نحوه عملکرد دوربین مداربسته

در این مقاله در خصوص نحوه عملکرد دوربین های مداربسته که جز جدانشدنی تجهیزات نظارتی هستند، صحبت خواهیم کرد. ویژگی های مهم این تجهیزات را شرح می دهیم و درباره چگونگی کارکرد انواع دوربین مداربسته صحبت می کنیم. تا بدین ترتیب به صورت کاملا دقیق و جزیی با چگونگی کار این تجهیزات بیشتر آشنا شوید.

دوربین مداربسته چگونه کار می کند؟

نحوه عملکرد دوربین های مداربسته به گونه ای می بااشد که پپس از دریافت نور، آن را به سیگنال ویدئویی تبدیل می کنند. این عملیات به کمک سنسور CCD تعبیه شده در هسته دوربین مداربسته اتفاق میفتد که در ابتدا نور دریافتی به سیگنال الکتریکی و سپس به سیگنال ویدئویی تبدیل می شود که بر روی نمایشگر دستگاه قابل مشاهده می باشد که همه این فرایند تحت یک سیستم هوشمند کنترل می شوند و به واسطه استفاده ااز الگوریتم های مختلف مانند سسنورهای حرکتی، سنسور تشخیص چهره و غیره به راحتی تردد افرا رصد می شود. همچنین مانیتورهای متصل به سیستم دوربین های مداربسته با استفاده از نرم افزار و اپراتور، بر کل سیستم نظارت کافی خواهند داشت.

در واقع عملکرد همه دوربین های مداربسته یک روند یکسان و کلی را در پیش دارد. اما متناسب با نوع دوربین و اجزای تشکیل دهنده آن، طرز کار دوربین های مداربسته متغییر است. دوربین های مداربسته عمدتا مجهز به یک موتور قدرتمند هستند که به واسطه آن قابلیت زوم داشته و برحسب نیاز با حرکت در محدوده مورد نظر و زوم در یک نقطه خاص، توالی ثابتی از تصاویر مرتبط با آن نقطه یا نقاط ثبت شده را ضبط می کنند و از طریق کابل یا در مدل های بی سیم به واسطه قابلیت وای فای دیتاها را بر روی DVR ذخیره می کنند.

در آخر داده های ذخیره شده بر روی مانیتور برای کاربر قابل مشاهده می باشد. سیستم این دوربین ها به صورت سیمی یا بی سیم می باشد. دوربین های مداربسته با ثبت دنباله ای از تصاویر و امکان نمایش آنها به صورت ویدئو بلادرنگ، عمل می کنند. در برخی از انواع سیستم های دوربین مداربسته، امکان پخش تصاویر به صورت زنده فراهم است و در مدل هایی که دوربین می چرخد، به راحتی کل محیط اطراف قابل مشاهده است. در نظر داشته باشید که کلیت عملکرد دوربین ها را در بالا توضیح دادیم ولی بر حسب نوع دوربین، که برای اهداف مختلفی از جمله تشخیص پلاک، ثبت تصاویر حرارتی، دید در شب و ضدنور کاربرد دارند، می تواند دارای پروسه پردازش و گزارش دهی متفاوتی باشد.

مراحل کار دوربین مداربسته

در ادامه سیر عملکردی دوربین های مداربسته را به ترتیب مورد بررسی قرار می دهیم.

