أنواع كاميرات المراقبة وكيف تختار بينها

عندما تشتري كاميرا مراقبة من المتجر، فأغلب الظن أنها سوف تطلب منك في أول تشغيل أن تثبت تطبيق الشركة وتنشئ حساباً، ثم ترسل الفيديو من بيتك إلى سحابة الشركة حتى تراه على هاتفك، وتعرض عليك اشتراكاً شهرياً حتى تحفظ التسجيلات أكثر من يوم أو يومين. وقد تكون هذه الطريقة مناسبة لكثيرين، ولكن من يقرأ هذا الموقع غالباً يسأل سؤالاً آخر: هل أستطيع أن أسجل كاميراتي على جهاز في بيتي أو مكتبي دون أن يخرج الفيديو إلى أحد؟ والإجابة نعم، ولكن ليس بكل كاميرا، فبعض الكاميرات لا تعمل إلا مع تطبيق شركتها، وبعضها يعطيك الفيديو بمعيار مفتوح يقرؤه أي برنامج.

لذلك قبل أن نثبت برنامج تسجيل مفتوح المصدر مثل Frigate، نحتاج أن نفهم أنواع الكاميرات والمصطلحات التي سوف تقابلها في ورقة مواصفات كل كاميرا، وهذا المقال هو الأول في مرحلة كاميرات المراقبة والأمن في خريطة الطريق، وسوف نناقش في هذا المقال ما يلي:

• أشكال الكاميرات: Bullet وDome وPTZ، ومتى تختار كلاً منها.
• كيف تأخذ الكاميرا الكهرباء والشبكة: PoE، وWi-Fi، والبطارية.
• الفرق بين الكاميرا التناظرية Analog والكاميرا الشبكية IP Camera، وبين المسجل DVR والمسجل NVR.
• المعياران اللذان يجعلان الكاميرا تعمل مع أي برنامج: RTSP وONVIF.
• الدقة Resolution وعدد الإطارات FPS ومعدل البت Bitrate، وكيف تحسب المساحة التي تحتاجها التسجيلات، مع تجربة حقيقية تقارن H.264 بH.265.
• لماذا الكاميرا من أخطر الأجهزة في شبكتك، وما الذي يجب أن تعرفه عن الخصوصية.

سؤالان يحددان نوع الكاميرا

أسماء الكاميرات في المتاجر كثيرة ومربكة، ولكن أغلبها يجيب عن سؤالين فقط: ما شكل الكاميرا، أي كيف تركب وإلى أين تنظر؟ ومن أين تأخذ الكهرباء والشبكة؟ والصورة التالية تجمع الإجابات الشائعة عن السؤالين:

أشكال الكاميرات: Bullet وDome وPTZ

• الكاميرا الأسطوانية Bullet Camera: جسم طويل على ذراع، تنظر في اتجاه واحد واضح للجميع، وتركب غالباً على الجدران الخارجية، ووضوح اتجاهها ميزة لأنه يردع من يراها، وعيب لأنه يخبره أين لا تنظر.
• الكاميرا القبة Dome Camera: تركب على السقف أو الجدار تحت غطاء نصف كروي، فلا تعرف بسهولة إلى أين تنظر العدسة، وتسمى النسخ المقواة منها ضد العبث والكسر Vandal Dome.
• كاميرا PTZ: اختصار Pan وTilt وZoom، أي أنها تدور أفقياً وتميل رأسياً وتقرب الصورة بمحركات تتحكم بها عن بعد، فتغطي مساحة كبيرة بكاميرا واحدة، ولكنها في كل لحظة تنظر إلى جزء واحد فقط من تلك المساحة، لذلك لا تغني عن كاميرا ثابتة على المدخل.

