جزوه آموزش نصب دوربین مداربسته

جهت نصب دوربین مداربسته در محیط های مختلف لازم است که از دوربین مخصوص همان محیط استفاده کنیم. مثلا دوربینی که میخواهیم در محیط تاریک باشد یا محیط پر نور متفاوت است. در جزوه آموزش نصب دوربین مداربسته به شما یاد میدهیم که تفاوت هر یک چیست و چگونه میتوان دوربین و دی وی آر را به بهترین حالت نصب کرد.

آموزش نصب دوربین مداربسته

در ابتدا لازم است که شما با حالت های تصویر و دوربین ها اشنا شوید و بتوانید کابل ها سوکت ها و رنگ ها را تشخیص دهید. روش نصب دوربین مداربسته بسیار ساده است ولی اگر اطلاعات خوبی در این زمینه داشته باشیم میتوانیم با کمترین قیمت، مناسب ترین دوربین را به مشتری پیشنهاد بدهیم.

سیستم تلویزیون مدار بسته (CCTV (Closed Circuit TV

امروزه در مراکز صنعتی و اداری جهت نظارت بر محیط فیزیکی و نظارت بر کار کارکنان در جهت کنترل و مدیریت بهتر و کارآمد تر به وفور از سیستم های تلویزیونی مداربسته استفاده می شود. همچنین برقراری امنیت نیز یکی از مباحث مهم جامعه است که پس از وقوع حملات تروریستی اهمیت دوچندان پیدا کرده و ضرورت استفاده از سیستم های ویدئویی حفاظتی بیشتر نمایان شده است. در دنیا بالغ بر 200 شرکت در کشورهای مختلف در زمینه ساخت تجهیزات ویدئویی حفاظتی و چند صد هزار شرکت خدمات سیستم های ویدئویی حفاظتی مشغول به فعالیت هستند. برای ورود به این صنعت پرسود باید آشنایی کامل به مبانی و اصول طراحی سیستم داشت. در این آموزش سعی شده تا از ابتدای شناخت سیستم های تلویزیونی مدار بسته تا طراحی و راه اندازی یک پروژه توضیح داده شود. برای استفاده از این کتاب آشنایی با برخی از اصول مهندسی برق و رایانه لازم است، با این وجود مطالب به گونه ای ارائه شده تا تمامی کارشناسان و تکنسین های مرتبط و همچنین کارآموزان بیشترین بهره را از این مباحث ببرند.

گاهی اوقات از این سیستم ها با مخفف CCVE (تجهیزات ویدئویی مدار بسته) نیز یاد می شود. در محل هایی مانند بانک ها، ادارات، کارخانجات، فروشگاه های بزرگ، طلا فروشی ها و کنترل ترافیک خیابان ها و چهارراه ها از این سیستم به وفور استفاده می شود. البته نباید دور از نظر داشت که پا بر عرصه گذاشتن دوربین هایی که قادرند حرکت را در محدوده تحت نظارت خود ثبت و اعلام نمایند، استفاده از این سیستم ها به عنوان دزدگیر تصویری در حال گسترش است.

به طور خلاصه اصول کار سیستم های CCTV به این صورت است که ابتدا تصاویر توسط دوربین های مدار بسته دریافت شده و برای نمایش و پخش به مانیتور انتقال داده می شود. همچنین برای ضبط و یا تغییر نحوه نمایش روی مانیتور و پخش همزمان تصاویر و کنترل از راه دور دوربین ها نیز تجهیزاتی و امکاناتی به سیستم اضافه می شود. با توجه به پیشرفت های انجام شده امکان ضبط صدا نیز به سیستم ها اضافه شده و استفاده از این امکانات می تواند در جهت تامین امنیت جانی و مالی بسیار مفید باشد.

با پیشرفت تکنولوژی و اینترنت این امکان فراهم شده تا از فواصل بسیار دور از طریق شبکه تلفن بدون نیاز به حضور فیزیکی کنترل کننده در محل، کنترل بصری آسان باشد. نباید کنترل مکان های پرخطر و مضر برای انسان را توسط این سیستم ها از یاد برد. امید است از مطالب این کتاب بیشترین بهره را ببرید.

