آموزش دوربین مدار بسته

[rezalaghaian]

سیستم های مداربسته دوربین تحت شبکه (IP Camera)
توضیحات فنی(دوربین مداربسته)
نگاهی کلی به سیستم مداربسته
اصول ضبط دیجیتال

[rezalaghaian]

سیستم های مداربسته



سیستم های مداربسته

سیستم های مداربسته در دو نوع آنالوگ و تحت شبکه می باشند
دوربین های آنالوگ :
از دوربین های آنالوگ می توان به عنوان نسل اول CCTV ها نام برد که کابل خروجی تمامی دوربین ها در دستگاه کنترل مرکزی (DVR) جمع می شوند و در آن دستگاه عملیات کنترل ، نظارت ، ضبط و سایر پردازش ها صورت می گیرد.
دوربین ثابت: در با وضوح تصویر بالا ، ضد نویز و سایه ، قابلیت کارکرد در نور بسیار کم، مجهز به منوی روی تصویر، قابلیت علامتگذاری روی تصویر (Motion Detection)
دوربین متحرک (Speed Dome): باقابلیت زوم بالا ، ضد نویز و سایه ، قابلیت دید در نورکم ، وضوح تصویر بالا ، قابلیت دید در شب ، چرخش 360 درجه افقی و 240 درجه عمودی ، مجهز به منو روی تصویر ، قابلیت علامتگذاری روی تصویر (Motion Detection) ، قابلیت اتصال به انواع شبکه، طراحی زیبا.
DVR
ضبط تصاویر به صورت زنده ، قابلیت فشرده سازی تصاویر برای کمتر شدن حجم تصاویر ، کیفیت بالای تصویر ، دارای هارد دیسک داخلی با ظرفیت بالا ، مجهز به خشاب های داخلی اضافی هارددیسک ، قابلیت Back Up گیری از تصاویر ضبط شده به وسیله پورت USB و DVD-RW ، قابلیت اتصال به انواع شبکه، مجهز به Mouse ، قابلیت کنترل دوربین های متحرک (Speed Dome) ، مجهز به منو ، قابلیت اتصال به کامپیوتر از طریق پورت های RS232- RS485-RS422
لنز
· انواع لنز با قابلیت تنظیم خودکار و دستی فاصله کانونی و همچنین لته با قابلیت زوم دستی
· لنزهای با قابلیت تنظیم خودکار فاصله کانونی (Varifocal) برای فاصله های مختلف
· لنزهای با قابلیت زوم دستی از فاصله دور بوسیله کابل کشی .
مانیتور صنعتی:
· مانیتورهای صنعتی LCD و CRT در اندازه های 21 ، 19، 17 و 14 اینچ ، با کیفیت تصاویر بالا، ورودی و خروجی ویدئو و صوت ، قابلیت کارکرد به مدت طولانی.
دوربین های تحت شبکه :
· دوربین های تحت شبکه را می توان به عنوان یک دوربین و یک کامپیوتر تعریف کرد که در یک سیستم هوشمند جمع شده اند. این دوربین ها تصاویر را بر روی شبکه های کامپیوتری منتقل می کنند تا کاربر بتواند از راه دور تصاویر را مدیریت ، ضبط و پخش نماید. به محض اینکه تصاویر روی شبکه ارسال شد ، کاربر از هر کامپیوتر متصل به LAN و یا اینترنت می تواند به آنها دسترسی داشته باشد.