والصورة التالية فيها النوعان الأولان على جدار واحد، كاميرا أسطوانية على ذراع في الأعلى، وكاميرا قبة صغيرة تحتها:

أما كاميرا PTZ فتعرفها من قبتها الكبيرة المعلقة، لأن داخلها محركات وعدسة تقريب:

من أين تأخذ الكاميرا الكهرباء والشبكة؟

الكهرباء عبر كابل الشبكة PoE

تقنية Power over Ethernet واختصاراً PoE تنقل الكهرباء والبيانات على كابل الشبكة نفسه، فتمد كابلاً واحداً من Switch يدعم PoE إلى الكاميرا، ولا تحتاج مقبس كهرباء بجانبها، وهي معرفة في معايير IEEE: IEEE 802.3af الأصلي، ثم IEEE 802.3at المعروف باسم PoE+، ثم IEEE 802.3bt الذي يستخدم الأزواج الأربعة في الكابل لقدرة أعلى. ولاحظ أن الكاميرا التي فيها محركات PTZ أو سخان أو إضاءة ليلية قوية تحتاج قدرة أكبر، لذلك اقرأ في ورقة مواصفاتها أي معيار تحتاج، وتأكد أن ميزانية الطاقة في ال Switch تكفي كل الكاميرات معاً.

وهذا هو الخيار الذي ننصح به لكل كاميرا تسجل طوال الوقت، والسبب أن الكابل يعطيك اتصالاً ثابتاً لا يتأثر بالجدران والتداخل، ويسمح لك أن تضع الكاميرات في شبكة منفصلة VLAN من ال Switch نفسه كما سيأتي، وإذا كان لديك UPS على ال Switch فكل الكاميرات تبقى تعمل عند انقطاع الكهرباء القصير.

الكاميرا اللاسلكية Wi-Fi

الكاميرا اللاسلكية ترسل الفيديو عبر Wi-Fi، ولكنها ما زالت تحتاج كهرباء من محول في المقبس، أي أنها لاسلكية في البيانات فقط، والصورة التالية لكاميرا من هذا النوع في الخارج بهوائيها الظاهر:

وهي أسهل في التركيب لأنك لا تمد كابل شبكة، ولكن الفيديو يرسل بيانات طوال الوقت، وكل كاميرا لاسلكية تأخذ جزءاً من سعة شبكة Wi-Fi التي تستخدمها هواتف العائلة، وإذا ضعفت الإشارة خلف جدار أو في الحر فسوف ترى انقطاعات في التسجيل، لذلك هي مناسبة لكاميرا أو اثنتين قريبتين من نقطة الوصول، وغير مناسبة لنظام كامل.

كاميرا البطارية

كاميرا البطارية لا تحتاج أي سلك، وأغلبها مصمم لتوفير البطارية، فهي تنام معظم الوقت وتستيقظ عندما يكتشف حساس الحركة شيئاً، فتسجل مقطعاً قصيراً وترسله ثم تعود للنوم. وهذا يعني أنها لا تعطيك تسجيلاً مستمراً، وأن كثيراً منها لا يعطي بثاً بمعيار مفتوح مثل RTSP لأن البث المستمر يستنزف البطارية، لذلك هي حل للأماكن التي لا يصل إليها سلك، وليست الخيار المناسب إذا كان هدفك التسجيل المحلي مع Frigate، واقرأ في ورقة مواصفات أي كاميرا بطارية هل تدعم RTSP قبل أن تشتريها.

الكاميرا التناظرية والشبكية، والمسجل DVR وNVR

الكاميرا التناظرية Analog Camera ترسل إشارة فيديو خاماً على كابل محوري Coaxial إلى جهاز تسجيل اسمه DVR، اختصار Digital Video Recorder، وهو الذي يحول الإشارة إلى صورة رقمية ويضغطها ويحفظها. أما الكاميرا الشبكية IP Camera فهي حاسوب صغير بعدسة، تضغط الفيديو بنفسها وترسله عبر الشبكة، والجهاز الذي يسجله اسمه NVR، اختصار Network Video Recorder، وهو لا يحول شيئاً وإنما يستقبل الفيديو المضغوط ويحفظه، والصورة التالية تبين الفرق:

