Sieciowy mikrus – AXIS 205

12 marca 2004 0 przez Artur Wyrzykowski

Temat monitoringu wideo to rzecz całkiem nowa w naszym serwisie, tymczasem na co dzień kamery są obecne w wielu miejscach – w bankach, supermarketach, urzędach, na parkingach, na niektórych osiedlach. Jeśli się im przyjrzeć, wielokrotnie można zauważyć na nich logo firmy AXIS Communications. Takie kamery to urządzenia profesjonalne i drogie, jednak ostatnio firma zaproponowała nowy produkt przeznaczony dla użytkowników mniej wymagających i mniej zamożnych. Zobaczmy, z jakim efektem…

Wśród systemów monitoringu wideo zaznacza się podział między rozwiązania analogowe i cyfrowe. Te pierwsze wciąż wykorzystują tradycyjne metody przesyłania sygnału, a więc np. kable koncentryczne, natomiast drugie umożliwiają przesyłanie danych przez sieci IP – właśnie w tych rozwiązaniach specjalizuje się AXIS. Przeciętna kamera na pierwszy rzut oka nie wyróżnia się swoimi parametrami – obraz może mieć rozdzielczość do 640×480 punktów, maksymalna szybkość to 30 klatek na sekundę (nawet przy maksymalnej rozdzielczości). Szczególną cechą jest fakt, iż żadnej kamery AXIS nie trzeba podłączać do komputera, bo każda ma wbudowany komputer, dzięki czemu można ją podłączyć bezpośrednio do sieci Ethernet – firmowej, osiedlowej lub domowej.

Kamery AXIS wykorzystują mikroprocesory RISC z licznymi funkcjami – zazwyczaj są to specjalizowane układy ETRAX (również firmy AXIS Communications), zawierające m.in. CPU, interfejs Fast Ethernet, po kilka portów szeregowych, równoległych, USB, ATA oraz SCSI, kontrolery pamięci SDRAM, Flash, EEPROM, SRAM i nie tylko. Oczywiście wyposażenie zależy w dużym stopniu od wersji układu. Firma AXIS już dawno skorzystała z możliwości Linuksa i dostosowała ten system do własnych potrzeb (na przykład ETRAX 100LX wykorzystuje jądro 2.4).



Przetestowana w redakcji kamera AXIS 205 wyraźnie różni się od typowych kamer tego producenta. Jakież było nasze zdziwienie gdy okazało się, że urządzenie nie wykorzystuje układów ETRAX, lecz układ Argus II firmy Anoto! Jest to również tzw. system-on-chip, który został zaprojektowany pod kątem przetwarzania obrazu. Znalazł zastosowanie m.in. w urządzeniach C-Pen i kamerach WeSpot, a także w testowanym modelu kamery AXIS.

W AXIS 205 znajduje się również 8 MB pamięci RAM, 2 MB pamięci flash, specjalizowany układ do kompresji MJPEG (Motion JPEG), a całość pracuje pod kontrolą Linuksa z jądrem 2.4. Dzięki tym elementom parametry obrazu są bardzo dobre – do 30 klatek na sekundę przy rozdzielczości VGA, natomiast o jakości obrazu przekonamy się w dalszej części testu.

Kamera AXIS 205 dostarczana jest w dość dużym opakowaniu, a zamieszone na nim zdjęcie ma przekonywać klienta, że jest ona szczególnie mała (oczywiście jak na kamerę sieciową). Jej wymiary to 55x34x85 mm, waga ok. 180 gramów, a więc są to gabaryty typowe dla kamer internetowych współpracujących z pecetami. Urządzenie ma dość jasny, stałoogniskowy obiektyw (F/2.0) o ogniskowej 4 mm, według danych producenta może pracować przy oświetleniu 10-10 000 luksów.



Jak widać na naszym zdjęciu, kamera (bez statywu) jest niewiele większa od pudełka zapałek.



