Компактный многофункциональный видео регистратор

Сегодня тема видеонаблюдения и телеприсутствия с каждым днём становится всё более и более популярной и востребованной. На первый взгляд, кажется, что рынок наполнен продуктами записи, хранения и обработки видео. Однако если вы захотите установить простую незамысловатую систему наблюдения у себя в квартире, в доме, на даче или даже в автомобиле, или ещё где-нибудь, то поискав в магазинах и в интернете, вы поймете, что подходящих продуктов, отвечающих доступному соотношению цена/(качество + характеристики), совсем немного. Какими же наиболее популярными характеристиками должен обладать видеорегистратор, чтобы его захотелось поставить у себя на объекте? Давайте попытаемся перечислить их:

• несколько каналов видео. Обычно достаточно около 4-х видео камер для хорошего обзора квартиры, или участка загородного дома.
• хорошее качество видеозаписи.
• возможность записи всех каналов в режиме реайлтайм, т.е. минимум 25 кадров/с каждого канала.
• как минимум один канал аудио.
• наличие жесткого носителя для длительного хранения.
• возможность удаленного просмотра видео и управления камерами через сеть интернет.
• наличие порта USB для быстрого подключения устройства к ПК и копирования информации и др. операций.
• порты RS-232/RS-485.
• малые габариты. Регистраторы размером с DVD плеер или старый видеомагнитофон уже считаются достаточно громоздкими и в основном подходят для установки в пункте наблюдения или КПП с постоянным оператором, но не для домашнего применения. К тому же он не удобен в хранении, так как занимает слишком много места.
• возможность подключения от источника 12/24В для использования в авто. Наличие защиты от перенапряжений до нескольких десятков вольт, защита от переполюсовки, подавление кратковременных всплесков.

Перечисленные выше свойства видео регистратора являются основными. Помимо них было бы неплохо иметь ещё опционный пакет, который мог бы устанавливаться в регистратор по желанию клиента без увеличения габаритов, но за дополнительную плату. К таким опционным свойствам могут относиться:

• наличие модуля беспроводной связи(GSM/3G) для получения тревожных/аварийных SMS сообщений или передачи потока видео (или отдельных кадров) на мобильный телефон в случае какого-либо события на объекте.
• наличие модуля беспроводной связи Wi-Fi для взаимодействия с какой-либо внутренней сетью, или для общения с устройством визуального отображения информации на дисплее (планшетный компьютер, ай-фон и т.д.).
• наличие модуля дискретных входов/выходов и CAN-интерфейса для подключения внешних датчиков (например, сигнализация, датчики удара, датчики открытия дверей и т.д.) и для управления внешними исполнительными механизмами с помощью дискретных сигналов (включить свет, закрыть двери, включить сирену, и т.д.).

---

Компактный многофункциональный модульный регистратор

В настоящее время на рынке появляются негабаритные устройства видео регистрации, поддерживающие часть из того, что перечислено выше. Тем не менее, среди известных, самым негабаритным 4-х канальным модульным устройством, поддерживающим все указанные возможности, вероятно, станет устройство SDRx4-v01 компании ARMiSoft (www.armisoft.net).

Устройство находится в стадии производства опытного образца. Основные программно-аппаратные части устройства проверены на отладочной плате. Опытный образец будет собран и испытан к середине декабря. Уже заказаны комплектующие, запущено производство печатных плат. Надеемся, что опытный образец после незначительных доработок и исправлений пойдет в серию.

Конструкция продукта – модульная, что позволит его модифицировать под разные исполнения и задачи. Устройство содержит 3 платы: микропроцессорная плата, плата питания, и плата беспроводной связи. Такая конструкция позволит проще реализовывать опцион, увеличивает надежность, так как плата питания и цепи защиты питания (особенно это важно для применения в транспорте) отделены от чувствительной микропроцессорной платы. За счет модульной разработки программного обеспечения и аппаратных устройств, будет обеспечена быстрая модернизация и ремонт системы в случае необходимости.

Устройство предназначено для регистрации на HDD 2.5” носителе аудио и видео данных в реальном режиме времени одновременно с четырех камер, а также для дистанционного просмотра видео и управления внешними устройствами через коммуникационные интерфейсы.

Применение устройства возможно в транспорте, на подвижных установках, на промышленных объектах, в домах, квартирах, магазинах, автостоянках и т.д. Основные ожидания связаны с жилым сектором – квартирами, частными домами. Наличие коммуникационных модулей, а также внешней периферии, существенно увеличивает привлекательность устройства.

Компания планирует первую серию готовых устройств в начале 2014 года. Выход продукции совпадет с сезонной активностью рынка.

Целью написания данной статьи является привлечение интереса к данному регистратору и ко всей продукции компании. Возможны более удобные условия покупки устройств в режиме предзаказов. Конкретные условия поставок по предзаказам будут сформированы после проявления интереса со стороны потенциальных покупателей.

