TRENDnet Brasil - Série IPCam - Projetos com Câmeras IP #Introdução às Câmeras IP
Neste capítulo você irá conectar uma câmera IP numa rede local (LAN - Local Area Network) e ver imagens ao vivo através de um navegador Internet. ##Câmera IP x Câmera Analógica
###Vantagens
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Menor custo total da instalação
Como a grande maioria das empresas e organizações já dispõe de uma rede local em operação, agregar um sistema de vigilância IP não requer maiores investimentos em infraestrutura. Opções cabeadas ou wireless são alternativas menos caras do que os cabos coaxiais requeridos pelos sistemas analógicos.
Até mesmo os custos de equipamentos e gerenciamento são menores, pois soluções IP rodam em padrões industriais, servidores baseados em sistemas abertos e não em hardware proprietário como os DVRs dos sistemas analógicos.
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Maior Qualidade de Imagem
Uma vez digitalizadas as imagens na câmera não há necessidade de conversões analógico/digital/analógico, como no caso das convencionais câmeras analógicas. Também não há degradação das imagens em função de distância, outro aspecto crítico das soluções analógicas.
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Escalabilidade e flexibilidade
Um sistema de videovigilância em rede local pode crescer conforme as necessidades do seu proprietário, o que não é o caso de sistemas analógicos, cujo crescimento está limitado pelo DVR disponível, ou requerer a aquisição de um novo DVR.
O sistema IP permite a inclusão de câmeras, encoders e diversos outros tipos de aplicações para compartilharem a mesma rede cabeada ou wireless sem maiores investimentos em infraestrutura, enquanto o analógico requer um cabo coaxial exclusivo de cada câmera até a estação de vsualização/gravação, e, ainda pior, exige cabeamento exclusivo e separado para áudio, caso utilizado.
E ainda, câmeras IP podem ser realocadas a qualquer lugar coberto pela rede IP, inclusive com soluções wireless, sem requerer maiores intervenções na infraestrutura.
Em situações que necessitem de soluções em que a câmera tenha movimentação horizontal, vertical e de zoom - popularmente chamadas de PTZ (pan, tilt e zoom) - tais comandos são transmitidos pelo simples cabo de rede existente.
Há modelos de câmera IP aderentes à tecnologia PoE (Power over Ethernet), o que dispensa a necessidade de alimentação elétrica no local de sua instalação, uma vez que recebem também a alimentação elétrica pelo próprio cabo de rede, o que, em diversas situações, siginfica substancial redução de investimentos, além de aumento de confiabilidade.
###Desvantagens
Custo da câmera mais elevado.
Requer alta largura de banda. Uma típica câmera com resolução de 640x480 pixels e 10 frames por segundo em modo MJPEG requer cerca de 3 Mbit/s. ##Introdução às Câmeras IP
###Câmeras Digitais
Iniciamos esta série de artigos sobre câmeras digitais lembrando da enorme evolução ocorrida no tratamento de imagens digitalizadas ao longo dos últimos anos. Há algumas décadas, os primeiros equipamentos custavam caro, da ordem de dezenas de milhares de dólares, oferecendo resoluções bem baixas para os padrões atuais. Hoje em dia, na faixa de cem dólares, há uma grande variedades de soluções que oferecem resolução MegaPixel. Além disso, graças a recentes ganhos de eficiência nos algoritmos de compressão de imagens digitais, chegamos ao padrão HD. E tudo indica que o ritmo continuará, pois o mercado de câmeras digitais está em plena evolução.
O principal componente das câmeras digitais é o chip que mede a intensidade da luz. A lente da câmera digital projeta a imagem diretamente na área do chip de silício que contém os sensores dispostos em forma de matriz. São os pixels para os íntimos. De acordo com a luminosidade projetada em cada pixel, o sensor informa um número que corresponde à intensidade luminosa que chega àquele ponto da tela. Se a imagem é em preto e branco, basta usarmos um número. Se for colorida, precisamos decompor a luz utilizando três sensores, que geram números para a intensidade do vermelho, do verde e do azul. O comprimento do número, ou seja, o maior valor que ele pode chegar, vai definir quantos níveis de cor poderemos ter. Com a palavra de 1 byte (8 bits) podemos ter 256 níveis de cor, com 2 bytes (16 bits) chegamos a 65.536 níveis e assim por diante. Isso significa que quanto mais cores tivermos, maior será a demanda de memória para armazenar a imagem digital.
