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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMA DE VIGILÂNCIA E MONITORAMENTO VIA WEB
Área de Engenharia Elétrica
por
Thiago Costa Ferreira
João Hermes Clerici, Mestre Orientador
Campinas (SP), Dezembro de 2010
ii
UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMA DE VIGILÂNCIA E MONITORAMENTO VIA WEB
Área de Engenharia Elétrica
por
Thiago Costa Ferreira
Relatório apresentado à Banca Examinadora do
Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia
Elétrica para análise e aprovação.
Orientador: João Hermes Clerici, Mestre
Campinas (SP), Dezembro de 2010
iii
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais, meu irmão
e a minha namorada que sempre estiveram
presentes em todas as dificuldades transcorridas
durante o período de graduação, sempre me
apoiando e ajudando a enfrentar as tarefas do
dia-a-dia.
iv
AGRADECIMENTOS
À minha família, aos meus amigos, minha
namorada, colegas de trabalho e colegas que
enfrentaram as mesmas dificuldade durante o
período de graduação e que muito contribuíram
para minha formação pessoal e cultural. A todos
os professores que tive contato e em especial ao
professor João Hermes pelos favores prestados
durante a orientação deste trabalho.
Para finalizar, não posso me esquecer de
agradecer especialmente a Deus, o responsável
por me manter firme, me prover inteligência e
saúde, para que juntamente com meus esforços,
fosse capaz de alcançar meus objetivos.
v
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS ................................................................................... vii
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ viii
LISTA DE TABELAS .................................................................................................. ix
RESUMO ........................................................................................................................ x
ABSTRACT .................................................................................................................. xi
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 1
1.1 Objetivo geral ........................................................................................................... 1
1.2 Objetivo específico ................................................................................................... 2
1.3 Metodologia .............................................................................................................. 2
1.4 Estrutura do trabalho ................................................................................................. 2
2 ESTUDO DAS CÂMERAS FOTOGRÁFICAS....................................................... 3
2.1 Análise de uma câmera fotográfica ........................................................................... 3
2.2 Como funciona a câmera digital ................................................................................ 4
2.3 Resolução ................................................................................................................... 6
2.4 Captura da cor ........................................................................................................ 7
2.5 Exposição e foco ........................................................................................................ 9
2.6 Armazenamento ....................................................................................................... 11
3 INTRODUÇÃO À CÂMERA IP ……………………........................................ 13
3.1 Histórico .................................................................................................................. 13
3.2 O que é uma câmera IP ............................................................................................ 13
3.3 Vantagens do uso ..................................................................................................... 14
4 COMPARAÇÕES DE TIPOS DE APLICAÇÕES ............................................... 15
4.1 Sistemas de CFTV Digital ....................................................................................... 15
4.2 Tipos de sistemas ..................................................................................................... 18
4.2.1 CFTV baseado em PC com placa de captura ....................................................... 18
4.2.2 CFTV baseado em DVR Stand Alone .................................................................. 18
4.2.3 CFTV baseado em DVR em rede ......................................................................... 18
4.2.4 CFTV baseado em Web Server ............................................................................ 19
4.2.5 CFTV baseado em Câmera IP .............................................................................. 20
4.3 Câmeras IP x Câmeras Analógicas (CFTV) ............................................................ 20
5 SOFTWARE DE GERENCIAMENTO ................................................................. 23
vi
5.1 Apresentação do MxControlCenter ......................................................................... 23
5.1.1 Alarmes sempre sob controle ............................................................................... 24
5.1.2 Multivista e planta do edifício integradas ............................................................. 25
5.1.3 Processamento posterior de imagem (contraste, zoom, correção da distorção de
objetiva) ......................................................................................................................... 25
5.1.4 Suporte à câmeras PTZ analógicas e digitais ....................................................... 27
5.2 Apresentação do Netcam Watcher Pro 3.1 .............................................................. 27
5.2.1 Gravação por detecção de movimento a partir de várias câmeras simultaneamente
........................................................................................................................................ 28
5.2.2 Alarmes por alerta sonoro ou e-mail .................................................................... 29
5.2.3 Acesso remoto de qualquer lugar do mundo ........................................................ 29
5.2.4 Imagens via FTP e/ou imagens de alarme para o site remoto .............................. 30
5.2.5 Ferramenta de busca de gravações ....................................................................... 30
5.2.6 Display Reconfigurável ........................................................................................ 31
5.2.7 Utilitário de Impressão ......................................................................................... 31
5.2.8 Aperfeiçoamento de imagens ............................................................................... 32
5.3 Comparativo entre os softwares analisados ............................................................. 32
6 GUIA: COMO MONTAR UM SISTEMA DE VIGILÂNCIA UTILIZ ANDO
CÂMERA IP................................................................................................................. 33
6.1 Escolha do modelo a ser utilizado ........................................................................... 33
6.2 Instalação física da câmera IP ................................................................................. 33
6.3 Configuração inicial ................................................................................................ 34
6.4 Definição da rede ..................................................................................................... 34
6.5 Criação de um endereço DDNS para acesso remoto ............................................... 34
6.6 Desbloqueio da(s) porta(s) do roteador ................................................................... 35
6.7 Utilização de recursos adicionais ........................................................................... 36
6.8 Aprimoramento das funções e monitoramento de mais de um ponto ..................... 36
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 36
7.1 Conclusão ................................................................................................................ 36
7.2 Trabalhos Futuros .................................................................................................... 37
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFIAS ......................................................................... 38
vii
LISTA DE ABREVIATURAS
CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
CFTV Circuito fechado de TV
PTZ Pan, Tilt e Zoom
FTP File Transfer Protocol
DDNS Dynamic Domain Name System
CCD Charge coupled device
POE Power over Ethernet
I/O Input/Output
IP Internet Protocol
TCP Transfer Control Protocol
viii
LISTA DE FIGURAS
Fig. 2.1 – Sensor de imagem CMOS ............................................................................... 4
Fig. 2.2 – Sensor de imagem CCD .................................................................................. 5
Fig. 2.3 – Tamanho de uma imagem obtida com resoluções diferentes .......................... 6
Fig. 2.4 – Divisor de feixes .............................................................................................. 7
Fig. 2.5 – Filtro Bayer ..................................................................................................... 8
Fig. 4.1 – Bloco básico do CFTV .................................................................................. 17
Fig. 4.2 – CFTV baseado em PC com placa de captura ................................................ 18
Fig. 4.3 – CFTV baseado em DVR Stand Alone ........................................................... 18
Fig. 4.4 – CFTV baseado em DVR em rede .................................................................. 18
Fig. 4.5 – CFTV baseado em Web Server ..................................................................... 19
Fig. 4.6 – CFTV baseado em Câmera IP ....................................................................... 20
Fig. 5.1 – MxControlCenter: visão geral ....................................................................... 23
Fig. 5.2 – Storyboard: tela de eventos ........................................................................... 24
Fig. 5.3 – Janela Multivista ........................................................................................... 25
Fig. 5.4 – Correção de objetiva 90º ............................................................................... 26
Fig. 5.5 – Correção de objetiva 180º ............................................................................. 26
Fig. 5.6 – Sistema de Vigilância e Monitoramento via WEB ....................................... 27
Fig. 5.7 – Detecção de movimento e seleção de área .................................................... 28
Fig. 5.8 – Visão geral de vários pontos com acesso remoto .......................................... 30
Fig. 5.9 – Janela de exibição de eventos ........................................................................ 31
Fig. 5.10 – Utilitário de Impressão ................................................................................ 31
Fig. 5.11 – Imagem melhorada através do software ...................................................... 32
ix
LISTA DE TABELAS
Tab. 2.1 – Tamanho da imagem .................................................................................... 12
x
RESUMO
FERREIRA, Thiago Costa. Sistema de Vigilância e Monitoramento via WEB.
Campinas: Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade São Francisco, Campinas,
2010.
O trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de vigilância e
monitoramento via Web, através de uma câmera IP, que possa ser monitorado por um
computador conectado à Internet. Com o auxílio de um ambiente de programação, pode-
se controlar diversos eventos, utilizando-se uma configuração definida pelo usuário,
tornando o trabalho simples e funcional. Esse sistema pode ser utilizado tanto no âmbito
residencial como comercial.
PALAVRAS-CHAVE: Automação, Controle via Web, Câmera IP.
xi
ABSTRACT
FERREIRA, Thiago Costa. Sistema de Vigilância e Monitoramento via WEB.
Campinas: Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade São Francisco, Campinas,
2010.
The work consists in developing a surveillance system and monitoring via the Web, via
an IP camera, which can be monitored by a computer connected to the Internet. With
the aid of a programming environment, you can control various events, using a user-
defined configuration, making the job simple and functional. This system can be used
both in residential and commercial.
Keywords: Automation, Control via Web, IP Camera.
1
1 INTRODUÇÃO
Nos últimos 20 anos, a maioria das grandes inovações tecnológicas nos produtos
eletrônicos fez parte de um mesmo processo básico: a conversão de informações
analógicas convencionais (representadas por um sinal variável) em informações digitais
(representadas por uns e zeros, ou bits). CDs, DVDs, HDTVs, MP3s e DVRs são todos
feitos de acordo com esse processo. Essa mudança fundamental na tecnologia alterou
totalmente a maneira como lidamos com as informações visuais e de áudio: ela
redefiniu completamente o que foi possível.
A câmera digital é um dos exemplos mais marcantes dessa mudança porque é
bem diferente de sua predecessora. As câmeras convencionais dependem totalmente de
processos químicos e mecânicos: você nem precisa de eletricidade para utilizá-las. Por
outro lado, todas as câmeras digitais possuem um computador embutido e todas elas
registram imagens eletronicamente.
As câmeras digitais não substituíram completamente as câmeras convencionais.
Mas, à medida que a tecnologia de geração digital de imagens avança, as câmeras
digitais se tornam cada vez mais populares.
A segurança patrimonial sempre foi uma preocupação das pessoas. Baseado
nisso, hoje temos diversas aplicações na área, sendo uma delas o monitoramento através
de um circuito fechado de TV (CFTV). Com o aumento das tecnologias e facilidade de
acesso à Internet, esses sistemas que antes eram compostos basicamente por câmeras
analógicas, hoje já podem ser substituídos por câmeras IP, que enviam suas imagens de
vídeo através do cabo de rede Ethernet, ou até mesmo sem fio, através de dispositivos
Wireless.
1.1 Objetivo Geral
Este trabalho tem como objetivo geral o desenvolvimento de um sistema de
vigilância e monitoramento, via Web, simples e eficaz.
2
1.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos deste trabalho são:
� Criar um sistema de vigilância e monitoramento via Web utilizando-se de
câmera IP;
� Explicar o funcionamento da câmera IP e suas vantagens sobre a analógica;
� Demonstrar os recursos do sistema criado;
� Apresentar softwares de gerenciamento que auxiliam no desempenho do sistema
integrado de câmeras e alarmes;
� Apresentar um passo a passo das tarefas para criar um sistema eficaz com
câmera IP.
1.3 Metodologia
A metodologia deste trabalho está baseada nas seguintes etapas:
a. pesquisa bibliográfica sobre a tecnologia de câmeras digitais;
b. pesquisa bibliográfica sobre os tipos de sistemas e plataformas utilizados em
sistemas de vigilância;
c. pesquisa bibliográfica sobre a tecnologia de câmera IP;
d. desenvolvimento do sistema de vigilância a partir de uma câmera IP adquirida
para este trabalho;
e. pesquisa de programas de gerenciamento que possam atender às expectativas
do trabalho.
1.4 Estrutura do trabalho
No primeiro capítulo é feita a introdução do trabalho, apresentados os objetivos
geral e específico e a metodologia utilizada.
3
No segundo capítulo é apresentado o funcionamento básico das câmeras digitais.
No terceiro capítulo é apresentada a câmera IP, seu funcionamento e uma
comparação com as câmeras analógicas.
No quarto capítulo são apresentados os principais tipos de sistemas de vigilância
existentes no mercado.
No quinto capítulo são apresentadas alguns programas de gerenciamento de
câmeras, abordando suas funções gerais. Também foi feito uma comparação de dois
desses sistemas, quanto aos recursos disponíveis na criação de um sistema híbrido.
No sexto capítulo é apresentado um guia passo a passo da criação de um sistema
de vigilância com acesso remoto utilizando-se de uma câmera IP.
No sétimo capítulo é apresentada a conclusão do trabalho.
2 ESTUDO DAS CÂMERAS FOTOGRÁFICAS
2.1 Análise de uma câmera fotográfica
Digamos que você queira tirar uma foto e enviá-la por e-mail para um amigo.
Para isso, precisará que a imagem seja representada em uma linguagem que o
computador reconheça: bits e bytes. Essencialmente, uma imagem digital é uma longa
seqüência de 1s e 0s que representam todos os minúsculos pontos coloridos, ou pixels,
que compõem a imagem. Digitalizar ondas de luz funciona de forma similar.
Se você quiser tirar uma foto desta forma, terá duas opções:
- pode tirar uma fotografia usando uma câmera de filme convencional,
processando o filme quimicamente, imprimindo-o em papel fotográfico e depois usando
um scanner digital para digitalizar a impressão (gravar o padrão de luz como uma série
de valores de pixels);
- pode digitalizar diretamente a luz original refletida pelo seu objeto,
decompondo imediatamente esse padrão de luz em uma série de valores de pixels. Em
outras palavras, você pode usar uma câmera digital.
Em seu nível mais básico, uma câmera digital, assim como uma câmera
convencional, possui uma série de lentes que focaliza a luz para criar a imagem de uma
4
cena. Mas em vez de focalizar essa luz sobre um pedaço de filme, ela o faz sobre um
dispositivo semicondutor que grava a luz eletronicamente. Um computador então
decompõe essas informações eletrônicas em dados digitais. Todo o divertimento e os
recursos interessantes das câmeras digitais vêm como um resultado direto desse
processo.[8]
2.2 Como funciona a câmera digital
Em vez de um filme, uma câmera digital possui um sensor que converte luz em
cargas elétricas.
O sensor de imagem utilizado pela maioria das câmeras digitais é um CCD,
“Charge Coupled Device”, mas algumas câmeras usam sensores com tecnologia CMOS
“Complementary Metal Oxide Semiconductor”. Ambos os sensores de imagem CCD e
CMOS convertem luz em elétrons. Uma maneira simplificada de pensar a respeito
destes sensores é imaginar uma matriz bidimensional de milhares ou mesmo milhões de
minúsculas células solares.[8]
Fig. 2.1 - Sensor de imagem CMOS.
Assim que o sensor converte a luz em elétrons, ele lê o valor (da tensão) de cada
célula na imagem. É nesse ponto que estão as diferenças entre os dois principais tipos de
sensores:
- Um CCD transporta a tensão através do chip e a lê em um canto da matriz.
Um conversor analógico para digital (conversor A/D) transforma o valor de cada
5
pixel em um valor digital por meio da medição da quantidade de tensão de cada
elemento e converte essa medição para a forma binária;
- os dispositivos CMOS usam diversos transistores em cada pixel para amplificar
e mover a tensão usando fios tradicionais. O sinal de CMOS é digital, assim ele não
necessita do conversor A/D.
As diferenças entre os dois tipos de sensores levam a diversos prós e contras:
- os sensores CCD criam imagens de alta qualidade e baixo nível de ruído. Os
sensores CMOS geralmente são mais suscetíveis a ruídos (interferência
eletromagnética);
- como cada pixel em um sensor CMOS possui diversos transistores
localizados próximos a ele, a sensibilidade à luz de um chip CMOS é menor. Muitos
dos fótons atingem os transistores em vez do fotodiodo;
- os CCDs consomem 100 vezes mais energia do que um sensor CMOS
equivalente;
- os sensores CCD têm sido produzidos em massa por um período maior,
assim a tecnologia está mais madura. Eles tendem a ter pixels de maior qualidade e
em maior quantidade; [8]
Fig. 2.2 - Sensor de imagem CCD.