راه اندازی سیستم تلویزیونی مدار بسته

برای راه اندازی یک سیستم تلویزیونی مدار بسته به ساده ترین شکل احتیاج به عناصر زیر داریم:  

1. دوربین جهت کنترل محیط
2. کابل انتقال تصویر یا بستر مناسب انتقال تصویر
3. ضبط کننده تصویر ارسال شده
4. نمایش دهنده تصویر در حال ضبط

بدیهی است در صورتی که احتیاج به دیدن تصویر نداشته باشیم می توانیم قسمت چهارم را نیز حذف کنیم. قابل ذکر است که این ساده ترین مدار می باشد و برای مکان های مختلف احتیاج به تجهیزاتی در جهت تکمیل سیستم خواهیم داشت که به ترتیب در کتاب توضیح داده خواهد شد.

اجزاء تشکیل دهنده دوربین

1. حسگر دوربین
2. لنز دوربین جهت تجمع پرتوهای نوری روی حسگر
3. یک یا چند پردازشگر داخلی برای پردازش و تحلیل تصاویر دریافتی و آماده سازی برای ارسال

حسگر دوربین

وظیفه حسگر دوربین تبدیل پرتوهای نور متمرکز به سیگنال ویدئویی متغیر در زمان است و این سیگنال پس از تولید به وسیله تجهیزات مخابراتی مثل کابل کواکسیال (زوج تابیده شده) فیبر نوری و یا امواج رادیویی به مرکز نظارت انتقال می یابد. این حسگرها برای تبدیل روشنایی تصویر به مرکز نظارت انتقال می یابد. این حسگرها برای تبدیل روشنایی تصویر به سیگنال های ویدئویی از شبکه های سیلیکونی فوتو دایود استفاده می کنند؛ (پیکسل-Pixel) و از نظر فن آوری ساخت به پنج دسته اصلی تقسیم می شوند:

1. CCD
2. CPD
3. CID
4. CMOS
5. DIS

در صنعت ساخت دوربین های حفاظتی از دسته اول و چهارم و پنجم به وفور استفاده می شود.

شارژ الکتریکی پیکسل ها در زمان شکل گیری تصویر روی حسگر دوربین به ولتاژ تبدیل می شود و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال (Analog to Digital-A/D) به یک دسته عدد تبدیل شده و برای پردازش بیشتر شدت روشنایی و رنگ به واحد پردازش تصویر ارسال می شوند.

چشم انسان تصویر را یک جا نمایش می دهد ولی در دوربین ها پردازش به صورت نقطه به نقطه پیکسل های افقی و عمودی (در دوربین های سیاه و سفید) و از گوشه بالایی سمت چپ تصویر شروع و در گوشه پایین سمت راست پایان می یابد. (در دوربین های خانگی)

دوربین های رنگی با اختراع و استفاده از الگوریتم اصلاح رنگ بایر (Bayer Array) و سیستم تعادل رنگ سفید تولید شدند. در این سیستم ها از فیلترهای آبی و سبز و قرمز استفاده می شود و به علت حساسیت زیاد چشم به رنگ سبز، در این فیلتر رنگ سبز نسبت به رنگ های آبی و قرمز بیشتر استفاده شده است. فیلتر دیگری که از آن برای ذخیره سازی اطلاعات رنگی استفاده می شود فیلتر CMYG است که به ترتیب از رنگ های فیروزه ای-گل بهی-زرد و سبز برای تعادل رنگ سفید استفاده شده است. طبیعی است هرچه تعداد پیکسل های حسگر بیشتر باشد جزئیات بیشتری از صحنه نمایش قابل فیلم برداری خواهد بود.

حسگرهای سیاه و سفید و یا رنگی برای تولید تصویر شفاف و بدون نویز طراحی می شوند که در طی شبانه روز با تغییرات سطح روشنایی سازگار شوند. نتیجه چنین طراحی هایی ساخت دوربین های ICCD – CMOS – CCD و مادون قرمز حرارتی است. بیشترین کاربرد به ترتیب متعلق به CMOS – CCD و مادون قرمز حرارتی است. به علت حساسیت به نور نزدیک به مادون قرمز حسگرهای CMOS و CCD علاوه بر کاربری های روزانه معمولا در خیلی از موارد از آن ها در کاربری های CMOS شبانه هم استفاده می شود. نقاط قوت و ضعف موجود در فن آوری ساخت حسگرهای CCD و CMOS باعث شده تا کاربری های متفاوتی داشته باشند. به طور مثال به علت فن آوری پیشرفته ساخت حسگرهای CMOS از آن ها بیشتر در کاربری های رایانه ای استفاده می شود. از حسگرهای ICCD برای کاربری شبانه و تحت شرایط روشنایی بسیار کم و از حسگرهای مادون قرمز حرارتی در تاریکی مطلق، مه، گردوغبار استفاده می گردد.

