دوربین مداربسته
به دلیل رعایت سادگی در بیان مفاهیم ، خواندن آن را به تمام دوستانی که برای اولین بار می خواهند با سیستمهای مدار بسته آشنا شوند توصیه می کنیم . اما احتمالاً مطالب این مقاله برای همکاران و عزیزانی که با سیستم های مدار بسته آشنایی دارند ، قدری پیش پا افتاده به نظر بیاید . برای جلب رضایت و مرتفع شدن نیازهای این دسته از عزیزان نیز سلسله مقالاتی با عناوین اصطلاحات دوربین های مدار بسته ، اصول طراحی سیستمهای مدار بسته ، آشنایی با سیستمهای مدار بسته تحت شبکه ، مقایسه سیستم مدار بسته آنالوگ با دیجیتال و …. در دست نگارش می باشد که به مدد حضرت حق به زودی در سایت رسمی ایمن صنعت لاهیج بارگذاری می گردد .
سیستم مدار بسته (CCTV) :
سیستم مداربسته تلویزیونی یا (CCTV (Closed Circuit TeleVision – همانطور که از اسمش پیداست – سیستمی است که در آن انتقال تصویر در داخل یک مدار بسته صورت می گیرد ، درست برخلاف سیستم تلویزیون خانگی که همه با استفاده از گیرنده های عمومی ، مجاز به دریافت سیگنال های آن هستند (انتقال تصویر به صورت باز) . این ویژگی در سیستم مداربسته که باعث می گردد استفاده از تصاویر برای فرد و یا گروهی خاص محدود شود، آنرا برای مصارف امنیتی و حفاظتی بسیار ممتاز می نماید . در ذیل اجزای تشکیل دهنده یک سیستم مدار بسته را شرح می دهیم .
دوربین : (Camera)
دوربین از لحاظ اینکه منبع تولید تصویر در یک سیستم مداربسته می باشد اولین جزء یک سیستم مدار بسته به حساب می آید و ساختار آن از چشم انسان الگوبرداری شده است . پرتو های نور و رنگ پس از عبور از لنز از طریق یک سنسور خاص به سیگنالهای الکتریکی تبدیل و پس از پردازش ، این سیگنالهای تصویر از طریق بستر خروجی (عموماً کابل کواکسیال) منتقل می گردد . سیگنال خروجی تصاویر در سیستم های آنالوگ بصورت ویدئو کامپوزیت بوده که مستقیماً توسط تلويزيون معمولي يا مانيتورهاي صنعتي قابل نمایش می باشد .
این سیگنالها برای ضبط و تهیه آرشیو تصاویر می توانند قبل از نمایش ، به دستگاه ذخیره سازی تصویر یا (DVR (Digital Video Recorder منتقل شوند .
امروزه ولتاژ کاری اکثر دوربین های مدار بسته 12 ولت مستقیم -DC- تعریف شده است ، اما تعداد محدودی از دوربین های 24 ولت متناوب – AC – (اکثراً دوربین های متحرک) و دوربین هایی که با برق شهر (AC 220) نیز کار می کنند در بازار موجود می باشد .
دوربین ها با تمام تفاوت در مدل ها ، دارای قسمت های مشابهی هستند که عبارتند از : لنز سنسور مبدل نور به ولتاژ الکترونیکی (CCD) برد الکترونیکی دوربین خروجی تصویر ورودی تغذیه
دوربین ها از نظر شکل ظاهری به انواع ذیل تقسیم می گردند :
Board Camera
برد دوربین
Miniature Camera
دوربین مینیاتوری
Hidden Camera
دوربین مخفی
Mini Box Camera
دوربین نیمه صنعتی
Box Camera
دوربین صنعتی
Dome Camera
دوربین سقف
IR Dome Camera
دوربین بولت دید در شب
Zoom Camera
دوربین زوم
Speed Dome Camera
دوربین متحرک
هر یک از دوربین های نمایش داده شده با توجه به شکل ظاهری ، خصوصیات و ساختارشان برای مکانی خاص مناسب می باشند که در مقاله ای جداگانه با عنوان(( اصول طراحی سیستم های مدار بسته)) به آن می پردازیم .