· دوربین های تحت شبکه بهترین و آسانترین راه برای مشاهده ، ثبت و ضبط با بهترین و مطلوبترین کیفیت تصویری بر روی هر نوع از شبکه های کامپیوتری می باشند.تصاویر با استفاده از هر نوع مرورگر (تحت وب) بدون وابستگی به نوع سیستم عامل ، قابل دیدن و بر روی حافظه های کامپیوتر قابل ثبت و ضبط می باشند.دوربین های تحت شبکه ، کاملاً مستقل از کامپیوتر عمل کرده و در هر جایی قابل نصب هستند.این دوربین ها امکان مشاهده و ضبط تصاویر از هر جایی در دنیا برای کاربر بوجود می آورند.
نرم افزار دوربین های تحت شبکه :
· بوسیله نرم افزار در آن واحد هم می توانید تصاویر دوربین ها را ببینید ، هم آنها را با کیفیت بالای دیجیتالی به صورت دائم و یا بر طبق برنامه ای خاص ضبط کنید :
· وجود حالتهای مختلف برای ضبط ، از جمله به طور دائمی ، بر طبق برنامه ای خاص ، یا پس از ایجاد شدن حرکت روی تصویر (Motion Detection) و یا پس از برقراری ارتباط با سیستم های حسگر محیطی
· تخصیص اتوماتیک IP با استفاده از پروتکل های استاندارد
· انجام تنظیمات لازم
· به روز رسانی سیستم عامل مرکزی دوربین ها
· نمایش و ضعیت ارتباط با دوربین ها
· مدیریت تعداد نامحدودی دوربین
کاربردهای سیستم های حفاظتی- نظارتی:
ادارات و ارگان های دولتی : سیستم های حفاظتی قابل نصب در ادارات و ارگان های دولتی برای حفظ و حراست پیرامونی و فیزیکی ، کنترل ورود و خروج و سایر موارد امنیتی به کار می روند . بدینوسیله با ایجاد محیطی امن از اموال دولتی و ارباب رجوع محافظت می شود.
اماکن صنعتی : در محیط های صنعتی ، مانند کارخانه ها و امکان دسترسی به خطوط تولید و انبارها را در اختیار مدیران قرار می دهد.
امور بانکی : به منظور حفاظت از باجه های خودپرداز (ATM) و دیگر نقاط حساس بانکها از خطر دزدی ، موسسات مالی شروع به نصب سیستم حفاظتی در این نقاط نموده اند و برای هر حرکتی تصویر جداگانه ای قابل ذخیره در یک پایگاه داده مرکزی است.
فروشگاه ها : صندوق فروشگاه همواره در معرض خطر دزدی قرار دارد.سیستم های حفاظتی به طوری که با انتقال تصاویر زنده روی شبکه و ذخیره آنها روی سرور صاحبان فروشگاه و مدیران می توانند روند کار را از راه دور کنترل کنند.
پایانه های مسافربری : می توان سیستم حفاظتی موجود را در جهت ایجاد امنیت بیشتر برای مسافران راه آهن ، فرودگاه و مترو مورد استفاده قرار داد.بدینوسیله مراکز نظارتی نیز به تصاویر این نقاط دسترسی خواهند داشت.
اماکن آموزشی : سیستم های حفاظتی قابل استفاده در مدارس ، پارک ها ، کلاس های درس ، سالن های مطالعه و سایر محیط های فرهنگی نیز می باشد و این مکان ها را به محیط های امن و قابل کنترل تبدیل می کند.