فن آوری ساخت حسگرهای (CCD (Charge Coupled Device

CCD دارای دو بخش اصلی مجزا از هم می باشد. بخش اول که پیکسل ها را مشخص می کند و در حقیقت همان فتودیود است و بخش دوم که ترانزیستورهای مختلف IC (مدار مجتمع) سیستم را تشکیل می دهند.

به دلیل جدا بودن فتودیود از ترانزیستورها، امکان جذب نور در این فن آوری در حالت حداکثر ممکن است و با توجه به اینکه در آن از یک مدار مجتمع IC جداگانه برای پردازش تصاویر استفاده می شود می توان امکانات بیشتری ازجمله الگوریتم های حذف نویز – تشخیص چهره – تشخیص حرکت و ... را به سیستم تصویربرداری اضافه کرد. حدود 30 سال از ساخت و استفاده از حسگرهای CCD در ساخت دوربین های عکاسی و فیلم برداری میگذرد و کیفیت بالای آنها سبب گردیده همچنان از آنها به فراوانی استفاده شود. عموما این حسگرها حساسیت نوری بالا و نویز کمی دارند و در شرایط نور کم تصاویر خوبی تولید می کنند. با این وجود نباید از معایب آن نیز غافل شد که می توان به گران قیمت بودن و پیچیدگی اتصالات آنها در داخل دوربین اشاره کرد. علاوه بر این حسگر CCD می تواند تا ۱۰۰ برابر بیشتر از حسگر CMOS مشابه به خود برق مصرف کند. ولی با تمام این اوصاف همچنان بیشترین مورد مصرف را در سیستم های CCTV را دارد.

فن آوری ساخت حسگرهای CMOS

تفاوت اصلی فن آوری CMOS با CCD همانطور که در شکل شماتیک آن می توان دید در این است که فتودیودها و ترانزیستورها در CMOS بر روی یک بورد سوار می شوند. این روش باعث پایین آمدن مصرف انرژی نسبت به CCD و کمتر شدن قیمت تمام شده ی محصول تهیه شده با CMOS میشود ولی با توجه به کیفیت پایین تر و حساسیت به نور کمتر نمی توان گفت که دوربین های دارای فن آوری CMOS کارایی بهتری نسبت به دوربین های مشابه با CCD دارند. در حسگرهای CMOS قابلیت ایجاد پنجره (Windowing) وجود دارد که به کاربر امکان خواندن فقط یک قسمت از شبکه پیکسل را میدهد. این مزیت در تولید تصاویر کیفیت بالا و PTZ یا دیجیتال یا داشتن ارسال فریم بالاتر برای یک قسمت کوچک استفاده می شود. پیشرفت های اخیر در فناوری ساخت و یکپارچه سازی قسمت های مختلف در تراشه حسگرهای CMOS باعث شده بیش از پیش کیفیت تصویر این حسگرها به حسگرهای CCD نزدیک شود و قیمت تمام شده دوربین کاهش یابد. حسگرهای CMOS نسبت به CCD ابعاد کوچکتر و مصرف برق کمتری دارد. همچنین به علت ارزانی حسگرهای CMOS مگاپیکسلی نسبت به حسگرهای CCD مگاپیکسلی تقاضا برای استفاده از آنها در حال رشد است.

حسگرهای DIS

تکنولوژی این حسگرها توسط شرکت سامسونگ ابداع شده و همانطور که از نام آنها مشخص است سنسورهای دیجیتالی هستند.
در این سنسورها تعداد پیکسل های تصویر بالاتر از نوع CCD و CMOS بوده و میزان حساسیت به نور آنها نیز بسیار بهتر است. این سنسور در انحصار شرکت سامسونگ بوده و اطلاعات زیادی از آن در دست نیست. در بازار مصرف ایران سنسورهای DIS عموما توسط شرکت های چینی تولید و به ایران ارسال میشود. که در حقیقت همان سنسورهای CMOS بوده و از نظر کیفیت مقداری بهبود یافته اند. سنسورهای DIS به دلیل قابلیت های جدیدتر دارای قیمت بالاتری نسبت به دیگر سنسورها هستند. این نوع سنسورها دارای مصرف برق کمی بوده و می توانند رقیب جدی برای CCD و CMOS باشند و با پایین آمدن قیمت و اقبال عمومی جای خود را در بازار مصرف باز خواهند کرد.

