Telecamere IP: cosa sono e come installarle

Cosa sono le telecamere IP? La definizione

Le telecamere IP (IP cam o “videocamere IP”) sono dispositivi elettronici che acquisiscono immagini video (e foto istantanee, qualche volta) in formato digitale e le trasmettono al dispositivo di riproduzione video mediante rete dati.

La trasmissione del segnale video, già pronto per la riproduzione o registrazione in tempo reale, può avvenire tramite Ethernet o Wi-Fi. Nel primo caso, un cavo LAN trasmette il segnale digitale - quantizzato e già convertito dall'analogico - al computer, all'app o al registratore digitale; nel secondo caso, la trasmissione avviene senza fili e si parla di telecamere IP Wi-Fi.

Come sono fatte?

Esternamente, le telecamere IP (o videocamere IP, come sinonimo di uso frequente) sono costituite da un case (involucro contenitore) in metallo o plastica, un sostegno - se non possono essere fissate direttamente a muro - e una lente incassata all'interno dello stesso case. In alcuni casi, ai margini della lente o al di sotto della stessa sono presenti dei LED (generalmente 2 o più, a seconda del modello) che emettono raggi infrarossi, non visibili all'occhio umano, per illuminare i soggetti nelle immagini acquisite di notte.

Internamente presentano un sistema di conversione analogico-digitale formato dall'obiettivo (con ottica fissa o variabile), un sensore d'immagine, una CPU (o processore) a computazione grafica e una scheda di rete. Come è possibile intuire:

l'obiettivo ha il compito di acquisire le immagini video nella maniera migliore possibile (vedremo più avanti le caratteristiche che deve possedere);
il sensore di immagine (o sensore ottico), generalmente a tecnologia CMOS (Complementary-MOSFET - a base di transistor MOSFET), funge da interprete dell'immagine catturata dall'obiettivo;
la CPU campiona (frammenta a frequenza elevata) in tempo reale le immagini acquisite dall'obiettivo e le converte in una sequenza numerica di "1" e "0". Tale processore si occupa inoltre di operazioni con finalità diverse dalla trasmissione, come il trattamento, miglioramento e riconoscimento delle immagini (come avviene ad esempio nelle telecamere con Intelligenza Artificiale, vedremo più giù);
la scheda di rete, infine, invia il segnale digitale processato al cavo LAN o sotto forma di onda elettromagnetica, all’indirizzo del router o modem.

Nel secondo caso, quello di telecamere IP wireless, è risaputo come il segnale Wi-Fi degradi man mano che ci si allontana dalla fonte. Infatti, se il dispositivo ricevente dovesse trovarsi a distanza elevata dalla telecamera IP Wi-Fi, il segnale potrebbe risultare troppo debole e si renderebbe necessario frapporre, tra questi, un ripetitore Wi-Fi (o Range Extender).

Tipologie di telecamere IP: quante ne conosciamo veramente?

Esistono diversi modi di classificare le telecamere IP. Spesso si fa confusione mettendo nello stesso calderone aspetti che riguardano il funzionamento, la compatibilità e altre caratteristiche tecniche o riguardanti l’estetica. Senza pretesa di completezza, proviamo a distinguerle in base ad alcuni tratti comuni:

Per forma (e ubicazione):

telecamere IP dome: sono a forma di "cupola", hanno un ingombro più discreto e per la loro versatilità comunemente si preferisce installarle negli interni. Oltre che a parete, è possibile installarle a soffitto;
telecamere IP bullet: sono a forma di "proiettile" e rappresentano la scelta più comune in esterno. Possiedono un involucro di norma più voluminoso e a volte sono abbinate a una staffa robusta per il fissaggio e a una scatola di giunzione che contiene e isola i cavi;
telecamere IP speed dome: generalmente più grandi delle dome e fissate a parete tramite staffa, sono caratterizzate da movimenti motorizzati PTZ (vedi più avanti) ed estrema velocità nel cambiare inquadratura (anche meno di un secondo per ruotare l'obiettivo di 360°);
telecamere IP da interno (o "da tavolo"): hanno generalmente forma sferica o semisferica e si appoggiano a una superficie piana come una libreria o uno scaffale grazie a una base che conferisce stabilità. Indicate per l'utilizzo domestico, perlopiù senza necessità di collegamento a un registratore.

