Camarasok

Resumen

En este proyecto se implementó un sistema de seguridad de video-vigilancia, capaz de realizar avisos remotos (por medio de un mensaje de correo electrónico), utilizando cámaras de distintas características y distinto fabricante, lo que le da al sistema flexibilidad para posteriores modificaciones. A este sistema también se le añadió la característica de activar un dispositivo X10 cuando se presente algún evento (configurado según el usuario) y finalmente monitorear el área vigilada de forma remota, únicamente por medio de una contraseña y usuario determinados, desde cualquier parte del mundo por mediante la red de internet.

Para implementar este sistema, fue necesario conocer los tipos de sistemas de seguridad, así como sus características, equipo necesario y modos de funcionamiento; posteriormente identificar las desventajas que presentan en común, dando solución a la desventaja de mayor importancia, esa desventaja fue el programa computacional de control (software). Finalmente se eligió un software que resolviera la mayor parte de los problemas y se configuró el equipo necesario para la vigilancia, con las características mencionadas anteriormente.

Se obtuvo un sistema de video-vigilancia más eficiente, confiable y económico, así como la identificación de factores causantes de pérdidas económicas en el establecimiento donde fue instalado el equipo, (“Óptica Luz”), la tranquilidad del usuario respecto a la seguridad de su establecimiento, ya que solo él puede acceder a las imágenes y grabaciones de las cámaras por medio de internet, desde cualquier parte del mundo; recibir notificaciones por medio de un correo electrónico y la activación de una alarma (dispositivo X10), en caso de presentarse algún evento en horas no laborables.

Se cumplieron los objetivos planteados utilizando tecnologías recientes en el mercado, reduciendo los recursos económicos y de personal, debido a que no es necesario contratar personas para monitorear actividad en el área video-vigilada y que el sistema cuenta con flexibilidad de crecimiento e implementación de cámaras ya que es posible aumentar o disminuir el equipo empleado, sin importar el fabricante.

Introducción

Actualmente las empresas necesitan de un control para monitorear tanto a los empleados como a cada uno de los departamentos que la conforman. Es por esta razón que se ven obligados a implementar sistemas de seguridad tales como

tema camaras de seguridad en residencia

circuito cerrado de video-vigilancia. Estos sistemas están conformados por cámaras de grabación, internas o externas, diurnas o nocturnas, así como también de iluminación y captación infrarroja, para lugares en los cuales es necesario un nivel de seguridad.

En el mercado existen distintos tipos de cámaras, de los cuales se puede elegir la más adecuada, dependiendo de la arquitectura del edificio, la calidad y nivel de seguridad deseados y por último, de las posibilidades de control. Estos últimos pueden ser, encendido y apagado, mecanismos de posición de cámara, acercamiento, grabadores de señal, etc. Para poder controlar cada uno de estas características, es necesario un programa computacional aplicado, lo cual no es muy común encontrar en el mercado ya que estos programas están sujetos a limitantes y/o características propias de las cámaras de video-vigilancia o a un fabricante de cámaras en especial.

Dentro de la pequeña empresa “Óptica Luz” con un área aproximada de 300 m2, se han detectado pérdidas de capital, debido a mal cobro o por robo de los empleados del lugar, por lo cual, los propietarios determinan que es necesario un sistema de vigilancia, que les proporcione las ventajas necesarias para detectar la fuente de esas pérdidas. Las ventajas que proporciona el sistema de video vigilancia son un fácil manejo de las video grabaciones, avisos de movimiento en el negocio en horas que no son laborales por medio de correo electrónico, acceso restringido a videos, las cámaras sólo grabarán cuando detecten movimiento y la más importante es el poder revisar en tiempo real las cámaras desde cualquier parte del mundo a través de internet con la seguridad de que solo el personal autorizado podrá acceder al sistema de monitoreo.

Es el problema a solucionar a lo largo de este trabajo empleando un sistema de monitoreo capaz de soportar cualquier número de cámaras instaladas, y a su vez, poder controlarlas por medio de internet, con avisos remotos, enviados a direcciones de correo electrónico, previamente seleccionadas, tomando en cuenta los criterios necesarios de instalación y seguridad, como área de vigilancia, altura, si el área a vigilar se encuentra en el interior o en el exterior, si es necesaria la vigilancia nocturna, etc., además de implementar el software que permita la compatibilidad entre diversos tipos de cámaras.


La forma en que se abordará el problema será identificando los factores que lo provocan, para determinar posibles soluciones. Posteriormente se determinará por medio de comparación, la mejor solución, que en este caso es la implementación del sistema de video-vigilancia, por medio de un software libre con distintos tipos de monitoreo y grabación.

Para alcanzar el objetivo, la tesis se encuentra integrada en 4 capítulos. En el capítulo uno se abordan los temas y términos necesarios para poder comprender el funcionamiento y aplicaciones de los sistemas de video-vigilancia, tales como tipos de sistemas de video-vigilancia, tipos de cámaras etc., dando mayor relevancia al tema de las cámaras IP, las cuales serán empleadas para este proyecto.

