![\"\"](\"http:\/\/crowave.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/cctv_pzt_wi-fi_ip_01.jpg\")
<\/a><\/p>\n<\/p>\n
IP (Internet Protocol) video kamere su digitalne kamere koje \u0161alju i primaju podatke preko LAN mre\u017ee i\/ili preko interneta (\u017ei\u010dno ili be\u017ei\u010dno preko Wi-Fi mre\u017ee). Kamere koje ovdje opisujemo mogu se spajati na LAN i Wi-Fi (WLAN) mre\u017eu. Naziv CCTV (Closed-circuit television) zapravo je drugi naziv za video nadzorne kamere, a potje\u010de jo\u0161 od prvih modela televizijskih nadzornih kamera koje su se po\u010dele koristiti u 2. svjetskom ratu.<\/p>\n
Na\u0161e nadzorne kamere nisu fiksne (poput web-kamera) nego su postavljene na rotiraju\u0107e platforme. Rotacija je mogu\u0107a horizontalno u punom krugu od 360\u00b0 (Pan) i okomito u rasponu od 90\u00b0 (Tilt). Takve kamere se obi\u010dno zovu PTZ kamere (Pan, Tilt, Zoom) gdje Pan ozna\u010dava panoramsku (horizontalnu) rotaciju, Tilt je pomicanje kamere po okomici (gore-dolje), a Zoom je mogu\u0107nost zumiranja (pribli\u017eavanja, udaljavanja) promatranog podru\u010dja. Kod na\u0161ih kamera zumiranje je digitalno. To zna\u010di da se ne kontroliraju le\u0107e objektiva (one su fiksne) nego se slika pove\u0107ava softverski, jednako kao bilo koje drugo pove\u0107avanje slike na nekom ra\u010dunalnom monitoru. Jasno da je softversko zumiranje ograni\u010deno rezolucijom originalne slike, te \u0161to vi\u0161e pove\u0107avamo sliku ili dio slike time vi\u0161e pada i rezolucija (o\u0161trina) tog prikaza.<\/p>\n
<\/p>\n
\n
<\/p>\n
Nabavili smo jednu novu kameru i dvije kamere koje su aktivno radile na vanjskom zidu zgrade oko dvije godine, dakle potpuno izlo\u017eene vremenskim uvjetima. Jedna od kamera je nakon te dvije godine rada po\u010dela prikazivati neke simptome neispravnosti (restartanje i gubitak konekcije sa mre\u017eom), a druga je i dalje ispravna, no s obzirom na cijenu vlasnik je odlu\u010dio zamijeniti obje kamere. Tako smo dobili priliku pogledati od \u010dega se iste sastoje, pa idemo onda prvo rastaviti ove rabljene kamere. Kasnije \u0107emo zaviriti i u novu kameru \u010disto da vidimo ima li kakve razlike u tehnologiji, no to je malo vjerojatno jer su oba modela i dalje u prodaji i imaju iste tehni\u010dke specifikacije.<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n U prvom dijelu ku\u0107i\u0161ta nalazi se plo\u010dica sa 2,4 GHz WLAN\/USB adapterom koji se bazira na Realtek RTL8188FTV integriranom krugu.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na\u0161 \u010dip Realtek RTL8188FTV (ETV) podr\u017eava IEEE 802.11b\/g\/n 1T1R WLAN standarde prijenosa podataka. Odmah \u0107emo re\u0107i da su 802.11b i 802.11g danas uglavnom zastarjeli \u0161to se ti\u010de WLAN komunikacije jer za dana\u0161nje zahtjeve omogu\u0107uju male brzine prijenosa (do 11, odnosno do 54 Mbps).<\/p>\n WLAN 802.11b\/g\/n standard raspolo\u017eivi frekvencijski opseg na 2.4 GHz dijeli na 14 kanala. Razmak izme\u0111u kanala je 5 MHz, osim izme\u0111u posljednja dva gdje je razmak 12 MHz. Me\u0111utim, \u0161irina jednog kanala je 22 MHz \u0161to zna\u010di da se kanali me\u0111usobno preklapaju. Najbolje je to prikazati grafi\u010dki.