Таблица 1. Технические характеристики

Параметр	Характеристики
Габариты (максимальные)	LWH: 115x75x35мм
Кол-во видеоканалов 720х576	4; входные разъёмы МСХ, 75 Ом
Кол-во кадров/секунду 720х576	4 x 25 = 100
Кол-во аудиоканалов	4
Ethernet 10/100	Да
USB 2.0 OTG	Да
GSM/3G(опция)	Да
Wi-Fi(опция)	Да
CAN-шина(опция)	Да
Дискретные входы изолированные(опция)	5 шт.
Дискретные выходы изолированные(опция)	6 шт.
Питание	12В/24В DC реализовано на отдельном модуле. Наличие защиты от перенапряжений, от переполюсовки, подавление кратковременных всплесков
Индикаторные светодиоды	9шт: 1х каждый канал видео(4шт.), 2х Ethernet, 1х(двухцветный) состояние процессора, 1х состояние питания, 1х состояние жесткого диска

3D модели

Ниже представлены 3D модели стека плат устройства. После сборки опытных образцов будут представлены фотографии регистратора.

Рис.1. Вид сверху. Микропроцессорная плата регистратора.

Рис.2. Стэк плат и жесткого диска регистратора. Вид спереди. Слева на право: 4 видеовхода (разъёмы МСХ-75), 2 аудио стерео входа (позволяют завести 4 канала аудио через стандартный переходник 2->1), Ethernet 10/100 вход через стандартный разъём RJ-45. Сим-карта для модуля беспроводной связи вставляется с левой стороны в специальный удобный разъём с держателем карты.

Рис.3. Стэк плат. Вид сзади. Показан установленный модуль дискретных выходов/выходов. Нижний ряд слева на право: RS-232/RS-485, разъём дискретных входов/выходов, micro-USB; верхний ряд: разъёмы питания, дискретных входов/выходов, CAN.

Рис.4. Плата регистратора. Вид снизу: жесткий диск HDD2.5 крепится под платой. Разъёмы ММСХ для антенн GSM и Wi-Fi расположены на боковой стороне устройства.

Корпус регистратора предполагается алюминиевый. Все разъемы снабжены защелками, которые обеспечивают надежное соединение внешних кабелей к устройству. Рассмотрим детальнее перечисленные параметры.

Количество камер

Оптимальным количеством камер, используемых в негабаритных регистраторах, считается 4 шт… При стационарном применении, камеры могут использоваться как для обзора территории вдоль каждой из сторон, так и внутри жилого строения (квартиры, дома). Для мобильного применения, например в автомобилях, автобусах, домах на колесах и т.д., 4 камеры также находят применение.

Качество видеозаписи

Хорошее качество можно обеспечить не только применяя HD видео разрешение, но и обычными аналоговыми камерами с разрешением 720х576. К сожалению, даже такое разрешение видеозаписи сегодня поддерживается далеко не всеми регистраторами. Следует понимать, что качество видео зависит не только от характеристик регистратора – его внутренней конструкции, качества трассировки печатных плат, использования соответствующих разъёмов и алгоритмов обработки видео. Качество определяется также оптикой камеры, её сенсором, а также грамотной прокладкой среды передачи видеосигнала, т.е. коаксиальных кабелей.
В некоторых случаях требуется получение стоп кадров при анализе отдельных сцен. Применение алгоритмов, устраняющих временную избыточность между кадрами (Inter coding), ухудшает качество отдельно взятых кадров. Устранение только пространственной избыточности (Intra coding) увеличивает объем данных после сжатия. Пользователь должен иметь возможность выбора режима сжатия. Использование последнего режима сжатия увеличивает вероятность восстановления информации, в случае потерь или искажений отдельных кадров виду отсутствия временной зависимости между кадрами.

Запись в режиме реального времени

На рынке крайне мало многоканальных регистраторов с малыми габаритами, способные записывать видео 720х576 точек со всех камер в режим реалтайм, т.е. 25 (кадров/с) от каждой камеры. Обычно фирмы — производители указывают общее количество кадров записи на все камеры в сумме, и оно при малых габаритах регистратора обычно меньше 100 для 4-х каналов при максимальном разрешении. Невысокая скорость записи видео может сыграть отрицательную роль при наблюдении стремительно развивающихся событий.

Аудио

Входные аудио каналы требуются не всегда. Зачастую их не применяют, даже если они предусмотрены. В ряде случаев наличие аудиозаписей, синхронных с видео потоками, может быть востребовано.

