تاریخچه دوربین مداربسته

دوربین مداربسته” چیست؟

واژه “دوربین مداربسته” برگردان فارسی کلمه انگلیسی Closet Circuit television یا به اختصار CCTV می باشد. معنی لغوی آن جعبه جادویی مدار بسته است و به دوربین هایی گفته می شود که در جای خود ثابت اند.

دوربین مداربسته به کلیه دوربین هایی اطلاق می گردد که در محل خود ثابت بوده و تصاویر را به یک یا چند محل ارسال می کنند. از آنجا که اغلب این دوربین ها در حفاظت، نظارت و سیستم های مانیتورینگ امنیت بکار می رود این واژه بیشتر به همین حیطه بر می گردد اما معنی فنی آن حتی دوربین های ویدیو تلفن و کنفرانس را نیز دربر می گیرد.

تاریخچه:

نخستین سیستم مداربسته در سال ۱۹۴۲ میلادی توسط شرکت زیمنس آلمان به منظور مشاهده پرتاب موشک های V2 نصب شد. یک مهندس آلمانی بنام “والتر بروچ” مسئول نصب این سیستم بود.

در آمریکا اولین تبلیغ دوربین مداربسته در سال ۱۹۴۹ مربوط به محصولی با نام “وریکون” بود که در تبلیغات گفته میشد به مجوز دولتی نیازی ندارد.
از آن پس سیستم های ضبط تصاویر دوربین مداربسته در برخی پایگاه های فضایی بزرگ جهت ضبط تصاویر پرتاب موشک ها بکار گرفته شد و خیلی زود روی موشک ها نصب شد تا جایی که تصاویر را همراه با صدا به زمین ارسال کرد.

اولین رونمایی از دوربین مداربسته در اماکن عمومی آمریکا در سال ۱۹۷۳ بود. زمانی که در میدان تایمز نیویورک اولین دوربین مداربسته به منظور جلوگیری از جرایم در محدوده نصب شد اما نقش چشمگیری در کاهش جرایم ایفا نکرد. تا ایتکه در سال ۱۹۸۰ دوربین های مداربسته در سطح گسترده ای در سراسر آمریکا بخصوص در مراکز عمومی بکار گرفته شد. بنظر می آمد استفاده از دوربین مداربسته راهی ارزان تر در مقایسه با بکارگیری نیروهای پلیس برای شناسایی جرایم باشد.

بتدریج برخی از حرفه ها و مشاغل بخصوص آنهایی که بیشتر در معرض سرقت قرار داشتند نیز به دوربین مداربسته روی آوردند. در سال ۱۹۹۰ دستگاه های ضبط تصاویر دوربین ها تنها با قابلیت ” ضبط بعد از شناسایی حرکت” وارد بازار شدند که استفاده از دوربین مداربسته را در این کشور بسیار بیشتر کرد. تا قبل از آن، دستگاه های ضبط تصاویر تا حد زیادی از نظر میزان حجم ذخیره و قابلیت ها بسیار محدود بود. از نیمه دوم سال ۱۹۹۰ پلیس دوربین های زیادی را در سطح شهرها بخصوص مراکز عمومی ، مدارس و پروژه های ساختمانی نصب کرد.

در انگلستان نیز استفاده از دوربین مداربسته بسیار متداول شد. شهر “نورفولک” انگلستان نخستین جایی در این کشور بود که دوربین ها در آن نصب شدند.

بطور کلی در دهه میلادی بین ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۰ استفاده از دوربین های مداربسته در بسیاری از کشورها رواج یافت.

نام گذاری دوربین مداربسته

نام گذاری دوربین های مداربسته قاعده مشخصی را پیروی نمی کند و بیشتر بر اساس شکل ظاهری دوربین ها ، نوع کاربری و بعضا نام اختصاصی یک کارخانه است (مانند دوربین مکعبی یا ریگولار که نام گذاری کارخانه کمدکس است). از اینرو در بحث دوربین های مداربسته نام هایی چون: دام ، باکس ، جعبه ای ، صنعتی ، بالت ، استوانه ای ، فشنگی ، تفنگی ، مینیاتوری ، پین هول و… .[۲]
انواع دوربین مداربسته

انواع دوربین های مداربسته[۳] بر اساس نام گذاری معمول بیین دست اندرکاران سیستم مداربسته ، تولید کننده ها و نصاب ها به شرح ذیل می باشد.