بستر ارتباطی (Media) :
زمانیکه سیگنالهای تصویر تشکیل می گردد ، این سیگنالها می بایستی برای نمایش در نمایشگرها انتقال یابد . با توجه به فاصله دوربین تا نمایشگر و شرایط محیطی ، بستر های مختلفی بکار می رود . همانطور که بیان شد عموماً این انتقال توسط یک کابل کواکسیال انجام می شود اما گاهی نیاز به تجهیزات بی سیم برای انتقال تصویر و یا فیبرهای نوری در فواصل طولاني تر می باشد و گاهی نیز به انتقال از طریق شبکه های LAN و یا اینترنت می باشند . هرکدام از بستر های ذکر شده خود تجهیزاتی را جهت اتصالات و یا انتقال نیاز دارند . که شرح آنها در این مقاله نمی گنجد .
مانیتور (Monitor) :
مانیتور وظیفه نمایش تصاویر ضبط شده به وسیله دوربین مداربسته را بر عهده دارد. نمایشگر یک سیستم مداربسته می تواند یک تلویزیون یا یک مانیتور باشد که تفاوت آنها تنها در نوع ورودی آنهاست اما آنچه در انتخاب نمایشگر حائز اهمیت است فاصله ایست که بیینده می تواند تصاویر را از نمایشگر به صورت واضح تماشا کند که جدول ذیل می تواند راهنمای مناسبی برای این انتخاب باشد :
ضبط کننده تصویر دیجیتال (DVR) :
دستگاه ضبط تصویر مهم ترین مولفه یک سیستم مدار بسته می باشد به این علت که در اکثر مواقع سیستم مدار بسته در مواردی به کار گرفته می شود که رخدادی اتفاق افتاده و تصاویر ضبط شده آن باید بازبینی و بررسی گردد ، با فرض اینکه دوربین های به کار رفته در سیستم مدار بسته از بهترین و مرغوب ترین نوع انتخاب گردد مسلماً اگر تصاویر ضبط شده توسط دستگاه ضبط تصویر دارای کیفیت مطلوب نبوده و جزئیات صحنه قابل شناسایی نباشد اساس کار آن سیستم زیر سوال خواهد رفت به همین دلیل دستگاه ضبط تصویر را می توان مغز یک سیستم مدار بسته دانست . این دستگاه تصاویر آنالوگی که از دوربین ها دریافت می کند به تصاویر دیجیتال تبدیل کرد و بر روی هارد دیسک ذخیره می کند . DVR ها به دو گروه کلی تقسیم می شوند :
Stand Alone DVR :
تمام تجهیزات سخت افزاری این تیپ از DVR ها داخل یک کیس شبیه به DVD PLAYER جمع آوری می شود . معمولاً دارای سیستم عامل لینوکس بوده وعلاوه بر داشتن امنیت بالا در شبکه ، دارای منوی ساده تری نسبت به دستگاه های ضبط تصویر مبتنی بر رایانه است و کار با آن برای کاربران مبتدی ، راحت تر می باشد . تعداد کانال های ورودی تصویر آن معمولاً 4 ، 8 ، 16 و به ندرت 32 می باشد و غالباً به تعداد کانالهای تصویر و یا کمتر از آن دارای کانال های ورودی صدا می باشد . از معایب آن می توان به عدم ارتقاء پذیری کانال های ورودی آن اشاره کرد . وجود درگاه LAN امکان انتقال تصویر تحت شبکه را میسر می نماید و با استفاده از درگاه RS485 می تواند کنترل دوربین های متحرک را در اختیار گرفت .
نمایی از یک دستگاه ضبط تصویر Stand Alone در شکل زیر نمایش داده شده است .
PC Base DVR :
این دستگاه دقیقاً یک رایانه خانگی و یا صنعتی بوده که یک کارت DVR و نرم افزار ضبط تصویر روی آن نصب شده است . و عموماً با سیستم عامل های مایکروسافت (Windows) سازگار هستند . نرم افزار این DVR ها با توجه به محیط گرافیکی که برای کاربر فراهم می کنند امکانات وسیع تری را به روی کاربران می گشایند ، اما شاید این ویژگی جذابیت چندانی برای کاربرانی که از مهارت کمتری در کار با رایانه برخوردار هستند ، نداشته باشد . یکی از مزایای آن افزایش تعداد کانال های صدا و تصویر با افزودن کارت DVR به رایانه می باشد که بدیهی است این ارتقاء زمانی محقق می شود که رایانه و نرم افزار توان پشتیبانی از کارت جدید را داشته باشند .