W opakowaniu znajduje się także zasilacz i krótka instrukcja uruchomienia, a także statyw i śrubki montażowe – dzięki nim kamerę można przymocować do płaskiej powierzchni poziomej, pionowej lub ukośnej. Statyw skonstruowany jest w ten sposób, że kamerę można przechylić pod dowolnym kątem, a następnie zablokować śrubą w danej pozycji. Wbudowane oprogramowanie oferuje funkcję obrotu obrazu o 180 stopni, więc można ją zamontować nawet „do góry nogami”, na suficie. Jednak wymagany jest montaż w pomieszczeniu, a nie na zewnątrz, bo kamera nie może pracować np. w temperaturach ujemnych. Pewne ograniczenia narzuca również długość kabla zasilającego (niecałe dwa metry), a kamera nie jest przystosowana do zasilania przez Ethernet, jak inne urządzenia tego producenta.


Instalacja

Ponieważ kamera AXIS 205 ma tylko dwa złącza (od spodu obudowy) i wbudowany serwer WWW, jej podłączenie do sieci i skonfigurowanie jest banalne. Po przymocowaniu urządzenia do ściany czy sufitu podłączamy kabel sieciowy, a później zasilanie. Przy okazji zauważyliśmy pewien problem – wtyczka zasilania bardzo słabo trzyma się w gnieździe i istnieje ryzyko, że przy lekkim pociągnięciu za przewód zasilający wysunie się ona z gniazda.



Uruchamianie Linuksa wbudowanego w kamerę jest sygnalizowane kontrolkami umieszczonymi wokół obiektywu (z lewej i prawej strony). Najpierw świecą one na pomarańczowo, a po poprawnym starcie systemu – na zielono. Kamerę można również skonfigurować w ten sposób, by kontrolki świeciły się tylko wtedy, gdy przesyła ona obraz do jakiegoś komputera.

Interfejs sieciowy AXIS 205 musi mieć nadany adres IP, co można wykonać ręcznie lub automatycznie, z wykorzystaniem serwera DHCP. Numer seryjny produktu jest nadrukowany na tylnej ściance (na przykład 00408c181000) i jest on identyczny, jak adres MAC interfejsu sieciowego kamery. Dzieki temu łatwo możemy skonfigurować serwer DHCP w ten sposób, by adres IP urządzenia był zawsze taki sam.

Zamiast grzebać w konfiguracji serwera DHCP, można wykorzystać inny sposób. W instrukcji znajdują się wskazówki, jak nadać kamerze adres IP za pomocą systemowego polecenia ARP. Na komputerze podłączonym do tej samej sieci co kamera wystarczy wykonać dwa polecenia:

arp -s 192.168.1.100 00-40-8c-18-10-00
ping -l 408 -t 192.168.1.100

Po kilkunastu sekundach otrzymamy odpowiedź z urządzenia, a tym samym dostęp do obrazu i konfiguracji.

Istnieje jeszcze trzecia metoda uruchamiania AXIS 205 – ze strony producenta można ściągnąć programik AXIS IP Utility, który automatycznie znajdzie kamerę w sieci i pozwoli nadać jej nowy adres IP. Po ustaleniu adresu można już uruchomić przeglądarkę, w pasku adresowym wpisać adres IP kamery, po czym zalogować się do urządzenia.

Przy tej okazji warto dodać, że obraz z kamery może być dostępny zawsze pod takim samym adresem URL – nawet wtedy, gdy adres IP ulegnie zmianie. AXIS Communications oferuje bowiem wszystkim użytkownikom kamer bezpłatną usługę o nazwie Internet Dynamic DNS Service. By z niej skorzystać, wystarczyć zarejestrować kamerę (jej numer seryjny) na stronie www.axiscam.net, zmienić odpowiednie ustawienie w programie (o tym później) i zresetować kamerę. Podczas uruchamiania systemu wysyła ona do serwera AXIS dane na temat swojego adresu IP, po czym ten adres jest kojarzony z pewnym stałym adresem URL. Niestety, użytkownik nie ma wpływu na URL, na przykład w naszym przypadku był to adres axis6411d1.axiscam.net.