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Vidimo da je od svih kanala mogu\u0107e na\u0107i samo tri razli\u010dita kanala koji se me\u0111usobno frekvencijski ne preklapaju pa komunikacija mo\u017ee i\u0107i na najvi\u0161e tri kanala. Nekada su se radni kanali postavljali ru\u010dno, a na modernim WLAN modemima se to vr\u0161i automatski. Ovisno o regiji svijeta postoje i neka odstupanja od ove sheme pa se tako u Europi ne koristi 14. kanal (ETSI standard), u Americi se ne koriste zadnja tri kanala (FCC standard), a u Japanu se 14. kanal koristi samo za 802.11b standard. Tako\u0111er, i neke zemlje imaju neke svoje dodatne restrikcije za kori\u0161tenje pojedinih kanala pa je tako primjerice u \u0160panjolskoj zabranjena upotreba 10. i 11. kanala, a u Francuskoj 10. do 13. kanala. U nekim zemljama je definirano kori\u0161tenje isklju\u010divo tri kanala (1, 7 i 13).<\/p>\n Standard IEEE 802.11n dozvoljava mogu\u0107nost upotrebe \u0161irine kanala od 20 MHz ili 40 MHz i teoretsku brzinu prijenosa do 600 Mbps te se koristi na 2,4 GHz i 5 GHz mre\u017eama. Pove\u0107ana \u0161irina kanala od 40 MHz smanjuje broj kanala koji se ne preklapaju na svega dva. Na\u0161 \u010dip na \u0161irini kanala od 20 MHz omogu\u0107uje maksimalnu brzinu prijenosa do 72,2 Mbps, a na \u0161irini od 40 MHz teoretska maksimalna brzina je 150 Mbps. Me\u0111utim, glavna zna\u010dajka ove norme je mogu\u0107nost kori\u0161tenja diverziti (diversity) na\u010dina oda\u0161iljanja i prijema kod kojeg se koriste dvije ili vi\u0161e antena u svrhu pobolj\u0161anja kvalitete i bolje iskoristivosti radijske veze.<\/p>\n \u0160to se ti\u010de modulacija digitalnih (binarnih) podataka, u 802.11b\/g\/n WLAN standardima se koriste BPSK, QPSK, 16-QAM i 64-QAM modulacije. Svaka od binarnih i kvadraturnih faznih i amplitudnih modulacijskih tehnika (BPSK, QPSK, 16-QAM i 64-QAM) omogu\u0107uje razli\u010ditu brzinu prijenosa podataka (razli\u010ditu iskoristivost spektra) te \u0107e WLAN oda\u0161ilja\u010d i prijemnik samo odabrati koji modulacijski postupak \u0107e koristiti, ovisno o uvjetima propusnosti kanala. Prilikom modulacije, binarni podaci se razbijaju u male pakete i zasebno moduliraju vlastitim nose\u0107im frekvencijama unutar odabranog kanala. Na kanalu \u0161irine 20 MHz istovremeno se modulira 64 nosioca, a na kanalu \u0161irine 40 MHz modulira se 128 nosioca. S obzirom da svaki nosioc prenosi samo mali dio ukupne informacije, to prijenos \u010dini otpornijim na smetnje jer se lak\u0161e nadoknadi djeli\u0107 izgubljene informacije nego \u010ditava informacija. Tih 64 ili 128 nosioca mora se zatim opet modulirati u jedan zajedni\u010dki signal za slanje radijskim putem. U tu svrhu se koristi DSSS tehnika (kod 802.11b standarda) ili OFDM multipleksiranje (kod 802.11g\/n standarda). Za potpuno razumijevanje DSSS (direct-sequence spread spectrum) i OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) modulacija kakve se koriste u Wi-Fi prijenosu podataka potrebno je puno u\u010denja. \u0160to vi\u0161e prou\u010davate na\u010din WLAN prijenosa podataka to se stvari sve vi\u0161e uslo\u017enjavaju.