والصورة التالية لظهر جهاز NVR فيه منافذ PoE مدمجة على اليسار، فكل كاميرا توصل بكابل مباشرة إلى المسجل الذي يغذيها بالكهرباء أيضاً، ومنفذ LAN منفصل يصله بشبكة البيت:

وقد يتساءل البعض: إذا كانت الكاميرات القديمة تناظرية، فهل أرميها؟ والإجابة لا بالضرورة، فال DVR الحديث يخرج الفيديو عادة عبر الشبكة أيضاً، ولكن تذكر أن كل ما نتحدث عنه في هذه المرحلة، ومنه Frigate، يحتاج فيديو عبر الشبكة، أي كاميرا شبكية أو مسجلاً يعيد بث الكاميرات التناظرية بمعيار شبكي. ولاحظ النقطة الأهم في المخطط: الكاميرا الشبكية جهاز على شبكتك له نظام تشغيل وكلمة مرور وتحديثات، وتحتاج الحماية نفسها التي تحتاجها أي جهاز آخر.

المعياران المفتوحان: RTSP وONVIF

الكاميرا التي تريد أن تسجلها على جهازك يجب أن تتكلم بلغة يفهمها أي برنامج، وليس بتطبيق شركتها فقط، وهناك معياران تبحث عنهما في ورقة المواصفات:

• بروتوكول البث RTSP: اختصار Real Time Streaming Protocol، وهو البروتوكول الذي يطلب به البرنامج الفيديو من الكاميرا، ويتحكم به كما يتحكم المشغل: صف لي ما عندك، جهز البث، ابدأ. وقد عرف أول مرة في RFC 2326، ثم جاء الإصدار الثاني في RFC 7826 في ديسمبر 2016، والمنفذ الافتراضي فيهما 554. وعنوان البث يكون بشكل rtsp://user:[email protected]:554/stream1، والمسار بعد المنفذ يختلف من شركة إلى أخرى، فابحث عنه في دليل الكاميرا.
• معيار ONVIF: معيار تضعه منظمة ONVIF حتى تعمل الكاميرات والمسجلات من شركات مختلفة مع بعضها، ويغطي اكتشاف الكاميرا في الشبكة وإعداداتها وأحداثها والتحكم في PTZ، وهو مقسم إلى ملفات Profiles، وصفحة الملفات في موقع المنظمة تذكر أن Profile S للبث الأساسي، وأنه في طور الإيقاف وآخر موعد لتقديم منتجات جديدة للمطابقة عليه هو 31 مارس 2027، وأن Profile T للبث المتقدم بضغط H.264 وH.265 مع أحداث الحركة والعبث، وProfile G للتسجيل على ذاكرة الكاميرا نفسها، وProfile M لبيانات التحليل مثل تصنيف الأجسام وإرسال الأحداث عبر MQTT.

والصورة التالية تبين كيف يستخدم المسجل المعيارين معاً بالترتيب:

في المخطط أعلاه لاحظ التالي:

• البرنامج لا يحتاج ONVIF حتى يسجل، فيكفيه عنوان RTSP صحيح، وهذا ما سوف نستخدمه مع Frigate، أما ONVIF فيفيدك في اكتشاف الكاميرات وضبطها والتحكم بكاميرات PTZ.
• كلمة مرور الكاميرا تمر في عنوان RTSP، و RTSP العادي غير مشفر، لذلك هذا سبب إضافي لأن تكون الكاميرات في شبكة معزولة لا يصل إليها إلا المسجل.
• أغلب الكاميرات تعطي بثين: بثاً رئيسياً Main Stream بالدقة الكاملة للتسجيل، وبثاً فرعياً Sub Stream بدقة منخفضة للعرض السريع والتحليل، وستجد ذلك في إعدادات الكاميرا.

الدقة وعدد الإطارات ومعدل البت

ثلاثة أرقام في ورقة المواصفات تحدد جودة الفيديو والمساحة التي يأخذها:

• الدقة Resolution: عدد النقاط في الصورة، فدقة 1920×1080 تعني قرابة 2.07 مليون نقطة، و2560×1440 قرابة 3.69 مليون، و3840×2160 قرابة 8.29 مليون، أي أن صورة 4K فيها أربعة أضعاف نقاط صورة 1080p، وهذا يعني بيانات أكثر بكثير.
• عدد الإطارات في الثانية FPS: اختصار Frames Per Second، والمراقبة لا تحتاج حركة سينمائية، فإطارات أقل تعني مساحة أقل، والمهم أن لا تفوتك اللحظة التي يعبر فيها شخص أمام الكاميرا.
• معدل البت Bitrate: كمية البيانات التي ترسلها الكاميرا في الثانية، وتقاس بالميغابت في الثانية Mbps، وهو الرقم الذي يحدد المساحة مباشرة، ويتأثر بالدقة وعدد الإطارات ونوع الضغط وكمية الحركة في المشهد.
• الضغط Codec: أشهر نوعين هما H.264 وH.265 من الاتحاد الدولي للاتصالات ITU، والثاني أحدث ومصمم ليعطي حجماً أصغر، ولكنه يحتاج قدرة أكبر للضغط وفكه، وتوثيق Frigate يذكر أن تسجيلات H.265 تعرض في Chrome 108 وما بعده وEdge وSafari فقط.

تجربة: نفس الفيديو بضغط H.264 وH.265

حتى لا نكتفي بالكلام، أخذنا مقطع فيديو مدته 30.73 ثانية بدقة 1920×1080 لموقف سيارات فيه أشخاص وسيارات، وهو من هيئة المتنزهات الوطنية الأمريكية NPS وفي الملكية العامة Public Domain، وضغطناه مرتين بأداة ffmpeg داخل Container، ثم قسنا الحجم ومقياس التشابه SSIM مع الأصل، حيث 1 تعني تطابقاً تاماً:

docker run --rm --name lab-frigate-encode --entrypoint sh \
  -v "$PWD/media:/media" bluenviron/mediamtx:1.21.1-ffmpeg -c '
cd /media
ffmpeg -hide_banner -v error -y -i towerfall.webm -an -c:v libx264 -preset medium -crf 23 h264.mp4
ffmpeg -hide_banner -v error -y -i towerfall.webm -an -c:v libx265 -preset medium -crf 28 -x265-params log-level=error h265.mp4
for f in h264.mp4 h265.mp4; do
  printf "%s " $f; ffprobe -v error -show_entries format=size,bit_rate,duration -of csv=p=0 $f
  ffmpeg -hide_banner -i $f -i towerfall.webm -lavfi ssim -f null - 2>&1 | grep -o "All:[0-9.]*"
done'

والمخرج سوف يكون كما يلي:

h264.mp4 30.730731,31813513,8281876
All:0.941587
h265.mp4 30.730731,25724808,6696829
All:0.930814

في التجربة أعلاه لاحظ التالي:

• السطر الأول لكل ملف فيه المدة بالثواني ثم الحجم بالبايت ثم معدل البت بالبت في الثانية، أي أن H.264 أعطى 31.8 ميغابايت بمعدل 8.28 Mbps، وH.265 أعطى 25.7 ميغابايت بمعدل 6.70 Mbps، أي أصغر بنحو 19%.
• مقياس SSIM كان 0.942 لملف H.264 و0.931 لملف H.265، أي أن الجودة متقاربة وليست متساوية، فالتوفير في الحجم جاء هنا مع نقص بسيط في الجودة بالإعدادات الافتراضية لكل أداة، والمقارنة العادلة تحتاج أن تضبط الإعدادات حتى تتساوى الجودة ثم تقارن الحجم.
• المقطع تصوير بفاصل زمني Timelapse، فكل إطار يختلف كثيراً عن الذي قبله، وهذا أصعب على الضغط من كاميرا مراقبة ثابتة يتغير فيها جزء صغير من الصورة، لذلك معدل البت هنا أعلى بكثير مما تتوقعه من كاميرا في ممر هادئ.
• الضغط بأداة ffmpeg على المعالج بطيء، وخاصة H.265، والكاميرا تفعل ذلك بشريحة مخصصة داخلها، أما المسجل فلا يعيد الضغط عادة وإنما يحفظ ما يصله كما هو.