En el capítulo dos, se realizan los cálculos necesarios para implementar el sistema, un plano del lugar que se desea vigilar, la selección de las cámaras, selección de software de control y monitoreo, y por último la instalación del equipo, realizando pruebas desde distintas ubicaciones, por medio de internet.

Finalmente en el capítulo tres, se obtendrá una estimación económica, tomando en cuenta los materiales y equipo empleados para la implementación del sistema, y así poder asignar un costo que sea competitivo, comparando ventajas y desventajas contra otros sistemas existentes en el mercado de características similares.


CAPÍTULO 1.

SISTEMAS DE SEGURIDAD.


En lo que refiere al tema de seguridad, las empresas suelen prestar cuatro tipos de servicios: en primer lugar, la instalación de alarmas de intrusión (aquellas que cuentan con sistema infrarrojo o de otro tipo, detectan las intrusiones en una vivienda y hacen sonar una alarma de seguridad). La segunda es la instalación de alarmas técnicas (un ejemplo de este tipo de alarmas son aquellas que se utilizan para detectar humo). Otro tipo de servicio son las alarmas personales (monitoreo y seguimiento de un individuo y cobertura médica donde sea que se encuentre). Finalmente se tienen sistemas de video vigilancia (también conocidos como “circuito cerrado de televisión”).

Sistemas de video vigilancia

Las cámaras de video-vigilancia, por el solo hecho de poder ser vistas por las personas, crean un efecto persuasivo contra robo y vandalismo. En el caso de los robos funciona tanto con los clientes externos, como con los propios empleados, ya que en la mayoría de las ocasiones, las perdidas por robo en los comercios proceden de los propios empleados.

La ventaja de implementar estos sistemas, es que, el propietario o personal autorizado, no necesita estar físicamente en el lugar de monitoreo, cada vez que ocurra algún incidente, se pueden consultar las grabaciones para comprobar lo que ocurrió. Los grabadores digitales suelen ser de 4, 8 o 16 cámaras, por lo tanto se puede observar en cada pantalla hasta el monitoreo de 16 cámaras.

Para poder llevar a cabo un monitoreo adecuado, es necesario hacer una elección de cámaras correcta bajo las siguientes condiciones: área que se pretende vigilar, ubicación, nivel de seguridad, calidad de imagen requerida, entre otros. Las


características dependen de las necesidades del usuario principalmente, siendo la principal necesidad la seguridad de sus bienes y el aviso oportuno en caso de ocurrir algún evento. Más adelante se abordaran estas características a profundidad para poder hacer una correcta selección de equipo y cubrir todas o la mayor parte de las necesidades.

Para que las cámaras IP trabajen adecuadamente se les debe asignar una dirección IP libre dentro de la red en la que se encuentren y que pertenezca al dominio de la misma red actualmente existen diversos sistemas de video vigilancia, cada uno varia en cuanto características y costos, dependiendo de la tecnología que emplee, algunos de estos sistemas más empleados, son los siguientes:

1.1.1 CCTV

El circuito cerrado de televisión (CCTV), es una tecnología de vídeo vigilancia visual diseñada para supervisar las actividades realizadas en distintos ambientes. Los primeros sistemas de CCTV se crearon antes que la misma televisión para el público, la cual tuvo mucho más crecimiento. Tuvo un uso muy especializado debido al precio de las cámaras, el cual limitaba tremendamente las aplicaciones. Con la llegada de los nuevos sistemas de captación de imagen en las cámaras, y el incremento del crimen y la inseguridad, provocaron un crecimiento en la producción y un decremento en los precios.

La televisión comercial que comúnmente se conoce, está abierta al público ya que a través del aire e incluso a través de cables (televisión por cable) se hace llegar a todo aquel que quiera observar la programación. En el caso del circuito cerrado, el video generado se conserva privado y únicamente son capaces de observarlo las personas asignadas.

En la actualidad los sistemas CCTV están al alcance de cualquier organización, empresa o familia, y sus aplicaciones prácticamente no tienen límite. Al disminuir significativamente su precio las videograbadoras se integraron a los sistemas de CCTV (casi a la 5ª parte en sólo 3 años) [2], y desplazaron al monitor como parte fundamental de un sistema. Las nuevas videograbadoras digitales compiten en precio con las analógicas, ya que almacenan una gran información para ser analizada posteriormente.


El circuito puede estar compuesto, simplemente, por una o más cámaras de vigilancia conectadas a uno o más monitores o televisores, que reproducen las imágenes capturadas por las cámaras. Aunque, para mejorar el sistema, se suelen conectar directamente o enlazar por red otros componentes como vídeos o computadoras.

Las cámaras pueden estar sostenidas por una persona pero esto puede afectar la calidad del video, normalmente se encuentran fijas en un lugar determinado elegido estratégicamente para no perder detalle de los eventos que sucedan en el área vigilada. En un sistema moderno las cámaras que se utilizan pueden estar controladas remotamente desde una sala de control, donde se puede configurar su panorámica, inclinación y zoom.