[rezalaghaian]

دوربین تحت شبکه (IP Camera)




استفاده از دوربین‌های تحت شبکه به علت بالا رفتن قابلیت‌های آنها نسبت به گذشته روز به روز درحال افزایش است و از این سو سعی دارم تا در مقاله‌ای نسبتا کوتاه به برخی از خصوصیات این دوربین‌ها بپردازم.
رزولیشن یا تفکیک پذیری
متفاوت از دوربین‌های آنالوگ که رزولیشن آنها با تی وی لاین (TVL) مشخص می‌شد (تعداد خطوط افقی موجود در تصویر) در دوربین‌ها تحت شبکه رزولیشن به پیکسن عنوان می‌شود.
به عنوان مثال 520 تی وی لاین در یک دوربین آنالوگ با رزولیشن 752x582 برابری می‌کند (که در نوع آنالوگ رزولیشن نسبتا بالایی به شمار می‌رود)
استفاده از دوربین‌های 2 و 3 مگاپیکسلی به صورت دوربین‌های شبکه به سرعت رایج شده و این دوربین‌ها می‌توانند تصاویری به مراتب بهتر از دوربین‌های آنالوگ ارائه دهند.
امروزه حتی دوربین‌های شبکه با روزلیشن 16 و 20 مگاپیکسر نیز وجود دارد. این دوربین‌ها می‌توانند تصاویر را با تمام جزئیاتشان نمایش دهند. از این دوربین‌ها معمولا برای مشاهده محیط‌های پهناور استفاده می‌شود.
عملکرد در نور کم
دوربین‌های تحت شبکه اولیه عملکرد مناسبی در نور کم نداشتند و مکانیزم جبران‌کننده آنها نیز باعث کاهش تعداد فریم‌ها در تصویر می‌شد که به یک تصویر بی کیفیت و نامنظم می‌انجامید.
اما دوربین‌های امروزی می‌توانند تصویر نسبتا مناسبی را حتی در نور یک لوکس نیز ایجاد کنند و از نور موجود استفاده مناسب را بکنند و 25 فریم در ثانیه را در هر شرایطی ایجاد کنند.
عملکرد در شبکه
یکی از نگرانی‌های مهم مسئولان شبکه در مورد استفاده از دوربین‌های تحت شبکه تاثیر آنها بر روی شبکه و کاهش سرعت آن است. چراکه به ویژه در دوربین رزولیشن بالا حجم زیادی از اطلاعات مربوط به دوربین باید در هر لحظه در شبکه جابه جا شود و با توجه به پهنای باند محدود شبکه این می‌تواند موجب ایجاد اختلال در شبکه نیز شود.
با این حال شبکه‌های گیگابایتی امروزی می‌توانند به راحتی نصب این دوربین‌ها را پشتیبانی کنند و در صورت ایجاد اختلال باید ظرفیت شبکه را افزایش داد. روش دیگر برای جلوگیری از ایجاد اختلال در شبکه استفاده از کابل‌های داده و عدم نصب مستقیم دوربین‌ها به شبکه است به طوری که تصاویر دارای شبکه خاص خود در سیستم باشند.
Power over Ethernet
بیشتر دوربین‌های شبکه دارای این قابلیت هستند. به این معنا که می‌توانید دوربین را با همان کابل شبکه تغیه کنید و این نیاز به یک کابل اضافه را جهت تغذیه دوربین از بین می‌برد.
پیشرفت‌های جدید این امکان را فارهم کرده که تجهیزات پر مصرف تر مانند دوربین‌های با قابلیت پن تیلت و زوم را نیز بتوان با همان کابل دیتا تغذیه کرد.
در مقایسه با دوربین‌های آنالوگ که به یک کالب جداگانه برای تغذیه نیاز داشتند این قابلیت موجب صرفه جویی در زمان و هزینه کابل کشی خواهد شد.
محدودیت طول کابل
داده‌ها بر روی کابل Cat5 دارای محدودیت مسافت تا ۱۰۰ متر است. با این حال تقویت‌کننده‌هایی وجود دارند که به راحتی این مسافت به ۲۰۰ متر افزایش می‌دهند و با استفاده از تجهیزات پیچیده‌تر می‌توان این مسافت را تا ۵۰۰ متر نیز افزایش داد.
با این حال در موقع نصب دوربین‌های شبکه نیز مانند دوربین‌های انالوگ باید به محدودیت فاصیه آنها و طول کابل توجه داشت

[rezalaghaian]

توضیحات فنی(دوربین مداربسته)