Reparem que o custo de armazenar e transmitir as imagens digitais sofre hoje em dia uma dupla pressão. Por um lado, é desejável maior resolução, ou seja, pixels cada vez menores. Isso significa que iremos precisar de mais pixels para cobrir toda a imagem. Como cada pixel é um número, aumenta-se a quantidade de números. Por outro lado, também é desejável que tenhamos mais níveis de cor e para isso, precisamos utilizar palavras maiores. Com mais bits, cada número fica maior. Como as duas tendências se multiplicam, periga haver um aumento exponencial da demanda de memória e do tempo de transmissão das imagens digitais. Até agora, isso vem sendo compensado com algoritmos mais eficientes para compressão de imagens.
Para analisar diferentes soluções envolvendo câmeras digitais, vamos considerar que quatro módulos, interligados conforme o diagrama abaixo, estarão sempre presentes nos sistemas digitais de captura e armazenamento de imagens.
A luz é captada continuamente pelo sensor de cada pixel, gerando uma sequência de números que são passados para o processador de imagens. Este, por sua vez, realiza a preparação dos números, para gravá-los em um formato padrão, a ser reconhecido por quem vai ver as imagens, como MPEG4, JPEG, AVI, etc. Em seguida o processador de imagens escreve esses dados em um sistema de arquivos que irá persistir as imagens digitais de forma organizada em uma unidade de disco. Hoje em dia, os principais sistemas digitais funcionam desta forma. Como vamos ver a seguir, o que varia é a multiplicação destes módulos quando temos várias câmeras integradas em um único sistema.
###DVR - Digital Video Recorder
Considerando a necessidade de haver sistemas que suportassem diversas câmeras digitais, surgiram inicialmente os DVRs (Digital Video Recorders) que integram três módulos em um equipamento único. Utilizando tecnologia proprietária, oferecem aplicações completas para captar, gravar, armazenar e visualizar as imagens, acoplando-se a câmeras analógicas. Estes sistemas ainda existem no mercado, sendo mais explorados em nichos de soluções especializadas.
###CFTV - Circuito Fechado de TV
Com o aumento da popularidade dos micros, e principalmente devido à sua padronização de hardware, surgiu um enorme mercado de componentes para sistemas digitais de imagens. A partir de um PC, basta instalar uma placa extensora no barramento do computador e um software proprietário no sistema operacional e temos um DVR barato, sem perda de qualquer funcionalidade. Veja abaixo um kit típico à venda no mercado atual incluindo uma placa com quatro conectores BNC, 4 sensores de imagem e respectivas fontes de alimentação e domes para proteção. Reparem que há bastante cabeamento no kit, pois cada câmera deve ser conectada ao micro por um cabo coaxial.
Esta tecnologia foi batizada de CFTV (Circuito Fechado de Televisão), não que um DVR não possa ser enquadrado como tal, mas o jargão ficou popular para as soluções montadas a partir de PCs. Um Sistema CFTV com diversas câmeras seria representado pelo seguinte diagrama:
Os diversos sensores de luz são câmeras analógicas conectadas por cabos coaxiais à placa extensora instalada no micro. A placa realiza a função de Processador de Imagem, com auxílio eventual de um software aplicativo proprietário, instalado no sistema operacional do micro. Este software aciona o Sistema de Arquivos do sistema operacional do micro para gravar as imagens digitais na Unidade de Disco.
Uma grande desvantagem desta tecnologia está na utilização do cabeamento exclusivo, pois qualquer alteração no sistema implica em alterar também o cabeamento. Para inclusão de um novo ponto, é preciso antes passar mais um cabo, e eventualmente instalar mais uma placa extensora, para aí sim, conectarmos uma nova câmera. A tecnologia CFTV precisa ainda que um sinal analógico atravesse o cabo coaxial, estando sujeito a interferências externas que afetam a qualidade das imagens. Apesar destas limitações, este tecnologia é muito popular, possuindo uma enorme base instalada em aplicações de monitoração e segurança.
