دوربین مداربسته چیست؟
دوربین مداربسته به دوربین هایی گفته می شود که در جای خود ثابت بوده و قابلیت جابجایی ندارد و نام اختصاری آن CCTV که اختصار یافته عبارت Closed Circuit Television است؛ می باشد. کارکرد دوربین های مداربسته به این صورت است که سیگنال تصاویر را به یک یا تعداد مشخصی مانیتور یا نمایشگر ارسال می کند.

تاریخچه دوربین های مداربسته
برای اولین بار دوربین مداربسته در سال 1942 میلادی بابت مشاهده عملکرد پرتاب موشک های V2 توسط شرکت زیمنس آلمانی طراحی و نصب شد. مسئول نصب این پروژه دوربین مداربسته یک مهندس آلمانی بنام والتر بروچ می باشد.

                                                                                              

اولین رونمایی از دوربین مداربسته در امریکا نیز مربوط به سال 1973 میلادی می باشد. این دوربین های مداربسته در میدان تایمز نیویورک به منظور ثبت و جلوگیری از جرایم نصب شد که با مشکلاتی مواجه شد که در کاهش جرائم نقش چشمگیری ایفا نکرد. تا اینکه سرانجام در سال 1980 در سراسر امریکا در سطح گسترده ای دوربیین های مداربسته در مراکز عمومی نصب و بکار گرفته شد و این نتیجه گیری بدست امد که استفاده از دوربین های مداربسته راهی به صرفه تر از بکارگیری نیروی انسانی پلیس برای ثبت تخلفات می باشد. سرانجام به تدریج بسیاری از حرفه ها و مشاغل نیز به استفاده از دوربین های مداربسته روی آوردند.

                                                                                               تاریخچه دوربین مداربسته


اولین دستگاه ضبط تصاویر دوربین های مداربسته با قابلیت ضبط بعد از شناسایی حرکت در سال 1990 وارد بازار و صنف پروژه های ساختمانی، مدارس، مراکز عمومی، ... شد و تنها ایرادی که در ان زمان در نصب این دوربین های مداربسته وجود داشت این بود که دستگاه های ضبط تصاویر دوربین های مداربسته تا حد زیادی از نظر حجم ذخیره تصاویر دوربین مداربسته و همینطور سایر قابلیت ها بسیار محدود بود.
در کشور انگلستان نیز استفاده از دوربین های مداربسته متداول بود.
بطور کلی در دهه میلادی بین 2000-1990 در بسیاری از کشورها استفاده از سیستم امنیتی دوربین های مداربسته بسیار رواج یافت.

نکاتی جالب در خصوص دوربین های مداربسته که شاید نمی دانید
در سال 1942 میلادی اولین دوربین مداربسته طراحی و ساخته شد. اما تقریبا 18سال طول کشید تا استفاده از دوربین های مداربسته در بین مردم رونق بگیرد.
در همان سال 1942 میلادی اولین دوربین مداربسته بر روی موشک ساخته شد که هدف از طراحی و نصب این دوربین مداربسته مشاهده روند راه اندازی موشک بود.
والتر بروچ اولین مهندس آلمانی وطراح دوربین مداربسته در سطح جهان بود.
از دوربین های مداربسته به عنواان نخستین حوزه در صنعت بانک و موسسات مالی و اعتباری استفاده شد.
در سال 1996 AXIS اولین دوربین مداربسته IP  جهان را ساخت و می توان به عنوان اولین تولید کننده دوربین مداربسته تحت شبکه IP از او یاد کرد.
در کشور انگلستان از دوربین های مداربسته در تیراژ بالایی استفاده می شود و توسط دولت انگلستان استفاده از سیستم امنیتی دوربین مداربسته به شدت در دستور کار قرار داده شده است. تقریبا بیش از 5 میلیون دوربین مداربسته در انگلستان نصب شده که بطور تقریبی تصور کنید که به ازای هر 10نفر یک دوربین مداربسته در سطح کشور انگلیس نصب شده است.

به گفته یکی از موسسات امنیتی بین المللی در حدود 70 درصد آمار کلاهبرداری، جرم و جنایت به دلیل نصب دوربین مداربسته کاهش یافته است.
از مهمترین اصولی که در نصب سیستم امنیتی دوربین مداربسته باید به کار گرفته شود این است که حتما برچسبی مبنی بر وجود دوربین مداربسته در ان مکان وجود داشته باشد تا افراد از وجود آن مطلع و آگاه باشند.

کاربردهای دوربین مداربسته
کاربرد عمده و اصلی دوربین مداربسته در سیستم های حفاظتی می باشد. اما فقط کاربردهای دوربین مداربسته به سیستم های حفاظتی محدود نبوده و از آن فراتر می رود. کاربردهایی از قبیل دوربین های مداربسته پلیسی، دوربین های مداربسته نظامی، دوربین های مداربسته صنعتی، دوربین های مداربسته فضایی، دوربین های مداربسته کنترل ترافیک ارتباطات ویدیویی و تصویربرداری نامحسوس.

جلوگیری از ارتکاب جرایم توسط دوربین های مداربسته
برای جلوگیری از ارتکاب جرائم استفاده از دوربین های مداربسته بسیار تاثیرگذار بوده بطوری که طبق اخرین تحقیقات آماری از کلان شهرهای امریکا و انگلیس نشان داده شده. بعد از نصب دوربین های مداربسته در پارکینگ ها 52% از جرایم کاسته شده است. در فرودگاه ها 22% و در مراکز عمومی و فروشگاه ها 46% بوده است.


کاربرد صنعتی دوربین های مداربسته

نصب دوربین مداربسته در کارخانه ها

در برخی از کارخانه ها و کارگاه های صنعتی، عملیات ها تحت شرایط خطرناک و دشوار انجام می گیرد. بدیهی است نظارت بر کارکرد این پروسه ها بصورت مستقیم امکان پذیر نیست و خطر مالی و یا جانی به همراه دارد. در اینجاست که دوربین های مداربسته به کار می آید.
دوربین های مداربسته صنعتی در انواع و کارایی های مختلف بر خط تولید نظارت می کنند و نوع دیگری از دوربین های مداربسته به درجه حرارت حساس و در هر مرحله ای از فرایند تولید، درجه حرارت را اندازه گیری می کنند.

کنترل ترافیک توسط دوربین های مداربسته
در اکثر کشورهای جهان از دوربین های مداربسته برای کنترل ترافیک وسایل نقلیه در سطح گسترده ای استفاده می شود. تحت نظارت قرار دادن تصادفات توسط دوربین های مداربسته از حداقل کاربردهای دوربین مداربسته در کنترل وسایل نقلیه  و شناسایی جرایم رانندگی می باشد.
یکی دیگر از کاربردهای دوربین های مداربسته ترافیکی کنترل میزان ترافیک در خیابان ها و بزرگراه ها و ارسال اطلاعات از طریق GPS به رانندگان که قصد عبور از مسیر را دارند.
شناسایی اتوماتیک پلاک خودروها از جمله دستاوردهای دوربین مداربسته می باشد.



امنیت نقل و انتقالات توسط دوربین های مداربسته
در نقل و انتقالات عمومی از دوربین های مداربسته برای جلوگیری از حوادثی که ممکن است در اثر از خارج از دید بودن محل بوجود بیاید استفاده می شود. بطور مثال در متروها از دوربین های مداربسته برای کنترل درب های ورود و خروج مسافران به منظور اطمینان از اینکه مسافر از در عبور کرده است و یا موارد مشابه آن در اتوبوس ها و یا قطارهای داخل شهری استفاده می شود.

انواع دوربین مداربسته
انواع دوربین های مداربسته از نظر نوع سیگنال:
دوربین های مداربسته آنالوگ
دوربین های مداربسته دیجیتال یا AHD
دوربین های مداربسته تحت شبکه یا IP
دوربین های دو منظوره

دوربین های مداربسته آنالوگ
اولین نسل دوربین های مداربسته، دوربین های مداربسته انالوگ می باشد که برای دریافت و ارسال اطلاعات صدا و تصویر از امواج آنالوگ استفاده می کنند.در این نوع دوربین های مداربسته، صدا و تصویر هر یک توسط کابل دورشته ای جداگانه منتقل می شوند. کیفیت این نوع دوربین های مداربسته همانطور که از نامشان پیداست از امواج انالوگ طبعیت می کنند و لازم به ذکر است که امواج دوربین های مداربسته آنالوگ همواره در معرض نویز قرار دارد. برای ضبط تصاویر دوربین های مداربسته آنالوگ باید از سیستم های دیجیتال کمک گرفت. یعنی تصاویر انالوگ به دیجیتال تبدیل شود تا در بازبینی دوربین های مداربسته تصاویری با کیفیت و رزولوشن بیشتری را شاهد باشیم. بابت ضبط تصاویر دوربین های مداربسته انالوگ از سیستم ضبط تصاویر دیجیتال استفادخه می شود.
دوربین های مداربسته انالوگ ازر نظذر قیمت پایین تر از دوربین های مداربسته دیجیتال یا دوربین های مداربسته تحت شبکه می باشند. امروزه بازار به سمت دوربین های مداربسته دیجیتال پیش رفته است و برخی سازمان ها نیز از دوربین های مداربسته تحت شبکه استفاده می کنند اما سرعت جایگزینی نسل قبلی دوربین های مداربسته با نسل جدید دورربین های مداربسته دیجیتال یا دوربین های مداربسته تحت شبیکه کند می بشد.

دوربین های مداربسته دیجیتال (FULL HD)
دوربین های نمداربسته HD یا رزولیشن بالا مطابق با نیازهای صنایع طراحی شده و این نوع دوربین های مداربسته قادر است تصاویر یا فیلم های غیر فشرده دیجیتال با رزولیشنو کیفیت بالا را از طریق کابل کواکسیال یا تصویر نقطه به نقطه انتقال دهد. در واقع دوربین های مداربسته HD استاندارد ثابتی از رزولیشن نیست و در آن انواع متفاوتی از استاندارد HD وجود دارد که می توان گفت مهمترین آن ها دارای رزولیشن 720P, 1080P, 1440P می باشد.
نقش اصلی دوربین های مداربسته HD حفاظت و نظارت از طریق تصاویر و فیلم های P780  تا 1080P را از طریق کابل های دوربین های مداربسته RG59 یا کواکسیال انتقال می دهد. معمولا دوربین های مداربست دارای رزولیشن  1080P را با نام دوربین مداربسته FULL HD می شناسند. داشتن رزولیشن یا کیفیت دوربین های مئداربسته HD و همچنین تعداد پیکسل های زیاد از مهمترین مزایای دوربین های مداربسته  HD و دیجیتال می باشد. دوربین های مداربسته HD قادرند منطقه گسترده تری را پوشش دهند و افراد را شناسایی کنند.
در نظر داشته باشید که در بازار زمانی که صحبت از دوربین های مداربسته  HD می شود منظور همان دوربین های 1مگاپیکسلی است که می توان در هر کدام از دسته های  HD و IP قرار گرفته باشند
انواع دوربین های مداربسته دیجیتال یا FULL HD
دوربین مداربسته AHD
دوربین های مداربسته HDTVI
دوربین های مداربسته HDSDI
دوربین های مداربسته HDVSI

دوربین های مداربسته AHD  
از بزرگترین مزایای دوربین های مداربسته دیجیتال یا AHD می توان به قیمت مناسب آن ها اشاره نمود.

دوربین های مداربسته HDTVI
این نوع دوربین های مکداربسته ارز تکنولوژی خوبی برخوردار است. دوربین های مداربسته HDTVI با دوربین های استاندارد انالوگ D1 و رزولیشن 960 کاملا سازگار است. در دوربین های مداربسته 1080P و همچنین 720P هر دو تقویت می شوند. مسیرهای کابل های دوربین مداربسته  HDTVI را می توان همانند دوربین های منداربسته استاندارد با استفاده از ویدیو بالون در کتابل CAT5 ساخت.
دوربین های مداربسته HDSDI
این دوربین ها اولین تکنولوژی آنالوگ HD است و از بستر کواکسیاتل برای انتقال تصویر این دوربین ها استفاده می شود
دوربین های مداربسته  HDSVI
مشکلات سازگاری حتی در خانواده دوربین های مداربسته HDSVI نیز مشاهده می شود. به عنوان مثال دوربین های 720P با دوربین های 1080P سازگار نبوده و در اصل دو نسل مختلف می باشند.

=====

دوربین مدار بسته و لنز

مقدمه :

امروزه استفاده از سیستمهای نظارت تصویری به عنوان یکی از پارامترهای مهم مدیریت در مراکز صنعتی و اداری جهت نظارت بر محیط فیزیکی و نظارت برکار کارکنان وعملکرد مطلوب تجهیزات در جـهت کنترل و مدیـریت کارآمـد‌ رایج میباشد.

 

این سیستمها که با نام سیستمهای تـلویزیونی مـداربسته (closed circuit TV)(cctv) معروف است، گاهی با نام مخفف CCVE (تجهیزات ویدئویی مدار بسته) نیزاز آن یاد می‌شود.

لذا در این مختصر قصد داریم با توجه به وجود تأسیسات حساس ومهم وزارت نیرو وهمچنین دستورالعمل مقام عالی وزارت مبنی بر تجهیز اماکن وتأسیسات دارای رده حفاظتی به سیستم های حفاظتی هوشمند، اصول وکلیات فنی این سیستمها را بررسی کنیم.

 

مبانی سیستم های مداربسته (CCTV ) :

 در دهه 1950 اولین دوربین مداربسته مورد استفاده قرار گرفت واساس کار آن به این صورت بود که ابتدا تصاویر توسط دوربینهای مدار بسته، ضبط شده و برای نمایش و پخش به مانیتور یا تلویزیون انتقال داده می‌شد.

 

 

اما بتدریج با طرح نیازمندیهای گوناگون استفاده از تجهیزاتی نظیر:QUAD –MULTIPELEXER-DVR-SWITCHER- PSTN-MATRIX و... نیز در طراحی این سیستمها مطرح شد که به شرح آنها خواهیم پرداخت.

 

البته تفاوت سیستم مداربسته با تلویزیون اینست که سیستم مداربسته به صورت LOOP طراحی شده و فقط افراد خاصی می توانند آن را مشاهده کرده و دوربین ها را نیز کنترل کنند ولی تلویزیون عمومی (Broadcast TV) جهت پخش تصاویر برای عموم می‌باشد.

 

انواع دوربینهای مداربسته:

 

دریک تقسیم بندی کلی دوربینها به دودسته زیرتقسیم میشوند:

 

الف)دوربینهای ثابت (Fixed Camera )

ب)دوربینهای متحرک (Fast Dome Camera)

الف)دوربینهای Fix

 

دوربین Fix به دوربینهائی گفته میشود که امکان چرخش به اطراف را نداشته و لنز آنها بطور ثابت زاویه معینی از محیط را برای ما به تصویر میکشد که البته این زاویه بطور دستی یا اتوماتیک قابل تغییر است وبیشتر برای کنترل وحفاظت از محیطهای صنعتی نصب می گردند.

 

دوربینهای Fix به دو دسته تقسیم میشوند:

 

1-دوربینهای بدون لنز

2- دوربینهای با لنز 

 

دوربینهایFix بدون لنز :

 

کاربرد این دوربین ها درصنعت بوده و لنز آنها با توجه به مسافت مورد نظر، وضوح تصویرو... قابل انتخاب است .

برای مثال تفاوت تصاویر با لنزهای مختلف را دراشکال زیر میتوان مشاهده کرد:

البته انتخاب لنز مناسب به هنگام نصب دوربین‌های مدار بسته نیاز به تخصص لازم دارد زیرا گزینه‌های موجود در بازار با گسترش روزافزون فن‌آوری‌های الکترونیکی دائما درحال تغییر است.

 

لنزهای رایج با فواصل کانونی فاصله عدسی لنز تا نقطه همگرائی عدسی :

 

- (Focal Lenz) 5 /2-8/2-5/3-4-6-8-12-25-35-50-75 میلمتری ساخته میشوند . هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد بزرگنمائی بیشتری داریم یعنی اجسام دورتر را با وضوح بهتری میتوان دید البته زاویه دید کمتر خواهد بود.

 

حالتTele  

 

ولی اگر فاصله کانونی لنز کوچکتر باشد زاویه دیدبیشتر خواهد بود واجسام نزدیک را بهتر نمایش میدهد.

 

حالت (Wide) 

میتوان لنزها را بر اساس فاصله کانونی به شکل زیر تقسیم بندی نمود:

 

1 - لنزهای با فاصله کانونی ثابت (Fixed Focus Length Lens)

 

لنزهای با فاصله کانونی ثابت ساده‌ترین نوع لنز هستند و از این جهت از نظر قیمت ارزان‌ترین لنز می‌باشند. در این دوربین‌ها مفهومی به نام فاصله کانونی از پیش تعیین شده مطرح می‌شود. این مفهوم بدین معناست که محاسبات دقیقی باید انجام گیرد تا بر اساس اندازه ناحیه دید (میدان دید) مورد نیاز و نیز فاصله مکان مورد نظر از دوربین، مناسب‌ترین لنز انتخاب گردد. لنزهای متداول از این نوع معمولاً زاویه دید 30 و یا 60 درجه‌ای دارند.

                     ( دوربین نیمه صنعتی )

زوایه دید

 

برای عدسی که از جسمی مستطیل شکل تصویر می دهد زاویه دید برای فاصله ی انتخاب شده ی d به صورت زیر تعریف می شود

 

2- لنزهای با فاصله کانونی متغیر (Varifocal Lens) :

 

این نوع لنزها امکان تنظیم زاویه به صورت دستی را دارند. این لنزها گرانتر از لنزهای با فاصله کانونی ثابت هستند امّا از انعطاف بیشتری برخوردارند چراکه محدودیتهای لنزهای با فاصله کانونی ثابت را نداشته ومیتوان نمای مورد نظر را بطور واضح دریافت نمود.

 

 

از دیگر نمونه‌های این لنزها می‌توان لنزهای دارای قابلیت بزرگ نمایی (zoom lens) را نام برد. این لنز ها که پیچیده‌ترین نوع لنز هستند هنگامی که نصب و راه اندازی می‌شوند بیشترین کاربرد را خواهند داشت. این لنزها را می‌توان از راه دور تنظیم نمود و بدین ترتیب امکان تغییر فاصله کانونی مهیا می‌شود. این بدین معناست که یک لنز می‌‌تواند به منظور مشاهده یک ناحیه گسترده به کار رود.

 

معمولاً این لنزها از مکانیسم تنظیم خودکار دیافراگم (Auto Iris) برخوردارند که این امر امکان بکارگیری آنها به صورت 24 ساعته را فراهم می‌سازد.

 

این نوع ایریس برای محیط بیرون که مقدار نور متغیر است بهتر بوده و بسیار انعطاف پذیر تر از ایریس دستی است، بنابراین برای بیشتر امور حفاظتی این نوع ایریس توصیه می شود.

 

لنزهای دارای ایریس دستی برای محلی که شدت و میزان نور تغییرات شدید می کند– مثلا در تابش خورشید مناسب نیست بلکه برای مکان هایی که میزان نور تقریبا ثابت است استفاده از این نوع ایریس مناسب میباشد . ( مثلا داخل محل های بسته)

 

فرمت‌های اسمی لنزها که در بازار به صورت‌های "1 ، "2/1 ، "3/1 و "4/1 موجودند در واقع از محاسبه نسبت قطر لنز به زاویه دید تصویر تولید شده توسط لنز گرفته شده‌اند

برای دریافت فایل ودانلود کاتالوک اینجا کلیک کنید

 

برای دریافت مقاله کامل خرید دوربین مدار بسته  اینجا کلیک کنید

====
چیپ تصویر دوربین مداربسته اصلی ترین بخش وابسته به کیفیت تصویر دوربین است. در این مطلب بیشتر با این قسمت از دوربین های مداربسته آشنا خواهیم شد.
تصویر چگونه در چیپ تصویر ساخته می شود؟ زمانی که تصویر به وسیله دوربین ثبت می گردد، نور از لنز دوربین عبور کرده و به سنسور تصویر دوربین برخورد می کند. چیپ تصویر از المان های بسیار ریزی تشکیل شده که به آنها پیکسل می گویند. این المانهای بسیار ریز میزان نوری که بر روی آنها تابیده می شود را ثبت می کنند و آن را به تعداد مشخصی الکترون تبدیل می کنند. این الکترون ها سپس به ولتاژ تبدیل می شوند. در دوربین های آنالوگ این ولتاژ به وسیله یک تقویت کننده به صورت سیگنال استاندارد درآمده و به خروجی دوربین فرستاده می شود. در دوربین های دیجیتال یک مبدل A/Dآنالوگ به دیجیتال وظیفه تبدیل سیگنال به اطلاعات دیجیتال را بر عهده می گیرد.
در حال حاضر دو تکنولوژی برای ساخت چیپ های تصویر مورد استفاده قرار می گیرد. تکنولوژی CCD یا Charge-coupled Device و تکنولوژی CMOS یا Complementary Metal-oxide Semiconductor.
تولید رنگ ها در چیپ تصویر چطور صورت می گیرد؟
چیپ های تصویر میزان و شکل نور تابیده شده بدون هیچ گونه اطلاعات از زنگ ثبت می کنند. از آنجایی که چیپ های تصویر CCD و CMOS به خودی خود فاقد امکان تشخیص رنگ ها هستند از یک فیلتر رنگ جلوی چیپ تصویر استفاده می شوند. این فیلتر امکان تشخیص رنگ ها را برای چیپ تصویر فراهم خواهد کرد.
دو فیلتر بسیار رایج استفاده شده در سیستم های مداربسته فیلتر RGB (قرمز، سبز، آبی) و CMYG فیروزه ای، سرخابی، زرد، قرمز هستند که هر یک به روشی جداگانه ترکیبی مکمل از رنگ ها را ایجاد می کنند. هر یک از این روش ها نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. به صورت کلی سیستم RGB بیشتر در چیپ های Progressive Scan و سیستم CMYG در چیپ های interlaced CCD مورد استفاده قرار می گیرند.
لایه های چیپ تصویر دوربین مداربسته و عملکرد نور بر روی آنرا میتوانید در این تصویر بهتر ببینید.

چیپ های تصویر مگا پیکسل امکان ایجاد تصاویری با روزولوشن های بالا را برای شما فراهم می کنند. این رزولوشن بالا امکان تشخیص جزئیات بیشتر در تصویر را برای شما فراهم می کند.
چیپ های مگا پیکسل به چند دلیل بیشتر به صورت CMOS طراحی می شود. تولید چیپ تصویر CCD در رزولوشن بالا بسیار پر هزینه خواهد بود. چیپ های تصویر CCD مصرف برقی حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از چیپ های CMOS دارند که گرمای تولید شده در چیپ را نیز افزایش می دهد و طراحی آن را با مشکلات بیشتری رو به رو می کند.
چیپ های مگا پیکسل معمولا اندازه ای برابر دیگر چیپ های تصویر دوربین مداربسته دارند با این تفاوت که تعداد دیودهای موجود بر روی چیپ به مراتب بیشتر است. از همین رو میزان نور دریافت شده توسط هر دیود به مراتب کمتر است و حساسیت کلی چیپ تصویر کمتر خواهد بود. البته تکنولوژی ساخت چیپ های تصویر به سرعت در حال پیشرفت است و این مشکل روز به روز در این چیپ ها کمتر خواهد شد.