Per alimentazione:

con il consueto cavo con spinotto di alimentazione a 12 V;
oggi la scelta più pratica ricade sulle telecamere IP PoE (Power over Ethernet), che sono in grado di prelevare l'alimentazione necessaria dallo stesso cavo LAN che trasporta i dati. Bisogna però tenere presente che maggiore è la lunghezza del cavo, maggiore sarà la perdita di voltaggio, che viene fornito dai dispositivi PoE (ad esempio uno switch PoE) con una tensione attorno ai 48V, ma che degrada con la distanza e comunque non deve scendere sotto i 12V per alimentare correttamente ogni telecamera;
casi particolari godono di alimentazione a batteria, per essere indipendenti da ogni cavo ed essere alloggiate in posizioni scomode o difficilmente raggiungibili. Presentano tuttavia lo svantaggio che la batteria va periodicamente sostituita con una nuova oppure ricaricata, richiedendo un intervento in presenza.

Per ottica:

telecamere IP a focale fissa: quando la distanza focale (ovvero la distanza del sensore dalla lente o dall’obiettivo, inteso come insieme di lenti) è determinata e non può essere variata, ad es. 2.8 mm (a distanze focali maggiori, corrispondono campi visivi più stretti). Riprende quindi sempre con la stessa ampiezza e non è possibile modificare l'inquadratura. Tra queste rientrano anche le telecamere IP fisheye, che presentano un'ottica grandangolare estrema, in grado di abbracciare un angolo di campo da 180 fino a 360 gradi. L’immagine da queste restituita è però fortemente distorta e necessita di una compensazione ad opera di un apposito software che la elabora e restituisce una foto panoramica;
telecamere IP a focale variabile (varifocali): permettono di scegliere con precisione, unicamente in fase di installazione, l'ampiezza dell'inquadratura agendo sulla distanza della lente o dell’ottica dal sensore, variandola entro un intervallo stabilito (ad es. 2,8 mm-12 mm) grazie a un regolatore meccanico. Così è possibile avere una visione ampia o restringerla avvicinandosi a un soggetto.
telecamere IP a focale motorizzata: rappresentano la tipologia con ottica più versatile e avanzata. Sono varifocali la cui distanza focale è regolabile da registratore, computer o cellulare in tempo reale da remoto, per mezzo di uno o più motori. Grazie allo zoom ottico è possibile passare da una visione grandangolare fino a un ingrandimento elevato, mantenendo invariate risoluzione e qualità delle immagini.

È possibile imbattersi in ulteriori definizioni che andiamo per maggiore completezza a menzionare:

telecamere IP PTZ: la cui inquadratura è controllabile a distanza. In particolare è possibile attivare da remoto sia il movimento orizzontale (Pan), che quello verticale (Tilt), oltre a ingrandire il soggetto modificando la focale dell'obiettivo (Zoom). Utilizzate per controllare vaste aree anche nei dettagli grazie alla programmazione di ronde, cioè sequenze di diverse inquadrature ripetute ciclicamente;
telecamere IP con uscita allarme: sono provviste di morsettiera con ingressi e uscite per la connessione a un qualsiasi dispositivo di comunicazione. Per esempio: alla rivelazione di un'intrusione indesiderata, la telecamera invia un segnale alla centrale che mette in funzione le sirene e/o invia le opportune segnalazioni ai diretti interessati;
telecamere IP Starlight (o STARVIS): prendono il nome dalla tecnologia che integrano e sono in grado di catturare immagini video notturne a colori in assenza di illuminatori LED, anche in condizioni di bassissima luminosità. Nel caso invece di totale assenza di luce, tali telecamere ricorrono all’attivazione dei canonici LED a infrarossi che permettono la ripresa in bianco e nero;
telecamere IP Full Color: per la visione notturna non utilizzano i LED a infrarossi, ma quelli a luce bianca (a mo' di faretto), per illuminare l'ambiente e consentire una ripresa a colori.

L'Intelligenza Artificiale (IA)

Non abbiamo ancora nominato le telecamere IP AI (dall’inglese Artificial Intelligence) perché hanno bisogno di un approfondimento dedicato. D'altra parte, bisogna chiarire il significato e l'importanza di tale tecnologia applicata alla videosorveglianza. Partiamo allora da uno degli utilizzi più evidenti.

La tecnologia Motion Detection (rivelazione del movimento), integrata nel processore delle telecamere, è oggi superata. Presenta delle palesi limitazioni create dall'oscillazione di piccoli oggetti (foglie, ombre, rami di alberi, ecc.) e non distingue il movimento di un animale da quello di un essere umano.

Tutto ciò causa degli inevitabili falsi allarmi. Non fa differenza dunque tra un cespuglio mosso dal vento, l'intrusione di un cane o l’effrazione di un ladro, in quanto il processore analizza solo la variazione dei pixel all'interno di un'inquadratura.

