Как оборудовать видеонаблюдение на крайнем севере?

В Научно-Инженерном Центре «Технологии» разработана система, которая позволяет эффективно использовать системы наблюдения для работы при экстремально низких температурах.

Камера видеонаблюдения – это маленький компьютер. Как и любая другая сложная электроника, он будет хорошо работать при определенной температуре. Обычные камеры 360+1° стабильно работают при температурах от –50 до 50 °С.

При этом обеспечивать безопасность нужно и в более экстремальных условиях. Например, для предприятий, чьи производства располагаются в Норильске, Воркуте или Якутске, нужны камеры, которые будут работать, когда термометр показывает «–60°С»!

Обычно проблему решали двумя способами: ставили в камеру увеличенный защитный кожух, либо прогревали аппаратуру целиком. У таких решений, характерных для китайских производителей и ОЕМ-компаний, есть большие недостатки:
- Кожух не является 100% защитой от морозов, лишь создает вокруг камеры воздушную прослойку, которая служит для теплоизоляции. На его обогрев также требуется энергия.
- Нагрев всего устройства тратит огромное количество энергии, и большая ее часть все равно тратится впустую.
- Включить IP-камеру на морозе невозможно, например, если устройство оставалось без питания на несколько часов.

Чтобы решить эти проблемы, инженеры Научно-Инженерного Центра «Технологии» разработали систему двухступенчатого подогрева видеокамер.

В зависимости от внешней температуры, наличия ветра и осадков, камере с такой технологией потребуется от 10 до 50 минут на предпусковой подогрев. На этом этапе будет работать первый нагревательный каскад: после подключения питания он начнет сообщать тепло самым чувствительным к низкой температуре электронным компонентам. В это время камера не функционирует, а просто разогревается до температуры гарантированного включения.

После того, как все необходимые компоненты прогреются, начнет работу второй каскад. В отличие от первого каскада, он работает не на всю мощность, подаваемую по PoE, а лишь на ту часть, которая остается при подключении камеры видеонаблюдения. Внутри будет работать радиальный вентилятор. Он будет направлять теплый воздух к фронтальному стеклу, чтобы после нагрева внутри корпуса не образовался конденсат.

Отметим, уникальное решение наших инженеров позволяет подавать питание для подогрева через PoE согласно стандарту IEEE 802.3af-2003 – это снижает стоимость и сложность монтажа, так как дополнительная линия питания не используется.

Разработка прошла испытания в климатической камере. В течение нескольких дней оборудование находилось в условиях экстремально низких температур. В частности, камеры в течении 24 часов работали при –65°С: тестировалась полная работоспособность, стабильность работы и возможность холодного старта камер видеонаблюдения «360+1°» в суровых климатических условиях.

Благодаря этому мы можем гарантировать стабильность работы всех функциональных элементов, подсветки и привода инфракрасной шторы видеокамер. Кроме того, скорость системы фокусировки и качество видеопотока останутся на том же уровне, что и у обычных камер при работе в «штатных» условиях.

Все камеры для экстремально низких температур прошли контроль статических и динамических электрических параметров. Они соответствуют стандартам потребляемой мощности, уровней напряжения питания под различной нагрузкой, величины «просадок» напряжения при пиковых значениях мощности, а также амплитуды пульсаций выходного напряжения.

Отметим, в январе 2020 года наши инженеры усовершенствовали систему обогрева для арктической линейки оборудования. На новом этапе разработки перед инженерами НИЦ «Технологии» стояло несколько новых задач:
- Во-первых, было необходимо усовершенствовать саму систему прогрева, чтобы уменьшить задержку до включения камеры при экстремально низких температурах.
- Во-вторых, адаптировать оборудование для работы с PTZ-камерами. Они еще более требовательны к системе прогрева, так как кроме цифровых компонентов, стабильные условия требуется сервомоторам и другой механической «начинке» поворотной IP-камеры.

При этом необходимо было обеспечить такие же высокие показатели работы, как и у обычных камер видеонаблюдения: стабильная работа затвора, автофокуса и зума, а также отсутствие следов запотевания оптики.

Первые испытания при температуре –60°С показали, что видеокамеры включаются спустя приблизительно 5 минут. При этом встроенный в камеру датчик температуры показал, что внутри устройства поддерживаются приемлемые –37°С.

Проверки (вращение PTZ-камеры по вертикали, фокусировка и сама съемка) также прошли без проблем.  В новой комплектации и обычные, и поворотные IP-камеры в исполнении для экстремально низких температур включаются быстрее, и работают еще стабильнее.

***

Обновление: май, 2020. В новой ревизии инженеры НИЦ «Технологии» увеличили мощность нагревательного элемента, добавили аварийную защиту от перегрева, а также улучшили алгоритм управления предварительным прогревом.