viernes, 29 de mayo de 2015

INVESTIGACIÓN SOBRE CAMARAS IP

CAMARAS IP


         Es un un dispositivo diseñado para vigilancia y monitorear distintas áreas, así como grabar audio e incluso sacar fotografías. El termino "IP" ("INTERNET PROTOCOL"), PROTOCOLO DE INTERNET permite que este dispositivo pueda ser controlada de manera remota y transmitir por medio de Internet en tiempo real (de manera instantánea). Puede describirse como una cámara y un ordenador combinados para formar una sola unidad.
         Los componentes principales que integran la cámaras IP incluyen un lente, un sensor de imagen, un o mas procesadores de imagen, un SoC (Sistema en Chip) de compresión de video y un chip Ethernet que ofrece conectividad de red para transmisión de datos.





          La cámara IP dispone de su propia dirección IP, está directamente conectada a la red y se puede colocar en cualquier ubicación en la que exista una conexión de red. Esta característica es la diferencia respecto a una cámara Web, que únicamente puede ejecutarse cuando está conectada a un ordenador personal (PC) por medio del puerto USB o IEE 1394.

IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet)
         El Protocolo de Internet es un método de transmisión de datos por una red. Los datos que se envían se dividen en "paquetes" individuales y completamente independientes. Cada computadora (o host) de Internet tiene como mínimo una dirección que lo identifica de forma exclusiva y lo distingue de todos los demás, y cada paquete de datos contiene la dirección del emisor y la del receptor.

         El Protocolo de Internet garantiza que todos los paquetes de datos llegarán a la dirección apropiada. IP es un protocolo sin conexión, lo cual significa que no hay ninguna conexión establecida entre los extremos de la comunicación, por lo que los paquetes se pueden enviar por rutas distintas y no necesitan llegar al destino en el orden correcto.
         Una vez que los paquetes de datos han llegado al destino correcto, otro protocolo, el Protocolo de control de transmisión (TCP), los coloca en el orden correcto.
Dirección IP

         Una dirección IP es simplemente una dirección en una red IP que utiliza un ordenador o dispositivo conectado a esa red. Las direcciones IP permiten a todos los ordenadores o dispositivos conectados encontrarse y pasarse datos entre ellos. Un ejemplo de dirección IP es 192.168.1.100
         Para evitar conflictos, cada una de las direcciones IP de una red determinada debe ser exclusiva. Una dirección IP puede asignarse como fija, para que no cambie, o bien se puede asignar de forma dinámica (y automática) por DHCP.

         Una dirección IP consta de cuatro grupos (o quads) de dígitos decimales separados por puntos; por ejemplo, 130.5.5.25. Distintas partes de la dirección representan elementos diferentes. Una parte representará el número o dirección de red y otra parte la dirección del equipo local.


CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CÁMARA IP.
Ø      Tiene una resolución por lo general baja, pero es suficiente para reconocer las acciones que se están realizando.
Ø   Se controlan de manera remota, por medio de cable ó de manera inalámbrica, son capaces de enviar por la red inalámbrica, utilizando el estándar  IEEE 802.11 (Familia de estándares para LAN inalámbricas, admite una transmisión de 1 o 2 Mbps en la banda de 2,4 GHz. IEEE 802.11b admite velocidades de datos hasta 11 Mbps en la banda de 2,4 GHz, mientras que 802.11g admite hasta 54 Mbps en la banda de 5 GHz.).
Ø  Algunas cámaras pueden tener movimiento giratorio remoto en varias direcciones (tecnologías PAN/TILT), lo que permite enfocarla al lugar deseado de manera inmediata.
Ø  El audio y video capturado lo transmiten en formatos comprimidos, diseñados para un flujo rápido en Internet (GSM-AMR/MPEG4 ("Join Photographic Expert Group Layer 4") y AAC "Advanced Audio Coding").
Ø  Como la transmisión es hacia Internet, nos permite observar los eventos desde cualquier dispositivo que tenga una conexión y un explorador de Internet compatible.
Ø  Integran para el caso del video diferentes capacidades de grabado de cuadros por segundo (FPM), esto es "Frames per Second" dependiendo la capacidad de la cámara IP.
Ø  Cuentan con un puerto RJ45, el cuál permite integrarla a una red de área local.
Ø  Cuenta con una antena, que permite amplificar la señal al momento de ser usada de manera inalámbrica, siendo este último recurso el más seguro, ya que no depende que se corte el cable UTP, en caso de que la quieran inhabilitar.