Apesar das numerosas diferenças que existem entre os dois sensores, ambos
cumprem o mesmo papel na câmera: convertem luz em eletricidade.
2.3 Resolução
A quantidade de detalhes que a câmera pode capturar é chamada de resolução e é
medida em pixels. Quanto mais pixels uma câmera possui, mais detalhes ela pode
6
capturar e fotos maiores podem ser feitas sem granulação ou perda de nitidez. Veja
abaixo algumas resoluções.
- 256 x 256 - encontrada em câmeras muito baratas, essa resolução é tão
baixa que a qualidade da foto quase sempre é ruim. Isso corresponde a um total de 65
mil pixels.
- 640 x 480 – essa resolução é ideal para fotos enviadas por e-mail ou
publicação de fotos em sites.
- 1216 x 912 - este é um tamanho de imagem "megapixel": 1.109.000 pixels
totais. Bom para fotos impressas.
- 1600 x 1200 - com quase 2 milhões de pixels, essa é uma alta resolução.
Pode-se imprimir uma foto de 10 cm x 13 cm tirada com essa resolução com a
mesma qualidade que a obtida em um laboratório fotográfico.
- 2240 x 1680 - encontrada em câmeras de 4 megapixels, permite fotos
impressas ainda maiores, com boa qualidade para impressões de até 40 cm x 51 cm.
- 4064 x 2704 - uma câmera digital topo de linha, com 11,1 megapixels tira
fotos com esta resolução. Nessa configuração, podem-se criar fotos impressas de 35
cm x 23 cm sem perder a qualidade de imagem.[8]
Fig. 2.3 – Tamanho de uma imagem obtida com resoluções diferentes.
7
As câmeras para consumidores de produtos de alto desempenho podem capturar
mais de 12 milhões de pixels. Algumas câmeras profissionais suportam acima de 16
milhões de pixels ou 20 milhões de pixels nas câmeras de formato grande. A Hewlett
Packard estima que a qualidade do filme de 35 mm é de cerca de 20 milhões de pixels.
2.4 Captura da cor
Infelizmente, cada pixel é "cego" para as cores. Ele somente captura a
intensidade total da luz que atinge sua superfície. Para obter uma imagem totalmente
colorida, a maioria dos sensores usa uma filtragem para enxergar a luz em suas três
cores primárias. Assim que a câmera grava todas as três cores, ela as combina para criar
o espectro completo.
Há diversas maneiras de registrar as três cores em uma câmera digital. As
câmeras de maior qualidade usam três sensores independentes, cada um com um filtro
diferente. Um separador de feixes direciona a luz para os diferentes sensores. Imagine a
luz entrando na câmera como a água flui através de um cano. Usar um separador ou
divisor de feixes seria como dividir uma quantidade idêntica de água para três canos
diferentes. Cada sensor obtém uma visão idêntica da imagem, mas devido aos filtros,
cada sensor responde somente a uma das cores primárias.[8]
Fig. 2.4 – Divisor de feixes.
8
A vantagem deste método é que a câmera registra cada uma das três cores para
cada localização de pixel. Infelizmente, as câmeras que usam este método tendem a ser
volumosas e caras.
Outro método consiste em girar uma série de filtros vermelhos, azuis e verdes na
frente de um único sensor. O sensor registra três imagens separadas em uma rápida
sucessão. Este método também fornece informações sobre todas as três cores em cada
localização de pixel, mas como as três imagens não são obtidas precisamente no mesmo
instante, tanto a câmera quanto o alvo da foto devem permanecer estacionários para
todas as três leituras e isso não é prático.
Filtro de disco giratório: os dois métodos funcionam bem para câmeras de
estúdio profissional, mas não são muito práticas para fotos casuais. Uma maneira mais
econômica e prática para registrar as cores primárias é colocar permanentemente um
filtro chamado conjunto de filtro de cores sobre cada pixel. Ao decompor o sensor em
uma variedade de pixels vermelhos, azuis e verdes, é possível obter informações
suficientes nos arredores de cada sensor para fazer estimativas muito precisas sobre a
cor verdadeira naquele local. Esse processo de olhar os outros pixels na vizinhança de
um sensor e fazer uma estimativa aproximada é chamado de interpolação.
O padrão mais comum é o filtro Bayer, que alterna uma fileira de filtros
vermelhos e verdes com uma fileira de filtro azuis e verdes. Os pixels não são divididos
por igual: há tantos pixels verdes quanto azuis e vermelhos combinados. Isso ocorre
porque o olho humano não é igualmente sensível a todas as três cores. É necessário
incluir mais informações provenientes dos pixels verdes para criar uma imagem que o
olho perceberá como uma "cor verdadeira".[8]
Fig. 2.5 – Filtro Bayer.
9
As vantagens deste método estão na utilização de um único sensor e todas as
informações de cores (vermelho, verde e azul) são registradas no mesmo instante. Isso
significa que a câmera pode ser menor, mais barata e útil em uma maior variedade de
situações. A saída bruta de um sensor com um filtro Bayer é um mosaico de pixels
vermelhos, verdes e azuis de diferentes intensidades.
As câmeras digitais usam algoritmos conhecidos como “demosaicing
algorithms” para converter esse mosaico em outro, de tamanho igual, que apresenta
cores verdadeiras. A chave é que cada pixel colorido pode ser usado mais de uma vez. A
cor verdadeira de um único pixel pode ser determinada por meio da média dos valores
dos pixels circundantes mais próximos.
Algumas câmeras de sensor único usam alternativas ao padrão de filtro Bayer. A
tecnologia X3, por exemplo, embute fotodetectores vermelhos, verdes e azuis em
silício. Algumas das câmeras mais avançadas subtraem valores usando a composição
das cores ciano, amarelo, verde e magenta em vez de misturar vermelho, verde e azul.
Existe até um método que usa dois sensores. Entretanto, a maioria das câmeras simples
disponíveis atualmente no mercado, usa um único sensor com fileiras alternadas de
filtros verdes/vermelhos e verdes/azuis.[8]
2.5 Exposição e foco
Assim como acontece com o filme, uma câmera digital precisa controlar a
quantidade de luz que atinge o sensor. Os dois componentes que ela usa para isso, a
abertura e a velocidade do obturador, também estão presentes nas câmeras
convencionais.
- Abertura: tamanho da abertura na câmera. A abertura é automática na
maioria das câmeras digitais, mas algumas permitem o ajuste manual para dar aos
fotógrafos profissionais e amadores um controle maior sobre a imagem final.
- Velocidade do obturador: a quantidade de tempo que a luz pode passar
através da abertura. Ao contrário do filme, o sensor de luz de uma câmera digital
pode ser reajustado eletronicamente, de maneira que as câmeras digitais possuem um
obturador digital em vez de um obturador mecânico.
10
Esses dois aspectos trabalham juntos para capturar a quantidade de luz
necessária para produzir uma boa imagem. Em termos fotográficos, eles ajustam a
exposição do sensor.
Somado ao controle da quantidade de luz, a câmera deve ajustar as lentes para
controlar como a luz será focalizada sobre o sensor. Em geral, as lentes de câmeras
digitais são similares às lentes das câmeras convencionais, e algumas câmeras digitais
podem até mesmo usar lentes convencionais. A maioria utilisa técnicas de focalização
automática.
No entanto, a distância focal é uma diferença importante entre a lente de uma
câmera digital e a lente de uma câmera 35 mm. A distância focal é aquela entre a lente e
a superfície do sensor. Os sensores dos diversos fabricantes variam muito em tamanho,
mas em geral são menores que um pedaço de filme de 35 mm. Para projetar a imagem
em um sensor menor, a distância focal é diminuída pela mesma proporção.
