IP камеры видеонаблюдения 2,8-12 мм

IP камеры видеонаблюдения с вариофокальным объективом 2,8-12 мм: технические аспекты, расчет и применение

IP-камера с вариофокальным объективом 2,8-12 мм представляет собой сетевое устройство видеонаблюдения с ручной регулировкой фокусного расстояния в указанном диапазоне. Данная конфигурация не является моторизованным трансфокатором (зум-объективом), а представляет собой вариофокальный (варифокальный) объектив, требующий ручной настройки при инсталляции. Основное предназначение – точная адаптация угла обзора и детализации под конкретную, статичную зону наблюдения после монтажа, что исключает необходимость точного выбора фиксированного объектива (например, 2,8, 4, 6 мм) на этапе проектирования и позволяет компенсировать ошибки расчета.

Физические и оптические параметры объектива 2,8-12 мм

Фокусное расстояние (ФР) объектива, измеряемое в миллиметрах, определяет величину угла обзора камеры и степень приближения объекта. Диапазон 2,8-12 мм покрывает потребности от сверхширокоугольного до узкоугольного (телескопического) обзора. Ключевой параметр – размер матрицы камеры (чаще 1/2.8″, 1/2.7″, 1/3″). Все расчеты углов обзора и зоны детализации корректны только при указании размера сенсора.

Зависимость угла обзора по горизонтали от ФР и размера матрицы (на примере матрицы 1/3″):

• 2,8 мм: Угол обзора по горизонтали ~86°-92°. Применение: общий обзор протяженных пространств (парковка, цех, торговый зал), идентификация входа/выхода на близком расстоянии.
• 4 мм: Угол обзора по горизонтали ~61°-70°. Применение: стандартный обзор коридоров, прикассовых зон, периметра зданий.
• 6 мм: Угол обзора по горизонтали ~43°-50°. Применение: детализированное наблюдение за объектами на средних дистанциях (ворота, калитки, операционные окна).
• 12 мм: Угол обзора по горизонтали ~22°-28°. Применение: наблюдение за удаленными объектами или выделение конкретной критической зоны (сейф, проходная на расстоянии).

Вариофокальный объектив позволяет плавно изменять ФР в этом диапазоне, выбирая оптимальное значение. Светосила (F-число) такого объектива обычно составляет F1.2-F1.6 на коротком фокусе и может снижаться до F2.0 на длинном, что влияет на минимальную освещенность камеры.

Расчет зоны наблюдения и детализации

Для профессионального проектирования используются формулы или программные калькуляторы, учитывающие ФР, размер матрицы и разрешение камеры (в мегапикселях). Ключевые понятия:

• Поле зрения (FOV — Field Of View): Протяженность зоны, которую камера охватывает на заданной дистанции.
• Плотность пикселей (PPF — Pixels Per Foot/метр): Количество пикселей на единицу длины в зоне наблюдения. Определяет уровень детализации.

Формула для расчета ширины зоны обзора (W) на заданном расстоянии (D) при известном ФР (f) и размере матрицы по горизонтали (h):
W = (D

• h) / f

Где h для матрицы 1/3″ составляет ~4.8 мм.

Пример расчета для камеры 4 Мп (2560×1440) с матрицей 1/3″:

ФР, мм	Дистанция, м	Ширина зоны обзора, м	Плотность пикселей (по ширине), PPF	Уровень детализации (примерный стандарт)
2.8	10	~17.1 м	~48 пикс/м	Обнаружение объекта
6	10	~8.0 м	~102 пикс/м	Распознавание (идентификация личности при условиях)
12	10	~4.0 м	~204 пикс/м	Детальная идентификация
12	20	~8.0 м	~102 пикс/м	Распознавание

Стандарты детализации (например, EN 62676-4) рекомендуют для идентификации лица 250 пикс/м (на высоте объекта), для распознавания – 125 пикс/м, для обнаружения – 50 пикс/м. Данные в таблице условны и зависят от многих факторов.

Технические особенности и компоненты камеры

Камера с объективом 2,8-12 мм – это комплексное устройство, где объектив является одним из ключевых элементов.

• Объектив: Вариофокальный, с ручной регулировкой фокуса и ФР. Регулировочные винты (обычно 2 или 3) требуют использования специального инструмента (шестигранный ключ). Качество линз (стекло/пластик, просветление) напрямую влияет на четкость, светопропускание и отсутствие аберраций.
• Фотоматрица: Тип (CMOS), размер (дюймы) и разрешение (2, 4, 5, 8 Мп). Больший размер матрицы при том же разрешении обеспечивает лучшую светочувствительность.
• Процессор (SoC): Обрабатывает видеопоток, реализует функции: сжатие (H.265, H.264), детекцию движения, аналитику, работу с ИК-подсветкой.
• ИК-подсветка: Дальность и угол излучения должны соответствовать углу обзора объектива на максимальном ФР. При неправильном сочетании на 12 мм возможен эффект «засветки» центра кадра при темных углах.
• Корпус и исполнение: Степень защиты (IP66, IP67), материал, наличие подогрева и вентилятора для работы в широком температурном диапазоне.