Aplicaciones de CCTV

El uso más conocido del CCTV está en los sistemas de vigilancia, seguridad y en aplicaciones tales como establecimientos comerciales, bancos, oficinas gubernamentales, edificios públicos, aeropuertos, etc. En realidad, las aplicaciones son casi ilimitadas. Aquí se enlistan algunos ejemplos:

Monitoreo del tráfico en un puente.

Monitoreo de procesos industriales.

Vigilancia en condiciones de absoluta oscuridad, utilizando luz infrarroja.

Vigilancia en áreas claves, en negocios, tiendas, hoteles, casinos, aeropuertos.

Vigilancia del comportamiento de empleados.

Vigilancia de los niños en el hogar, en la escuela, parques, guarderías.

Vigilancia de estacionamientos, incluyendo las placas del vehículo.

Vigilancia de puntos de revisión, de vehículos o de personas.


Análisis facial para identificación de criminales en áreas públicas.

En la mayoría de los casos el CCTV tiene que estar acompañado de la grabación de los eventos que se vigila con el objeto de los obtener evidencia de todos movimientos importantes, y además el minimizar la vigilancia humana de los monitores.

Elementos que integran un sistema CCTV

Cámara.

El punto de generación de video de cualquier sistema de CCTV es la cámara, existen cámaras que incluyen un micrófono para poder tener grabación de audio además de la grabación de video, así como diversos tipos de cámara, cada una para diferentes aplicaciones y con diferentes especificaciones y características, como las mencionadas a continuación:

Color, blanco/negro y duales (para aplicaciones de día y noche).

Temperatura de funcionamiento.

Resistencia a la intemperie.

Iluminación (sensibilidad).

Condiciones ambientales (temperatura mínima y máxima, humedad, salinidad).

Resolución (calidad de imagen).


Sistema de formato (americano NTSC, europeo PAL).

Tensión de alimentación.

Dimensiones.

Calidad y tamaño del CCD.- El CCD es el chip que inicialmente capta la imagen, su tamaño y calidad es muy importante.

El más frecuentemente utilizado en el CCTV es el de 1/3", pero existen de ¼" (menores) y también de ½" (mayores).

Monitor:

La imagen creada por la cámara necesita ser reproducida para un análisis posterior, ese análisis de imagen se realiza por medio de un monitor de CCTV, el cual es prácticamente el mismo que un receptor de televisión, excepto que el sistema de vigilancia CCTV, no tiene circuito de sintonía, y la durabilidad del monitor de CCTV es más extensa, a comparación de un receptor de televisión.

Grabadoras de Lapso de Tiempo (VCR):

Las videograbadoras en el circuito cerrado de televisión aparentemente tienen el mismo diseño que un sistema doméstico, con la diferencia de que cuentan con funciones adicionales diseñadas específicamente para el mercado de la seguridad. También funcionan con casetes ordinarios de tipo VHS, lo cual a largo


plazo es una gran desventaja, ya que es necesario un espacio adicional para almacenar dichos casetes, los cuales pueden romperse o simplemente dejar de tener un funcionamiento adecuado debido al uso.

La utilización de gabinetes industriales diseñados para soportar el uso continuo de la videograbadora, es la característica principal con la cual se diferencian de las demás videograbadoras (hechas para funcionar por 3 ó 4 horas diarias). El principio de la funcionalidad de una VCR para seguridad es que deberá de grabar por lo menos 24 horas, la grabación se hará en forma 'periódica' en lugar de 'continua'. La videograbadora de seguridad permite seleccionar los intervalos de tiempo en los que se desea grabar, dependiendo de sus requerimientos, lo cual se recomienda ya que en caso de algún evento importante que suceda fuera de los intervalos de tiempo, no se podrá contar con la grabación de dicho evento.

Grabación DVR:

Un grabador de vídeo digital (DVR por las siglas en inglés de digital video recorder) es un dispositivo interactivo de grabación de televisión y video en formato digital. El DVR se compone, del hardware, que consiste principalmente en un disco duro de gran capacidad, un microprocesador y los buses de comunicación; y del software, que proporciona diversas funcionalidades para el tratamiento de las secuencias de vídeo recibidas, acceso a guías de programación y búsqueda avanzada de contenidos. El DVR surge debido al formato digital de la televisión y permite almacenar la información y manipularla posteriormente con un procesador.

Enrutadores (router):


Un router es un dispositivo para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la mejor ruta que debe tomar el paquete de datos. El tipo de router a emplear en un sistema de video vigilancia depende de las necesidades del usuario. Existen diversos tipos de routers, por ejemplo:

Conectividad Small Office, Home Office (Pequeña casa y oficina) (SOHO)

Los enrutadores se utilizan con frecuencia en los hogares para conectar a un servicio de banda ancha tales como IP sobre cable o ADSL. Un enrutador usado en una casa puede permitir la conectividad a una empresa, a través de una red privada virtual segura.