Con l'implementazione di nuove tecnologie, quello che la Motion Detection faceva e continua a fare con approssimazione, oggi diventa finalmente accurato. Infatti le recenti telecamere con Intelligenza Artificiale riescono a distinguere con precisione il soggetto in movimento, andando ben oltre quello che rappresentava, sino a poco tempo fa, un muro invalicabile.

Attualmente sono in commercio svariati modelli di telecamere IP con Intelligenza Artificiale, dotate di processori in grado di:

distinguere un essere umano da un animale o da un oggetto;
riconoscere un volto tra la folla;
contare il numero di oggetti e/o persone in un determinato punto;
rivelare veicoli in base alla targa, modello e colore;
estrapolare l'età approssimata e il sesso di una persona;
rivelare dettagli come occhiali, cappelli, barba, ecc.;
riconoscere (ad oggi) 5 espressioni facciali: tristezza, felicità, sorpresa, rabbia e tranquillità.

Sulla base di questi dati, la telecamera può stabilire in autonomia se si è in presenza di un atteggiamento neutro o minaccioso. È persino in grado di determinare, sulla base delle riprese fatte, se un bagaglio è stato abbandonato alla stazione o semplicemente appoggiato in via provvisoria.

Sono tante e svariate le combinazioni di dati che l'Intelligenza Artificiale è in grado di processare al giorno d'oggi. Poiché si tratta di una tecnologia invasiva e in continuo aggiornamento, è bene soffermarsi sull'etica di utilizzo degli strumenti provvisti di tale tecnologia. È inoltre sempre consigliato, prima di avvalersi di questi dispositivi, leggere attentamente la normativa sulla privacy stabilita dal Garante.

Quale telecamera IP scegliere? Alcuni consigli

Una volta compreso cosa sia e la varietà di utilizzi di una telecamera IP, potremmo trovarci nell'esigenza di doverne installare una, tipicamente per tutelare cose e/o persone. È sempre consigliato affidarsi a un installatore di impianti di videosorveglianza IP, anziché fare da sé. Alcune nozioni teoriche e tecniche, necessarie per installare e configurare adeguatamente un impianto IP, potrebbero non essere alla portata dei non addetti ai lavori.

Un'avventata superficialità in questo contesto può comportare serie conseguenze in termini legislativi e di sicurezza, a te o a persone del tutto ignare dei rischi a cui sono state sottoposte.

In tutti quei casi in cui hai la necessità di appurare il funzionamento di una videocamera IP, sostituirla o modificarne la posizione, consigliamo di desistere dall'operare in autonomia. Rivolgiti a un professionista del settore, il quale potrà anche scongiurare ammende, sanzioni amministrative e/o penali a tuo carico.

Se vuoi, tuttavia, semplicemente farti un'idea di come si installa una telecamera IP, al fine di capirne il funzionamento o prevenire possibili problemi, allora leggi ciò che segue.

La scelta delle telecamere IP da implementare nel tuo sistema di videosorveglianza pone le basi nella ricerca della focale e risoluzione ottimale.

Tale scelta è condizionata da più fattori. Dovrai chiederti quanto ampio debba essere l’angolo di visione e quanto distante l'obiettivo debba inquadrare, oltre che quanto accurati debbano risultare i dettagli dell’immagine.

Nel caso in cui la visione debba essere ampia, puoi certamente optare per una telecamera con focale da 3,6 mm (ancora meglio da 2,8 mm) che restituisce una visione grandangolare. Se la necessità è invece di focalizzarsi sui dettagli in un’area ristretta, meglio scegliere un’ottica variabile (o varifocale) per poter impostare in fase d’installazione campo e zoom più funzionali alle esigenze.

La necessità di variare in tempo reale inquadratura e zoom si traduce nell'utilizzo di telecamere motorizzate o PTZ (Pan, Tilt e Zoom), le quali possono orientare l’obiettivo e regolare lo zoom a richiesta dell’utente. Qualora si renda necessario è possibile, come accennato in precedenza, impostare delle “ronde”, cioè delle sequenze di inquadrature differenti per posizione e ingrandimento, che si ripetono ciclicamente, in modo da coprire una più vasta area, anche con dovizia di dettagli.

Impianto con telecamere IP: problemi frequenti e possibili soluzioni

Adesso che abbiamo un'idea su come scegliere una telecamera IP, affrontiamo insieme le principali problematiche, spesso riscontrate da chi esercita abitualmente la professione dell'installatore di videosorveglianza e si trova alle prese con un impianto di videosorveglianza IP.

Va precisato che è essenziale conoscere adeguatamente la telecamera, il suo software, come raggiungerla (quindi avere nozioni di reti informatiche) ed eventualmente come associarla a un registratore, che può essere un NVR (ovvero in grado di gestire solamente telecamere IP) oppure un DVR ibrido (o XVR, al quale è possibile connettere sia telecamere IP, che analogiche con cavo coassiale).