CAPACIDADES DE RESOLUCIÓN DE LA CÁMARA IP
         Se refiere a la cantidad máxima de píxeles que es capaz de capturar para generar la imagen. Un píxel es cada uno de los puntos que conforman la imagen y a medida de que tenga mayor cantidad de ellos, se tendrá un mayor detalle de la imagen. Se pueden abreviar como Kpx y Mpx.

TIPOS DE CÁMARAS IP
         Se pueden clasificar en función de su diseño para su uso en:
v  Interiores o exteriores
v  Exteriores.
          Las cámaras IP para exteriores suelen tener un objetivo con iris automático para regular la cantidad de luz a la que se expone el sensor de imagen. Una cámara de exteriores también necesitará una carcasa de protección externa, salvo que su diseño ya incorpore un cerramiento de protección. Las carcasas también están disponibles para cámaras para interiores que requieren protección frente a entornos adversos como polvo y humedad y frente a riesgo de vandalismo o manipulación. En algunos diseños de cámara, las funciones a prueba de vandalismo y manipulaciones ya están integradas y no requieren ningún tipo de carcasa externa.

         Las cámaras IP, diseñadas para interiores o exteriores, pueden clasificarse en cámaras de red fijas, domo fijas, PTZ, y domo PTZ.

                                   Cámaras de red fijas  
      
   Este tipo de cámara es la mejor opción en aplicaciones en las que resulta útil que la cámara esté bien visible. Normalmente, las cámaras fijas permiten que se cambien sus objetivos. Pueden instalarse en carcasas diseñadas para su uso en instalaciones interiores o exteriores. Una cámara de red fija, que puede entregarse con un objetivo fijo o varifocal, es una cámara que dispone de un campo de vista fijo (normal/telefoto/gran angular) una vez montada. Una cámara fija, por el contrario, es el tipo de cámara tradicional en el que la cámara y la dirección en la que apunta son claramente visibles.

                                   Cámaras de red domo fijas

       
   Una cámara domo fija, también conocida como mini domo, consta básicamente de una cámara fija preinstalada en una pequeña carcasa domo. La cámara puede enfocar el punto seleccionado en cualquier dirección. La ventaja principal radica en su discreto y disimulado diseño, así como en la dificultad de ver hacia qué dirección apunta la cámara. Asimismo, es resistente a las manipulaciones.
         Uno de los inconvenientes que presentan las cámaras domo fijas es que normalmente no disponen de objetivos intercambiables, y si pueden intercambiarse, la selección de objetivos está limitada por el espacio dentro de la carcasa domo. Para compensarlo, a menudo se proporciona un objetivo varifocal que permita realizar ajustes en el campo de visión de la cámara.


                                   Cámaras PTZ y cámaras domo PTZ

         Las cámaras PTZ o domos PTZ pueden moverse horizontalmente, verticalmente y acercarse o alejarse de un área o un objeto de forma manual o automática. Todos los comandos PTZ se envían a través del mismo cable de red que la transmisión de vídeo. A diferencia de lo que ocurre con la cámara analógica PTZ, no es necesario instalar cables RS-485.




CONFIGURACIÓN DE CAMARA IP

         Para  iniciar, se han definido algunos procedimientos que se deben de tener claros a la hora de configurar una cámara IP:
  • ALISTAMIENTO
  • CONEXION
  • IDENTIFICACION
  • PARAMETROS
 ALISTAMIENTO
         El alistamiento es esencial a la hora de instalar cualquier equipo de seguridad electrónica. Es común que en diversas ocasiones simplemente llevemos los elementos de la instalación y lleguemos al lugar sin haber realizado una prueba a la cámara.
         Primero debemos de realizar una prueba de “mesa” o laboratorio en nuestras instalaciones antes de llevar la cámara al lugar indicado. Para esto necesitamos de los siguientes elementos:
  1. Un PC de escritorio o preferiblemente por comodidad un Laptop
  2. La cámara que vamos a instalar con su respectiva fuente de poder.
  3. Un cable de red cruzado.
  4. En caso de no contar con un cable de red cruzado, podemos utilizar 2 cables de red normales, y conectar ambos, el computador y la Cámara IP a un switch de red o enrutador.
CONEXION
         Lo primero que debemos de hacer es conectar la Cámara IP a la computadora, directamente usando el cable de red cruzado. Posteriormente encender tanto la  computadora como la Cámara IP conectándola a la alimentación de energía, normalmente todas incluyen en la caja un adaptador de energía.