Distribución

Los routers de distribución agregan tráfico desde otros routers, ya sea en el mismo lugar, o de la obtención de los flujos de datos procedentes de múltiples sitios a la ubicación de una importante empresa. Los enrutadores de distribución son con frecuencia, responsables de la aplicación de la calidad del servicio a través de una WAN, por lo que deben tener una memoria considerable, múltiples interfaces WAN y transformación sustancial de inteligencia.

Núcleo

En las empresas, el enrutador puede proporcionar una "columna vertebral" interconectando la distribución de los niveles de los enrutadores de múltiples edificios de un campus, o a las grandes empresas locales. Tienden a ser optimizados para ancho de banda alto, debido a que el manejo de información es muy elevado.

1.1.2 Power over Ethernet (Energía eléctrica por Ethernet)


Power over Ethernet (PoE, energía eléctrica por Ethernet) integra energía eléctrica y datos en una única infraestructura de cableado y elimina la necesidad de disponer de corriente alterna en todos lados. La energía y los datos se integran en el mismo cable, soportando la categoría 5/5e hasta 100 metros. Durante fallas de corriente, PoE asegura el funcionamiento continuo de dispositivos conectados de forma remota, como teléfonos IP, puntos de acceso LAN inalámbricos y cámaras de seguridad IP, al ser usados junto con una fuente de alimentación eléctrica ininterrumpida (UPS) centralizada.

En este caso usar POE puede no ser muy recomendable en seguridad electrónica, por varias razones: Se limita el funcionamiento, por una distancia máxima que no siempre se cumple. La alimentación sale del mismo equipo activo incrementando el riesgo de daño y costo de mantenimiento. La cámara debe cumplir con el estándar POE y no todas lo hacen. Finalmente es inseguro compartir todo el cableado de datos y comunicaciones con seguridad.

La norma que rige la alimentación remota de dispositivos Ethernet a través de infraestructura LAN, es la norma IEEE 802.3af. Esta norma define las especificaciones de la transferencia de energía eléctrica a través de cables Ethernet y estipula el modo de diseño de equipos de alimentación eléctrica Ethernet y de terminales alimentadas, también define la transmisión de energía eléctrica por infraestructura de cableado existente, incluyendo la Categoría 5, 5e, cables de interconexión, tableros de conexión y hardware de conexión.

Un sistema PoE se compone de un Equipo de Alimentación Eléctrica (PSE, Power Sourcing Equipment) y de un Dispositivo Alimentado (PD, Powered Device). El equipo de alimentación eléctrica puede ser un End-span, mientras que el dispositivo alimentado es una terminal capacitada para operar con PoE (por ejemplo, un teléfono IP, un punto de acceso LAN inalámbrico, etc.). Un ejemplo se muestra en la (Fig. 1).


Fig. 1 Componentes en PoE.

Cámaras de video vigilancia IP

Una cámara IP es una unidad de captura de imagen, que entrega la señal de video en forma digital, es decir en unos y ceros. Existen dos clases de cámaras IP, las creadas por fábricas procedentes del mundo de TI (Tecnología de Información), y las creadas por fábricas procedentes del mundo de la seguridad electrónica tradicional.

Las procedentes del mundo TI, son elementos que buscan llevar video a sitios remotos, bajo condiciones favorables, fueron la consecuencia de las tecnologías de Video-conferencia que revolucionaron hace algunos años la forma de trabajo en diversas compañías, hoy en día, son de uso cotidiano, gracias al avance de la


capacidad de proceso y almacenamiento, sumado al avance en técnicas de procesamiento digital de señales y a los precios bajos.

Las cámaras IP, creadas por fábricas procedentes del mundo de la seguridad electrónica tradicional son un poco más recientes, y existen marcas reconocidas que conocen la filosofía de seguridad y que saben que las especificaciones deben ser exigentes para una misión crítica como es la seguridad. Una cámara de video, es una herramienta vital para cuidar predios, activos, patrimonio y vidas humanas, entre otros usos que se le pueden dar; verificando y registrando actividades que pueden convertirse en siniestros de elevada magnitud.

En estos casos se emplean cámaras con unidades que manejan lentes auto iris también o autoajuste de imagen y luminosidad (DC o Video), lentes zoom, poseen chips (CCD o similar) de altas resoluciones y excelente desempeño a baja iluminación. Los circuitos digitales con los que cuentan, pueden efectuar ajustes de color y dar un excelente intervalo de imagen así como el manejo de niveles de ruido bajos y soportan amplio intervalos de temperatura y humedad relativa.

Estas cámaras pueden cambiar de modo monocromático a color y su resolución puede alterarse de acuerdo al nivel de iluminación en el ambiente, ya que son equipos fabricados para permanecer en funcionamiento las 24 horas del día.

1.2.1 Funcionamiento de cámaras IP.

Como primera medida comprime la información de video, de esta forma, quita información que no es útil para el ser humano, usa algoritmos avanzados para hacer cada vez más pequeña la cantidad de información alterar las propiedades de calidad, velocidad o resolución. Aunque existen algunos formatos de compresión común como MPEG4, Wavelet o H.264, entre otros; la marca que logre la mayor compresión aunada con calidad de imagen es la más solicitada. La información recopilada por las cámaras se comprime, para que las imágenes digitalizadas lleguen a su destino con buena resolución y velocidad, usando el menor Ancho de Banda (BW) posible.