A distância focal também determina a ampliação, ou zoom, quando se olha
através da câmera. Nas câmeras de 35 mm, uma lente de 50 mm proporciona uma visão
natural do objeto fotografado. Aumentar a distância focal aumenta a ampliação e os
objetos parecem ficar mais próximos. O inverso acontece quando se diminui a distância
focal. Uma lente com zoom é qualquer lente que possua uma distância focal ajustável e
as câmeras digitais podem ter zoom óptico ou digital (algumas chegam a ter ambos).
Outras câmeras também possuem capacidade de “macro focusing”, o que significa que a
câmera pode tirar fotos bem próxima do objeto fotografado.
As câmeras digitais possuem um dos seguintes tipos de lentes:
- lentes de foco fixo e zoom fixo - estes são os tipos de lentes das câmeras de
filme baratas e descartáveis: são boas para fotos instantâneas, mas bastante limitadas.
- lentes de zoom óptico com foco automático - similar à lente de uma câmera
de vídeo, possuem opções "grande angular" e "teleobjetiva", além de foco
automático. A câmera pode ou não suportar foco manual. Elas realmente mudam a
distância focal da lente em vez de apenas ampliar a informação que atinge o sensor.
- lentes de zoom digital - com o zoom digital, a câmera pega pixels do centro
do sensor de imagem e os interpola para gerar uma imagem de tamanho completo.
Dependendo da resolução da imagem e do sensor, esta abordagem pode criar uma
imagem granulosa ou embaçada. Você pode fazer a mesma coisa manualmente com
um programa de processamento de imagem: basta recortar a seção central da imagem
e ampliá-la.
11
- sistemas de lentes intercambiáveis - são similares às lentes intercambiáveis
de uma câmera de 35 mm. Algumas câmeras digitais podem usar lentes de uma
câmera 35 mm.[8]
2.6 Armazenamento
A maioria das câmeras digitais possui uma tela de cristal líquido (LCD), de
modo que você pode visualizar sua foto imediatamente. Essa é uma das grandes
vantagens de uma câmera digital: você obtém um retorno imediato daquilo que captura.
É claro, visualizar a imagem em sua câmera perderia o charme se isto fosse a única
coisa que você pudesse fazer. Você também pode carregar a foto para seu computador
ou enviá-la diretamente para uma impressora. E há várias maneiras para isso.
As primeiras gerações de câmeras digitais tinham armazenamento fixo em seu
interior. Você precisava conectar a câmera diretamente a um computador por meio de
cabos para transferir as imagens. Apesar de a maioria das câmeras de hoje ser capaz de
se conectar por meio de conexões seriais, paralelas, USB ou FireWire, geralmente elas
também possuem algum tipo de dispositivo de armazenamento removível.
As câmeras digitais usam diversos sistemas de armazenagem. Muitas delas
utilizam memória flash fixa ou removível. Os fabricantes de câmeras digitais
freqüentemente desenvolvem seus próprios dispositivos de memória flash, incluindo
os cartões SmartMedia, CompactFlash e Memory Sticks. Alguns outros dispositivos
removíveis de memória incluem disquetes, discos rígidos ou microdrives, CDs e
DVDs graváveis.
Não importa o tipo de armazenamento que usem, todas as câmeras digitais
precisam de muito espaço para as fotos. Elas geralmente armazenam as imagens nos
seguintes formatos: TIFF, que não é compactado, e JPEG, que é compactado. A maioria
das câmeras usa o formato de arquivo JPEG para armazenar as fotos e algumas vezes
elas oferecem configurações de qualidade (como média ou alta). O seguinte quadro dará
uma idéia dos tamanhos de arquivos que você poderá esperar com diferentes tamanhos
de fotos.[8]
12
Tamanho da imagem
(em pixels)
TIFF
(não compactado)
JPEG
(qualidade alta)
JPEG
(qualidade média)
640x480 1,0 MB 300 kB 90 kB
800x600 1,5 MB 500 kB 130 kB
1024x768 2,5 MB 800 kB 200 kB
1600x1200 6,0 MB 1,7 MB 420 kB
Tab. 2.1 – Tamanho da imagem.
Para aproveitar ao máximo o espaço de armazenamento, quase todas as câmeras
digitais usam algum tipo de compactação de dados para diminuir o tamanho dos
arquivos. Dois recursos das imagens digitais tornam a compactação possível. Um deles
é a repetição (compressão reversível) e o outro a invisibilidade (compressão
irreversível).
Imagine que em uma determinada foto, certos padrões se desenvolvam nas
cores. Por exemplo: se um céu azul ocupa 30% da fotografia, pode ter certeza que
alguns matizes de azul se repetirão várias vezes. No processo de repetição, as rotinas de
compactação aproveitam os padrões que se repetem, não há perda de informação e a
imagem pode ser reconstruída exatamente como foi registrada. Infelizmente, isso não
reduz os arquivos em mais de 50% e, algumas vezes, não conseguem chegar nem perto
deste nível.
Na irrelevância, consegue-se uma compressão maior que com o sistema
reversível. Fotografias digitais são registros de informações de uma imagem, que
evidentemente ocupam espaço, sendo que muitos destes dados não são reconhecidos
facilmente pelo olho humano, ou são invisíveis, portanto, sem relevância. O olho é
muito sensível a variações de brilho e proporcionalmente pouco sensível a variações de
cor, especialmente às das freqüências mais altas. Algumas rotinas de compressão tiram
proveito deste fator para descartar informações menos significativas.[8]
13
3 INTRODUÇÃO À CÂMERA IP
3.1 Histórico
A primeira câmera IP foi desenvolvida pela Axis Communications em 2006,
utilizando a plataforma Linux embarcada. A Axis também disponibilizou sua API
(Application Programming Interface ou Interface de Programação de Aplicativos) que
permitiu a integração e criação de programas e sistemas de gerenciamento por parte de
terceiros, resultando em um crescimento exponencial do mercado de vigilância IP. Essa
prática permitiu a criação de sistemas personalizados para as mais diversas aplicações e
propósitos, assim como uma distribuição do conhecimento em um número maior de
empresas.
3.2 O que é uma Câmera IP
Consiste basicamente de um sensor de imagem, circuito de análise e
processamento de vídeo, servidor de vídeo web e interface de rede, integrados no
mesmo equipamento, com funções e programação otimizados para uma operação em
conjunto com sistemas de rede. É formada internamente por uma complexa estrutura de
processos, controladas por um sistema operacional próprio, integrando todas as funções
necessárias para a sua operação e gerenciamento, incluindo a transmissão remota,
processos de captura e compactação de imagens, configuração remota, controle de
periféricos, atualização de aplicação, entre outras. Diferentemente das câmeras de
CFTV analógicas, as câmeras IP possuem uma comunicação através de redes ethernet,
utilizando protocolos de transmissão de dados, baseados principalmente em TCP/IP.
Uma câmera IP combina uma câmera de vídeo com características de um
servidor de vídeo web, incluindo a digitalização e compactação de imagens, assim como
a conectividade de rede. A partir da rede, o vídeo é transportado através de uma rede IP,
através de hubs, switches e roteadores, e gravado em um PC. Representa uma
atualização dos sistemas de CFTV para uma estrutura digital de transmissão de imagens
em rede, desde as câmeras e é também um sistema de vídeo plenamente baseado em
14
rede, onde nenhum componente analógico intermediário está sendo utilizado. Um
sistema de vídeo em rede utiliza o processamento nas câmeras IP como forma de reduzir
a utilização da banda, permitir a utilização da infra-estrutura de rede existente, ampliar
as capacidades e conectividades do sistema de CFTV, proporcionando ainda uma
resolução superior (megapixel), qualidade de imagem consistente, possibilidade de POE
(Power Over Ethernet - Alimentação sobre Rede), utilização de dispositivos de rede
Wireless (Wi-Fi), possibilidade de Pan/Tilt/Zoom integrados, áudio, entradas e saídas
digitais, acionamento de dispositivos, maior flexibilidade e capacidade de integração.