<\/p>\n Na po\u010detku teksta naveli smo da na\u0161 \u010dip Realtek RTL8188FTV podr\u017eava 1T1R standard. To zna\u010di da ima jedan predajnik (T) i jedan prijemnik (R). Bolji \u010dipovi imaju dva prijemnika i dva predajnika (2T2R). Tu ve\u0107 ulazimo u razmatranje razli\u010ditih sustava oda\u0161iljanja i prijema moduliranih podataka. Ovisno koliko radijski sustav ima prijemnika i predajnika za istovremeni prijem i slanje podataka razlikujemo SISO, SIMO, MISO i MIMO sustave (S-single, M-multiple, I-input, O-output). Paralelni prijenos naravno pove\u0107ava kapacitet prijenosnog kanala. SISO sustav (single input, single output) poput na\u0161eg (1T1R) je naravno najjednostavniji no i ovdje se u odre\u0111enoj mjeri mo\u017ee pove\u0107ati kapacitet kanala upotrebom diverziti tehnike. Pove\u0107anje kapaciteta (brzine) prijenosa se ovdje o\u010dituje samo u pobolj\u0161anom odnosu signal\/\u0161um radijske veze \u0161to se posti\u017ee sa vi\u0161e antena, no sam tok podataka ostaje isti.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Generalno gledano, kako rastu zahtjevi za koli\u010dinom digitalnih podataka koje potrebno prenijeti u jedinici vremena tako se razvijaju nove modulacijske tehnike za radijski prijenos i vi\u0161estruki paralelni sustavi prijenosa podataka da se \u0161to bolje iskoristiti kapacitet radnog kanala. Pri velikim brzinama prijenosa podataka proporcionalno se pove\u0107ava mogu\u0107nost gre\u0161ke i osjetljivost na smetnje u radijskom komunikacijskom kanalu. Stoga su razvijeni vrlo slo\u017eeni algoritmi raspodjele, modulacije i provjere slanja digitalnih podataka. Sa 5G mre\u017eom \u0161irina kanala se pove\u0107ava na 80 i 160 MHz, brzine modulacija sa 64-QAM rastu na 256-QAM, uvode se vi\u0161e-korisni\u010dki MIMO sustavi sa vi\u0161e paralelnih sljedova podataka, \u0161to pove\u0107ava teoretsku brzinu prijenosa na 6,93 Gbps. Propisane su ve\u0107 norme i za 6G mre\u017eu koja ide do 1024-QAM i 9,6 Gbps.<\/p>\n Uglavnom, onaj tko malo prati WLAN i Wi-Fi tehnologiju zna barem toliko da ako neki ure\u0111aj ima vi\u0161e antena to zna\u010di da koristi napredniju, br\u017eu i pouzdaniju tehnologiju prijenosa. Na na\u0161im kamerama su dvije antene, no jedna je na\u017ealost la\u017ena. Ipak, proizvo\u0111a\u010da te\u0161ko mo\u017eete tu\u017eiti za prevaru jer nigdje u specifikacijama ne navodi da je ugra\u0111en diverziti sustav. Takav sustav je posve izvediv sa ugra\u0111enim \u010dipom Realtek RTL8188FTV no modul na kojem se nalazi mora imati druga\u010dije antenske balun-dupleksere. Posve je normalna praksa da razli\u010dite ina\u010dice elektroni\u010dkih ure\u0111aja imaju posve identi\u010dan vanjski izgled ku\u0107i\u0161ta, no to ne mora zna\u010diti da je u unutra\u0161njosti ugra\u0111en isti hardver.<\/p>\n \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na istoj plo\u010dici sa WLAN modulom su i integrirani regulatori napona, JWH6J za 5 V i AMS1117 za 3,3 V potrebnih za rad WLAN adaptera i ostalih elektroni\u010dkih sklopova kamere. Ure\u0111aj se ina\u010de napaja preko mre\u017enog adaptera 12V \/ 2A, a taj napon se izravno koristi samo za pogon LED dioda.