مقایسه CCD و CMOS

از نظر حساسیت به نور: CCD بهتر عمل کرده و تصویر بهتری نسبت به CMOS ارائه می دهد.
از نظر نویز: CCD حساسیت کمتری به نویز دارد.
از نظر قیمت: CMOS ارزان تر از CCD می باشد.
از نظر مصرف انرژی: CMOS مصرف برق کمتری دارد و در صورت استفاده از UPS به صرفه تر است.
قابلیت تشخیص حرکت - چهره: CCD عملکرد بهتری نسبت به CMOS دارد.
قابلیت Shuttering :CCD با سرعت بیشتری این عمل را انجام می دهد و این به تصویر برداری از اجسام متحرک با کیفیت بالاتر کمک می کند.

دوربین های مادون قرمز حرارتی CID & CPD

دوربین های مادون قرمز حرارتی از حسگرهای حرارتی استفاده می کنند که در گستره ی انرژی حرارتی 3 الی 5 میکرومتر و 8 الی 14 میکرومتر کار می کنند. این نوع دوربین ها نیازی به نورافکن های مادون قرمز یا منابع نور مرئی ندارند و در شرایط تاریکی مطلق کار می کنند. حسگرهای فیلم برداری سیاه و سفید به معنای واقعی کلمه دید در شب غیرفعال (Passive) هستند. این دوربین ها قادرند در تاریکی مطلق انسان و دیگر اهداف حرارتی (مثل جانداران-موتورهای وسایل نقلیه-نقاط گرم داخل ساختمان ها و هرچیز گرم) را تشخیص داده و از آن تصویر تهیه کنند. بدیهی است استفاده از این نوع دوربین در روز استفاده ای ندارد و فقط در مکان های تاریک مورد مصرف دارند. بیشترین مورد مصرف این دوربین ها در مقاصد پزشکی یا نظامی برای انجام عملیات در شب ها است و کمتر در موارد صنعتی مورد مصرف دارند.

اندازه و سایز حسگرها در دوربین

سایز و اندازه حسگرهای CCD و CMOS می تواند به صورت 1/4 یا 1/3 یا 1/2 و یا 2/3 اینچ باشد که این ابعاد معرف اندازه قطر آنهاست. در واقع می توان گفت حسگرهای با ابعاد متفاوت از نظر کیفیت ارائه داده، تفاوتی با هم ندارند اما آنچه با تغییر اندازه CCD ها در دوربین ایجاد می شود زاویه دید بهتر دوربین است. هرچه ابعاد بزرگتر انتخاب گردد زاویه دید دوربین نیز افزایش خواهد یافت.

وضوح در دوربین

هرچه تعداد پیکسل های یک سنسور بیشتر باشد تصویر بهتر و با دقت بالاتری ارائه خواهد شد. ابعاد حسگر دوربین و پیکسل در کنار هم روی کیفیت تصویر تاثیر می گذارند. استفاده از حسگرهای بزرگتر با پیکسل های بیشتر باعث افزایش وضوح تصویر شده و در تصویر جزئیات بیشتری منعکس می گردد. بزرگ شدن ابعاد پیکسل باعث افزایش ظرفیت آن در ذخیره شارژ الکتریکی شده و در شرایط روشنایی بالا حداکثر نرخ سیگنال به نویز حسگر افزایش می یابد. در دنیای آنالوگ و دیجیتال مفهوم وضوح تصویر (Resolution) که به آن قدرت تفکیک نیز گفته می شود شبیه به هم است ولی تفاوت های مهمی در تعریف آن در این دو مبحث وجود دارد. از آنجایی که فن آوری ویدئویی آنالوگ از صنعت تلویزیون سرچشمه می گیرد، تصویر در ویدئوی آنالوگ از خطوط تلویزیونی تشکیل شده است اما در سیستم دیجیتال تصویر از پیکسل های مربعی تشکیل می شود.

وضوح تصویر NTSC و PAL

در آمریکای شمالی و ژاپن برای ویدئوی آنالوگ از استاندارد NTSC و در اروپا از استاندارد PAL استفاده می شود. وضوح تصویر استاندارد NTSC،480 خط و نرخ به روز رسانی خطوط آن 60 خط (حدود 30 فریم در ثانیه) است که به زبان فنی 60 480i نمایش داده می شود. (i نمایانگر رشته اطلاعاتی Interlaced Scaning است).