دوربین مداربسته دام
دوربین مداربسته باکس
دوربین مداربسته بالت
دوربین مداربسته اسپید دام
دوربین مداربسته پینهول
دوربین مداربسته زوم
دوربین مداربسته PTZ
دوربین مداربسته مکعبی
دوربین مداربسته ریگولار
دوربین مداربسته دید در شب
دوربین مداربسته حرارتی

دوربین های مدار بسته صنعتی

این نوع دوربین مدار بسته را می توان خاص ترین نوع دوربین مدار بسته دانست. که ممکن است در تمامی شرایط محیطی ولی در حالت های خاص استفاده می شود. یکی از ویژگی های مهم این دوربین های مدار بسته توابع پردازش تصویری است که در طراحی آن ها لحاظ شده است. در مکان ها و شرایطی که نیاز به قابلیت های خاص از قبیل BLC , HLC, WDR, ATR , ATW و … می باشد بیشتر سراغ دوربین های صنعتی می رویم. برروی این دوربین ها هنگام خرید نه پایه وجود دارد ، نه لنز و نه کاور ضد آب و تک تک این اقلام باید به طور جدا گانه تهییه شود . در واقع یکی از قابلیت های دوربین همین انعطاف پذیری بالای آن است. برای شرایط نصب خاص می توان پایه های خاص ، برای فواصل بسیار کم یا زیاد می توان از لنز های خاص و یا برای شرایط آب و هوایی خاص کاور های ضد آب و یا کاور های دید در شب و یا کاور های فن دار استفاده می شود.
دوربین های مدار بسته دام

کاربرد اصلی این دوربین ها در محیط های داخلی و اداری می باشد.اکثر این دوربین ها لنز هایی wide ا فاصله کانونی کوچک ( ۳٫۶ یا ۴ میلیمتر) دارند و بخوبی می توانند وقتی در گوشه ای از اتاق نصب شوند ، تمام فضای اتاق را تحت پوشش قرار دهند. این دوربین ها بیشتر مواقع بر روی سقف نصب می شوند .
دوربین های مدار بسته حرارتی

از جمله دوربین های که دارای تنوع زیاد و کاربرد بیشتر در تجهیز دوربین های مداربسته حفاظتی هستند نورافکن های مادون قرمز هستند. و از نظر تولید دارای انواع مختلف تجاری بوده و برای دوربین های دوربرد نورافکن های حرفه ای لیزری مخصوص تولید می شود و این نوع دوربین دارای برند های مختلف می باشد.
دوربین های مدار بسته بولت

این دسته از دوربین ها ی مدار بسته برای محیط های خارجی طراحی شده اند. قاب ضد آب این دوربین ها قادر می سازد تا در محیط های بیرونی و با شرایط جوی بد به راحتی کار کنند. همچنین همه ی این دوربین ها قابلیت دید در شب ( بااستفاده از مادون قرمز) دارند و می توانند در شرایط نوری بسیار تاریک به راحتی تصویر برداری کنند.
دوربین های مدار بسته اسپید دام

در واقع می توان گفت ای دوربین ها کامل ترین نوع دوربین مدار بسته رنگی که دستگاه کنترلرو کیبورد خاص خود را دارد می باشند، گردان است و لنز زوم دارد، می تواند شدت نوررا تنظیم کند. دورو نزدیک شدن تصاویر را در آن می توان کنترل نمود روی سقف نصب می شود و تمامی برنامه ریزی ها و فرامین لازم از طریق کیبورد کوچک و خاص آن قابل اعمال است.هر تصویر را می توان مجموعه ای از نقاط نا پیوسته فرض کرد که در کنار هم قرار می گیرند و مجموعا یک تصویر را می سازند هر کدام از این نقاط در هر لحظه می توانند خصوصیات متفاوتی داشته باشند . می توان مسیری خاص برای دوربین تعریف کرد و دوربین را برنامه ریزی کرد تا در هر شرایط زمانی مختلف مسیر و یا نقاط خاصی را تصویر برداری کند.
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 پیکسل عنوان می‌شود.