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na\u0161a kamera je opremljena sa 4 LED diode za vidljivu bijelu svjetlost i sa 6 LED infracrvenih dioda. Infracrvene diode su za no\u0107no, oku nevidljivo, a kameri vidljivo osvjetljenje. Ovo osvjetljenje se automatski pali kad padne mrak, a senzor za prepoznavanje intenziteta vanjskog svjetla je mali LDR otpornik smje\u0161ten na sredini izme\u0111u IC LED dioda. Bijele LED diode (vidljivo svjetlo) mogu se tako\u0111er koristiti po mraku ili pak slu\u017ee kao alarmno svjetlo, odnosno upaliti \u0107e se ako se u mraku detektira neki pokret ispred kamere.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n U na\u0161e nadzorne kamere ugra\u0111en je CMOS senzor od 2MP \u0161to daje sliku rezolucije 1080p (1920 x 1080 to\u010daka). Trenutno postoje dvije tehnologije za izradu poluvodi\u010dkih slikovnih senzora: CCD i CMOS. Osnovna razlika u te dvije tehnologije je \u0161to CCD (Charge-coupled Device) kao izlaznu veli\u010dinu daje analogni napon pa mu je potrebna relativno kompleksna vanjska elektronika za obradu signala slike. S druge strane, CMOS (Complementary Metal-oxide Semiconductor) ve\u0107 u samom senzoru ima implementirana poja\u010dala, A\/D konvertere i \u010desto krugove za dodatnu obradu slikovnih signala. Stoga su kamere sa CMOS senzorima puno jeftinije za proizvodnju i tro\u0161e manje struje, me\u0111utim kvaliteta slike je u vi\u0161e elemenata ne\u0161to lo\u0161ija od one sa CCD senzora. Ipak, CMOS senzori se stalno razvijaju, sve vi\u0161e se po kvaliteti slike izjedna\u010davaju sa CCD senzorima i sve vi\u0161e su zastupljeni u raznim optoelektroni\u010dkim ure\u0111ajima.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Ovdje mo\u017eemo identificirati integrirane krugove i po tome zaklju\u010diti koje sklopove sadr\u017ei ovaj modul:<\/p>\n Kao \u0161to se vidi, glavnina svih procesa odvija se u integriranom krugu AK3918 (Anyka). Unutar ovog \u010dipa vr\u0161e se sva video i audio procesuiranja i preko njega se povezuju sva vanjska su\u010delja kamere. Potpora mu je samo u vanjskoj RAM i ROM memoriji, a ostali \u010dipovi su prakti\u010dno samo kontroleri, driveri i poja\u010dala za priklju\u010denu periferiju (LAN, MMC\/SD, mikrofon, zvu\u010dnik, elektromotori, LED). Slikovni procesor unutar AK3918 tako\u0111er je zadu\u017een i za detekciju pokreta \u0161to uklju\u010duje alarm i\/ili automatsko pra\u0107enje objekta koji se kre\u0107e u polju snimanja kamere. U tu svrhu se ne koriste nikakvi posebni vanjski senzori (PIR ili sli\u010dno) ve\u0107 se vr\u0161i samo softverska analiza svake slike (promjena grupe piksela) gdje se onda pomo\u0107u posebnih ra\u010dunalnih algoritama prepoznaje kretanje i smjer kretanja nekog objekta koji uzrokuje specifi\u010dnu promjenu piksela slike.