(kliknij, aby powiększyć)

Jednak to jeszcze nie koniec konfiguracji DNS. Na tym etapie obraz z kamery mogliśmy oglądać tylko w sieci lokalnej, bo została ona zarejestrowana pod adresem 192.168.1.100. Aby był on dostępny dla wszystkich użytkowników internetu, trzeba – jako właściciel kamery – zarejestrować ją na stałe (na szczęście później można się wyrejestrować). Oczywiście trzeba także na ruterze „wyeksportować” usługę z sieci LAN do internetu, a korzystając z kilku kamer można posłuzyć się różnymi portami sieciowymi.

Do programu konfiguracyjnego kamery mamy dostęp przez przeglądarkę i protokół HTTP (bez szyfrowania). Pierwsza osoba, która uruchomi program, loguje się w nim jako root bez podawania hasła, po czym od razu musi wprowadzić nowe hasło – to bardzo ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa. Następnie loguje się po raz drugi i w ten sposób uzyskuje dostęp zarówno do obrazu, jak i do funkcji administracyjnych.

Jeśli do kamery zalogujemy się przez Internet Explorera, pojawi się pytanie o zgodę na instalację kontrolki ActiveX, która umożliwia wyświetlanie ruchomego obrazu. Jednak nie trzeba jej instalować, bo podczas późniejszej instalacji można zmienić metodę przesyłania ruchomego obrazu, wykorzystując aplet Javy lub przesyłając tylko pojedyncze klatki (pliki JPEG).

Po zalogowaniu się do kamery zobaczymy coś w tym rodzaju (niestety, za oknem mamy nie najlepsze widoki do testowania kamer czy aparatów):





(kliknij, aby powiększyć)

W górnej części widoczne są przyciski x1/2, x1, x2, x4, które służą do powiększania lub zmniejszania obrazu wyświetlanego na ekranie. Niestety, nie dotyczy to obrazu przesyłanego. Przycisk Screenshot służy do zatrzymania pojedynczej klatki. Natomiast u góry są trzy odsyłacze: Live View wyświetlający okno z obrazem (czyli to, co widać na powyższym zdjęciu ekranu), Setup dający dostęp do konfiguracji, a także Help z dość obszerną pomocą w języku angielskim.


Konfiguracja

Pokażemy teraz, jakie możliwości daje program konfiguracyjny AXIS 205. Wszystkie ustawienia zostały podzielone na kilka sekcji, ale w sumie nie jest ich zbyt dużo, bo Basic Configuration zawiera część opcji z pozostałych sekcji Video&Image, Layout i System Options. Zawiera ona te ustawienia, które użytkownik prawdopodobnie będzie chciał zmienić w pierwszej kolejności.

Przede wszystkim można poszerzyć listę użytkowników, którzy będą mogli logować się do kamery (domyślnie jest to tylko root) i oglądać obraz. Można również przyjąć taką opcję, że samo wejście na stronę z osadzonym na niej obrazem nie wymaga podania hasła, natomiast zabezpieczona jest tylko ta część, która służy do konfiguracji.

Grupa Basic Configuration -> TCP/IP umożliwia zmianę takich ustawień, jak w przypadku każdego komputera czy serwera WWW podłączonego do sieci – adresu IP, numeru portu, domeny, adresów serwerów DNS, nazwy urządzenia i innych, widocznych na poniższym ekranie. W tym miejscu włącza się także korzystanie z usługi Internet Dynamic DNS Service, o której napisaliśmy wcześniej. Możliwe jest również takie skonfigurowanie kamery, by przy każdej zmianie adresu IP automatycznie wysyłała powiadomienie pod wskazany adres e-mail.





(kliknij, aby powiększyć)

Kamera AXIS 205 musi wykorzystywać wbudowany zegar – choćby po to, by dołączać aktualną datę i czas do obrazu i logów systemowych. Za konfigurację tych parametrów odpowiada grupa Basic Configuration -> Date&Time, która umożliwia m.in. ręczne ustawienie odpowiednich wartości. Jednak przy zaniku zasilania zegar się zeruje, ponieważ jego praca nie jest podtrzymywana przez żadną baterię. Można więc wykorzystać inną metodę – ustawiać zegar automatycznie, wykorzystując dowolny serwer czasu dostępny w internecie. Wprowadzenie adresu serwera NTP i wybranie strefy czasowej upewni nas, że data i godzina zawsze będą bardzo dokładne.