Uma câmera convencional digital tem uma resolução máxima de 640 x 480 com
aproximadamente 300.000 pixels ou aproximadamente 0,3 megapixel, já uma câmera IP
poderá ter resoluções de até 2592 x 1944 ou aproximadamente 5 megapixel. Com
resoluções desta dimensão a capacidade de reconhecimento e verificação de detalhes em
uma imagem fica muito facilitada, mas acima de tudo são possíveis novos recursos
como movimentação no escopo da área de visualização, zoom em parte da imagem, etc.
Porém um fato importante é que a maioria das redes e conexões de internet ainda não
está preparada para gerenciar o trafego gerado por imagens destas dimensões, por isso é
muito importante uma análise criteriosa na escolha do sistema.
3.3 Vantagens do uso
- Utilização de infra-estrutura de rede e cabeamento estruturado, reduzindo os
custos de implantação e manutenção de redes distintas.
- Permite a utilização de soluções abertas ou híbridas para gravação e
gerenciamento.
- Maior confiabilidade e segurança na transmissão de imagens;
- Uso de tecnologias de cabeamento com padrões de qualidade superiores,
obtendo custos reduzidos para instalações de grande porte ou de missão crítica. (Uso de
cabo CAT 5e ao invés de cabos coaxiais RG-59).
- Possibilidade de alimentação via POE (Power over Ethernet), ou seja
alimentação através do cabo de rede, que faz a transmissão de dados e alimentação.
- Possibilidade de atualização de aplicação (Firmware) e configuração remota
via rede ou internet.
15
- Suporte a múltiplos padrões de vídeo e resoluções inclusive megapixel.
- Transmissão de comandos PTZ (pan, tilt e zoom) para câmeras móveis e
speed-domes através do mesmo cabo.
- Possibilidade de transmissão de áudio, áudio bi-direcional, interface de entrada
e saída de alarme, etc.
- Envios de alertas automáticos por e-mail e armazenamento de imagens por
FTP.
- Suporte a diferentes codecs e formatos de compactação de vídeo, assim como
diferentes protocolos de acordo com a aplicação.
- Suporte a funções de vídeo inteligente, incluindo detecção de movimento,
reconhecimento de faces, análise de movimentação, reconhecimento de objetos
estranhos, reconhecimento de falta de objetos ou mudança de cena, entre outras.
- Possibilidade de integração com sistemas avançados de controle, incluindo
funções de vídeo, supervisão, controle de acesso, alarme, automação, controle de
tráfego, etc
- Equipamentos prontos para crescerem de acordo com as necessidades da
aplicação e desenvolvimento dos sistemas, permitindo uma vida útil maior sobre esta
expansão.
Existem atualmente um grande número de fabricantes e fornecedores de
soluções de CFTV IP no mundo, alguns dedicados a fabricação de hardware, como
câmeras IP, web-servers, etc, outros no desenvolvimentos de aplicações e integração de
sistemas. Possivelmente teremos em breve um crescimento muito acentuado deste tipo
de solução em nosso país, tanto em termos de tecnologia como de oferta de
equipamentos. Torna-se importante, cada vez mais, conhecer as características mais
importantes na determinação do sistema que cumpra os objetivos de segurança
traçados.[9]
16
4. COMPARAÇÕES DE TIPOS DE APLICAÇÕES
4.1 Sistemas de CFTV Digital
Nos dias de hoje quando falamos em tecnologia, naturalmente surge o termo
digital, seja em TV, informática, veículos, medicina, etc, praticamente todas as áreas são
afetadas de alguma forma pela revolução digital, a qual obviamente oferece muitas
vantagens e atrativos se comparada com sistemas tradicionalmente analógicos. Na área
de segurança eletrônica não é diferente, temos sistemas de CFTV, alarmes e controle de
acesso cada vez mais poderosos, Mas um fator muito importante a ser considerado é
qual a vantagem dos sistemas digitais, qual parte do processo é realmente digital e na
prática o que isso implica na operação e resposta do sistema.
Os sistemas de CFTV digitais são simplesmente mais rápidos, flexíveis,
expansíveis e fáceis de administrar que qualquer sistema analógico. Podendo ser
integrado com instalações existentes de Circuito Fechado de Televisão ainda oferecendo
acesso imediato as imagens ao vivo ou mesmo as gravadas. O armazenamento é muito
mais simples, oferendo um tempo de autonomia muito maior, a qualidade da imagem
digital é incomparavelmente superior além de não sofrer degradações com
armazenamento. Os sistemas digitais podem alcançar um objetivo primordial: diminuir
os custos de operação resultando em um melhor custo e beneficio. Os benefícios de
sistemas digitais são obviamente gritantes quando comparamos com as características
equivalentes de sistemas analógicos. Cada vez mais os beneficios do CFTV Digital
substituem a tecnologia anteriormente dominante, por todas as suas vantagens, mas
principalmente pela possibilidade de conexão em rede, permitindo o acesso local ou
remoto, redução de infra-estrutura de instalação, melhores recursos de informática, que
permitem um acesso a qualquer momento e gerenciamento de permissões de acessos,
gerenciamento de histórico de eventos, entre outras.
17
Fig. 4.1 – Bloco básico do CFTV.
O bloco de captação é formado pelo conjunto lente e câmera, que converte a luz
refletida na cena em sinais elétricos que através dos meios de transmissão (cabos
coaxiais, par trançado, fibra, RF, etc) são encaminhados ao bloco de processamento de
vídeo, que pode ser um mux, placa de captura, DVR, etc. Após o bloco de
processamento de vídeo temos o bloco de gravação que normalmente nos sistemas
analógicos é uma unidade separada (time-lapse), já nos sistemas digitais quase sempre é
parte integrante do processamento (DVR ou placa captura). Por último temos a interface
de visualização e controle, ou seja, onde teremos a visualização das imagens e controle
do sistema (monitor, teclado, mouse, interface). Estes blocos básicos estão presentes em
praticamente todos os sistemas de CFTV, sejam analógicos ou digitais. Porém tratando-
se de sistemas analógicos começamos a encontrar algumas limitações críticas, como
baixa capacidade de processamento, menor resolução, pouco tempo de gravação,
impossibilidade de expansão, e principalmente a ausência de acesso remoto. Desta
forma o sistema de CFTV fica órfão em termos de flexibilidade e recursos.
18
4.2 Tipos de sistemas
4.2.1 CFTV baseado em PC com placa de captura
Fig. 4.2 – CFTV baseado em PC com placa de captura.
4.2.2 CFTV baseado em DVR Stand Alone
Fig. 4.3 – CFTV baseado em DVR Stand Alone.
4.2.3 CFTV baseado em DVR em rede
Fig. 4.4 – CFTV baseado em DVR em rede.
19
Através destes três diagramas percebemos a entrada de um novo item na
estrutura, ou seja a integração com a rede local/internet permitindo assim o acesso
remoto ao sistema de CFTV, permitindo visualização, reprodução, controle, análise e
supervisão em níveis cada vez maiores e mais complexos.
Apesar de todos os recursos e funções adicionados e integrados nos sistemas de
CFTV analisados até aqui, notamos que a digitalização no sentido mais técnico foi feita
de forma parcial, ou seja, na realidade ainda foram utilizados componentes e
principalmente a forma de sinal analógica que acarreta em limitações de resolução e
capacidade, mas de qualquer forma, estes sistemas digitais são incomparavelmente
superiores aos sistemas analógicos dados as suas vantagens, recursos e capacidades.
4.2.4 CFTV baseado em Web Server
Fig. 4.5 – CFTV baseado em Web Server.
Um sistema de CFTV utilizando Web Server é um exemplo de um sistema
parcialmente digital, formado por câmera(s), web server, switch ou hub e PC com
software de gerenciamento. As câmeras analógicas são conectadas ao servidor de vídeo
por cabeamento coaxial, sendo o sinal de vídeo digitalizado e compactado pelo web
server que fica acessível através da rede e transporta as informações de vídeo o PC,
onde é visualizado e armazenado em Hds. Caracterizando-se pelo uso de dispositivos de
rede ethernet convencionais, escalonável, gravação remota além das facilidades de
expansão e gerenciamento.