توضیحات فنی
پس از آشنا شدن با ابزارها و تجهیزات مختلف در رابطه با نصب دوربین‌های مداربسته به تشریح روشی برای ساده برای نصب سیستم مداربسته دلخواه شما می‌پردازیم. البته قبل از شروع آموزش باید به این نکته اشاره کنم که فرض من بر این بود که خواننده دارای حداقلی از اطلاعات فنی, اطلاعات مربوط به سیم‌کشی و توانایی کار با ابزارهای ساده برق باشد. در غیر این صورت مسئولیت هر گونه آسیب به تجهیزات بر عهده خود شماست. در ضمن کار کردن در ارتفاع ممکن است کمی پرخطر باشد پس در صورتی که حس می‌کنید از ارتفاع می‌ترسید از همین لحظه از انجام آن صرف نظر کرده و کار را به یک تکنیسین باتجربه بسپارید.
پلن: اولین قدم برای شروع به کار داشتن یک نقشه یا پلن از سیستم است. در هنگام مشخص کردن محل نصب دوربین‌ها به چندین نکته باید توجه داشته باشید. نصب دوربین در محیط‌های کم نور به هیچ عنوان توصیه نمی‌شود. در صورتی که می‌خواهید از یک دوربین دید در شب برای یک محیط تاریک استفاده کنید باید بدانید که این دوربین‌ها در محیط‌های تاریک تصویری سیاه و سفید خواهند داشت. هرگز دوربین را مستقیما در جهت نور خورشید و یا لامپ‌های پر نور نصب نکنید.
انتخاب محل مناسبی برای نصب دوربین کار آسانی نیست پس بی تفاوت از کنار آن نگذرید. گذشته از موقعیت نور در تصویر موقعیت و فاصله شی مورد نظر نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. در موقع خرید لنز (در صورتی که دوربین شما دارای لنز فیکس نباشد) متوجه انوع مختلفی از لنزها خواهید شد. در موقع انتخاب لنز به نور محل و فاصله شی توجه داشته باشید و فاصله کانونی لنز را انتخاب کنید. در یک محیط کوچک (حدود 50 متر) استفاده از لنز 3.6 مناسب خواهد بود. هر چه فاصله شی مورد نظر بیشتر شد باید فاصله کانونی لنز نیز بیشتر باشد. البته انتخاب لنز مناسب کار آسانی نیست و نیازمند کمی تجربه خواهد بود. راه دیگر برای این کار استفاده از لنزهای با قابلیت فوکوس متغییر است محدوده فوکوس این لنزها نیز محدود است اما کار انتخاب را برای شما خیلی راحتر خواهد کرد.
با انتخاب مکان‌های مهم و استراتژیک برای نصب دوربین شما خواهید توانست تعداد دوربین‌ها مورد نیاز برای یک محیط ثابت را کاهش دهید. در موقع نصب از همپوشانی تصاویر خودداری کنید و دوربین‌ها را طوری نصب کنید که هر کدام محیطی کامل را که دیگر دوربین‌ها پوشش نمی‌دهند پوشش دهند. در صورتی که حفظ امنیت دوربین‌ها نیز دارای اهمیت باشد دوربین‌ها را معمولا طوری نصب می‌کنند که هر دوربین در دید یک دوربین دیگر قرار گیرد و به وسیله یک دوربین دیگر پشتیبانی شود. نکته بسیار مهم دیگر در زمان جایگذاری دوربین‌ها توجه به امکان کشیدن کابل در محل نصب دوربین است.