(kliknij, aby powiększyć)

I wreszcie najważniejsza grupa ustawień Basic Settings -> Video&Image, która decyduje o wielkości i jakości obrazu.





(kliknij, aby powiększyć)

W tym oknie możemy modyfikować rozdzielczość obrazu (640×480, 320×240 lub 160×120). Poniżej efekty, jakich można się spodziewać – naszym zdaniem rozdzielczość 160×120 jest całkowicie bezużyteczna.





(kliknij aby powiększyć)





(kliknij, aby powiększyć)





(kliknij, aby powiększyć)

Można także zmienić stopień kompresji (high, medium, low, very low), co znacznie wpływa na jakość obrazu. Poniżej zamieszczamy dwa fragmenty obrazów przy minimalnej (po lewej) i maksymalnej (po prawej) kompresji, a po kliknięciu – można zobaczyć cały obraz. W obu przypadkach obraz jest czytelny, ale ten po prawej stronie stracił wiele szczegółów.




(kliknij, aby zobaczyć całość)



(kliknij, aby zobaczyć całość)

Płynnej modyfikacji podlega też nasycenie kolorów i jasność (w skali od 0 do 100), a także kąt obrotu obrazu (0 lub 180 stopni). Można ustalić również, jakie informacje mają być dołączane do obrazu (krótki tekst, data oraz czas) oraz ich położenie (dół lub gór obrazu) – to napis widoczny na czarnym pasku pod obrazem.

W tym miejscu przyda się kolejne wyjaśnienie – kamera pozwala na przesyłanie obrazu przez HTTP, ale oczywiście jej wydajność jest mocno ograniczona. Dlatego też grupa ustawień Video Stream pozwala określić, jak długo każdy użytkownik może oglądać obraz (w sekundach, minutach lub godzinach) i jaką maksymalną szybkość może uzyskać (w klatkach na sekundę). Ma to zapobiegać blokowaniu serwera w sytuacji, gdy zbyt wiele osób będzie odtwarzać obraz przez długi czas.


Szczegóły obrazu

Opisana powyżej cała sekcja Basic Settings nie zawiera wszystkich ustawień konfiguracyjnych. Oprócz niej znajduje się także całkiem niezależna sekcja Video&Image – umożliwia ona ustawienie prawie tych samych parametrów, co wyżej opisane, natomiast w zaawansowanych ustawieniach znajdziemy balans bieli (wartości automatic, fixed indoor, fixed fluorescent, fixed outdoor), kontrolę ekspozycji (automatic, flicker-free 50 Hz i 60 Hz), a także ostrość (high i low). Użytkownik może zmieniać balans bieli tylko skokowo, więc lepsze efekty daje wybór ustawień automatycznych – wtedy kamera sama dostosowuje się do warunków oświetlenia i robi to w sposób płynny. Efekty można zobaczyć na zdjęciach poniżej – po lewej stronie są ustawienia ręczne, a po prawej – dobrane automatycznie.




(kliknij, aby powiększyć)



(kliknij, aby powiększyć)



(kliknij, aby powiększyć)



(kliknij, aby powiększyć)

Zdarza się jednak, że przy automatycznym doborze balansu bieli prametry obrazu są mało stabilne, bo kamera zbyt gwałtownie próbuje dostosować się do zmiennego oświetlenia. Można użyć wtedy jeszcze jednej opcji hold current, która blokuje bieżące ustawienie.

Warto jeszcze wspomnieć o ostrości obrazu – domyślnie jest ona ustawiona na niską i właściwie nie ma sensu tego zmieniać. Przy zwiększeniu parametru obraz staje się nieco inny, ale raczej nie można powiedzieć, by był ona wyraźnie lepszy.