###IPCam - Câmeras IP
As Câmeras IP exploram a fraqueza do CFTV em que os cabos só servem para trafegar sinal analógico das câmeras e ainda assim estão sujeitos a interferência externa em ambientes hostis que comprometem a qualidade das imagens. As IPCams resolveram isso eliminando os cabos coaxiais e aumentando a inteligência na ponta do sistema, trazendo o Processador de Imagem para perto do Sensor de Luz. Como mostrado no diagrama a seguir, o processamento da câmera IP, além de digitalizar as imagens, utiliza um meio de comunicação digital altamente especializado: o padrão Ethernet. Largamente utilizado nas redes locais que trafegam dados residenciais e de empresas, as redes atuais interoperam com vasta opção de fornecedores e meios de comunicação, trafegando em alta velocidade, com enorme confiabilidade e disponibilidade.
As Câmeras IP resolveram o problema da comunicação, a princípio, elevando o custo das pontas, pois o hardware da IPCam é mais caro que o da câmera analógica dos sistemas DVR e CFTV. Recentemente, a crescente popularização das IPCams reduziram os preços, equilibrando a disputa com as câmeras analógicas. É ainda preciso levar em conta que a infraestrutura da rede local pode ser compartilhada entre aplicações diversas nas residências e empresas. Além de imagens, podem trafegar dados e voz de forma altamente modular e flexível. A utilização da rede local, já existente em muitos casos, amortiza os investimentos de instalação e manutenção. Basta se conectar ao switch mais próximo para se acrescentar um novo ponto, com opções que combinam conexões de par trançado, fibra ótica e/ou wireless. Uma extensão natural da rede local com roteadores conectam a rede local à Internet para transmitir imagens digitalizadas de qualquer ponto para qualquer ponto do planeta.
O fato do tráfego na rede local ser inteiramente digital é fundamental para minimizar as interferências externas na qualidade das imagens. Um bit zero trafegando com ruído, continua sendo um bit zero, o mesmo vale para o 1. E os protocolos da rede local ainda incluem bits extras nas mensagens para correção e deteção de erros. Por exemplo, um bit de paridade que conta se é par (0) ou ímpar (1) a quantidade de bits 1 da mensagem, pode ser gerado na origem e conferido na chegada da mensagem. Com isso, detecta-se a troca de um bit qualquer da mensagem durante a transmissão, incluindo o bit de paridade. Nesse caso, o protocolo faz com que a mensagem seja repetida, ou seja, as imagens digitais que transitam na rede local tem garantia de qualidade, sem ruídos introduzidos durante o tráfego.
Nos próximos artigos iremos detalhar projetos com Câmeras IP em diferentes arquiteturas e topologias, que exploram os recursos de software e hardware oferecidos atualmente. Iremos configurar alguns modelos de câmera pra demonstrar como é simples e eficiente a interligação de IPCams em redes locais nos dias de hoje.
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O que o cliente/aluno/usuário/revendedor ganha com esse módulo do curso?
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Não vincular texto a nenhum produto TRENDnet
A Câmera IP é um dispositivo de vídeo que pode ser acessado e controlado por qualquer lugar do planeta através da internet ou também por acesso local, com o uso de computadores, tablets e smartphones.
Utilizando simplesmente um navegador internet (Browser) e uma conexão Internet, os usuários podem facilmente acessar o vídeo de uma ou mais câmeras e, dependendo do modelo pode-se receber e transmitir áudio, de qualquer lugar onde o usuário esteja. As Câmeras mais atuais e mais modernas tem tecnologias Wi-Fi Wireless (sem fio), visão noturna. Podemos separar as Câmeras em grupos, com funções Pan/Tilt/Zoom (que permite ao usuário mudar o ângulo de visão das lentes), e grupos de Câmeras fixa, as quais tem o ângulo de visão fixa apontado apenas para uma direção.
As Câmeras IP trazem muito mais segurança, pois podem ser usadas simultaneamente com sistemas de vigilância (à parte) onde exista alarmes, possui detecção de movimentos fazendo com que ela grave apenas quando um sensor ou o sistema de alarme disparar, as Câmeras Ip pode até mesmo enviar alertas por e-mail.
As soluções de Câmeras IP podem então ser usadas por usuários domésticos, empresas, escritórios, entre outros locais que necessita de monitoramento e vigilância.
##Soluções com as Câmeras IPA Câmera IP é um dispositivo de vídeo que pode ser acessado e controlado por qualquer lugar do planeta através da internet ou também por acesso local, com o uso de computadores, tablets e smartphones.
Utilizando simplesmente um navegador internet (Browser) e uma conexão Internet, os usuários podem facilmente acessar o vídeo de uma ou mais câmeras e, dependendo do modelo pode-se receber e transmitir áudio, de qualquer lugar que o usuário esteja, tanto local como remotamente. As Câmeras mais atuais são mais modernas e tem tecnologias embutida, como, Wi-Fi (conexão sem fio) e visão noturna. Podemos separar as Câmeras em grupos, umas com funções Pan/Tilt/Zoom (que permite ao usuário mudar o ângulo de visão das lentes), e grupos de Câmeras fixa, as quais tem o ângulo de visão fixae permanente apontado apenas para uma só direção. Utilizando simplesmente um navegador internet (Browser) e uma conexão Internet, os usuários podem facilmente acessar o vídeo de uma ou mais câmeras e, dependendo do modelo pode-se receber e transmitir áudio, de qualquer lugar onde o usuário esteja. As Câmeras mais atuais e mais modernas tem tecnologias Wi-Fi Wireless (sem fio), visão noturna. Podemos separar as Câmeras em grupos, com funções Pan/Tilt/Zoom (que permite ao usuário mudar o ângulo de visão das lentes), e grupos de Câmeras fixa, as quais tem o ângulo de visão fixa apontado apenas para uma direção.
As Câmeras IP trazem muito mais segurança, pois podem ser usadas simultaneamente com sistemas de vigilância (à parte) onde exista alarmes, possui também detecção de movimentos, fazendo com que ela grave apenas quando um sensor ou o sistema de alarme disparar, Câmeras Ip podem até mesmo enviar alertas por e-mail.
As soluções de Câmeras IP pode então ser usadas por usuários domésticos, empresas, escritórios, entre outros locais que necessita de monitoramento e vigilância.
Neste artigo entenderemos os principios de funcionamento de uma camera IP na rede local.
As câmeras de segurança sobre IP baseiam-se no protocolo TCP/IP, pelo qual diferentes dispositivos conseguem se conectar,sendo o principal protocolo de envio de dados em uma rede. Em português TCP significa Protocolo de Controle de Transmissão e IP significa Protocolo de Internet.
Este protocolo é um tipo de "idioma" utilizado para que 2 ou mais dispositivos dotados de placa de rede possam se comunicar. Não basta simplesmente que os dispositivos estejam conectados, via cabos ou wireless, eles deverão falar o mesmo "idioma".
As Câmeras IP possuem uma placa de rede embutida e conseguem falar este "idioma", o que torna possível a comunicação entre elas e outros dispositivos da rede tais como computadores, celulares e dispositivos de armazenamento de rede.
Aqui mostraremos a topologia mais simples: camera <-> micro. Descreveremos brevemente a comunicação entre estes dois equipamentos.
O Micro Computador no caso é equipado com uma placa de rede, que consegue falar o mesmo "idioma" da câmera, interpretar o streaming de vídeo digital e convertê-lo em imagens reconhecidas pelo cérebro humano.
Neste artigo faremos ainda as configurações TCP/IP necessárias para visualizar o streaming de vídeo de qualquer Câmera IP TRENDnet diretamente no navegador web.
Abaixo o diagrama da topologia simples Micro Computador equipado com uma placa de rede conectado diretamente a uma câmera IP TRENDnet, cujo ip padrão é 192.168.10.30.
Assim, para que os dois equipamentos "se enxerguem", a placa de rede do computador será configurada com um IP que esteja dentro da faixa de IP padrão da câmera IP TRENDnet. Um ip válido na faixa 192.168.10.XX,poderá ser, por exemplo, 192.168.10.20
Passos:
- Conecte uma extremidade de um cabo RJ45 (utp) na porta de rede do seu computador e a outra diretamente na porta de rede da câmera IP TRENDnet.
- Ligue a câmera a uma tomada elétrica utilizando a fonte de tensão original da mesma.
- O sistema operacional deste computador é o Windows. Com a placa de rede ativada, acesse o painel de controle e na área de rede clique com o botão direito do mouse sobre o ícone de rede local, e, como mostra o caminho da seta amarela na imagem a seguir, escolha Propriedades / protocolo de internet TCP/IP versão 4 / Propriedades e então, marcando a opção Use the following IP address (Utilizar o seguinte endereço IP), defina um IP na faixa do padrão da câmera TRENDnet. Feito isto, clique em OK para salvar.
- Abra o navegador de sua escolha e na barra de endereços digite o endereço HTTP:// 192. 168.10.30.
Será solicitado o nome de usuário e senha. Para a maioria dos modelos TRENDnet o nome de usuário e senha padrão é “admin” para ambos.
Feito! Você já estará vendo as imagens captadas por sua câmera IP TRENDnet.##Conexão na LAN utilizando os seguintes dispositivos:
- Computador com placa de rede e unidade CD-ROM/DVD
- Câmera TRENDnet TV-I322P
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Após de ensamblar a câmera conforme orienta A Guia de Usuário, a qual pode ser baixado da área de downloads do nosso site: www.trendnet.com ( ver paginas 4 até a 6),insira o CD de instalação no seu computador para executar o Assistente de Instalação e clique em "Install Camera"
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Copie o endereço MAC da câmera, o qual encontra-se na lateral do dispositivo, ver a seguinte imagem ilustrativa:
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Conecte a fonte de tensão original da câmera na tomada e na mesma e aguarde 60 segundos para ela reiniciar.
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Conecte o cabo de rede da câmera ao seu computador.
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Mude as configurações TCP/IP do seu computador para estar na faixa do IP da câmera conforme foi instruído na sessão anterior.
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A câmera aparecerá. Na tela seguinte, será-lhe solicitado o nome de usuário e a senha que por padrão são "admin"
- Clique em "Here" para acessar a camera
- Conecte a câmera na tomada elétrica utilizando a fonte de tensão original.
- Conecte um extremo do cabo RJ45 na porta Ethernet da câmera e a outra ponta na porta ethernet do seu microcomputador.
- Mude as configurações TCP/IP do seu computador para estar na faixa do IP da câmera conforme foi instruído na sessão anterior.
4.Abra o navegador de sua escolha e na barra de endereços digite o endereço da camera: http://(endereço ip da camera) geralmente o IP das Câmeras TRENDnet é 192.168.10.30.
Será lhe solicitadas as credenciais para acesso as configurações via navegador da câmera. Por padrão o usuario e senha (User Name e Password) são admin para ambos os campos. Clique no botão OK ou presione ENTER
##Demonstração Básica da Câmera
###Visualizando imagens entre um computador e uma Câmera IP TV-IP322P TRENDnet
Após ter conectado e configurado a placa de rede do seu computador e a câmera TRENDnet para estarem na mesma faixa de IP, basta agora, acessar suas configurações e interface através do navegador em seu computador.
Digitando o endereço IP configurado na câmera em sua barra de endereços em seu navegador como por exemplo "192.168.10.30", você terá acesso ao equipamento, o qual pedirá "Login" e "Senha" para que você possa acessar as configurações da câmera ou/e visualizar suas imagens. Como mostramos abaixo, a página "Home" da TV-IP572W.
Então nos é mostrado algumas opções do menu principal da câmera, incluindo todas as suas funções, elem da imagem ao vivo.