تعداد کانال های قابل پشتیبانی توسط یک رایانه خانگی 4 ، 8 و 16 بوده و رایانه های صنعتی جدید تا 32 و 64 کانال را نیز پشتیبانی می کنند . به علت قیمت بالا و قابلیت ازدیاد کانال معمولاً در پروژه های بزرگ و یا پروژه هایی که امکان گسترش آن وجود دارد از محبوبیت بیشتری برخوردار می باشند .
ذکر این نکته حائز اهمیت می باشد که اشتباهی که در برخی از پروژه ها صورت می پذیرد این است که از همان رایانه ای که در محل اجرای پروژه موجود بوده و احتمالاً کاربری های دیگری غیر از سیستم مدار بسته نیز دارد برای سیستم DVR استفاده می گردد که این امر امنیت آرشیو تصاویر ضبط شده را به لحاظ احتمال هنگ کردن یا فریز شدن سیستم ، ورود ویروس های رایانه ای و یا کاربران غیر مجاز به سیستم به شدت کاهش خواهد داد .
کارت های DVR با رنج قیمت متنوع در بازار وجود دارند که به هیچ عنوان استفاده از کارت ارزان قیمت و صرفه جویی در این مقوله را به دوستان سفارش نمی کنیم چرا که همانطور که در ابتدای این قسمت عنوان گردید دستگاه ضبط تصویر مغز یک سیستم مدار بسته می باشد و کارت ارزان قیمت به منزله مغز معیوبی می باشد که در زمان ضرورت قدرت پاسخگویی مناسبی نداشته و نه تنها قادر به ضبط تصاویر قابل استناد نمی باشد بلکه کل هزینه انجام پذیرفته برای سیستم مدار بسته را نیز ضایع می گرداند .
در شکل زیر نمایی از یک دستگاه ضبط تصویر PC Base نمایش داده شده است .
امروزه در مراکز صنعتی و اداری جهت نظارت بر محیط فیزیکی و نظارت برکار کارکنان یا کارگران در جهت کنترل و مدیریت بهتر و کارآمد‑تر به وفور از سیستمهای تلویزیونی مداربسته (closed circuit TV) ( cctv ) استفاده می‑شود.این سیستمها به عنوان سیستمهای کنترل تصویری نیز نامیده می‑شوند. گاهی نیز از این سیستمها با مخفف CCVE (تجهیزات ویدئویی مدار بسته) یاد می‑شود. در محلهایی مانند بانکها ادارات دانشگاهها کارخانجات فروشگاههای بزرگ فروشگاههای فروش اجناس گرانقیمت مانند طلافروشیها در سوپرمارکتهای بزرگ و در کنترل ترافیک خیابانها و چهارراه‑ها این سیستمها را میتوان نصب و مورد استفاده قرار داد.. استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی رواج چندانی نیافته است ولی با پا به عرصه گذاشتن سیستمهای تصویری که قادرند حرکت را در محدوده تحت نظارت سیستم تشخیص و اعلام خطر نمایند یا توسط سنسورهای خاصی تحریک شده و شروع به ضبط فیلم از محل بنمایند انتظار می‑رود که استفاده از این سیستمها در منازل مسکونی نیز گسترش بیاید. به اینگونه سیستمها هم اکنون اصطلاح دزدگیر تصویری اطلاق می‑شود. اصول کار سیستمهای CCTV به این صورت است که ابتدا تصاویر توسط دوربینهای مدار بسته دریافت شده و برای نمایش و پخش به مانیتور یا تلویزیون انتقال داده می‑شود. همچنین برای ضبط و یا تغییر نحوه نمایش روی مانیتور و پخش همزمان تصاویر دوربینها روی مانیتور و کنترل از راه دور دوربینها نیز تجهیزات و امکاناتی وجود دارد. چون تصاویر دریافت شده از این سیستمها برای بینندگان محدودی می‑باشد لذا به آنها تلویزیون مدار بسته می‑گویند بر خلاف تلویزیون عمومی (Broadcast TV) که جهت پخش تصاویر برای عموم می‑باشد. با توجه به تنظیماتی که روی دوربینها و سایر تجهیزات میتوان انجام داد این سیستمها در شرایط جوی متفاوت و در روز ، شب نیز کارآیی خوبی دارند.
