны свет падает и на объекты вне поля интереса, а дальность наблюдения сокращается.

Поэтому технологию ИК-подсветки «докрутили». Что может быть «под капотом»?

1. равномерное распределение ИК-света по всему кадру за счет тонкопленочных светоизлучающих элементов и линзы;
2. увеличение мощности ИК светодиодов за счет применения энергоэффективных светодиодов с минимальным рассеянием тепла;
3. автоматическая подстройка угла подсветки в зависимости от угла обзора камеры (фокусного расстояния объектива).
4. автоматическая подстройка экспозиции камеры в зависимости от удаления объекта от камеры

Подробнее о ИК-подсветке мы говорили в другой статье.

Тип питания

Существуют различные подходы к питанию камер видеонаблюдения. Разберем основные.

Для аналоговых камер

Классический вариант — питание от источников постоянного либо переменного тока — 12VDC, 24VDC; 24VAC; 220VAC, где DC — постоянный ток, AC — переменный. В этом случае к камере «тянут» отдельный кабель питания. Есть исполнения коаксиальных кабелей, конструктивно совмещенных с кабелем питания — например КВК-2П-2х0,75 — он состоит из радиочастотного кабеля типа РК75 2-11 и жил питания 2х0,75.

Альтернативный вариант доступен для части современного оборудования стандартов CVI / TVI / AHD — применение технологии Power over Coaxial (PoC).

PoC поддерживает одновременную передачу мощности, аналогового видеосигнала высокого разрешения и сигнала управления OSD по одному коаксиальному кабелю.

Для IP камер

Теоретически IP камеры почти всегда также, как и аналоговые, имеют отдельный вход питания 12VDC (очень редко другие варианты). Но на практике почти все камеры подключаются к коммутаторам с поддержкой технологии PoE.

Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet.

Согласно стандарту IEEE 802.3af, в четырёхпарном кабеле питание подаётся через две пары проводников; максимальная мощность достигает 15,4 Вт при постоянном токе до 400 мА и номинальном напряжении 48 В. Минимальное значение напряжения может составить 36 В, а максимальное 57 В. Стандарт определяет 5 классов устройств, питаемых по технологии PoE, от нулевого до четвертого. 

Стандарт IEEE 802.3at, известный также как PoE+ или PoE plus, предусматривает подачу мощности до 25,5 Вт. Этот стандарт запрещает устройству-потребителю получать питание по всем четырём парам Ethernet-кабеля одновременно. 

Последний на текущий момент стандарт — IEEE 802.3bt, также называемый PoE++ или 4PPoE (PoE по четырем парам). Минимальная мощность такого источника PoE составляет 51-60 Вт. Увеличение мощности стало возможно благодаря использованию одновременно всех 4-х пар кабеля. Внедрение улучшенного процесса обмена данными о классах нужной мощности в процессе начального согласования между оборудованием дало возможность управлять питанием, поддерживать несколько классов PoE (с 5-ого по 8-ой класс) и обратную совместимость с куда более старыми вариантами PoE. Кроме этого, стандарт IEEE 802.3bt характеризируется пониженным энергопотреблением во время ожидания.

Ниже расписаны четыре типа PoE, заданные стандартом IEEE. Новый стандарт IEEE 802.3bt обеспечивает наивысший уровень максимальной мощности. Существуют также нестандартные реализации PoE, такие как подача питания 12 или 24 В постоянного тока для камер видеонаблюдения и точек доступа конкретного производителя.

Если для подачи электропитания PoE используются только две из четырех пар, и это пары 1-2 и 3-6, в стандарте IEEE такая схема называется Alternative А. Поскольку для 10BASE-T или 100BASE-TX необходимы только две из четырех пар, электропитание может передаваться по неиспользуемым проводникам кабеля, например, 4-5 и 7-8. В стандартах IEEE это называется Alternative B. Технологию PoE также можно использовать со стандартами Ethernet 1000BASE-T и 10GBase-T, когда для передачи данных используются все четыре пары. Позволяющие передавать более высокую электрическую мощность 4-парные системы PoE используют все четыре пары кабеля, как для электропитания, так и для передачи данных. В следующей таблице подробно показано, как электропитание подается по парам. Пары, по которым будет передаваться электрическая мощность, определяет источник PSE.

Выводы

Выбирая корпус камеры, мы на самом деле выбираем не только тип корпуса и его параметры, но и ряд других параметров. Позволю себе несколько простых советов:

• тип корпуса выбираем в зависимости от места установки камеры (уличные — как правило bullet, внутренние — как правило купольные dome);
• степень пыле-влагозащиты уличной камеры — не менее IP65;
• степень защиты от внешних воздействий — как правило IK10 (для камер в доступности для воздействия — например на транспорте);
• взрывозащищенное исполнение — пример маркировки 1Ex d IIC T5/T6 Gb — для мест установки в местах, в которых существует опасность взрыва газа или пыли;
• для мест установки в условиях внешней агрессивной среды — применяем специальные кожухи и корпусные «box» камеры + объектив;
• если требуется использовать камеру со встроенной ИК-подсветкой — с одной из версий технологии Smart IR;
• для аналоговых камер используем или питание 12VDC / 24VDC или Power over Coaxial (PoC);
• для IP-камер — технологию PoE стандартов IEEE 802.3af / IEEE 802.3at / IEEE 802.3bt

---

Приходите учиться! Будем разбирать ключевые моменты — выбор камер, локальной сети, серверов и софта. Подробности — по ссылке в баннере: