W dziedzinie monitoringu wizyjnego od kilku lat można zaobserwować wypieranie tradycyjnych analogowych systemów dozorowych przez systemy IP. Na rynku od dłuższego czasu funkcjonują kamery z przetwornikami o liczbie pikseli przekraczającej 10 000 000. To ponad 20 razy więcej niż w przypadku obrazu w standardzie 4CIF. Systemy dozorowe wykorzystujące technologię sieciową mogą przekroczyć technologiczną barierę narzucaną przez standard PAL, umożliwiają analizę obrazu i można je łatwo rozbudować (dodatkowe urządzenia rejestrujące, centra monitorowania).
Podobnie jak przypadku starszych rozwiązań, systemy rejestracji obrazu można budować dwojako.
Pierwsze rozwiązanie polega na zastosowaniu urządzeń skonstruowanych na bazie komputerów PC z odpowiednim oprogramowaniem przeznaczonym do zapisu obrazu oraz, ewentualnie, do jego analizy. System taki posiada niewątpliwe zalety, do których należy elastyczność w doborze oprogramowania i sprzętu, szybkość aktualizacji do nowszej wersji czy elementy obsługi dobrze znane ze standardowych komputerów. Możliwość doboru oprogramowania i sprzętu może stanowić jednocześnie duże utrudnienie. Podzespoły komputera, nawet jeśli będą przeznaczone do zastosowań serwerowych, mogą działać nieprawidłowo w przypadku rejestracji obrazów z kamer IP. Skuteczny w przypadku standardowych zastosowań system operacyjny nie jest skonfigurowany i przetestowany w sposób odpowiadający tym konkretnym rozwiązaniom. Wykorzystane oprogramowanie może nie być w stu procentach kompatybilne z podzespołami komputera. Wszystko to powoduje trudności w stworzeniu platformy IP o dużej bezawaryjności i niezawodności działania.
Fot. 1. Rejestrator sieciowy WJ-NV200
Drugim rozwiązaniem jest zastosowanie urządzeń współpracujących z dedykowanym sprzętem producenta i dedykowanym systemem operacyjnym będącym jednocześnie oprogramowaniem rejestrującym. Pozwala to producentowi na optymalny dobór wszystkich komponentów na podstawie ich wydajności i stabilności. Autonomiczność takiego rozwiązania w wielu przypadkach uniemożliwia lub utrudnia niepowołaną lub nieodpowiedzialną ingerencję, która może spowodować awarię systemu. Łatwość instalacji dodatkowych urządzeń peryferyjnych, obsługa popularnych kamer IP (implementacja ONVIF) oraz opcja aktualizacji oprogramowania powoduje, że owa pozorna „zamkniętość” nie stanowi żadnych przeszkód. Takie urządzenia nazywane są sieciowymi rejestratorami wizyjnymi (ang. Network Video Recorder). W tym zakresie jednym z wiodących producentów jest firma Panasonic, posiadająca w ofercie zarówno różne modele rejestratorów sieciowych, jak również dużą liczbę kamer IP.
Najnowszym i najbardziej zaawansowanym rejestratorem jest model WJ-NV200. Jest to całkowicie autonomiczne urządzenie pozwalające na obsługę poprzez monitor HD, mysz i klawiaturę bez konieczności instalowania osobnego oprogramowania dostępowego na komputerze PC.
Jako jedno z nielicznych urządzeń dostępnych na rynku model WJ-NV200 potrafi zapisywać obraz z kamer IP kompresowany trzema różnymi kodekami – MPEG4, MJPEG oraz H.264. Do najbardziej innowacyjnych funkcji, dostępnych w przypadku współpracy z kamerami IP firmy Panasonic, należy zaliczyć detekcję twarzy (i rozpoznawanie na podstawie wzorca znalezionego w bazie danych) oraz możliwość zapisywania obrazów na karcie SD umieszczonej wewnątrz kamery, dzięki czemu zapewniony jest dostęp do nagrań alarmowych w przypadku awarii sieci czy nawet samego rejestratora. Funkcją bardzo przydatną w trakcie instalacji jest automatyczne wyszukiwanie kamer w sieci. Oczywiście rejestrator wyposażony jest również w szereg bardziej standardowych funkcji, takich jak wyszukiwanie odpowiednich fragmentów materiału wizyjnego, wyświetlanie obrazów związanych z alarmami, wiele trybów pracy na podstawie wcześniej ustalonego harmonogramu oraz możliwość wykorzystania wejść i wyjść alarmowych.
Urządzeniem przeznaczonym do zapisu obrazu, które nie ma rozbudowanych funkcji służących do obsługi lokalnej, jest WJ-ND400. Podobnie jak WJ-NV200, model ND400 dysponuje trzema różnymi rodzajami kodeków – MPEG4, MJPEG oraz H.264 – i umożliwia obsługę aż 64 kamer IP. Przechowywanie obrazów z tak wielu kamer wymaga zastosowania nośników o dużej pojemności. Przykładowo – jeśli pojemność, jaką dysponuje dziewięć dysków twardych montowanych w urządzeniu WJ-ND400, okaże się niewystarczająca, można dołączyć dodatkowo pięć macierzy dyskowych typu WJ-HDE400 pracujących w systemie RAID5 lub RAID6. Zarówno dyski wykorzystywane w urządzeniu WJ-ND400, jak i dyski pracujące w macierzach WJ-HDE400 mogą być wyjmowane lub wkładane w trybie HotPlug, czyli bez konieczności wyłączania rejestratora i przerywania zapisu. Trzydzieści dwa wejścia alarmowe zamontowane na tylnym panelu obudowy pełnią taką samą rolę jak odpowiednie wejścia alarmowe umieszczone w kamerach. Uzupełnienie stanowią wejścia/wyjścia specjalnego przeznaczenia, które sygnalizują awarie (w tym awarie kamery, dysków twardych, sieci) lub uruchamiają specjalne tryby rejestracji i inne funkcje.
Fot. 2. Rejestrator sieciowy WJ-ND400
Do komunikacji ze światem zewnętrznym służą dwa złącza LAN o prędkości 1 Gb/s. Jedno z nich jest domyślnie przeznaczone do pobierania strumieni danych z kamer IP, drugie służy do podłączenia rejestratora do sieci lokalnej, w której pracują stacje robocze z oprogramowaniem zarządzającym WV-ASM100/WV-ASM10. Rejestrator umożliwia dostęp 16 użytkowników jednocześnie oraz zdefiniowanie różnych praw dostępu. Oprócz identyfikacji użytkownika na podstawie identyfikatora i hasła istnieje także opcja filtrowania adresów IP klientów.
Pozostałe dwa modele, WJ-ND300A i WJ-ND200, są mniej rozbudowane niż WJ-ND400. Model WJ-ND300A obsługuje 32 kamery IP, a także pozwala na powiększenie pamięci dyskowej o macierz RAID5. Model WJ-ND200 obsługuje 16 kamer IP i umożliwia zdublowany zapis danych (RAID1).
W razie potrzeby wszystkie elementy składające się na cały system mogą zostać połączone i zarządzane przez oprogramowanie VW-ASM10, którego możliwości są znaczne. Oprogramowanie potrafi obsłużyć do 3200 kamer w 100 rejestratorach i 256 kamer podłączonych do koderów IP. Model kamery i rejestratora jest rozpoznawany automatycznie. System pozwala na utworzenie do 400 grup kamer konfigurowanych przez użytkownika i na wyświetlanie obrazów pochodzących z tych kamer na wielu monitorach. Oprogramowanie umożliwia elastyczny dobór rodzaju i rozdzielczości pobieranego strumienia wizyjnego w zależności od trybu podziału ekranów monitorów. Mapy synoptyczne z aktywnymi ikonami ułatwiają podejmowanie właściwych działań związanych z zaobserwowanymi sytuacjami i odebranymi sygnałami alarmowymi. Są na nich umieszczone ikony symbolizujące poszczególne kamery – po ich kliknięciu wyświetlany jest obraz z danej kamery z opcją aktywacji wyjść alarmowych (AUX). Pulpit WV-CU950 ułatwia sterowanie samym programem i ruchami kamer (PTZ). Program oferuje rozbudowane zarządzanie prawami użytkowników, w tym autoryzację użytkowników za pomocą hasła (aktualną przez określony okres), wiele poziomów dostępu i różne możliwości podglądu i sterowania kamerami.
Bogaty asortyment autonomicznych rejestratorów sieciowych obejmuje zarówno proste urządzenia, będące cyfrowymi odpowiednikami małych rejestratorów analogowych, jak również rozbudowane „kombajny” obsługujące 64 kamery IP, z możliwością rozszerzenia pamięci dyskowej do 54 napędów w technologii RAID5/6 oraz uruchomienia funkcji rozpoznawania twarzy i innych zaawansowanych funkcji analizy obrazu.
Wszystko to jest uzupełnione przez duży wybór kamer IP – obrotowych z opcją dzień/noc, w tym kamer megapikselowych. W przypadku starszych, analogowych modeli należy zastosować koder przetwarzający sygnał analogowy i zapisujący go w formacie MJPEG, MPEG lub H.264, dzięki czemu nie ma konieczności przebudowy całego systemu. Rodzaje i możliwości poszczególnych modeli kamer zostaną szczegółowo zaprezentowane w odrębnym artykule.
Karol Fietkiewicz
SPS Electronics
Zabezpieczenia 5/2011