Meglio quindi effettuare gli opportuni test, ottimizzare la configurazione, eventualmente sostituire gli elementi malfunzionanti, prima di esclamare il canonico "la telecamera IP non funziona".

Di seguito descriveremo brevemente alcuni tra i problemi più comuni che si possono riscontrare nelle telecamere e, in generale, negli impianti IP, la possibile causa e la relativa soluzione.

Problema 1. Nel tuo impianto cablato non vedi le immagini provenienti da una telecamera IP.

Soluzione. Non necessariamente il problema riguarda la telecamera in sé. Verifica sempre il cavo di rete in tutta la sua lunghezza, ricordando che la distanza oltre la quale la trasmissione dei dati potrebbe interrompersi, si attesta sui 90 metri. Preferisci un cavo di qualità (ad esempio Cat. 6 in rame). Verifica che la tensione di alimentazione arrivi correttamente, senza cali o sbalzi.

Problema 2. Hai collegato due telecamere al registratore, ma solo una di esse restituisce le immagini, oppure lo fanno alternativamente. Entrambe sono correttamente alimentate.

Soluzione. Può dipendere dal fatto che entrambe le telecamere hanno lo stesso indirizzo IP statico (di fabbrica è così). Vai nel menu delle impostazioni di rete della telecamera e assegna a ogni telecamera un indirizzo differente (verifica che non sia attivata l’attribuzione dinamica con DHCP). Se le telecamere sono collegate a un registratore, questo potrebbe incorporare uno strumento per l’assegnazione automatica di indirizzi IP distinti alle telecamere.

Vediamo adesso delle problematiche che riguardano in generale l’impianto IP e i dispositivi che lo compongono, come ad esempio il videoregistratore.

Problema 3. Hai appena installato il tuo nuovo impianto di videosorveglianza e hai notato che il videoregistratore non registra le immagini.

Soluzione. Potrebbe accadere quando l'hard disk è nuovo ed è stato installato senza i dovuti accorgimenti. È necessario formattarlo opportunamente, mediante le impostazioni di configurazione del registratore stesso.

Problema 4. Hai appena collegato il tuo impianto a un monitor e per qualche motivo non riesci a vedere il video delle tue telecamere IP. Potrebbe trattarsi di un problema legato alla incompatibilità tra la risoluzione in uscita del registratore e quella del monitor che stai utilizzando.

Soluzione 1. Accedi al registratore tramite indirizzo IP da un computer collegato alla stessa rete e modifica la risoluzione in uscita.

Soluzione 2. Sostituisci il monitor.

Problema 5. Funziona tutto ma il registratore non va online. Eppure è tutto collegato regolarmente!

Soluzione. Nella maggior parte dei casi si tratta di un problema legato all’errata impostazione dell'indirizzo IP del registratore. Verifica che sia compatibile con gli indirizzi degli altri dispositivi in rete, ad esempio accertandoti che i primi tre gruppi che lo compongono siano i medesimi (ad es. 192.168.1.X).

Conclusioni

Da quanto appena discusso, si evince come avere a che fare con telecamere IP (e dispositivi che fanno parte dell’impianto di videosorveglianza IP, come XVR o NVR) non implica solo una buona conoscenza delle caratteristiche tecniche dei dispositivi.

Bisogna anche saper progettare l'impianto che si vuole realizzare. Sulla base delle richieste dell'utilizzatore finale, ma anche delle limitazioni strutturali dei locali in cui verrà installato. È necessario, innanzitutto, un sopralluogo per identificare i punti dove posizionare le telecamere, effettuare le opportune misurazioni e accertarsi che sia presente (o crearla) una buona infrastruttura di rete.

Nel caso si utilizzino ponti radio o il segnale Wi-Fi, ci si può trovare nella necessità di dover replicare il segnale su piani o livelli differenti da quello in cui è presente il modem o router, oppure oltrepassare l’ostacolo di pareti che ne limitano la diffusione. Per questi motivi, prima di rivolgerti al rivenditore dei dispositivi IP per segnalare un malfunzionamento, è necessario effettuare i necessari test di rete.

Inoltre, se desideri visualizzare le immagini da remoto, avrai bisogno di un provider che metta a disposizione una buona connessione Internet, magari su fibra ottica (almeno 100 Mbps sarebbero l’ideale, ma dipende tra le altre cose dal numero e dalla risoluzione delle telecamere), in modo da garantire una banda abbastanza ampia da supportare il flusso video e dati.

In generale, come avrai intuito, la chiave per avere meno problemi con le telecamere IP è non lasciare nulla al caso.