سیم‌کشی: زمان‌برترین قسمت نصب دوربین‌های مداربسته مربوط به سیم‌کشی می‌شود. باید برای سیم‌کشی در قسمت‌های مختلف برنامه داشته باشید به طوری که کمترین مقدار سیم مصرف شود و همچنین طول سیم‌ها از حد استاندارد فراتر نرود چون موجب تضعیف سیگنال‌های تصویر خواهد شد. هرگز سیم‌های انتقال دهنده سیگنال‌های ویدئویی را از کنار سیم‌های جریان بالا عبور ندهید و حداقل فاصله 12 سانتی‌متر را در این مواقع رعایت کنید. طول کابل هر دوربین نباید از 400 متر بیشتر شود همچنین سعی کنید از کابل‌های کیفیت بالا برای انتقال تصاویر استفاده کنید.
نکاتی دیگری نیز در هنگام سیم‌کشی با اهمیت است مثلا سعی کنید در موقع نصب دوربین همیشه مقداری سیم اضافی در محل نصب دوربین برای جابه‌جایی‌های احتمالی باقی بگذارید. سعی کنید از تغذیه جداگانه دوربین‌ها خودداری کنید. می‌توانید برق را با ولتاژ 220 ولت تا دوربین برده و برای هر دوربین از یک آداپتور جداگانه استفاده کنید و یا کل دوربین‌ها را با یک آداپتور مرکزی تغذیه کنید. تغذیه هر دوربین از یک محل امکان نصب ups مجزا برای دوربین‌ها را در آینده از شما خواهد گرفت.
جایگذاری دوربین‌ها: جایگذاری دوربین بیشتر مربوط به نصب پایه و پیچ کردن آن به دیوار یا سقف می‌شود. در موقع رولپلاک کردن دوربین به دیوار یا سقف توجه داشته باشید که دوربین کاملا محکم در جای خود قرار گیرد و در صورتی که حس کردید پیچ‌ و رولپلاک‌ها خود دوربین کوچک هستند از اندازه بزرگتری استفاده کنید.
در موقع مشخص کردن محل سوراخ‌کاری به جهت دوربین توجه داشته باشید. در مورد دوربین‌هایی که تغذیه dc دارند باید به پلاریته ورودی دوربین توجه داشته باشید. برای اتصال سیم تصویر دوربین‌ها باید از فیش bnc استفاده کنید. فکر نمی‌کنم وصل فیش bnc کار خیلی سختی باشد به همین دلیل از توضیح آن صرف نظر می‌کنم اما اگر به نظر شما ضروری بود به من اطلاع دهید تا آن را اضافه کنم.
پس از وصل bnc خواهید توانست تصویر دوربین‌ها راببینید (البته اگر مراحل قبلی را به خوبی انجام داده باشید). در صورتی که تصاویر دوربین را نداشتید به قسمت عیب‌یابی مراجعه کنید.
جدول زیر به شما ترتیب انجام عملیات مربوط به نصب دوربین را نشان می‌دهد:
جمع‌آوری اطلاعات اولیه (مانند بازدید از محل, تعداد دوربین‌های درخواستی و ...)
مشخص کردن نوع دوربین‌ها
مشخص کردن محل مرکز کنترل (با توجه به ملاحظات امنیتی و امکان سیم‌کشی و ...)
تعیین سیستم تغذیه دوربین‌ها (مرکزی یا مجزا)
آماده کردن محل عبور کابل‌ها (سقف کاذب, کف, داکت و ...)
اجرای کابل کشی
اصلاح و انجام جزئیات مربوط به سیم‌کشی
اصلاح و انجام جزئیات مربوط به وصل به سیستم نمایش و ضبط
گرفتن تصاویر و تنظیم دوربین‌ها
پایان عملیات نصب دوربین‌ها