20
4.2.5 CFTV baseado em Câmera IP
Fig. 4.6 – CFTV baseado em Câmera IP.
Ao mesmo tempo que os sistemas de DVRs e placas de captura, se desenvolvem
e agregam cada vez mais recursos, uma topologia alternativa está ganhando muito
espaço no mercado internacional, que é a topologia baseada em IP (Internet Protocol),
na qual o processamento não é mais centralizado em uma unidade ou PC, mas sim
distribuído nas câmeras e no sistema, além de utilizar uma base de conexão direta a rede
Ethernet ou IP.
4.3 Câmeras IP x Câmeras Analógicas (CFTV)
A principal diferença entre os dois tipos de câmara é a maneira pela qual o sinal
de vídeo é entregue. As câmeras analógicas transformam o sinal de vídeo em um
formato que pode ser capturado por um ou outro receptor de televisão como um
videocassete ou monitor. Uma câmera baseada em IP, também conhecida como IP
câmera, digitaliza o sinal de vídeo usando um codificador especializado acoplado com
seu servidor web embutido nelas. Isto permite que a câmera IP passe a agir como um
dispositivo de rede, permitindo assim que a captura das imagens de vídeo passam a
serem vistos não só através de uma rede já existente, mas também através de um
navegador web que possam ser acessados através da Internet.[2]
21
Ambos sistemas de câmeras, tanto analógico como baseado em IP podem
transmitir sinais através de fios ou conexões sem fio (wireless). As câmeras IP possuem
o benefício adicional de ser capaz de usar switches, hubs, roteadores, permitindo assim
que esse sistema seja expandido facilmente. Com o objetivo de determinar qual estilo de
sistema de câmera é mais adequado às suas necessidades, vamos ter um olhar mais
atento a alguns dos prós e contras de cada estilo:
- Prós - Câmeras Analógicas:
• Baixo custo - câmeras analógicas geralmente tem um preço menor que as
câmeras IP
• Maior variedade - câmeras analógicas muitas vezes tem uma variedade
muito maior de modelos, por exemplo, mini-câmeras para se adaptar a suportes
de PTZ. Se você tem necessidade exclusiva de vigilância, será mais fácil
encontrar o estilo de câmera que você precisa num modelo analógico.
• Compatibilidade - se você já possui um sistema de vigilância e deseja
incorporar novos equipamentos, esse sistema tem total compatibilidade entre os
diferentes fabricantes das câmeras.
- Contras - câmeras analógicas:
• Poucas características - as câmeras analógicas vem com poucos recursos
básicos como, por exemplo, zoom digital.
• Grandes problemas de interferência - as câmeras analógicas podem ter
problemas de interferência, se instalarmos em conjunto com sistema sem fio. O
mais importante ainda, as câmeras analógicas não suportam criptografia, ou seja
sua rede sem fio tem que ficar aberta, no que resulta uma grave falha de
segurança.
• Problemas com longa distância - Se o seu sistema tiver que abranger uma
grande área, câmeras analógicas não será sua melhor escolha. As câmeras
analógicas não suportam grandes distâncias, e se for necessário trabalhar com
elas, a visualização das imagens ficarão comprometidas.
- Prós - Câmeras IP:
• Melhor recepção wireless - As câmeras IP conseguem trabalhar com
criptografia wireless, como WEP, WPA, WPA+PSK, fornecendo assim, uma
grande segurança para sua rede. Também não sofrem nenhum tipo de
interferência nas imagens via rede sem fio
22
• Pode utilizar a rede existente - devido as câmeras IP trabalharem como
um dispositivo de rede, você pode utilizar sua instalação de rede existente para
colocá-las em funcionamento, facilitando assim o seu custo de instalação
• Acesso remoto mais fácil - as câmeras IP são as mais adequadas para
visualização remota.
- Contras - Câmeras IP:
• Alto custo - devido a todas as tecnologias adicionais embutidas em cada
câmera, o custo delas é maior em comparação com as câmeras analógicas.
• Requer banda larga - as câmeras IP têm um consumo de banda maior que
as câmeras analógicas.
• Padronização – ainda não há uma preocupação dos fabricantes quanto à
padronização das câmeras IP, no que se refere à comunicação.[2]
As câmeras tipo network possuem um servidor Web interno (no caso das
câmeras Axis, um servidor Linux baseado no servidor Apache) que possibilitam o envio
de imagens ao vivo pela Internet, bastando para isto a conexão da câmera diretamente
em uma rede ou em um hub / switch ligado em um modem tipo banda larga. Um
modem de conexão discada também poderá ser utilizado, porém devido a sua
velocidade, a performance não será igual a uma conexão banda larga.
Ao ser conectada em um ambiente de rede (rede interna ou Internet) a própria
câmera gera seu endereço IP, que será o endereço a ser utilizado para a visualização das
imagens através de um navegado Internet (Internet Explorer, por exemplo). A grande
vantagem da câmera tipo Network é que ela não necessita de um computador para que
suas imagens sejam enviadas para a Internet (ou uma rede).
Muitos irão pensar: mas será mesmo vantagem não necessitarmos de um
computador?
A resposta é sim: um computador requer manutenções preventivas periódicas,
um bom sistema de no-break (bom e caro) de modo a não parar no caso de falta de
energia elétrica, ambiente controlado, já que em condições de calor poderemos ter
problemas, e outros aspectos a serem observados.
Já a câmera IP, devido ao seu baixo consumo, poderá utilizar um sistema de no-
break de baixa potência (e consequentemente baixo custo), não requer manutenções
preventivas, não requer ambientes controlados, permite fácil acesso remoto a imagem
por ela gerada, entre outros benefícios.[3]
23
5 SOFTWARE DE GERENCIAMENTO
Para maximizar os recursos da câmera IP, pode-se utilizar um software de
gerenciamento, que pode controlar várias câmera de maneira efetiva. Apresentarei dois
deles, sendo um gratuito com ótima interface e outro pago e explicarei as diferenças de
cada um.
5.1 Apresentação do MxControlCenter
Trata-se de um software gratuito, disponibilizado para download [1] no próprio
site do fabricante MOBOTIX, porém, o mesmo não reconhece qualquer modelo de
câmera, somente alguns já configurados como Toshiba, Sony, Axis e outros.
O software detecta automaticamente, por pressão de botão, as câmeras na rede e
as prepara para a gravação com sensor de vídeo.
O MxControlCenter oferece uma boa visão geral de todas as câmeras na rede.
Fig. 5.1 – MxControlCenter: visão geral.
24
5.1.1 Alarmes sempre sob controle
Uma pesquisa de eventos é possível com o rastreamento cronológico
sincronizado automaticamente em várias câmeras.
A procura de alarmes agrega uma série de funções, que simplificam
enormemente a procura de eventos. O storyboard, na forma de um filme fotográfico,
permite um rápido exame das imagens de eventos. A lista de eventos permite a rápida
procura de eventos com base em critérios de tempo. O evento que originou o alarme
pode ser então analisado em detalhes na exibição de eventos.
Fig. 5.2 – Storyboard: tela de eventos.
25
5.1.2. Multivista e planta do edifício integradas
O MxControlCenter possibilita a exibição multivista com diferentes tamanhos de
imagem. Através do editor de layout, as plantas do edifício podem ser implementadas
facilmente através de drag-and-drop.
Fig. 5.3 – Janela Multivista.
5.1.3 Processamento posterior de imagem (contraste, zoom, correção
da distorção de objetiva)
Como padrão, o MxControlCenter integra a correção de distorção de objetivas
grande angular, tanto na exibição ao vivo como na reprodução, bem como a ampliação
de seção de imagem e o processamento posterior para as funções de impressão e
armazenamento.