La cámara IP se comporta como un nodo más de la red, por lo tanto es posible acceder a ella con solo direccionarla adecuadamente desde cualquier otro PC en la red. Sin embargo aquí se muestran dos alternativas, la primera de estas alternativas es la siguiente:


Que la cámara se comporte como un web-server de video o que se comporte como una estación tradicional.

En el primer caso, la cámara internamente tiene el software necesario para entregar video, administrarlo y ajustarlo cuando desde otra estación de la red, a través de un buscador (Explorer, Netscape, opera, Firefox), se digite la dirección IP asignada o el nombre mediante un servidor DNS. En ese momento el buscador presenta una página web que reside en la cámara, en donde normalmente se inicia solicitando un código de acceso y posteriormente se visualiza la imagen de la cámara de forma continua. En HTML, normalmente existen menús que permiten configurar y hacer ajustes a la cámara. Si otro usuario de la red digita la misma dirección IP para acceder a la misma cámara seguirá el mismo procedimiento hasta que se llegue a el número de usuarios permitidos por la cámara. Sin embargo se convierte en un riesgo más de seguridad, porque precisamente cualquiera con solo romper el código de acceso, puede ver la información.

La segunda alternativa es la siguiente:

Que la cámara no tenga web-server y en este caso si se digita la dirección IP desde un buscador, simplemente no se muestra nada y no hay un aparente flujo de información.

Para poder visualizar la imagen en una estación de trabajo de la red, es necesario instalar un software especial que entrega el fabricante de la cámara y solo a través de esta aplicación se podrá acceder a la cámara, administrarla y configurarla, lo que puede llegar a ser una limitante a futuro, debido a que con un posible crecimiento del sistema, el costo del software y licencias aumenta.

Un punto importante a considerar es la alimentación eléctrica de la cámara IP; la gran mayoría de equipos profesionales, poseen un conector de 12 VCD. / 24 VAC, que deberá ser suministrado a través de una fuente centralizada, lo cual implica llevar un cable de alimentación, que tenga en cuenta la distancia, la tención de salida, la atenuación y demás factores que garanticen la energía apropiada para


cada cámara, sin que se presenten interrupciones en el suministro de energía y sin estropear la transmisión de información o velocidad de respuesta ante algún evento. O bien, suministrar la alimentación eléctrica a través de fuentes locales en cada sitio, lo cual reduce distancias de cables.

La información recolectada por las cámaras IP es almacenada, en el disco duro del equipo en donde se esté consultando, mediante un software de grabación que normalmente suministra el fabricante de la cámara, sin embargo la intención de la mayoría de los software es grabar una parte del video recibido y no realizar una grabación continua, ya que el espacio de almacenamiento en disco duro sería cubierto en un periodo de tiempo muy corto, y generalmente con información inservible.

Cuando se desea grabar de forma permanente (es decir 24 horas x 365 días) por eventos o de forma continua, lo más adecuado es emplear un NVR (Network Video Recorder), que es una PC dedicado exclusivamente a tomar los datos provenientes de las cámaras IP a través del puerto de red (normalmente de alta velocidad superior a 1 GB/segundo) y almacenarlos en un disco duro de elevadas especificaciones.

Los equipos se programan una vez y quedan como cajas negras en la red, almacenando todo el video. Poseen el software necesario para diferenciar cada video y almacenarlo de forma segura. Los fabricantes especifican la capacidad de una DVR en canales de video que pueden almacenar de forma simultánea, la cantidad de FPS/CPS (Frames per second o cuadros por segundo) y resolución para cada cámara, hasta que el disco duro alcance su capacidad máxima de almacenamiento, lo cual no es muy frecuente, ya que constantemente se analizan y eliminan videos cuya información no es de importancia.

Para poder emplear cámaras IP, es necesario tener en cuenta lo siguiente:

1.- La aplicación de seguridad requiere transmitir video de forma remota. Preferiblemente cuando existen muchas cámaras distribuidas por un amplio territorio y se desean monitorear y administrar desde un punto centralizado.

2.- Si ya existe una red de datos cubriendo los diferentes sitios remotos.


3.- Si el ancho de banda de la red de datos es suficiente para transmitir el video de forma eficiente sin interferir con la operación normal de la red.

Si no existe una red de datos, es importante saber que el costo de la cámara IP es mínimo comparado con la infraestructura de telecomunicaciones necesaria. Se recomienda que si se construye una red nueva, esta sea en la medida de lo posible para uso exclusivo de video y/o seguridad electrónica, ya que emplean un ancho de banda para la transferencia de información y esto puede afectar a la velocidad de respuesta de otros equipos, o bien, de las mismas cámaras.