         Al utilizar un cable de red cruzado, entre el computador y la Cámara IP, se esta conectando simulando una red convencional, pero al no existir un enrutador en el medio, ninguno de los 2 equipos tendrá asignada una dirección IP automática por un DHCP. Es decir, que debemos saber o configurar manualmente la dirección IP de cada uno de ellos.
         En caso de no contar con el cable de red cruzado, podemos conectar tanto el computador como la Cámara a un switch o enrutador. Se recomienda usar el cable cruzado, para evitar posibles problemas de red o de otros computadores conectados a la red, que pueden generar conflictos sobre el sistema.



IDENTIFICACION
         Una vez conectados los equipos, identificar la dirección IP que por default o de fabrica  trae la cámara (Para verificar la dirección IP por defecto o de fábrica de la Cámara, se puede consultar el manual del equipo ó contactando al proveedor de la misma), una vez conocida ésta, no modificarla, y cambiar la dirección IP de la computadora a una dirección similar a la de la cámara que esté dentro de la misma subred (Es muy importante que tanto la Cámara IP como el computador se encuentren en la misma subred, para que se puedan “ver” fácilmente)
         Es decir, si la cámara tiene como dirección por defecto la IP 192.168.0.200, debería cambiar la dirección del computador por alguna libre en la misma subred, como por ejemplo 192.168.0.201
         Por lo general todas las marcas de Cámaras IP tienen un procedimiento de configuración muy rápido, casi que Plug And Play (Conecte y Disfrute), haciendo uso de una herramienta muy común en todas las marcas denominado IP Utility. En este documento nos enfocaremos en el procedimiento manual para conectarnos a la Cámara IP.




         Una vez identificamos la dirección IP por detecto de la Cámara (192.168.1.200)  debemos de cambiarla por una dirección IP de la misma sudred que estamos usando en la computadora (antes de conectar la cámara, es decir la que manejamos en el modem del WIFI.





Para el presente documento se está usando la dirección IP 192.168.1.205, puerto HTTP 81 y puerto de audio  1500



Se monitorea la cámara de forma local conectada a la computadora, con la dirección asignada.



         Posteriormente realizamos un PING desde la computadora hacia la IP de la Cámara. Debemos de obtener respuesta.




                   Si hemos recibido respuesta de PING de la Cámara, ya podemos conectarnos a ella para ver su video en vivo utilizando un navegador WEB compatible. Aunque sabemos existen diversos navegadores WEB, como Internet Explorer, Firefox, Safari, Netscape, etc. Debemos de chequear el navegador WEB compatible con la Cámara IP que estemos utilizando, por lo general la compatibilidad con navegador WEB la encontramos en la parte exterior de la caja de la Cámara ó internamente en su manual.
         Para poder realizar esta función es necesario conectar la cámara al modem WIFI que se esté utilizando para que la cámara pueda ser monitoreada de forma local atravez de la red. Como se muestra en la figura siguiente


 


         La gran mayoría de las Cámaras IP son compatibles con Internet Explorer, lo abrimos entonces, y en la casilla de URL digitamos la dirección IP de la Cámara (192.168.1.205:81) y tecleamos Enter. De esta forma, la Cámara IP entonces responderá a nuestra solicitud y nos mostrara la pantalla


PARAMETROS
Una vez ingresamos a la cámara con nuestro Usuario y Contraseña de administrador, podemos ya como tal configurar los parámetros esenciales para dejar la Cámara operando. Estos parámetros por lo general son los siguientes:
  • Dirección IP Definitiva: Aunque las Cámara IP por lo general tienen un servicio habilitado que se llama DHCP, recomiendo asignarle una dirección IP estática a la Cámara, pues en muchas ocasiones el servidor DHCP puede asignarle una dirección IP diferente a la Cámara, ya sea por reinicios de la red o factores externos. Entonces para estar más seguros, lo mejor es utilizar una dirección IP Estática. De esta manera, la Cámara va a tener esta dirección IP siempre, esta dirección IP fija y disponible, por lo general es suministrada por el administrador de la red donde se va a instalar la Cámara.
 


         Guardados los cambios los cambios y reiniciada la Cámara, debemos de hacer PING a la Cámara a su nueva dirección IP, teniendo en cuenta, que la IP del computador desde donde estoy realizando el PING, debe de estar en la misma subred de la nueva configuración IP de la Cámara. Esta verificación en ocasiones se pasa por alto, y es cuando no se obtiene respuesta de la Cámara debido a que los equipos se encuentran en subredes diferentes.