• ثبت تصاویر به واسطه لنز دوربین: دوربین های نصب شده در محیط به واسطه سنسورهای حساسیت بالا، با محیط اطراف ارتباط گرفته و به راحتی داده های صوتی و تصویری که از طریق لنز به آنها دسترسی دارند را پردازش می کنند. لنزهای دوربین مشابه چشم انسان عمل کرده و نور منعکس شده از اجسام را دریافت کرده تا تصاویر را ضبط کنند و بر حسب نوع دوربین، دارای قابلیت زوم و چرخش 360 درجه نیز هستند. برخی از دوربین ها با توجه به فاصله کانونی و لنزی که دارند، می توانند موجب بزرگنمایی شوند.
• فشرده سازی تصاویر در دوربین مداربسته: در انواع مختلف دوربین های آنالوگ، فرایند Compact یا فشرده سازی به صورت دیجیتال بوده و قابل اعمال بر روی سیگنال های ویدئویی قبل از زمان ارسال می باشد که غالبا از استانداردهایH.264 و H.265 استفاده می شود. اما در مجموع فشرده سازی تصاویر در این دوربین ها در مقایسه با دوربین های آی پی، دارای محدودیت بیشتری است. توجه داشته باشید که فشرده سازی تصاویر در دوربین آی پی بر مبنای الگوریتم های دیجیتالی H.264، H.265 (HEVC) یا H.266 (VVC) است.
• نمایش و دسترسی به داده های ثبت شده دوربین مداربسته: بعد از انجام مرحله اول، داده ها به بخش DVR می روند. سیستم دوربین مداربسته را می توان از نظر محدوده سنجش کم و زیاد کرد. برای نظارت بر فریم های قابل ضبط، باید به یکی از مانیتورها متصل شد. ابتدا دوربین چندین تصویر متوالی از یک منطقه را ثبت نموده و سپس به صورت بی سیم یا سیمی در سیستمی که ادمین انتخاب کرده است، نمایش می دهد. در نهایت سیستم ترکیبی از تصاویر را در کنار هم چیده و ویدئو نهایی بر روی مانیتور قابل مشاهده است.
• انتقال دیتا با استفاده از سنسور: تصاویر دریافت شده در این سیستم بعد از ثبت به تصاویر دیجیتالی تبدیل می شوند تا در نهایت به مانیتور دوربین انتقال داده شوند و برای اپراتور قابل دسترس باشند.
• امکان پخش ویدئو یکپارچه: تصاویر ثبت شده به کمک لنز دوربین بعد از پردازش های متعدد به صورت یک ویدئو قابل مشاهده با کیفیت مطلوب تبدیل می شوند.
• نرم افزار دوربین مداربسته: انواع مختلف نرم افزارهایی که با دوربین مداربسته کار می کنند در واقع یک نوع رابط کاربری به حساب می آیند که به راحتی از این طریق می توان به تنظیمات دوربین دسترسی داشته و تصاویر ثبت شده را مشاهده کرد. نحوه عملکرد نرم افزارهای مختلف متناسب با برند دوربین می تواند متفاوت باشد. همچنین دسترسی افراد مختلف به واسطه نام کاربری و رمز عبور تعریف می شود. در صورتی که در سیستم نظارتی شما یک دوربین جدید اضافه شود باید نام دستگاه جدید نیز در نرم افزار اضافه گردد تا برای دسترسی های بعدی تعریف شده باشد.

نحوه کارکرد انواع دوربین مداربسته از نظر نوع تکنولوژی ساخت

دوربین های مداربسته شامل دوربین های آنالوگ و آی پی هستند که در ادامه نحوه عملکرد آنها را بررسی می کنیم.

• دوربین مداربسته آنالوگ: این دوربین ها جز اولین سری دوربین های مداربسته محسوب می شوند که در طول زمان ارتقا یافته اند. این مدل دوربین ها در مقایسه با دوربین های IP از پیچیدگی کمتری برخوردار هستند. عملکرد این دوربین ها به گونه ای است که نور بازتاب شده از سطح اجسام از لنز دوربین عبور کرده و با استفاده از سنسور، تصویر دریافت می گردد و در نهایت به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این دیتای دریافت شده به واسطه کابل کواکسیال به منظور دخیره سازی به DVR انتقال می یابد.

دوربین مداربسته AHD: با ظهور نسل جدید دوربین مداربسته آنالوگ HD، تصاویر با کیفیت بیشتری ارائه می شود و به راحتی در مسافت های طولانی تر نیز می توان تصاویر را ثبت و انتقال داد. این دوربین های آنالوگ با کیفیت به اختصار AHD نامیده می شوند که تصاویر دریافت شده در چیپ کد گذاری شده و تصاویر را با سرعت بیشتر و با کیفیت بالاتری ارائه می دهند. رزولوشن تصاویر قابل ارائه با این نوع دوربین ها 1.3 و 2 بوده و در برخی مدل ها به 4 مگاپیکسل نیز می رسد. انواع مختلف دوربین هایی که در دسته دوربین های آنالوگ قرار می گیرند شامل AHD، HD-CVI، HD-TVI و HD-SDI است که عملکرد همه آنها را بررسی خواهیم کرد.

دوربین مداربسته HD-TVI: این دوربین ها به واسطه رابط گرافیکی که دارند، تصاویر را با کیفیت بالایی انتقال می دهند و بر مبنای داده های دیجیتالی کار کرده و آن را به سیگنال های آنالوگ تبدیل می کنند که دارای رزولوشن 1 تا 8 مگاپیکسل می باشند.