Cuando el ancho de banda no es el adecuado, es necesario replantear el proyecto desde dos perspectivas: Actualizar la red de datos y mejorarla hasta conseguir el ancho de banda necesario o sacrificar desempeño y calidad en las imágenes que se envían, obteniendo imágenes aisladas a velocidades de actualización muy bajas (menor a 2-3 FPS) y con resoluciones similares (320x240), en el mejor de los casos.

Cuando ya existen equipos de video, se pueden involucrar a un sistema IP, a través de elementos que reciben la señal de video análogo, la digitalizan, comprimen y envían a la red mediante un protocolo de datos conocido. En este caso los codificadores de diferentes fabricantes se pueden usar con cualquier tipo de cámaras. De igual forma los equipos para visualizar las imágenes también pueden acoplarse a la red mediante decodificadores que hacen el proceso inverso.

1.2.2 Ancho de banda

El ancho de banda es la velocidad de transmisión simultánea que un medio de comunicación puede transmitir. Esta dado numéricamente y sus unidades son los bits por segundo (bps), ya que se mide la cantidad de bits se pueden transmitir durante un segundo.

La ecuación (1), se emplea para calcular el consumo de ancho de banda:


AB=Tamaño de la Imagen x Cuadros por Segundo x Canales

(1)

Una cámara PAL en tiempo real (30cuadros por segundo) a compresión normal y tamaño normal consume:

8 kb x 30 Fps x 1 = 240 kbps.

Como se puede observar en el resultado del ejemplo anterior, el ancho de banda requerido, después de la compresión de video hecha por la cámara, no es un valor muy elevado, por lo cual, se llevaría a cabo una buena transmisión y almacenamiento de video, sin interferir en el desempeño de otros equipos conectados a la misma red.

Dentro de una cámara IP, la señal digital y comprimida es entregada a través de una tarjeta de red de tipo Ethernet estándar existente en la gran mayoría de redes actuales. Finalmente la información es ordenada siguiendo protocolos de transmisión conocidos y usados en las redes de cómputo. Por lo tanto es deseable que la cámara maneje múltiples protocolos, de comunicación.

Hoy en día a diversas cámaras se les pueden realizar ajustes a través del mismo conector usando la red como medio de transmisión. De no ser así, las cámaras poseen un puerto adicional de comunicaciones (RS232, RS485, LAN) mediante el cual se cambian los parámetros, por los adecuados para un correcto funcionamiento, según las exigencias del medio y del usuario.

1.2.3 Longitud focal del lente.


La distancia focal combinada con el tamaño del sensor es el ángulo de visión. Una distancia focal pequeña dará una visión de gran ángulo y una distancia focal grande dará una visión estrecha de teleobjetivo. Los objetivos con un gran ángulo, tienen una profundidad de campo mejor. Esto significa que se puede enfocar de cerca a las cámaras, así como a distancia (Fig. 2).

Fig. 2 Datos a considerar para determinar la longitud focal del lente.

Los datos que se muestran en la figura anterior, son necesarios en caso de no conocer el valor del sensor de la cámara. Los objetivos a vigilar, requieren un ajuste de enfoque preciso, esto es posible por medio de la siguiente ecuación (2).


f = (h x D) / H

(2)

f = Distancia focal, [m].

D = Distancia, [m].

H = Distancia a la que se observa el objetivo, [m].

h = Valor del sensor de imagen, [m].

Los datos que se muestran a continuación, son datos del sensor de imagen y su correspondiente valor en “h”, dicho sensor permite tener un área de grabado más amplia o más reducida, a una distancia mínima del objeto que se desea monitorear, dichos valores son necesarios para emplearlos en la ecuación anterior.

1 / 4 "sensor: h = 3.6mm

1 / 3 "Sensor: h = 4.8 mm

1 / 2 "del sensor: h = 6.4 mm


Con las cámaras IP, la calidad del video digital que se muestra en la sala de control depende del sensor de la cámara, la tecnología de compresión y el software que gestiona el sistema de video IP. Con la ayuda de un buen software de control para el monitoreo y control de las cámaras, la funcionalidad de grabado se potencializa, dándole al software la posibilidad de incrementar sus aplicaciones. Dichas aplicaciones de software posibilitan el control, administración y visionado, tanto de las grabaciones en directo como del video grabado a través de la red IP.

El poder del circuito cerrado de TV IP no se encuentra en la cámara sino en el software de gestión, que ofrece una aplicación útil al usuario final. Por lo tanto, el rendimiento general depende fundamentalmente de la interacción del software con la cámara IP, el hardware de grabación y la red.

Comparación entre cámaras IP

Actualmente en el mercado existen distintos tipos de cámaras IP, las funciones varían de acuerdo al fabricante, a continuación se muestran algunos de los tipos de cámaras IP, como herramienta para conocer sus características más importantes, y elegir la más conveniente de acuerdo a las necesidades de seguridad, grabación y funcionalidad que se requieran cubrir (Tabla 1, 2, 3, 4 y 5).