برای کنترل ورود و خروج افراد به یک محل و برای کنترل مکانهای وسیع توسط چندین دوربین و نمایش همزمان تصویر آنها و نظارت سمعی و بصری از فواصل بسیار دور از طریق شبکه تلفن بدون نیاز به حضور فیزیکی کنترل کننده در محل و در دستگاههایی که کنترل بصری آنها توسط انسان مقدور نبوده یا خطر آفرین می‑باشد نیز میتوان از این سیستمها استفاده کرد. لذا استفاده از سیستمهای CCTV روز به روز در حال رشد است و با توجه به تکنولوژی ساخت تجهیزات آن که مبتنی بر صنعت الکترونیک و کامپیوتر می‑باشد ساخت و تولید تجهیزات این سیستمها دائماً در حال تکامل و پیشرفت است و ما در این مختصر سعی نموده‑ایم تا اصول کلی و امکانات عمومی این سیستمها را به همراه برخی از موارد نمونه از مشخصات و امکانات تجهیزات برای اطلاع و آشنایی خوانندگان عزیز ارائه نماییم. عموماً در سیستمهای CCTV تجهیزات زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
1 – دوربین (camera) 2 کاور دوربین (camera Housing) 3 پایه دوربین BASE)یا( Bracket 4 نمایش دهنده تصویر monitor) یا TV) 5 انتخاب کننده (switcher) 6 کواد (Quad) 7 ترکیب کننده (Multiplexer) 8 ضبط کننده (Recorder) 9 کنترل کننده (controller) 10 کارتهای تصویر (capture card) 11 تقویت کننده رادیویی (Booster) 12 نظم دهنده ویدیویی (Video Router) قسمتی از اصطلاحات متداولی که ممکن است در مورد سیستم های CCTV و در مشخصات ذکر شده برای تجهیزات با آن ها برخورد کنید در زیرتوضیح داده شده است : A/D : مبدل آنالوگ به دیجیتال یا همان ADC (ANALOG TO DIGITAL CONVERTOR ) ALPHANUMERIC : وسیله قرار دادن نوشته روی تصویر که در DVR ومولتی پلکسر کار برد دارد . BACK FOCUS : تنظیم مکان لنز در رابطه با سنسور CCD در دوربین B.W (WIDTH (BAND: پهنای باند فرکانس که برای سیگنال ویدئویی معمولی 5 مگا هرتز است . BETAMAX : فرمت ضبط ویدئویی شرکت SONYو رقیب VHS CCD APERTURE : سطحی از CCD که به نور حساس است. CCIR : انجمن رادیویی بین المللی برای استاندارد تلویزیونی اروپا CDS : ( CORROLATED DOUBLE SAMPLING ) : تکنیکی در ایجاد ترکیب رنگ در بعضی از دوربین های CCD CFA ( COLOR FILTER ARRAY ) : فیلترهای نوری که در دوربین CCD برای تولید ترکیب رنگ سیگنال ویدئویی استفاده می گردد . CIE : انجمن بین المللی نور که واحد های نوری را تعریف و ارائه می کند . CHROMINANCE : به اطلاعات رنگ سیگنال ویدئویی گفته می شود . CONTRAST : یکی از تنظیمات کیفیت تصویر ، اختلاف بین روشن ترین و تاریک ترین نقطه تصویر D/A : مبدل سیگنال دیجیتالی به آنالوگ . DARK CURRENT : نشت سیگنال از CCD در نبود نور که ایجاد نویز (dark noise) می کند . DMA ( DIGITAL MICRO MIRROR DEVICE ) : یک تکنولوژی جدید ساخت سنسور ویدئویی که از تعداد زیادی آینه مینیاتوری روی چیپ استفاده می شود. DUPLEX: سیستم ارتباطی که اطلاعات را در دو جهت رفت و برگشت مبادله می