[rezalaghaian]

اصول ضبط دیجیتال




ضبط دیجیتال هر تصویر به تعدادی از پیکسل‌ها یا نقاط تقسیم می‌شود. برای هر یک از این پیکسل‌ها مبدل انالوگ به دیجیتال خصوصیات مختلف آن پیکسل مثل رنگ و روشنایی را به اعداد دیجیتال تبدیل می‌کند. و مجموع اطلاعات این پیکسل‌ها با هم یک تصویر را تشکیل می‌دهد و مجموع تصاویر با هم و به ترتیب یک تصویر متحرک را تشکیل می‌دهند. اطلاعات دیجیتال مربوط به هر پیکسل می‌تواند بر روی یک حافظه دیجیتال ضبط شود. یک تصویر عادی از یک دوربین تک فام (سیاه و سفید) می‌تواند 450 کیلوبایت فضا را اشغال کند و در یک تصویر رنگی این ضرفیت به 650 کیلوبایت می‌رشد. از این سو باید به دنبال راهی برای کاهش ظرفیت تصاویر بود. چنین ضرورتی موجب به وجود آمدن روش‌های مختلف کمپرس تصویر شد.
یک فریم تصویر دارای حجم زیادی از اطلاعات زائد است. در سیستم‌های انالوگ تصویر با تمامی اطلاعات آن به صورت ساده‌ای ضبط می‌شود اما در یک سیستم دیجیتال این کار ظرفیت زیادی را اشغال خواهد کرد پس باید اطلاعات زائد را از هر فریم جدا کرد. جدا کردن تغییر محسوسی را در کیفیت تصویر ضبط شده نخواهد داشت اما ظرفیت آن را به شدت کاهش خواهد داد. بیشتر روش‌های فشرده سازی تصویر دارای محدودیتی در فشرده سازی هستند و در صورت فشرده کردن تصویر بیش از آن کیفیت تصویر به شدت کاهش خواهد یافتو به نقطه‌ای که پس از آن کیفیت تصویر به شدت افت می‌کند Knee می‌گویند.
روش‌های مختلف فشرده سازی تصویر
معروف‌ترین روش فشرده سازی تصاویر استاندارد JPEG نام خود را از گروه به وجود آورنده این استاندارد یعنی Joint Photographic Expert Group گرفته است. در این روش فشرده سازی Knee در 1:8 (یک به هشت) صورت می‌گیرد. در تصاویر متحرک از استاندارد Motion JPEG یا M-JPEG استفاده می‌شود. در این استاندارد Knee در 1:15 اتفاق می‌افتد. بنابراین با استفاده از استاندارد M-JPEG در بیشترین میزان فشرده سازی ظرفیت یک تصویر 450 کیلوبایتی به 30 کیلوبایت تقلیل می‌یابد. اما این ضرفیت هنوز هم ضرفیت خیلی زیادی است چرا که در صورتی که حتی 2 فریم در ثانیه هم ضبط داشته باشید در طول 24 ساعت به فضایی بالغ بر 6 گیگا بایت نیاز خواهید داشت.
روش نسبتا جدیدتر (نسبت به M-JPEG) روش MPEG است که به وسیله گروه Motion Picture Expert Group طراحی و ایجاد شد. این استاندارد این قابلیت را دارد که قسمت‌های اضافی یا مشابه رانه تنها در هر تصویر بلکه در بین تصاویر مختلف و مجاوور نیز شناسایی و حذف کند.
در روش MPEG I از هر تصویر سه فریم متفاوت ساخته می‌شود. فریم اول (I-frame) همه خصوصیات و اطلاعات مربوط به ساخت تصویر مورد نظر را دارد. فریم بعدی فریم پیش‌بینی (P-frame) نام دارد و از I-frame تصویر قبلی ایجاد شده است و از آن برای ایجاد تصویر بعدی استفاده می‌شود. فریم آخر یا فریم پیشبینی دوتایی (B-frames) از دو فریم قبلی و بعدی ساخته می‌شود. در این روش فشرده سازی قسمت‌های تکراری و زائد نه تنها در هر تصویر بلکه بین تصاویر مختلف با استفاده از مقایسه فریم‌ها با هم حذف می‌شوند و به این ترتیب ظرفیت تصاویر ضبط شده در این روش بسیار کتر از روش JPEG است.
با توجه به اصل مقایسه تصاویر در صورتی که تصویر گرفته شده از یک مکان دارای حرکت کمتر و عوامل ثابت بیشتری باشد (مثل تصاویر گرفته شده با دوربین‌های مداربسته ثابت) ظرفیت تصاویر خیلی کمتر از حالت‌های دیگر خواهد بود و به همین صورت این روش فشرده سازی امکان فشرده کردن تصاویر را تا نسبت ۱:۱۰۰ نیز فراهم می‌کند.
فرمت MPEG-2 نوع پیشرفته‌تری از فشرده‌سازی به روش MPEG است با استفاده از این روش فشرده سازی می‌توان 90 دقیقه از یک فیلم با کیفیت VHS را در فضایی به بزرگی 650 مگابایت ذخیره کرد. در
از طرفی قابلیت استفاده از interframe یا حذف قسمت‌های تکراری در تصاویر مجاور دارای محدودیت‌هایی نیز هست. در صورتی که تصاویر فشرده شده دارای تغییرات دائمی و ناگهانی باشد میزان فشرده سازی تصاویر به شدن کاهش می‌یابد بنابراین ضرفیت تصاویر ضبط شده در فرمت‌هایی که دارای قابلیت interframe هستند تا حد زیادی به تغییرات در تصاویر نیز وابسته است.
جدول زیر یک مقایسه کوتاه و مختصر را بین روش‌های فشرده‌سازی تصاویر در دوربین‌های مداربسته نشان می‌دهد.

نوع فرمت

KNEE

با INTERFRAME

JPEG

4 –8:1

این قابلیت را ندارد

M-JPEG

10 -15:1

این قابلیت را ندارد

MPEG

10 –15:1

100:1

FRACTAL

20 –30:1

>100:1

WAVELET

30:1

>100:1