Носитель информации

Носитель информации крайне необходим, потому как без него система теряет смысл для автономного использования. Сегодня в регистраторах применяют как обычные жесткие диски, так и карты памяти, или твердотельные жесткие диски. Обычный жесткий диск – самое простое и дешевое средство хранения записи на единицу памяти. Объемы современных дисков позволяют хранить видео неделями, а если запись идет только по событию, например, по движению объекта на территории, то диска в 1 терабайт на 4 камеры при разрешении 720х576 каждой, может хватить на продолжительный срок.
Твердотельные жесткие диски используются редко из-за своей дороговизны и более высокого потребления. В будущем они, конечно, будут дешеветь, но пока что их используют в ответственных приложениях, где безопасность дороже затраченных средств.

Доступ к видео через интернет

Представьте, что вы уехали в отпуск и оставили свое жилье без присмотра, но под сигнализацией. Сработавший датчик (движения, удара, сигнализации и т.д.) подает сигнал на регистратор, а тот в свою очередь отсылает вам сообщение на телефон. Становится возможным с телефона через интернет наблюдать происходящее в вашей квартире, доме или автомобиле и по результатам наблюдения предпринимать соответствующие действия.

Ethernet

Наличие порта позволяет использовать устройство без носителя данных, только как IP камеру. Если на устройстве работает WEB сервер, то становится возможным просмотр видео данных и настроек устройства на любой платформе, где поддерживаются современные браузеры, без установки дополнительного программного обеспечения.

USB порт

Данный порт в режиме USB OTG позволяет быстро подключиться к персональному компьютеру. При подключении к компьютеру можно осуществлять разного рода настройки регистратора, а также копировать видеоданные на компьютер. В этом режиме при подключении к ПК доступные файлы представляются пользователю как на обычном USB Flash носителе.

Порты RS-232/RS-485

Данные порты позволяют построить более сложную систему наблюдения, например они, дают возможность управлять камерами. При наличии у регистратора порта Ethernet, вы можете управлять камерами через сеть интернет. Также на базе интерфейса RS-485 построены некоторые промышленные протоколы более высокого уровня, например ModBus, ProfiBus, что также позволяет интегрировать регистратор в более сложную систему.

Габариты

Габариты определяют часто одну из главных причин, почему пользователь отдает предпочтение такому продукту. Кому нужны устройства размером с DVD-плеер, или видеомагнитофон? Если вы захотите установить регистратор дома, то, скорее всего его нужно поместить в недоступное и скрытное место, поэтому малые габариты как нельзя кстати. Если же речь идет об использовании в авто, то это наравне с качеством видео, один из решающих факторов. Многоканальный регистратор в этом случае должен быть компактным.

Питание от источника 12В/24В

Возможность питания от 12В/24В – рассчитано на применение в автомобиле. Для применения в домах, придется приобрести блок питания 220В->12В/24В. Также питание 12В/24В возможно для промышленного применения. Также стоит отметить, что в регистраторе должна быть предусмотрена защита от переполюсовки и от высоких скачков напряжения, поскольку по линии питания в автомобиле идет много помех и скачки питания бывают на несколько десятков вольт выше бортового номинального напряжения.

Модуль беспроводной связи GSM/3G

Данная опция конечно нужна не всем, а тем, кто хочет построить настоящую охранную систему на базе маленькой коробочки – видео регистратора. Преимущества такой возможности описаны выше. Идеально, когда модуль поддерживает как тип связи GSM, так и 3G. Т.е. кому нужно – может получать только уведомления в виде SMS. Кому-то же необходимо получить видео с камеры на телефон, тем нужна связь 3G.

Модуль беспроводной связи Wi-Fi

Wi-Fi сегодня позволяет связываться со многими мобильными устройствами на расстоянии в районе 100м или больше. Наличие данного вида связи дает возможность скопировать информацию с регистратора на устройство отображения (смартфон, планшетный компьютер, GPS-навигатор автомобиля) и просмотреть её. Допустим, регистратор стоит у вас в автомобиле и у вас также есть GPS-навигатор. В случае какого-либо происшествия, вы связываетесь со своим регистратором при помощи GPS-навигатора по Wi-Fi, и копируете на него видео для просмотра, и тут же на месте просматриваете. При этом вам не нужен громоздкий регистратор возле лобового стекла, у вас закреплены только мини-камеры, а многоканальный регистратор спрятан под сидением сзади, или в багажнике. Т.е. система очень удобна, вы не видите постоянно записываемого видео, оно вам не нужно в автомобиле и только отвлекает, но в случае чего вы всегда можете его просмотреть с помощью Wi-Fi.

Модуль дискретных входов/выходов и CAN-интерфейса

Преимущества такой опции также описаны выше. Следует лишь сказать, что такой модуль позволяет поставить ваш автомобиль практически под полный контроль. Главное чтобы кол-во дискретных входов/выходов было достаточным. CAN-шина позволяет считывать множество параметров автомобиля, а также управлять некоторыми из них.

---

Мы готовы продолжить цикл статей по интересующим читателей вопросам.
Компания ARMiSoft,
email: habr@armisoft.net