26
A figura seguinte mostra, à esquerda, a imagem original da câmera MOBOTIX
com uma objetiva olho de peixe de 90° e à direita, a imagem processada e corrigida com
o MxControlCenter.
Fig. 5.4 – Correção de objetiva 90º.
Correção de distorção e Panning simultaneamente com MxControlCenter - à
esquerda, a imagem original com uma objetiva olho de peixe de 180°; à direita, a
imagem processada no MxControlCenter.
Fig. 5.5 – Correção de objetiva 180º.
27
5.1.4 Suporte à câmeras PTZ analógicas e digitais
Além da exibição de imagens ao vivo das câmeras MOBOTIX ou das câmeras
IP de outros fabricantes, o MxControlCenter também permite a integração de câmeras
analógicas de outros fabricantes no centro de controle profissional. As câmeras
MOBOTIX são capazes de armazenar imagens e alarmes não só internamente como
também em memórias externas em LAN, em estruturas de diretório especiais, as quais o
MxControlCenter pode acessar para a exibição e análise.
Fig. 5.6 – Sistema de Monitoramento e Vigilância via WEB.
5.2 Apresentação do Netcam Watcher Pro 3.1
Trata-se de um software pago, com a opção de shareware [6] com funções e
validade limitada. O mesmo apresenta uma interface inferior comparado ao software da
28
MOBOTIX mas com a vantagem de ler todos modelos existente de câmeras IP. Uma
licensa do programa pode variar de US$ 139.00 para um ponto de câmera até US$
1999.00 para pontos ilimitados de câmeras que se deseja controlar.
5.2.1 Gravação por detecção de movimento a partir de várias câmeras
simultaneamente
No passado, os sistemas de vigilância registravam tudo o que acontecia. Fitas
seriam preenchidas com horas e horas de uma mesma cena. Mas com a função de
detecção de movimento, você pode gravar apenas o que é realmente necessário. Isso
reduz as exigências de armazenamento por até 98%.
O sistema pode começar a gravar no menor movimento e continuar até que haja
um certo período de zero movimento. O mesmo também é configurável para casos onde
deseja-se controlar apenas uma área específica da imagem, excluindo assim possíveis
eventos como por exemplo o balanço de uma árvore pelo vento. Ajustes de
sensibilidade e de luz também são possíveis.
Fig. 5.7 – Detecção de movimento e seleção de área.
29
5.2.2 Alarmes por alerta sonoro ou e-mail
O sistema pode gerar alarmes quando o movimento ocorre, uma vez que não
deveria ocorrer (por exemplo, durante a noite); pode gerar alarmes quando as câmeras
pararem de responder ou ficarem offline; pode gerar alarmes quando o movimento que
deve ser contínuo pára. Os alarmes podem ser ativados automaticamente em
determinado momento do dia, ou então somente durante a noite e nos finais de semana,
de acordo com a necessidade do usuário. Esses alarmes podem ser gerados de duas
formas: um alerta sonoro como um toque ou uma gravação pré-definida. Além disso, o
alarme pode ser mostrado na tela principal do Netcam Watcher ou em uma janela
separada do navegador. Isso é útil quando um guarda está monitorando todas as câmeras
– (o alarme traz a atenção para a câmera que gerou o alarme); um e-mail pode ser
enviado juntamente com uma imagem mostrando o quadro que causou o alarme
acionado, assim, você pode ver se o alarme é um intruso ou apenas um gato, por
exemplo.Através do alarme também é possível acionar dispositivos I/O, fazendo com
que a integração do sistema de vigilância seja mais eficaz.
5.2.3 Acesso remoto de qualquer lugar do mundo
Uma das principais vantagens do uso da câmera IP, permite que as imagens da
mesma ou que o sistema de vigilância sejam controlados remotamente, acessado com
segurança através de um login (pode-se criar diferentes tipos de acesso como admin,
user1, user2) de qualquer parte do mundo, em tempo real, através de um PC conectado à
rede Internet. Também é possível configurar todo o sistema remotamente, desde eventos
programados até dispositivos I/O.
30
Fig. 5.8 – Visão geral de vários pontos com acesso remoto.
5.2.4 Imagens via FTP e/ou imagens de alarme para o site remoto
Através desse tipo de configuração, é possível hospedar as imagens de eventos
ocorridos em determinado site, evitando que as imagens sejam perdidas por qualquer
problema não previsto.
5.2.5 Ferramenta de busca de gravações
Uma pesquisa de eventos é possível com o rastreamento cronológico
sincronizado automaticamente em várias câmeras. A procura de alarmes agrega uma
série de funções, que simplificam enormemente a procura de eventos. A lista de eventos
31
permite a rápida procura de eventos com base em critérios de tempo. O evento que
originou o alarme pode ser então analisado em detalhes na exibição de eventos.
Fig. 5.9 – Janela de exibição de eventos.
5.2.6 Display Reconfigurável
É possível a edição do tamanho da imagem de cada câmera a ser exibida,
fazendo assim com que várias imagens possam ser analisadas ao mesmo tempo, através
de uma interface de fácil configuração e visualização.
5.2.7 Utilitário de Impressão
Permite a impressão de imagens selecionadas, com opção de múltiplas seleções
facilitando o rastreamento de eventos.
Fig. 5.10 – Utilitário de Impressão.
32
5.2.8 Aperfeiçoamento de imagem
Através do software também é possível a edição de parâmetros da imagem em
tempo real, para ambientes que possuam pouca luminosidade por exemplo, tudo isso
somado aos recursos já existentes no modelo da câmera escolhido.
Fig. 5.11 – Imagem melhorada através do software.
5.3 Comparativo entre os softwares analisados
Como foi citado nas demonstrações acima, os dois softwares em questão
apresentam diversas ferramentas para incrementar o sistema de vigilância em uso,
permitindo controlar várias câmera de maneira eficaz. O grande diferencial é o preço a
se pagar por tal controle, levando em consideração que hoje ainda não existe a
preocupação entre os fabricantes de câmera IP em conversarem a mesma língua, ou
seja, o software de um lê apenas os modelos seus e vice-versa. Portanto, um software
que lê todos modelos existentes no mercado podendo monitorar um sistema híbrido, é
comercializado à um preço de custo muito alto, devido à carência de desenvolvimento e
padronização nessa área.
33
6 GUIA: COMO MONTAR UM SISTEMA DE
VIGILÂNCIA UTILIZANDO CÂMERA IP
Como o objetivo do trabalho foi criar um sistema de vigilância e monitoramento
via WEB, foi possível criar um guia rápido de como montar esse sistema, visando
facilitar o uso da câmera IP e alertando para os pontos chaves/críticos.
6.1 Escolha do modelo a ser utilizado
O primeiro passo a ser definido é a escolha da câmera IP. Essa escolha deve ser
baseada na aplicação que se deseja fazer e nas necessidades de desempenho, qualidade
de imagem e outros fatores. Nesse trabalho por exemplo, foi escolhida uma câmera D-
link DCS 2121, na qual possui até 1,3 MegaPixel de resolução de imagem, microfone
embutido e saída de áudio disponível, uma porta de entrada e uma porta de entrada e
uma de saída (I/O) e conectividade wireless. Essa escolha foi feita para que a
demonstração do sistema tivesse diversos recursos, configurando praticamente uma
“central de alarme”.
6.2 Instalação física da câmera IP
Com o modelo(s) a ser(em) utlizado(s) em mão, deve-se instalar fisicamente,
tomando cuidado com alguns fatores como:
- tensão a ser utilizada na câmera, onde na maioria dos casos já é bivolt;
- local a ser fixado, pois a mesma não pode sofrer colisões e grande parte dos
modelos não pode ter exposição à chuva e umidade.