Tabla 1 Cámaras IP fijas, más frecuentes en el mercado y sus características

Referencia


DD-7131

DD-7138

DD-7330

DD-7335

DD-7155

Cámara IP


IMAGEN


Cámara IP

Cámara IP

Cámara IP

Cámara IP

DESCRIPCIÓN

Cámara IP

mega pixel


gama alta

zoom óptico

accesible

VGA 30fps

con Poe, cf.

día/noche

x18

desde móvil


Slot

bidireccional

profesional

2.5g/3g


MPEG4

MPEG4

MPEG4

MPEG4

MPEG4

COMPRESIÓN


JPEG

JPEG

JPEG

JPEG


JPEG

RESOLUCIÓN

640x480

1280x1024

704x576

1280x1024

640x480


3GPP

Si

Si

Si

Si

Si

si (con

si (con


si (con

EXTERIOR

carcasa

carcasa

carcasa

No

No

adicional)

adicional)


adicional)

MODO NOCHE

No

No

Si

Si

No


IR


DETECCION


DE

Si

Si

Si

Si

Si

MOVIMIENTO


Tabla 2 Cámaras IP fijas, más frecuentes en el mercado y sus características

Referencia

DD-7142


DD-7301

DD-7345

DD-7360

DD-7340

Cámara IP


IMAGEN


Cámara IP


Cámara IP

Cámara IP

domo auto

Cámara IP

Cámara IP

DESCRIPCIÓN

día/noche

MPEG

iris vari

domo iluminación

domo con


exterior/interior

CCD

focal

LED blanca

ir


MPEG4


MPEG4

MPEG4

MPEG4

MPEG4

COMPRESIÓN


MJPEG

MJPEG

MJPEG

MJPEG


RESOLUCIÓN

640x480

352x288

704x576

VGA

704X576


3GPP

Si

No

No

Si


No


Si (con

EXTERIOR

Si

carcasa

Si

No

Si


adicional)

MODO

Si

No

No


Si

No

NOCHE IR


DETECCION

DE


Si

Si

Si

Si

Si

MOVIMIENTO


Tabla 3 Cámaras IP fijas Wi-Fi, más frecuentes en el mercado y sus características.

Referencia


DD-7132

DD-7331

DD-7156

Cámara IP


IMAGEN


Cámara IP

Cámara IP

Wi-Fi Gama

Cámara IP

DESCRIPCIÓN

VGA 30 fps.

Alta

Wi-Fi


Wi-Fi 3 GPP

Día/Noche

2.5G/3G

IR


MPEG4

MPEG4

MPEG4

COMPRESIÓN


JPEG

MJPEG

JPEG


RESOLUCIÓN

640x480


704x576

640x480


3GPP

Si

No

SI


si (con

si (con

EXTERIOR

carcasa

carcasa

No

adicional)

adicional)


MODO

No

Si

Si


NOCHE IR

DETECCION


DE

Si

Si

Si

MOVIMIENTO


Tabla 4 Cámaras IP Motorizadas, más frecuentes en el mercado y sus características

Referencia


DD-7132

DD-7331

DD-7156


Cámara IP


IMAGEN


Cámara IP

Cámara IP

DESCRIPCIÓN

Motorizada

Cámara IP

Cámara IP

Motorizada


con zoom

Motorizada

Motorizada

zoom óptico


óptico de x10

de x2


MPEG4

MPEG4

MPEG4

MPEG4

COMPRESIÓN


JPEG

MJPEG

JPEG

MJPEG


RESOLUCIÓN


704x576

Ajustable

640x480

640x480


3GPP

No

No

Si

Si


si (con

si (con


EXTERIOR

carcasa

carcasa

No

No

adicional)

adicional)


MODO

No

No

No

No


NOCHE IR


DETECCION

DE


Si

Si

Si

Si

MOVIMIENTO


Tabla 5 Cámaras IP con conexión Wi-Fi, más frecuentes en el mercado y sus características.

Referencia


DD-7132

DD-7331

DD-7156


Cámara IP


IMAGEN


Cámara IP Wi-

Cámara IP

Cámara IP

Cámara IP


Wi-Fi

Fi Motorizada

DESCRIPCIÓN

Wi-Fi

Wi-Fi

Motorizada


con zoom

Motorizada

Motorizada

zoom óptico


óptico de x10

de x2.6


MPEG4

MPEG4

MPEG4

MPEG4


COMPRESIÓN


JPEG

JPEG

JPEG

MJPEG


RESOLUCIÓN

704x576

352x258

640x480

640x480


3GPP

No

No

Si

Si


si (con

si (con

EXTERIOR

carcasa

carcasa

No


No

adicional)

adicional)

MODO


No

No

No

No

NOCHE IR


DETECCION

DE

Si

Si

Si

Si


MOVIMIENTO

Una vez que se saben las necesidades que se deben cubrir, se facilita aún más la selección del equipo, ya que únicamente dependerá del presupuesto disponible para invertir en el sistema.


Distribución del sistema y control de cámaras.