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Objektiv kamere, osim samog sistema opti\u010dkih le\u0107a, opremljen je sa jo\u0161 dva mala dodatka. Jedan je u vidu deblje spu\u017evice koja paralelno sa rubom objektiva nasjeda na za\u0161titno staklo ku\u0107i\u0161ta kamere i sprje\u010dava vi\u0161estruki odraz (refleksiju) svjetla preko za\u0161titnog stakla na ulaznu le\u0107u kamere. Drugi dodatak je infracrveni filtar koji sprje\u010dava ulazak infracrvenog zra\u010denja na senzor kamere kada se vr\u0161i snimanje na dnevnoj svjetlosti.<\/p>\n Poluvodi\u010dki slikovni senzori (CCD i CMOS) su osim na vidljivu svjetlost osjetljivi su i na bliski infracrveni dio spektra. Sva tijela i predmeti na temperaturi vi\u0161oj od apsolutne nule prirodno zra\u010de infracrveno (IC) zra\u010denje, a ono je ja\u010de \u0161to je tijelo vi\u0161e zagrijano. U no\u0107i je energija IC zra\u010denja ve\u0107ine predmeta i tijela premala da bi ih slikovni senzori mogli detektirati. Stoga se koristi umjetno IC osvjetljavanje, obi\u010dno pomo\u0107u infracrvenih dioda.<\/p>\n Po danu pak Sunce postaje vrlo jak prirodni izvor infracrvenog zra\u010denja, te tada na slikovne senzore pada vidljivo i poja\u010dano IC zra\u010denje. Me\u0111utim, mi po danu \u017eelimo sa kamere dobiti prirodan izgled kolor slike kako to vidi ljudsko oko, dakle samo u intenzitetu vidljivog svjetla. Ovdje pak pribrojena IC energija remeti intenzitete svjetlosti pojedinih to\u010daka (piksela) slike koje bi stvarala samo vidljiva svjetlost. Stoga se po danu ispred slikovnog senzora ubacuje filtar za blokadu infracrvenog zra\u010denja (Infrared cut-off filter). To je opti\u010dki filtar koji, ovisno o tipu, reflektira ili apsorbira dolazno IC zra\u010denje, a na slikovni senzor propu\u0161ta samo vidljivu svjetlost.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na gornje dvije slike vide se sve opti\u010dke, elektroni\u010dke i elektri\u010dne komponente ugra\u0111ene u nadzornu kameru. Sada idemo to usporediti sa novim modelom kupljenim nedavno po cijeni od 20 eura.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>U prvom dijelu ku\u0107i\u0161ta nalazi se plo\u010dica sa 2,4 GHz WLAN\/USB adapterom i regulatorima napona napajanja.<\/em><\/span><\/p>\n<\/a>Na prvoj slici su dolazne \u017eice napajanja, LAN konektora i antena (jedna \u017eica antene je la\u017ena i nije nigdje spojena). Na slijede\u0107oj slici se vidi kora\u010dni elektromotor za Pan rotaciju, te \u017eice za napajanje modula kamere i podatkovni vodovi u obliku flat-trake. Elektromotor ima u svojem ku\u0107i\u0161tu integrirani mehani\u010dki reduktor tako da nisu potrebni vanjski prijenosi \u010dime je konstrukcija ku\u0107i\u0161ta bitno pojednostavljenja.<\/span> <\/em><\/p>\n
\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Izvod iz tehni\u010dke dokumentacije za integrirani krug RTL8188FTV. Gore je konfiguracija sa jednom zajedni\u010dkom antenom, a ispod su konfiguracije za diverziti sustave sa dvije antene. U prvom slu\u010daju i prijemnik i predajnik rade sa dvije antene, a u drugom slu\u010daju samo prijemnik radi sa dvije antene. <\/em><\/span><\/p>\n<\/a>Jedna antena kod na\u0161ih kamera je la\u017ena (desno) i sadr\u017ei samo komadi\u0107 \u017eice koji nije nigdje spojen. \u017dica je stavljena samo iz razloga jer bi se na jednom dijelu izvana (na pregibu antene) vidjelo kako ista nedostaje i da antena nema funkciju.