دوربین مداربسته HD-CVI: دوربین های HDCVI مجهز به یک رابط ویدئویی کامپوزیتی با وضوح بالا هستند که یک استاندارد ویدئویی آنالوگ به حساب می آید. از این دوربین ها برای انتقال تصاویر HD در مسافت های بسیار طولانی با صرف هزینه کم و سیستم های بزرگ و پیچیده استفاده می شود. این تکنولوژی با شرکت داهوا ظهور پیدا کرده و رزولوشن تصاویر در این مدل دوربین ها در حالت حداکثری به 8 مگاپیکسل می رسد.

دوربین مداربسته HD-SDI: آخرین سری دوربین های آنالوگ در این دسته جای می گیرند که دارای رابط دیجیتالی سریال با کیفیت هستند. این تکنولوژی تصاویر فشرده نشده را درمسافت کوتاه تر منتقل می کند.

• دوربین مداربسته IP: نحوه عملکرد دوربین های IP به گونه ای است که بعد از ثبت تصاویر، دیتاها به واسطه بستر شبکه فشرده می شوند و در مقایسه با دوربین های آنالوگ از پیچیدگی بیشتری برخوردارند. نور بازتابیده شده توسط سنسور تصویر دریافت شده و توسط چیپست الکترونیکی به سیگنال دیجیتالی تبدیل می شود. در نهایت داده های دیجیتالی به NVR منتقل می شوند و در لحظه به راحتی قابلیت دسترسی به داده های دوربین های تحت پوشش شبکه با استفاده از مرورگر وب فراهم می باشد. این دوربین ها در مقایسه با انواع دوربین های آنالوگ، قیمت بالاتری دارند و عمده استفاده آنها در سازمان های بزرگ، کارخانجات است.

نقش دستگاه ضبط در عملکرد دوربین مداربسته

دستگاه های ضبط نقش مهمی در سیستم های نظارتی دارند. این تجهیزات تصاویر آنالوگی که برای آنها ارسال می شود را به تصاویر دیجیتال تبدیل می کنند تا از این طریق داده ها بر روی هارددیسک ذخیره شوند و به واسطه کابل به دوربین وصل می شوند که در مجموع سه نوع دستگاه ضبط مختلف برای دوربین های مداربسته داریم.

• دستگاه ضبط DVR: این نوع دستگاه ضبط برای دوربین آنالوگ کاربرد دارد و به معنی Digital Video Recorder است و با استفاده از کابل به دوربین وصل می شود. DVR برای ذخیره سازی داده ها نیازمند هارد می باشد که در زمان خرید باید به صورت جداگانه تهیه کنید و ظرفیت هارد متناسب با نوع DVR متغییر است. تعداد کانال می تواند در این دستگاه متفاوت باشد و به ازای هر کانال می توان یک دوربین مداربسته جدید را به سیستم افزود. کیفیت نمایش تصویر در این دستگاه بسته به کیفیت دوربین مداربسته متفاوت است.
• دستگاه ضبط NVR: این دستگاه که اختصار یافته عبارت Network Video Recorder است در سیستم های نظارتی تحت شبکه کاربرد فراوان دارد و در مقایسه با DVR مجهز به قابلیت های پیشرفته تری می باشد. این تجهیز نیز به کمک کابل کواکسیال به دوربین وصل شده و داده های پردازش شده دوربین از این طریق به NVR می رسند. این دستگاه بر حسب تعداد کانال، فرمت فشرده سازی تصویر، پهنای باند، تعداد و ظرفیت هارد دسته بندی می شوند. برخی از مدل های این دستگاه دارای قابلیت POE هستند که موجب می شود نیازی به کابل مجزا برای تامین برق نباشد که نوعی مزیت محسوب می شود.
• دستگاه ضبط XVR: این دستگاه ضبط هیبریدی نسخه جدیدی از DVR به حساب می آید و می تواند با انواع CCTV به کار گرفته شود و همه دوربین های مداربسته تحت شبکه را می توان به آن متصل نمود. به ویژه در زمانی که سیستم نظارتی امنیتی شما متشکل از دو نوع دوربین آنالوگ و دیجیتال باشد می توان از XVR به راحتی استفاده کرد. به این تجهیز HVR هم گفته می شود. دسته بندی این نوع دستگاه ضبط مشابه گروه های قبلی است. همچنین استفاده از XVR ها باعث کاهش هزینه ها نیز می گردد.