Podczas testu przekonaliśmy się, że ogromny wpływ na obraz ma oświetlenie. Jak można było się spodziewać, przy słabym oświetleniu (np. lampka nocna) obraz stał się ziarnisty – na początku było to tylko kilka punktów, a przy coraz mniejszym oświetleniu było ich coraz więcej. Nie były to szumy – można to porównać raczej do uszkodzonego ekranu LCD z zapalonymi na stała kilkunastoma czy kilkudziesięcioma pikselami. Jednocześnie zmniejszyła się szybkość wyświetlania obrazu – przy świetle dziennym był on w zasadzie płynny (poza nielicznymi zgubionymi klatkami), a przy ciemnym oświetleniu szybkość nie przekraczała 3-4 klatek na sekundę.

Jak widać na powyższych ekranach, mogliśmy zmodyfikować wygląd strony z obrazem, na przykład zamiast logo AXIS pojawiło się nasze własne. Użytkownik ma wpływ na wiele elementów strony, służy do tego cała sekcja Layout – pozwala na zmianę koloru tła, koloru tekstu, logo, tytułu, opisu itp.





(kliknij, aby powiększyć)

Bardzo istotne jest również to, że można zmienić sposób dostarczania obrazu do przeglądarki – w przypadku Internet Explorera jest to domyślnie ActiveX, ale ze względów bezpieczeństwa niektórzy mogą mieć wyłączone używanie kontrolek. Można więc użyć apletu Javy lub wysyłać do przeglądarki tylko pojedynczy, nieruchomy obraz.





(kliknij, aby powiększyć)

Dla pozostałych przeglądarek są do wyboru dwie metody – Server Push (obraz ruchomy) oraz Still Image (obraz nieruchomy). W przypadku Mozilli nie mieliśmy żadnych problemów, metoda Server Push okazała się w pełni skuteczna. Natomiast sytuacja się skomplikowała, gdy użyliśmy Opery. Jeśli identyfikowała się ona rzeczywiście jako Opera, nie mogliśmy uzyskać ruchomego obrazu, przeglądarka wyświetlała tylko pierwszą klatkę, choć cały czas pobierała strumień danych z kamery. Natomiast gdy identyfikowała się jako IE, aplet Javy bez problemu wyświetlał ruchomy obraz.

Poniżej dla porównania zamieszczamy dwa zdjęcia ekranów – obrazy uzyskane z wykorzystaniem ActiveX (po lewej) i Server Push (po prawej). Jak widać, obraz jest dokładnie taki sam.




(kliknij, aby powiększyć)



(kliknij, aby powiększyć)

Sposób przesyłania obrazu nie wpływa praktycznie na jego jakość, ale jest mocno związany z wykorzystywanym pasmem. Aby przekonać się, jakie pasmo jest potrzebne do przesłania obrazu i czy w ogóle jest możliwe przesłanie obrazu przez łącze rzędu kilkuset Kb/s, za pomocą Ethereal zmierzyliśmy ilość danych przesyłanych z kamery do komputera. Uwzględniliśmy rozdzielczość 640×480 i 320×240 pikseli.



Na pierwszy rzut oka widać, że pasmo potrzebne do przesłania obrazu zależy nie tylko od rozdzielczości i stopnia kompresji, ale w dużej mierze również od metody służącej do transmisji. Jeśli nie jest zapewnione odpowiednie pasmo, nie ma możliwości przesłania obrazu z taką szybkością, jak podczas testu, czyli 20-30 klatek na sekundę. Jak widać, minimalne wartości są na poziomie ok. 2 Mb/s, więc wymagania co do przepustowości łączy są spore. W takim przypadku można wysyłać tyko pojedyncze obrazy – na takiej zasadzie działa np. warszawski Korkonet. Natomiast kamera pracująca w sieci Fast Ethernet i przesyłająca obraz z maksymalną szybkością będzie stanowiła minimalne obciążenie dla tej sieci.