Схемы подключения и питание

IP-камеры подключаются к сети Ethernet (витая пара категории 5e и выше). Основные стандарты:

• PoE (Power over Ethernet): Стандарты IEEE 802.3af (до 15.4 Вт), IEEE 802.3at (PoE+, до 25.5 Вт). Позволяет передавать данные и питание по одному кабелю. Критически важно убедиться, что потребляемая мощность камеры (особенно с подогревом) не превышает возможности инжектора или коммутатора PoE.
• Резервное питание: В энергетике обязательна интеграция в систему бесперебойного питания (ИБП) на стороне сети или использования коммутаторов PoE с поддержкой UPS.
• Сетевая топология: «Звезда» – каждая камера своим кабелем подключается к коммутатору. Допускается использование технологии PoE passthrough, когда камера имеет дополнительный порт Ethernet для питания следующей камеры, что требует точного расчета нагрузки.

Применение в энергетической отрасли: специфические требования

В энергетике камеры с вариофокальным объективом решают задачи, требующие гибкости настройки:

• Контроль оборудования в ЗРУ, ОРУ: Наблюдение за положением разъединителей, состоянием маслонаполненных аппаратов. Объектив 12 мм позволяет детально рассмотреть указательное положение ножа с большого расстояния, 2,8 мм – охватить общий вид ячейки.
• Контроль периметра подстанций: Настройка оптимального угла обзора вдоль ограждения, исключение «мертвых» зон.
• Мониторинг щитов управления и релейных отсеков: Фиксация показаний приборов, положения ключей управления. Требует точной настройки ФР для чтения мелких обозначений.
• Требования к ЭМС и климатике: Оборудование для установки на энергообъектах должно иметь устойчивость к электромагнитным помехам (соответствие стандартам, например, по наводкам от КЗ), широкий температурный диапазон (от -40°C до +60°C), защиту от конденсата.

Настройка и регулировка в полевых условиях

Процесс настройки вариофокального объектива включает:

1. Предварительную грубую установку ФР и фокуса по изображению с монитора.
2. Регулировку фокуса на максимальном приближении (12 мм) на самом удаленном объекте в зоне интереса.
3. Окончательную установку требуемого угла обзора (ФР) и финальную тонкую подстройку фокуса.
4. Фиксацию регулировочных винтов (некоторые модели имеют стопорные винты).

Важно проводить настройку в условиях, максимально приближенных к рабочим (особенно по освещенности).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем вариофокальный объектив 2,8-12 мм отличается от моторизованного зум-объектива?

Вариофокальный объектив требует ручной физической регулировки с помощью инструмента при монтаже. После настройки ФР фиксируется. Моторизованный зум (трансфокатор) позволяет дистанционно изменять ФР и фокус с помощью ПО видеорегистратора или клиента, что используется для слежения за движущимися объектами. Вариофокальный дешевле и надежнее, так как не имеет моторного привода.

Можно ли заменить объектив 2,8-12 мм на другой в полевых условиях?

В большинстве современных IP-камер объектив несъемный и встроен в конструкцию. Замена возможна только в камерах со сменным объективом (стандарт CS или M12), что является отдельным классом устройств и требует высокой квалификации для юстировки.

Как длина фокуса влияет на глубину резкости?

При увеличении ФР (например, на 12 мм) глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) уменьшается. Это требует более точной настройки фокуса. На широком угле (2,8 мм) ГРИП большая, и в фокус попадают объекты на разных дистанциях.

Как правильно выбрать место для камеры с таким объективом?

Необходимо провести расчет зоны покрытия для минимального и максимального ФР, учитывая физические препятствия. Место установки должно позволять производить ручную регулировку (иметь доступ к регулировочным винтам). Для уличного использования обязательна защита от прямого солнечного света в объектив (засветка) и consideration траектории движения солнца.

Какое разрешение камеры оптимально для объектива 2,8-12 мм?

Объектив должен иметь оптическое разрешение, соответствующее плотности пикселей матрицы. Для бюджетных камер 4-5 Мп объектив 2,8-12 мм обычно обеспечивает достаточную четкость. Для 8 Мп и выше требуются объективы с повышенными оптическими характеристиками, иначе детализация не будет улучшаться несмотря на высокое разрешение сенсора.

Как интегрировать такие камеры в существующую систему энергообъекта с учетом КИИ?

Интеграция должна выполняться в соответствии с политикой информационной безопасности объекта. Рекомендуется: использование отдельного VLAN для системы видеонаблюдения, настройка фильтрации MAC-адресов на коммутаторах, отключение неиспользуемых сетевых служб на камере (UPnP, облачные сервисы), шифрование потоков данных (например, с помощью протокола HTTPS или специализированных туннелей), регулярное обновление прошивок. Камеры должны быть зарегистрированы в системе мониторинга сетевой активности.