به عنوان مثال ۵۲۰ تی وی لاین در یک دوربین آنالوگ با رزولیشن ۷۵۲x۵۸۲ برابری می‌کند (که در نوع آنالوگ رزولیشن نسبتاً بالایی به شمار می‌رود)

استفاده از دوربین‌های ۲ و ۳ 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 ۱۶ و ۲۰ مگاپیکسل نیز وجود دارد. این دوربین‌ها می‌توانند تصاویر را با تمام جزئیاتشان نمایش دهند. از این دوربین‌ها معمولاً برای مشاهده محیط‌های پهناور استفاده می‌شود.
عملکرد در نور کم

دوربین‌های دوربین 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 نسبتاً مناسبی را حتی در نور یک لوکس نیز ایجاد کنند و از نور موجود استفاده مناسب را بکنند و ۲۵ فریم در ثانیه را در هر شرایطی ایجاد کنند. [۴]به این دوربین ها اصتلاحا Day&Night میگوییند.هر لوکس به اندازه نور یک شمع محاسبه میشود یعنی دوربینی که در مشخصات آن مثلا قید شده۵٫/ lux می تواند یک متر مربع را با نور نصف یک شمع روشن کند. هر چه عدد لوکس در مشخصات پایین تر باشد دوربین قدرت بیشتر دارد .م مثلا دوربینی با قدرت ۵٫/. ضعیف تر از دوربینی است که لوکس ان ۱٫٫/. است.
منبع تغذیه

[۵]برای اتصال دوربین مداربسته ما نمی توانیم دوربین را به صورت مستقیم به جریان برق وصل کنیم برای این کار احتیاج به آداپتور یا همان منبع تغذیه داریم.

بیشتر دوربین های مداربسته با جریان ۱۲ ولت تا ۲۴ ولت تغذیه میشوند.ولی آمپر دوربین ها با هم متفاوت است.

نکته:اگر به دوربینی بیش از ولتاژ مرد نظر دوربین جریان برسانیم ,دوربین خواهد سوخت مثلا جریان دوربینی اگر ۱۲ ولت باشد به آن ۲۴ ولت جریان برسد آن دوربین می سوزد .میانگین جریان ورودی به دوربین بین ۹ ولت تا ۱۲ ولت است.

آمپر:در دوربین مداربسته آمپر هر دوربین متفاوت است .

آمپر دوربینهای مدار بسته:

۱:دوربین مداربسته بولت :۱ آمپر

۲:دوربین مدار بسته باکس:۱ آمپر

۳:دوربین مداربسته دام :۵/. آمپر

۴:دوربین مداربسته مینی و پین هول :۳/. آمپر

شما شاید در جاهایی مجبور باشید منبع تغذیه ۳ دوربین را با یک آداپتور تهیه کنید مثلا دو تا دوربین دام دارید و یک دوربین باکس برای تولید جریان مناسب باید از یک آداپتور ۱۲ ولت با ۲ آمپر استفاده کنید تا جریان به خوبی به دوربین هایتان برد.

یک نکته مهم:هنگامه سیم کشی برای منبع تغذیه باید ان نکته را در نظر داشته باسید اگر متراژ سیم کشی شما بیش از ۱۰۰ متر است برای هر ۱۰۰ متر ۲ ولت اضافه تر در نظر بگیرید.به صورت ساده تر بگم در هر ۱۰۰ متر ما ۲ ولت افت ولتاژ داریم.
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 شبکه‌است به طوری که تصاویر دارای شبکه خاص خود در سیستم باشند.