Jest jeszcze coś, czego nie widać w tabeli, a co również bardzo wpływa na możliwości odtwarzania obrazu. Podczas testów okazało się, że nawet obraz przesyłany przez Fast Ethernet nie był wystarczająco płynny. Nie było to jednak spowodowane obciążeniem sieci, lecz samego procesora w komputerze służącym do wyświetlania obrazu. Gdy obraz był osadzony na stronie w postaci apletu Javy, obciążenie procesora sięgało nawet 90-100 procent (na Athlonie XP 2100+), a w przypadku ActiveX i metody Server Push było na poziomie 40-60 procent.


Ustawienia systemowe

Podobnie jak w przypadku pozostałych sekcji, również ostatnia o nazwie System Options w dużej mierze pokrywa się z Basic Settings. Pozwala na przykład określić, w jaki sposób praca kamery ma być sygnalizowana przez kontrolki.





(kliknij, aby powiększyć)

Umożliwia także ustawianie adresu e-mail i nazw serwerów SMTP, które posłużą do wysyłania informacji o zdarzeniach.





(kliknij, aby powiększyć)

W tym miejscu znajdziemy także możliwość resetu kamery, powrotu do ustawień fabrycznych, zapisania konfiguracji do pliku, wczytania z pliku i aktualizacji oprogramowania (testowany firmware miał wersję 4.03).





(kliknij, aby powiększyć)

Bardzo rozbudowane są możliwości logowania i raportowania – w oknie System Options -> Support -> Logs & Reports -> View Information znajdziemy przycisk Server Reports – zawiera on m.in. logi systemu i listę wszystkich parametrów ustawionych za pomocą programu konfiguracyjnego.





(kliknij, aby powiększyć)

Możliwy jest także bezpośredni dostęp do pliku /var/log/messages, przy czym można określić szczegółowość informacji pojawiających się w tym logu.





(kliknij, aby powiększyć)

Kamera może współpracować z programami firmy AXIS Communications, których jednak nie ma standardowo w zestawie – są one przeznaczone do profesjonalnych systemów monitoringu. Oprogramowanie AXIS Camera Explorer jest przeznaczone dla Windows oraz PocketPC, pozwala na oglądanie obrazu z wielu kamer jednocześnie, cena kształtuje się na poziomie 50 zł za jedno stanowisko. Natomiast AXIS Camera Recorder umożliwia zapis na dysku obrazu pochodzącego z 16 kamer jednocześnie, kosztuje ok. 3500 zł netto. Ze strony AXIS można pobrać jedynie demo tych programów.

Podsumowanie

Komu można polecić kamerę tak bardzo różniącą się od typowych kamer internetowych, a zbliżoną do urządzeń wykorzystywanych w profesjonalnych systemach monitorowania? W tekście padł jeden przykład zastosowania – warszawska sieć Korkonet. Z kamer tych korzysta jednocześnie wielu użytkowników, są one rozmieszczone w kilku punktach miasta, więc trudno byłoby wykorzystać kamery współpracujące z pecetami. W takim przypadku ważna jest też możliwość konfiguracji na odległość, przez przeglądarkę – AXIS 205 spełnia wszystkie te wymagania. Kamera nadaje się także do zastosowań domowych – część osób zapewne odstraszy cena (choć w porównaniu do innych kamer sieciowych nie jest wcale wysoka), ale na pewno znajdą się tacy, którzy będą chcieli mieć wgląd np. w mieszkanie podczas swojej nieobecności. Pomysłów może być wiele, a ich realizacja jest możliwa tam, gdzie da się doprowadzić kabel sieciowy i zasilanie.











Zalety Wady


  • Łatwa instalacja, możliwość wykorzystania wielu sposobów

  • Jakość obrazu i możliwości regulacji parametrów

  • Małe rozmiary

  • Możliwość montażu pod dowolnym kątem

  • Możliwość skorzystania z dynamicznej usługi DNS

  • Możliwość współpracy z dodatkowym oprogramowaniem (niestety płatnym)




  • Duża utrata jakości i szybkości przy słabym oświetleniu

  • Wtyczka zasilania słabo trzyma się w gnieździe

  • Duże zapotrzebowanie na pasmo





Do testów dostarczył
:

Softex Data
Cena brutto: ok. 1190 zł, gwarancja: 1 rok