34
6.3 Configuração inicial
Após a mesma ser instalada e energizada, deve-se checar se o status corresponde
ao funcional, de acordo com o manual do fabricante. Sendo assim, a mesma tem de ser
conectada vai cabo RJ-45 na porta do roteador ou do dispositivo da rede local que irá
controlar a mesma. Feito isso, através do navegador da Internet, deve-se acessar o
endereço físico no qual a rede endereçou. Caso o usuário tenha dificuldade nessa parte,
é necessário que seja aberta a página de configuração do roteador e que verifique qual
foi o endereçamento destinado à câmera (na maioria dos casos, algo como 192.16.1.x).
Se a tentativa for bem sucedida, uma tela de login aparecerá, pedindo que seja inserido
o nome de usuário e senha. Como a mesma ainda não foi configurada, esses parâmetros
estão default, indicados no manual da câmera.
Após logar, inicia-se o processo de configuração da câmera, sendo que o usuário
já terá na tela as imagens que estão sendo capturadas naquele instante.
6.4 Definição da rede
A primeira configuração a ser acertada é a rede que estará sendo utilizada. No
caso de uma rede wireless (mais comum), deve-se inserir os campos relacionados ao
nome da rede e suas autenticações para que a mesma possa acessar a rede sem fio. Após
a inserção dos dados e ativação do modo wireless, deve-se desconectar o cabo RJ-45 e
reinicializar a câmera. Se o procedimento foi bem sucedido, o usuário já conseguirá
acessar a câmera utilizando o mesmo procedimento descrito no item anterior (7.3,
porém agora já funcionando no modo wireless.
6.5 Criação de um endereço DDNS para acesso remoto
A partir desse ponto, a câmera já deve estar funcionando normalmente na rede
35
local, permitindo seu acesso e configuração de suas funções. Para ativar o acesso
remoto de qualquer computador conectado à rede Internet, é necessário que seja criado
uma conta em algum servidor DDNS, para que possa ser definido uma máscara de
endereço de acesso da câmera, uma vez que o endereço IP estará sempre mudando por
se tratar de um IP dinâmico. Um exemplo: o domínio que foi criado para acesso da
câmera do projeto foi http://tcccameraip.dlinkddns.com:5005 . Há vários provedores
desse tipo de serviço que não cobram pelo mesmo, por exemplo o da D-link (basta
acessar www.dlinkddns.com). Após criado a conta e o domínio a ser utilizado, inserir na
página de configurações da câmera os dados da conta criada. Feito isso, sua câmera já
pode ser acessada sem que seja necessário digitar o número do IP, bastando digitar
apenas o domínio criado. O próximo passo para acesso remoto é o desbloqueio de
portas do roteador.
6.6 Desbloqueio da(s) porta(s) do roteador
Como padrão de fábrica, a câmera como qualquer outro servidor WEB, já vem
com a sua porta 80 setada para uso http. O que acontece é que os provedores de serviço
de banda larga restringem o uso da porta 80, para que não seja criado um servidor na
mesma. Portanto, para poder concluir a configuração de acesso remoto, deve-se escolher
uma porta diferente da 80 e indicar no campo de configuração da câmera (indicado
escolher acima da porta 5000, no meu caso foi escolhida a 5005), e após isso criar uma
regra para desbloqueio de porta no roteador. Isso é feito acessando as configurações do
roteador, e nos campos de port forwarding ou encaminhamento de porta cria-se a regra.
A regra é criada indicando qual dispositivo da rede irá utilizar a porta desbloqueada (no
caso aquele endereço IP que a rede gera para a câmera, utilizado no item 7.3), qual a
porta a ser desbloqueada (5005) e qual o tipo de protocolo utilizado (TCP). Caso todos
esses passos tenham sido executados com perfeição a câmera já estará com acesso
remoto ativado e funcional, podendo ser monitorada e controlada de qualquer
computador conectada a rede Internet.
36
6.7 Utilização de recursos adicionais
Conforme o modelo escolhido, a câmera pode apresentar muitos outros recursos
para a criação de um sistema integrado, formando praticamente uma central de alarmes
a partir de um único ponto. Dentre esses recursos configuráveis estão o uso de I/O´s,
detecção de movimento, áudio, sistema de alarmes por e-mail e muitas outra
combinações, de acordo com a necessidade do usuário/cliente.
6.8 Aprimoramento das funções e monitoramento de mais de um ponto
Para melhorar alguns recursos disponíveis ou até mesmo conseguir administrar
mais de um ponto já configurado, é viável o uso de um software de gerenciamento, que
já foi visto anteriormente. Com o funcionamento de todas as câmeras integrado ao
software de gerenciamento e a todos os dispositivos periféricos presentes no sistema,
está configurado o sistema de vigilância e monitoramento via WEB.
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
7.1 Conclusão
É notável que os sistemas de vigilância criados a partir de câmeras IP possuem
muito mais recursos que aqueles baseados em câmeras analógicas. Além disso, a
integração, interoperabilidade e interatividade dos mesmos fazem com que a partir de
uma simples câmera, possa ser feito uma central de alarmes. Conclui-se, além disso, que
ainda há bastante espaço para desenvolvimento nesse mercado de trabalho, uma vez que
o uso desses sistemas ainda não está muito disseminado. Os fabricantes de
equipamentos não tem uma preocupação maior na padronização da comunicação das
37
câmeras com o software de gerenciamento, fazendo com que a mesma só funcione com
com um sistema específico. Isso acarreta alguns problemas como velocidade do
software, recursos disponíveis, indisponibilidade para sistemas híbridos compostos por
câmeras de diversos fabricantes entre outros. Devido à essa carência, existe um mercado
pago de software de gerenciamento onde os preços cobrados são altos, muitas vezes
inviabilizando o uso do mesmo para o usuário final.
Por fim, conclui-se que o Brasil está demasiadamente atrasado com relação ao
uso dessa tecnologia e como foi citado anteriormente, diversas áreas relacionadas a esse
trabalho podem ser exploradas, lembrando que o futuro caminha para uma condição
onde a utilização de dispositivos sem fio, acesso remoto via Web e a integração de
diversos produtos e sistemas será realidade.
7.2 Trabalhos Futuros
Como foi mostrado, ainda há uma grande necessidade no mercado quanto ao
desenvolvimento de softwares para gerenciamento de várias câmeras IP
simultaneamente, sendo essas de qualquer fabricante, compondo um sistema híbrido. O
próximo passo do trabalho será a tentativa de desenvolver um software que possa ler
qualquer modelo de câmera ou talvez a criação de drivers para os softwares gratuitos já
existentes.
38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] MxControlCenter - download disponível em :
<http://www.mobotix.com/por_PT/content/view/full/1723> Acesso em 27 out. 2010.
[2] Câmera IP x Câmeras Analógicas (CFTV) – disponível em:
<http://www.mknod.com.br/?q=ipcamxanalog> Acesso em 27 out. 2010.
[3] Como funciona a câmera IP – disponível em:
<http://www.clickinformacao.com/internet/como-funciona-a-camera-ip.html> Acesso
em 27 out. 2010.
[4] Câmeras IP permitem vigiar a casa pela Internet; veja como funciona –
disponível em: <http://tecnologia.uol.com.br/ultnot/2006/12/13/ult2870u215.jhtm>
Acesso em 27 out. 2010.
[5] Micro com câmera IP vira central de segurança; veja teste – disponível em:
<http://tecnologia.uol.com.br/produtos/ultnot/2006/12/22/ult2880u280.jhtm> Acesso
em 27 out. 2010.
[6] Netcam Watcher Professional v3.1 – download disponível em:
<http://www.netcam-watcher.com/downloads> Acesso em 27 out. 2010.
[7] Manual DCS-2121 – disponível em: <http://www.dlink.com.br/suporte> Acesso em
27 out. 2010.
[8] Como funcionam as câmeras digitais – disponível em:
<http://eletronicos.hsw.uol.com.br/cameras-digitais.htm> Acesso em 27 out. 2010.
[9] O que são Câmeras IP? – disponível em:
<http://www.guiadocftv.com.br/modules/smartsection/item.php?itemid=50> Acesso
em 27 out. 2010.