این مشکل هم اخیراً با استفاده از فرمت‌های متفاوت فشرده سازی مانند (H.۲۶۴/MPEG۴،MJPEG) حل شده است و به راحتی تا بیش از ۱۰ دوربین مگاپیکسلی در یک شبکه با سرعت ۱۰۰Mb/s در کنار هم کار می‌کنند. به طور مثال شرکت Brickcom تایوان با استفاده از همین تکنولوژی موفق به ساخت دوربین‌های تحت شبکه با فرم ریت ۳۰ هم به صورت کابلی و هم به صورت وایرلس شده است. این شرکت جزو شرکت‌های پیشر در ساخت دوربین‌های ۳G ساپورت است. این دوربین‌ها به وسیله مودم‌های ۳G و سیم کارت‌های نسل سوم می‌توانند بدون اتصال به شبکه‌های داخلی بر روی بستر اینترنت تصاویر را در تمام دنیا انتقال دهند. با این امکانات شرکت Brickcom از معدود شرکت‌هایی است که دوربین‌های ۳G را به صورت گسترده تولید کرده است
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 فراهم کرده که تجهیزات پر مصرف تر مانند دوربین‌های با قابلیت پن تیلت و زوم را نیز بتوان با همان کابل دیتا تغذیه کرد.[۶]

در مقایسه با دوربین‌های آنالوگ که به یک کابل جداگانه برای تغذیه نیاز داشتند این قابلیت موجب صرفه جویی در زمان و هزینه کابل کشی خواهد شد.
محدودیت طول کابل

طبق استانداردهای شبکه طول یک کابل Cat۵ نباید بیش از ۱۰۰ متر شود. با این حال تقویت‌کننده‌هایی وجود دارند که می‌توانند این مسافت را به ۲۰۰ متر افزایش دهند و با استفاده از تجهیزات پیچیده‌تر می‌توان این مسافت را تا ۵۰۰ متر نیز افزایش داد.

اما در شبکه‌های امروزی با استفاده از فناوری‌هایی مانند فیبر نوری و ارسال بی سیم اطلاعات این محدودیت‌ها عملاً از بین رفته است.
تفاوت دوربین های آنالوگ و تحت شبکه IP

اگر شما بدنبال سیستم امنیتی هستید که محل کار یا منزل خود را نظاره کنید، یکی از تصمیماتی که باید بگیرید انتخاب میان دوربین آنالوگ و IP است. دوربینهای آنالوگ بر اساس داده های ویدوئی کار می کنند مانند تلویزیون یا دوربین فیلم برداری و یا مانیتور و یک IP Camera بر پایه مبنای دیجیتال یا باینری، داده ها را ارسال می نماید و همانند دیگر تجهیزات تحت شبکه یک آدرس به خود اختصاص می دهد ، در دوربین های IP علاوه بر محیط شبکه داخلی در مرورگرهای وب هم می توان تصاویر را رصد کرد. حال بیایید یک مقدار دقیق تر به نظرات مخالفان و موافقان نگاه کنیم تا بدانیم کدامیک مناسب ترین و بهترین گزینه برای شما می باشد. موافقان دوربینهای آنالوگ:

قیمت ارزان: عموماً دوربینهای آنالوگ از قیمت ارزانتری نسبت به IP برخوردارند.
تنوع: دوربینهای آنالوگ در مدلها و قالبهای مختلفی طراحی و عرضه شده اند.
سازگاری بالا: نصب و راه اندازی آنها بسیار ساده می باشد.
مخالفان دوربینهای آنالوگ:
فقدان امکانات: بسیاری از دوربینهای آنالوگ از تکنولوژی روز بی بهره اند مانند زوم دیجیتال.
مشکل تداخل امواج و دزدی تصاویر: در دوربینهای آنالوگ بدلیل ارسال تصاویر بدون رمزگزاری هک کردن براحتی امکان پذیر می باشد.
عدم پوشش نظارتی در فضاهای بزرگ: دوربینهای آنالوگ برای نظارت محیط های وسیع گزینه مناسبی نیستند.
خرید نرم‌افزار: به تعداد دوربینهای آنالوگ بایستی مجوز نرم‌افزاری نیز خریداری شود.
موافقان دوربینهای IP Camera:
بهترین گزینه برای وایرلس: این دوربینها پس از رمزگذاری، دیتا را ارسال می نمایند پس اگر شبکه شما هک شود امکان هک کردن تصاویر ابداً وجود ندارد.
امکان تامین ولتاژ برق با یک کابل شبکه: در مدلهای PoE به جای کابل کشی برق و شبکه کافیست فقط یک رشته کابل مانند Cat5 برای رساندن برق و دیتا استفاده شود.
نظارت از طریق اینترنت: دوربینهای IP برای نظارت از راه دور خیلی بهتر از دوربینهای آنالوگ می باشند.
ذخیره آسان اطلاعات: ذخیره دیتا به مراتب ساده تر و دسترسی به آن آسانتر از دوربینهای آنالوگ می باشد.
مخالفان دوربینهای IP Camera:
قیمت بالا:دوربین های IP بدلیل امکانات و تکنولوژی روز بکار رفته در آنها قیمت بالاتری دارند.
نیاز به پهنای باند زیاد: دوربین های IP به نسبت آنالوگ از پهنای باند زیادتری استفاده می کنند