کند. در سیستمهای CCTV معمولاً به امکان ضبط و پخش با هم به صورت مولتی پلکس گفته می شود. D.S.P : مدار الکترونیکی پردازنده سیگنال دیجیتالی DV-MINI: یک فرمت ضبط صدا و تصویر جدید که اکثراً در هندی کم استفاده می شود . D-VHS : استاندارد جدید ارائه شده توسط JVC برای ضبط سیگنال دیجیتالی روی VHS EBU : اتحادیه پخش برنامه های اروپایی EIA : انجمن صنعتی الکترونیک FCC : کمسیون ارتباطات فدرال آمریکا FIELD : تعداد نصف خطوط فریم را گویند در سیستم CCIR/PAL تعداد فیلدها 50 عدد در ثانیه و درسیستم EIA /NTSC تعداد فیلدها 60 عدد در ثانیه است . FRAME STORE : وسیله الکترونیکی شماره گذاری و ذخیره فریم های تصویر . FRAME SWITHER : نام دیگر مولتی پلکسر ساده است . FRAME TRANSFER : یکی از سه اصل یا روش انتقال شارژ از چیپ CCD می باشد دو روش دیگر عبارتند از FRAME-INTERLINE , INTERLINE FRAME : در سیستم CCIR/PAL از ترکیب 625 خط و در سیستم EIA /NTSC از ترکیب 525 خط یک فریم ساخته می شود سیستم پال 25 فریم بر ثانیه و سیستم NTSC 30 فریم بر ثانیه دارد . GAMMA : این مشخصه برای تصحیح اختلاف بین پاسخ خطی دوربین و پاسخ غیر خطی مانیتور تعریف می شود . مثلاً مقدار نمایی گاما برای مونیتور تک رنگ 2/2 است لذا دوربین باید روی 2.2/1یعنی 45/0 تنظیم شود . HAD : یک نوع سنسور CCD است که طرح لایه ای دارد و سطح نویز درآن بسیار پایین است . HDDTV : استاندارد آینده پخش برنامه های تلویزیونی با رزلوشن بالا ( 2000 1000 پیکسل ) HUM : نویز روی فرکانس اصلی را گویند . HYPER-HAD : تکامل یافته چیپ CCD HAD ILLUMINATION : به مقدار روشنایی تصویر اشاره دارد . حداقل روشنایی لازم برای دوربین های معمولی چند دهم لوکس و برای دوربین های دید شب چند صدم لوکس می باشد . I/0 : خروجی I/P : ورودی IEC : انجمن بین المللی برق INSERTER : وسیله ای برای گذاشتن متن روی تصویر . INTERFERENCE : تداخل ناشی از میدان الکتریکی یا الکترومغناطیسی سایر وسایل روی سیگنال IP : درجه حفاظت بدنه یک وسیله را در برابر عوامل خارجی به صورت عدد بیان می کند . IR : نور مادون قرمز ISDN : شبکه تلفن جدید با سرعت انتقال داده 64 کیلو بایت بر ثانیه ITU : اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور JPEG : فرمت عکس LINE-LOCKED : در سیستم های CCTV به چند وسیله گفته می شود که با فرکانس منبع تغذیه مشترک (50 یا 60 هرتز) تغذیه می شوند و از نظر فرکانس فیلد قفل شذه اند . LUMINANCE : اطلاعات سیگنال ویدئویی در مورد روشنایی تصویر را گویند . MOD : حداقل فاصله شی از لنز را گویند که برای لنز های زوم حدود یک متر و برای لنزهای فیکس خیلی کمتر است . ( به طول فاصله کانونی لنز بستگی دارد ) MOIRE PATERN : نویز در تصویر حاصل از CCD در فرکانس های بالا NBS : اداره ملی استاندارد در آمریکا ND FILTER : یک نوع فیلتر نوری که مقدار نور را بدون بر هم زدن تعادل رنگ تقلیل می دهد .