كم قرصاً تحتاج للتسجيلات؟

بعد أن تعرف معدل البت تصبح المساحة حساباً بسيطاً، فمعدل البت بالميغابت في الثانية ضرب 86400 ثانية في اليوم، ثم تقسم على 8 لتحول البت إلى بايت، ثم على 1000 لتحصل على الجيجابايت، والصورة التالية تبين الحساب بمثال توضيحي:

والأمر التالي يطبق الحساب نفسه على أكثر من حالة حتى ترى أثر كل رقم:

for mbps in 2 4 8; do
  awk -v m=$mbps 'BEGIN { day = m * 86400 / 8 / 1000; printf "%d Mbps: %6.1f GB/day per camera, 4 cameras x 14 days = %5.2f TB\n", m, day, day * 4 * 14 / 1000 }'
done

والمخرج سوف يكون كما يلي:

2 Mbps:   21.6 GB/day per camera, 4 cameras x 14 days =  1.21 TB
4 Mbps:   43.2 GB/day per camera, 4 cameras x 14 days =  2.42 TB
8 Mbps:   86.4 GB/day per camera, 4 cameras x 14 days =  4.84 TB

وهذه الأرقام للتسجيل المستمر 24 ساعة، أما إذا سجلت عند الحركة فقط أو احتفظت بالتسجيل المستمر أياماً قليلة والمقاطع التي فيها أشخاص مدة أطول، وهذا ما يفعله Frigate بإعدادات الاحتفاظ Retention، فالقرص نفسه يكفي مدة أطول بكثير، وسوف نقيس الحجم الحقيقي لتسجيلات كاميرا في دليل Frigate.

لماذا الكاميرا من أخطر الأجهزة في شبكتك؟

الكاميرا الشبكية حاسوب صغير يعمل طوال الوقت، وكثير منها يأتي بكلمة مرور افتراضية معروفة، ونادراً ما يحدثه أحد بعد تركيبه، وهي في الوقت نفسه ترى داخل بيتك أو مكتبك، وهذا يجعلها هدفاً مفضلاً.

وفيما يلي القواعد الأساسية، وسوف نفصلها في مقال مخطط عن تأمين الكاميرات في المرحلة نفسها:

• غير كلمة المرور الافتراضية لكل كاميرا قبل أي شيء آخر، وحدث برنامجها الثابت Firmware من موقع الشركة.
• ضع الكاميرات في شبكة منفصلة VLAN لا تصل إلى أجهزة البيت ولا إلى الإنترنت، ولا يصل إليها إلا المسجل، كما شرحنا في تقسيم الشبكة Network Segmentation، وفيه قصة حقيقية لمهاجمين استخدموا كاميرا ويب لتشفير ملفات شركة.
• لا تفتح منفذ الكاميرا أو المسجل في ال Router، والوصول من الخارج يكون عبر VPN كما في ما هو VPN؟.
• عطل خدمات السحابة وUPnP في الكاميرا إذا كنت تسجل محلياً، والسبب أن UPnP يسمح للجهاز أن يطلب من ال Router فتح منفذ دون أن تعرف، وخدمة السحابة تبقي اتصالاً دائماً بخوادم الشركة لا تحتاجه.