تکنولوژی دوربین های آنالوگ HD-SDI از ۲ سال پیش برای حفظ بازاردوربین مداربسته آنالوگ معرفی شد و این تکنولوژی توسط شرکت های کره ای که فقط دوربین مداربسته آنالوگ تولید می کردند عرضه شد.
HD-SDI به جهت نقاط ضعف بسیار زیادی که دارد نتوانست موفقیت زیادی بدست آورد و با فروش کم تقریباً با شکست مواجه شده است .
نقاط ضعف دوربین مداربسته HD-SDI:
بیشترین رزولوشن تصویر در دوربینمداربستهHD-SDI۲ مگاپیکسل است در حالی که در دوربین
ip ،دوربینهای با رزولوشن تصویر بیشتر از ۱۰ مگاپیکسل تولید شده است و در حال حاضر حتی دوربین های مداربسته ۳وحتی ۵ مگاپیکسل هم از لحاظ اقتصادی و هم کیفیت تصویر به صرفه تر می باشند و فرق قیمتی چندانی با دوربین های HD-SDI ندارند.
بزرگترین ضعف دوربین های مداربسته HD-SDI ضعف در دست گاه های ذخیره ساز آن می باشد که تا به امروز فقط دستگاه DVR 4و۸کانال برای آن تولید شده است وهنوز خبری از دستگاه های ۱۶ کانال و یا بالاتر نیست.
در نوع دوربین های آنالوگ HD-SDI محدودیت کابل کشی یکی ازچالش های بزرگ می باشد و حتی اگر بهترین نوع کابل کواکسیال RG نیزجهت کابل کشی استفاده گردد بیشتر از ۱۵۰ متر کابل کشی امکان پذیر نیست و بایستی یک تقویت کننده تصویردر طول کابل کشی قرار داده شود.
یک دستگاه DVR چهار کانال HD-SDI به علت قیمت بالایی که دارد تقریباً برابر با قیمت DVR 16CH FULL D1 از لحاظ اقتصادی اصلاً به صرفه نمی‌باشد.

انتقال تصویر

به طور کلی برای انتقال تصاویر[۷] دوربین های مداربسته از پروتکل IP استفاده می شود. این سیستم قابل استفاده بر روی شبکه های محلی و همچنین شبکه اینترنت می باشد. برای انتقال تصاویر بدون استفاده از اینترنت، باید یک زیرساخت ارتباطی مستقل ایجاد نمود که این زیرساخت می تواند در محیط های شهری یک لینک وایرلس و در فواصل طولانی یک ارتباط فیبر نوری و یا خط تلفن باشد. با استفاده از شبکه اینترنت نیز می تواند تصاویر را منتقل نموده و کاربر می تواند در هر جای دنیا تصاویر اماکن خود را مشاهده نماید. این تصاویر بر روی مرورگر وب کامپیوتر و نرم افزارهای ویژه دوربین مداربسته بر روی گوشی های تلفن همراه قابل مشاهده خواهند بود.