NIT : یکی از واحد های نوری NTSC : استاندارد رنگی در آمریکا، کانادا ، ژاپن و چند کشور دیگر . OIP : خروجی OBJECTIVE : جلویی ترین قسمت لنز OCULAR : نزدیکترین قسمت لنز به CCD PAL : سیستم تلویزیون رنگی اروپا PHOT : واحد نوری معادل ده هزار لوکس POTS یا PSTN : یکی از سیستم های تلفن PRINCIPEL POINT : مرکز عدسی PTZ SITE DRIVER : یک قسمت از سویچر ماتریسی کد سیگنال هایی کد دار کنترلی مربوط به کنترولر و DVR یا مولتی پلکسر را در یافت می کند. RETMA : نام دیگر EIA سیگنال RF : سیگنال رادیویی که به طیف تا 300 گیگا هرتز تعلق دارد . RS-232 : یک فرمت ارتباط دیجیتالی که فقط نیاز به دو سیم دارد . RS-485: شکل پیشرفته تر ارتباط دیجیتالی که می تواند تا 32 دریافت کننده را در مقصد پوشش دهد. S/N RATIO : نسبت سیگنال به نویز که بر حسب DB بیان می شود . SCOTOPIC VISION : سطح نور زیر2-10 لوکس که برای چشم قابل دیدن نیست . SIMPLEX : درcctv به یکی از دو روش مولتی پلکسی اشاره دارد که اطلاعات فقط در یک جهت قابل انتقال است (بر خلاف DUPLEX ) مثلاً فقط امکان ضبط یا پخش در یک زمان باشد . SMEAR : خطوط عمودی به صورت نویز در محل های بسیار روشن تصویر حاصل از CCD SMPTE : انجمن مهندسین تلویزیون و تصاویر متحرک SPLIT SCREEN : به صفحه نمایش چند تکه شده می گویند S-VHS : یک فرمت ضبط ویدئویی است که رزولوشن افقی 400 خط دارد . TBC : سنکرون کردن سیگنال های مختلف بر اساس زمان TDG : ایجادکننده تاریخ و زمان روی تصویر TELEMETRY : سیستم کنترل از راه دور اطلاعات دیجیتالی کد دار TERMINATION : اتصال انتهای کابل را به یک کانکتور می گویند . VDA : یک آمپلی فایر سیگنال تصویری با یک ورودی وچند خروجی VHS : ( VIDEO HOME SYSTEM ) سیستم ویدئویی خانگی VIDEO MATRIX SWITCHER : وسیله ای برای انتخاب بیش از یک دوربین ، VCR یا چاپگر ویدئویی و امثال آن که قدرتمندتر از سویچرهای معمولی است . VITS: سیگنال تست با شکل خاص که در سیستم پال در خطوط نامرئی 17و18و33و331 جا زده می شود. VMD ( VIDEO MOTION DETECTOR ) : سیستمی که در برابر تغییر نور یا جابه جایی و حرکت سیگنال آلارم ایجاد می کند . VS : سنکرونیزاسیون عمودی ( در مقابل آن HS سنکرونیزوسیون افقی ) W-VHS: استاندارد جدید ضبط ویدئویی ارائه شده توسط JVC Y/C : یک فرمت ویدئویی که اطلاعات روشنایی تصویر و رنگ تصویر جداگانه فرستاده می شود . S-VHS وجود دارد .
این فرمت در نسل دیگر دوربین ها ، دوربین های گردان هستند که برای کنترل بهتر انواع محیط از آن استفاده می کنند. خیلی ها فکر می کنند که دوربین ها خاصیت چرخش را دارند در صورتی که این طور نیست ، پایه هایی برای دوربین
وجود دارد که این پایه ها قابلیت چرخش دارند که به نام پایه هایPanTilt معروفند .این پایه ها در 2 نوع Indoor و Outdoor هستند ، در محیط های داخلی پایه های, Indoor PanTilt و در محیط های بیرونی به دلیل
وجودگرد و غبار و باران و برف و … از پایه های زیراستفاده میشود. Outdoor , PanTilt استفاده می شود.






















