К основному контенту

Сетевой видеорегистратор (NVR) с встроенным источником бесперебойного питания (ИБП)


Введение

Рассказываю об NVR с встроенным ИБП собственного изготовления.
Мною была поставлена задача изготовить NVR для записи изображения с IP камер видеонаблюдения. Требуется просмотр изображения и видеоархива через интернет. Вывод изображения на монитор или телевизор непосредственно с NVR мне не нужен. NVR должен работать при пропадании напряжения питания. Ну и сделать хотелось все самому, а не покупать готовое решение.
Раньше, в течение года, в качестве NVR я использовал одноплатный компьютер Orange Pi One с USB флешкой 16 Гбайт.

Основное оборудование

Новый NVR выполнен на базе одноплатного компьютера Banana Pi M1+, который хорошо подходит для данных целей, так как имеет SATA порт для подключения жесткого диска. Его характеристики:
  • центральный процессор: A20 ARM Cortex-A7™ Dual-core; 
  • графический процессор: ARM Mali-400 MP2 with Open GL ES 2.0/1.1; 
  • ОЗУ: 1 GB DDR3 SDRAM; 
  • ПЗУ: SD Card (до 64 Гбайт) / SATA (до 2 Тбайт); 
  • сетевые интерфейсы: 10/100/1000 Ethernet RJ45, WiFi b/g/n; 
  • видео выход: HDMI, CVBS, LVDS/RGB; 
  • аудио выходы: 3,5 мм Jack, HDMI; 
  • аудио вход: микрофон на плате; 
  • USB порты: 2xUSB 2.0; 
  • GPIO: GPIO, UART, I2C Bus, SPI Bus with two chip select, CAN bus, ADC, PWM, +3.3v, +5v, ground. 
Использовал жесткий диск типоразмера 2,5'' с SATA интерфейсом, емкостью 120 Гбайт. Купил б/у за 700 руб. Жестким дискам такого типоразмера для питания требуется напряжение только 5 В. Я выбрал диск с небольшим потребляемым током – 0,75 А. Бывает конечно и меньше, но бывает и больше – 1,5 А. Тут важно низкое энергопотребление, так как NVR работает круглосуточно.
Для питания NVR использован ИБП с выходом 12 В (DC) Faraday UPS 30W Simple. Его характеристики:
  • выходная мощность: 30 Вт; 
  • выходное напряжение: 14,2 В; 
  • выходной ток: 2 А; 
  • ток заряда АКБ: 500 мА; 
  • эффективность: ≥85 %; 
  • входное напряжение: 100В – 240 В (AC); 
  • защиты: автоматическая от КЗ, от перегрузки, от переполюсовки и низкого разряда АКБ. 
К ИБП подключен свинцово-кислотный необслуживаемый аккумулятор Optimus OP 1207, с напряжением 12 В и емкостью 7 А·ч.
Так как напряжение питания одноплатного компьютера и жесткого диска составляет 5 В, в цепи питания после ИБП был установлен DC/DC преобразователь MeanWell PSD-15A-05. Его характеристики:
  • диапазон входных напряжений: 9,2 – 18 В (DC); 
  • выходное напряжение: 5 В (DC); 
  • диапазон тока: 0 – 3 А; 
  • номинальная мощность: 15 Вт; 
  • КПД: 74 %; 
  • защиты: от перенапряжения, от перегрузки. 

Для индикации состояния использовал ЖК индикатор МЭЛТ MT-10T11-3T-3V0 с интерфейсом I2C. Данный ЖКИ у меня был в наличии, поэтому я его использовал.
В качестве корпуса использовал монтажную коробку приборную ТДМ ОП 240х195х90. Получилась вот такая коробочка.
Когда прорезал отверстие для ЖКИ, корпус лопнул, поэтому есть трещины. Я просто торопился. Вот фото внутри.
 
 

Программное обеспечение

Теперь кратко расскажу про программное обеспечение (ПО).
Для одноплатного компьютера выбрана операционная система Armbian версия Server (без графического интерфейса). Она сделана на базе Debian Linux и хорошо оптимизирована для работы на разных одноплатных компьютерах.
Для выполнения функций видеорегистратора использовано ПО Xeoma. Это очень простое в установке и настройке решение. У меня уже была куплена лицензия Xeoma Light на 2 камеры. Лицензия привязывается к конкретному оборудованию, но я легко смог сбросить эту привязку (через сайт) и установить Xeoma на новый NVR. Xeoma имеет очень богатые функциональные возможности (зависит от типа лицензии: Light, Standard, Pro), а установка и настройка занимает до часа (если в первый раз). Xeoma позволяет просматривать изображение с камер и видеоархив с любого компьютера в сети или через интернет, с помощью соответствующего приложения или через браузер. Через приложение для Windows, Linux или MacOS на компьютере выполняются все настройки, подключать одноплатный компьютер к монитору не нужно. Также у Xeoma есть приложения для Android и iOS. Xeoma работает почти с любыми IP камерами, можно даже использовать USB WEB-камеру.
Информация на ЖКИ (температура процессора, жесткого диска, свободное место на жестком диске) отображается с помощью, написанной мной на Python службы.

Заключение

В качестве источника видеосигнала у меня используется пока всего одна IP камера от BSP Security с разрешением 1,3 МП, уличного исполнения. Камера у меня установлена на улице и стабильно работает уже больше года. Её питание выполнено от другого ИБП с выходом 12 В (DC), от которого также запитан маршрутизатор. Планирую добавить еще камеры в подъезде и в квартире. Для одной камеры я выделил только 50 Гбайт на жестком диске, этого хватает примерно на 5 дней видеоархива с разрешением 1280x720 и частотой кадров 25 (но частоту кадров нужно уточнить, я забыл).
Примерная себестоимость (без трудозатрат) данного решения 14000 руб на момент написания данного сообщения. Эта стоимость включает в себя HDD (грубо 3000 руб) и ПО Xeoma Standard на 4 камеры (3500 руб). Конечно получилось дорого и можно купить готовый NVR и ИБП к нему дешевле, но зато сделано самостоятельно.
Если Вам интересны подробности по спецификации данного NVR, его сборке, настройке ПО, то я готов всё рассказать, возможно записать видео, только напишите об этом в комментариях и ставьте плюсы.