En la actualidad existen diversas formas para controlar el monitoreo y la información adquirida a través de las cámaras de video vigilancia. Generalmente cada una de las cámaras, al adquirirla, contiene su propio software de control, el cual bien puede servir para controlar, y trabajar con otras cámaras (3 cámaras más, generalmente),

1.4.1 Criterios a considerar para la instalación de cámaras .

Los criterios, son todas aquellas condicionantes que se deben de tomar en cuenta para llevar a cabo una correcta instalación del equipo y no se presenten problemas al momento de operación, así como posibles puntos y tiempos en los cuales no se lleve a cabo una correcta grabación.

Profundidad de campo

Es una propiedad determinada por la apertura del iris, la longitud focal y la distancia de la cámara. El problema puede surgir cuando la vigilancia tiene lugar desde una distancia larga. La profundidad de campo disminuye al utilizar lentes con mayores aumentos, las posibilidades de capturar una cara enfocada son más limitadas.

Luminosidad

Es importante tener una distribución de la luz equilibrada dentro del área de vigilancia. Por ejemplo, las fuentes de luz fluorescentes crearan mezclas de color debido a su temperatura del color específica (lo que frecuentemente se conoce como tubos de "luz cálida", de "luz de día", etc.). Es importante tener en cuenta que la luz solar cambia de intensidad y de dirección en el transcurso del día cuando la vigilancia tenga lugar en el exterior.


Las condiciones meteorológicas también crean diferentes factores de reflexión. Las calles de hormigón intensificará la luz reflejada, mientras que el asfalto mojado amortiguará la mayor parte de la luz reflejada (en caso de instalación en exterior). Llegado el caso, si es inevitable la mezcla de contrastes (como la entrada de un local vista desde adentro), es recomendable emplear lentes con auto iris, también se debe tener muy en cuenta la cantidad de luz que rodea el área de vigilancia. Sin la suficiente luz solar, natural o artificial adicional, la calidad de la imagen se reducirá debido a fuertes contraluces o manchones blancos.

Ajuste de cámaras

Además de garantizar suficiente luminancia, los ajustes de trabajo de las cámaras, para obtener imágenes son esenciales. Algunos modelos de cámaras IP ofrecen a través de su menú, ajustes de equilibrio de blancos, de brillo y nitidez, esto para obtener una mejor calidad de imagen y poder identificar fácilmente las causas de cualquier evento. Existen algunos modelos de cámaras en los cuales no es necesario hacer un ajuste de brillo, contraste, etc., ya que cuentan con la herramienta de autoajuste.

Ajuste de exposición

Al decidir sobre el modo de exposición, se puede priorizar una velocidad alta (25 cps) o una compresión baja (100kB). Se recomienda una velocidad de obturación alta (o rápida) para registro de movimientos rápidos (por ejemplo cuenta de dinero en cajas), aunque si la escena lo permite, es conveniente reducir la velocidad a fin de obtener más espacio en disco o menor consumo de ancho de banda.

Combinación de cámara y lente

Las lentes de ángulo de visión grande (por ejemplo 2.8 mm o 3.5 mm) no son adecuadas para la identificación de rostros por ejemplo, ya que deforman las


proporciones de una cara, sin embargo son útiles para monitorear grandes áreas como calles, almacenes, áreas de recepción en hoteles, estadios etc.

Ubicación de la cámara de vigilancia

La cámara de seguridad se debe colocar en soportes estables para minimizar el efecto de distorsión debido al movimiento, y en lugares donde no sufran afectaciones por vandalismo, daño por uso de equipo dentro de la zona a monitorear etc. Por ejemplo, cuando las cámaras PTZ (Pan Tilt Zoom, son las que tienen movimiento horizontal, inclinación vertical y controlan el aumento de la lente) se desplazan, esta acción puede provocar interferencias en la imagen si el domo de protección no esté bien fijado. Las cámaras exteriores deben fijarse a una altura de al menos 3.5 metros para dificultar su acceso pero permitiendo no distorsionar la imagen y acceder a su mantenimiento.

1.4.2 Programas computacionales para control de cámaras

LinuxMCE.

Es una solución de código abierto que combina medios y entretenimiento con un servidor de música y vídeo, además de un PVR (grabador de vídeo personal), como TiVo o Sky +. Aporta beneficios para implementar domótica para el control del hogar, desde las luces hasta la calefacción, con una tableta de pantalla táctil en el teléfono móvil. Cuenta con un sistema de video en directo, direccionado a un dispositivo móvil durante un evento que represente una amenaza de seguridad.

ZoneMinder

ZoneMinder está diseñado para aplicaciones de seguridad individual o de varias cámaras de vídeo, incluyendo circuito cerrado de televisión comercial o en el hogar. Es compatible con la captura, análisis, registro y monitoreo de datos de vídeo procedentes de una o más cámaras de red conectada a un sistema Linux. Como ventaja adicional, es posible conectar al sistema de cámaras un dispositivo x-10, ya sea una alarma, encendido de luces, etc. Este dispositivo será accionado en cuanto se detecte alguna anomalía en el área vigilada, por medio de las


cámaras, este software se puede adquirir de forma gratuita desde su portal de internet [9].


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