Parámetros de Video: Los parámetros de video permiten ajustar la calidad y tamaño del streaming de video, es importante ajustarlos, pues de acuerdo a ellos, obtendremos la calidad de imagen que se espera, así como el tamaño adecuado para luego no tener problemas de transmisión ni de almacenamiento. Así es que, dentro de la configuración de la Cámara, debemos de encontrar la sección para configurar el Video como se muestra en la imagen:



         Básicamente se debe de elegir que formato de compresión se utilizará, su resolución, cuadros por segundo, y su calidad. Para transmisiones por redes locales o LAN, se pueden configurar valores altos, debido a que los anchos de banda soportados por estas redes son mucho mayores que en redes WAN. Se pueden utilizar entonces resoluciones iguales o mayores a VGA (640x480), y valores mayores a 15 cuadros por segundo (fps/frames per second) que se acercan a lo que llamamos tiempo real; y en cuanto al bit rate o calidad del video en redes LAN, se pueden configurar valores superiores a 1Mbps para obtener imágenes con buena calidad y nitidez.
El formato de compresión juega un papel importante, pues de él depende el consumo de ancho de banda y la calidad de la imagen, lo recomendado es usar formatos como MPEG-4 ó H.264, prefiriendo el último, pues es una versión mucho mejor que el primero. Se dice que una imagen en formato H.264 ocupa la mitad de espacio que una imagen en MPEG-4 teniendo ambas la misma calidad promedio.
Es claro anotar, que todo lo anterior puede variar, dependiendo del tamaño del sistema, es decir, no es lo mismo una configuración de video en una red LAN para 4 cámaras, que una configuración de video para un sistema de 90 cámaras. Estas son simplemente apreciaciones generales, para sistemas promedio, sin embargo, hay que decir, que se deben de tener en cuenta factores externos como ocupación actual de la red por otros sistemas, como flujo de datos de aplicaciones, telefonía IP, video conferencias, etc.
Por último, ya configurada la Cámara, podemos desplazarla e instalara en el lugar definitivo, y así mismo conectarla a la red, pues ya cuenta con su configuración básica para entrar en operación en el sistema de CCTV definitivo. ¡Solo debemos de conectarla a la red disponible y estará lista para ser visualizada!

CONFIGURACIÓN DE ACCESO REMOTO
         La importancia de tener señal de la cámara las 24 hrs los 365 días es un motivo de seguridad que no se puede dejar sin atender. Conociendo que los modem de Telmex cambia la ip pública continuamente, no es posible confiarse de la dirección pública.
          Esto lleva a tener la necesidad de enlazar la IP publica del modem que se utilizara con la cámara con un de dominio. Para ello es necesario entrar a  www.no-ip.com y crear una cuenta (click en sign up), y seguir todos los pasos que nos indiquen. En los mismos pasos nos pedirán un nombre de dominio, mismo que nos servirá para acceder más tarde.


Seguido de esto ir a la sección “download” y bajar e instalar el cliente de no-ip
Luego ejecutamos la aplicación e introducimos usuario y contraseña si todo ha ido bien, veremos una pantalla como esta:



Ahora estamos listos para compartir el enlace, para este caso hemos utilizado el siguiente dominio: proyectocamaraupsum.ddns.net

ABRIENDO PUERTOS EN MODEM
         Dependiendo el módem que se utilice los pasos pueden variar, considerando que el presente documento no está enfocado en atender esta area, utilizaremos los pasos que a continuación se describe :
Paso1: Escribir en el navegador la dirección IP del módem en este caso http://192.168.1.254
Para iniciar sesión hay que introducir el usuario: TELMEX y la contraseña default es la WEP Key que viene en la parte posterior del módem.
Paso 2: Ir a Herramientas-> Uso compartido de juegos y aplicaciones y dar click en Crear juego o aplicación, ponemos el nombre y el puerto que necesitamos abrir, hacer esto por cada uno de los puertos de las cámaras, para este ejercicio: 8001 y 1500
         Seleccionamos el juego o aplicación con los nombres que hayamos elegido y vamos seleccionado los dispositivos (las cámaras conectadas a la red) y asignamos a cada uno de ellos 1 sola aplicación por dispositivo

Para acceder a nuestra aplicación web desde internet basta con escribir en el navegador:

http:// proyectocamaraupsum.ddns.net


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