الخصوصية قبل التركيب

الكاميرا تسجل الناس، وليس فقط اللصوص، فهي تسجل العائلة والضيوف والعمال والمارة في الطريق، وتصوير ما خارج حدود ملكك أو تسجيل الصوت تحكمه أنظمة تختلف من بلد إلى آخر، لذلك اقرأ الأنظمة المعمول بها في بلدك قبل أن توجه كاميرا إلى الطريق أو إلى بيت الجار، وأخبر من يعيش أو يعمل في المكان بوجود الكاميرات، واحفظ التسجيلات مدة محددة ثم احذفها، وسوف نخصص مقالاً في هذه المرحلة لما يجوز تصويره وكيف تحفظ التسجيلات. وتذكر أن التسجيل المحلي يحميك من أن تكون تسجيلاتك عند شركة لا تعرف من يطلع عليها، ولكنه يجعلك أنت المسؤول عن حمايتها.

أي كاميرا تختار للتسجيل المحلي؟

دليلFrigate: تسجيل كاميرات المراقبة على سيرفرك مع كشف الأجسامكيف تثبت Frigate على سيرفرك، وتسجل به كاميرات المراقبة محلياً، ويكشف لك الأشخاص والسيارات دون أن يخرج الفيديو من بيتك.دليلتقسيم الشبكة Network Segmentation بال VLAN وال VPCلماذا تصل كاميرا مخترقة إلى قاعدة بياناتك، وكيف تمنع ذلك بتقسيم الشبكة إلى مناطق لا يمر بينها إلا ما تسمح به.دليلما هو VPN؟ الشبكة الخاصة الافتراضية من المشكلة إلى الأنواعلماذا تحتاج شبكة خاصة افتراضية VPN، وكيف تغلف حزمك وتشفرها داخل نفق، وأي نوع منها يناسب فريقك.دليلما هو الهوم لاب Homelab ولماذا تبنيه في بيتك؟كيف تبني مختبراً في بيتك تتعلم عليه ويخدم عائلتك، وما الذي يكلفه فعلاً، وبأي إعداد تبدأ.

تدريب عملي

• إذا كانت لديك كاميرا، ابحث في دليلها عن عنوان RTSP، ثم افتحه في مشغل VLC من حاسوب في الشبكة نفسها، وجرب البث الرئيسي والفرعي.
• احسب المساحة التي تحتاجها كاميراتك بالأمر أعلاه، بمعدل البت الموجود في إعدادات كل كاميرا وعدد الأيام الذي تريده.

الخلاصة

وصلنا لنهاية الموضوع، وأهم ما فيه:

• نوع الكاميرا يحدده سؤالان: الشكل Bullet أو Dome أو PTZ، والكهرباء والشبكة PoE أو Wi-Fi أو بطارية.
• PoE هو الخيار الأنسب لكاميرا تسجل طوال الوقت، وكاميرا البطارية لا تناسب التسجيل المستمر.
• DVR يحول إشارة الكاميرات التناظرية ويضغطها، وNVR يحفظ فيديو مضغوطاً أرسلته كاميرا شبكية، والكاميرا الشبكية حاسوب يحتاج حماية.
• RTSP هو ما يحتاجه أي مسجل مفتوح مثل Frigate، وONVIF للاكتشاف والإعدادات وPTZ.
• المساحة تساوي معدل البت ضرب الوقت، وفي تجربتنا أعطى H.265 حجماً أصغر بنحو 19% من H.264 بجودة متقاربة وأقل قليلاً بالإعدادات الافتراضية.
• غير كلمة المرور الافتراضية، واعزل الكاميرات في VLAN، ولا تفتح منفذها على الإنترنت، واقرأ أنظمة بلدك قبل التصوير خارج ملكك.

سجل التحديثات

• أكتوبر 2026: كتابة المقال، وتجربة الضغط بأداة ffmpeg 8.1.2 داخل bluenviron/mediamtx:1.21.1-ffmpeg على Docker Engine 29.8.0.