<\/em> <\/span><\/p>\n<\/a>Antena je izvedena kao vertikalni poluvalni dipol, gdje donji dio u obliku bakrene cijevi (lon\u010di\u0107a) istovremeno slu\u017ei i kao lonac za prilagodbu impedancije i simetriranje. Valna duljina frekvencije 2,4 GHz je 125 mm, tako da dipoli imaju duljinu 31 mm (\u010detvrtina valne duljine). U na\u0161em slu\u010daju donji dipol (lonac) je ne\u0161to kra\u0107i i iznosi oko 20 mm. Ovdje je vjerojatno ura\u010dunat faktor skra\u0107enja zbog ve\u0107eg kapacitivnog optere\u0107enja donjeg kraja dipola. Konektor je UFL\/IPEX tipa. <\/span><\/em><\/p>\n<\/a>Mre\u017eni adapter kakav se isporu\u010duje uz na\u0161e kamere.<\/span> <\/em><\/p>\n
\n<\/a><\/p>\n<\/a>U drugi dio ku\u0107i\u0161ta u obliku kugle smje\u0161ten je kora\u010dni elektromotor za Tilt pomak, mikrofon, zvu\u010dnik, LED diode i senzor osvjetljenja, te digitalna kamera sa centralnom elektronikom.<\/span><\/p>\n<\/a>Kora\u010dni elektromotori za Pan i Tilt rotacije su istih karakteristika i sadr\u017ee integrirane mehani\u010dke reduktore brzine vrtnje. <\/span><\/em><\/p>\n<\/a>\u010cetiri LED sa \u017eu\u0107kastim tonom daju vidljivo bijelo svjetlo, a \u0161est prozirnih LED iznad njih su za infracrveno osvjetljenje. Na sredini je LDR otpornik kao senzor vanjskog osvjetljenja (dan\/no\u0107).<\/span> <\/em><\/p>\n
\n<\/a>Modul CMOS kamere sa centralnom elektronikom.<\/span><\/em><\/p>\n<\/a>CMOS slikovni senzor kamere (U7).<\/span><\/em><\/p>\n\n
<\/a>Strukturna blok shema iz tehni\u010dke dokumentacije za integrirani krug AK3918.<\/span> <\/em><\/p>\n
\n<\/a><\/p>\n<\/a>Infrared cut-off filter na na\u0161oj kameri se pod odre\u0111enim kutom vidi u crvenoj nijansi. Ispod njega je prozirni filtar za vidljivu svjetlost. Ova dva filtra se pomo\u0107u malog elektromagneta postavljaju izme\u0111u sistema le\u0107a objektiva kamere, ovisno da li se snima pod infracrvenim (no\u0107nim) osvjetljenjem ili pod vidljivom (dnevnom) svjetlo\u0161\u0107u.<\/span> <\/em><\/p>\n
\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Odmah po otvaranju vidi se da je konstrukcija elektroni\u010dkih sklopova kompaktnija (jedna umjesto dvije tiskane plo\u010dice) i tako\u0111er vidimo samo jednu \u017eicu iz antene \u0161to zna\u010di da je druga antena i ovdje la\u017ena. U\u0161teda je postignuta u dizajnu plasti\u010dnog ku\u0107i\u0161ta antene gdje se vi\u0161e ne vidi \u017eica, pa ovdje nije potrebno stavljati “la\u017enu” \u017eicu. \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n<\/a>Kora\u010dni elektromotori su isti kao i na prethodnoj kameri, no ovdje Pan motor ima dodatni plasti\u010dni reduktor. \u010cini se kao dodatak koji poskupljuje konstrukciju, no prethodna kamera je umjesto toga imala metalni kugli\u010dni le\u017eaj.<\/span><\/em><\/p>\n<\/a>Ovdje je WLAN modul montiran na glavnu plo\u010dicu kamere, \u010dime se u\u0161tedjelo na poveznim vodovima i konektorima te \u010ditava monta\u017ea izgleda urednije.<\/em><\/span><\/p>\n