وضوح تصاویر استاندارد PAL،576 خط و نرخ به روز رسانی خطوط آن 50 خط (25 فریم) در ثانیه است یعنی (50 i 576). لازم به یادآوری است که کل اطلاعاتی که توسط دو روش منتقل می شود در هر ثانیه برابر است. برای عددی کردن مقادیر آنالوگ در هنگام تبدیل ویدئوی آنالوگ به دیجیتال می توان بر اساس خطوط تلویزیونی از حداکثر تعداد پیکسلی تولیدی استفاده کرد.

در سیستم NTSC حداکثر ابعاد تصویر دیجیتالی شده 480*720 پیکسل و در سیستم PAL حداکثر 576*720 پیکسل (D1) می باشد. پرکاربردترین وضوح تصویر به ترتیب قالب های 4CIF-CIF-D1 می باشد.
میزان وضوح تصاویر حاصل از یک دوربین مداربسته در ابعاد پیکسل افقی و عمودی سنجیده می شود.
برای دوربین های سیاه و سفید (B/W) وضوح نرمال بین 350 تا 400 (TVL(T.V.Line و وضوح بالا به معنای 250 تا 350 TVL و وضوح بالا بین 450 تا 480 TVL است.
همانطور که گفته شد براساس معیارهای تلویزیونی (که دوربین های مداربسته استفاده می کنند). بالاترین وضوح در NTSC و PAL به عنوان D1 نامیده می شود. در کلاس آموزش نصب دوربین مداربسته کلیه این موارد بصورت عملی و کاربردی توسط نصاب شرح داده میشود.

وضوح متوسط دوربین B/W در سیستم  EIA (سازمان صنایع الکترونیک) شامل 510 پیکسل افقی با 492 پیکسل عمودی است و معادل هم ارز TVL 380 است. وضوح بالا شامل 768 پیکسل افقی با 492 پیکسل عمودی و معادل 570TVL است.

وضوح متوسط دوربین های رنگی 330TVL و وضوح بالا به بیشتر از 460TVL نیاز دارد.

وضوح تصویر VGA

طراحی سیستم ویدئویی کاملا دیجیتال با تولید دوربین های شبکه ممکن شده است. این قابلیت جدید محدودیت های سیستم های NTSC و PAL را ندارد. امروزه قالب های وضوح تصویر متنوعی در صنعت تولید کارت های گرافیک رایانه ها ابداع شده که همه آنها جزء استانداردهای بین المللی هستند و نسبت به قالب های قدیمی انعطاف بیشتری دارند.

اصطلاح فنی VGA مخفف Video Graphics Array بوده و توسط شرکت IBM برای نمایش تصاویر گرافیکی روی صفحه ی کامپیوترهای شخصی طراحی شده است.

اکثر دوربین های دیجیتال یا شبکه (به جز دوربین های مگاپیکسلی) از وضوح تصویر قالب VGA که 480×640 پیکسل است استفاده می کنند. معمولا در اکثر موارد صفحه نمایش رایانه می تواند وضوح VGA یا مضربی از آن را نمایش دهد که بهتر است از وضوح تصویر VGA برای دوربین های شبکه استفاده شود. انواع مختلف قالب های VGA به شرح زیر است:

وضوح تصاویر فرمت MPEG

گروه کارشناسان تصویر متحرک (Motion Picture Expert + Group=MPEG) یک گروه از زیر مجموعه سازمان بین المللی استاندارد جهانی (ISO) است که عهده دار توسعه استاندارد رمزگذاری صدا و تصویر می باشد.
این گروه در سال 1992 با هدف ضبط تصاویر دیجیتال روی CD تشکیل شد و نتیجه کار آنها اختراع فرمت MPEG-1 بود. در سال 1995 قالب MPEG-2 تدوین شد و مورد استقبال و استفاده زیادی در شبکه های ماهواره ای و... شد.
در این روش به جای این که یک فریم به صورت کامل ذخیره شود تغییرات آن نسبت به فریم قبلی ذخیره می گردد. در فرمت MPEG اطلاعات فشرده سازی می شود و پس از انتقال از حالت فشرده خارج (Decompress) و استفاده می گردد.
قالب های MPEG-1 و MPEG-2 در ابتدا محدود بود و در برخی موارد با قالب D1 یا بخشی از آن تفاوت داشت. امروزه منظور از وضوح تصویر، MPEG یکی از فرمت های زیر است:

PAL------- 4CIF =704 x 576 pixel
NTSC ---- 4CIF = 704 x 480 pixel
PAL ------- D1 = 720 x 576 pixel
NTSC -----D1 =720 × 480 Pixel

حسگرهای مگاپیکسلی

برای داشتن وضوح تصویر بسیار بالا از حسگرهای مگاپیکسلی استفاده می شود. این حسگرها حاوی یک یا چندین میلیون پیکسل هستند و به کاربران اجازه می دهند تا جزئیات بیشتری از صحنه نمایش را مشاهده کنند. به هر میزان پیکسل های حسگر بیشتر شود، کیفیت تصاویر بالاتر می رود.
خوب است بدانید حداکثر وضوح دوربین آنالوگ روی DVR (کدگذاری شده پس از دیجیتالی شدن تصویر) در نهایت D1 است که معادل 576×720 پیکسل در سیستم PAL است که معادل 0.4 مگاپیکسل می شود و در مقابل یک دوربین پرکاربرد مگاپیکسلی که 1.3 مگاپیکسل وضوح دارد عملا 3 برابر وضوح کمتری دارد.

لنزها ( LENZ )

وظیفه لنز جمع آوری بازتاب پرتوهای نوری و متمرکز کردن آنها روی حسگر دوربین است. این عمل دقیقا مشابه کاری است که در چشم انسان انجام می شود.
لنز نقشی تعیین کننده در میزان نور دریافتی حسگر دوربین، میزان دید نمایشگر و کیفیت تصویر به نمایش درآمده در آن دارد. برای هر کاربرد لنز مخصوصی طراحی شده است.
برای پوشش دادن مناطق بزرگ از لنزهای بزرگ نما استفاده می کنیم که فاصله کانونی آنها متغیر است.
پرکاربرد ترین دسته لنزها، لنزهای FFL هستند و در سه نوع میدان دید زاویه باز (90 درجه) و زاویه متوسط (40 درجه) و زاویه باریک (5درجه) ساخته می شوند.
چشم انسان مجهز به یک لنز فاصله کانونی ثابت و دریچه ی دیافراگم ماهیچه ای است و سیستم آن بسیار شبیه به لنزهای صنعتی با فاصله کانونی ثابت و دریچه دیافراگم خودکار مجهز به موتور الکتریکی است.

تفاوت ساختار چشم و دوربین در امکان تغییر فاصله کانونی لنز دوربین و ثابت ماندن فاصله کانونی چشم (حدود 17 میلی متر) است.
دریچه دیافراگم خودکار با تنظیم نور دریافتی توسط حسگر از تاثیر تغییرات روشنایی صحنه بر کیفیت تصویر جلوگیری می کند.
لنزها شامل یک عدسی و روزنه دید(IRIS) برای عبور نور می باشند.

وظیفه روزنه دید کنترل شدت نور ورودی به حسگر دوربین می باشد. بعضی از دوربین ها دارای لنز ثابت (fix) غیر قابل تعویض و غیر قابل تنظیم می باشند که مخصوص همان دوربین ساخته و طراحی شده اند و عموما دوربین های کوچک و ارزان قیمت دارای این شکل ها هستند ولی برخی دیگر هم امکان تعویض لنز و برخی تنظیمات روی لنز را دارند که عموما دوربین های صنعتی نامیده می شوند.

مشخصه هایی را که در مورد یک لنز قابل تنظیم می توان انجام داد عبارتند از :

1 – فاصله کانونی عدسی (Focal Length) که عبارت است از فاصله مرکز عدسی لنز تا نقطه همگرایی عدسی.
این اندازه برای لنزهای Fix ثات است ولی در برخی لنزها قابل تنظیم است. لنزهای موجود در فواصل کانونی 75-50-35-25-16-12-8-6-4-3.5-2.8-2.5  میلی متر ساخته شده اند.

هرچه فاصله کانونی لنزی بیشتر باشد، بزرگنمایی آن بیشتر خواهد شد (لنز تله Tele) و اشیاء دور را نزدیکتر و بهتر نشان می دهد ولی در عوض زاویه دید کمتری ارائه خواهد کرد و همچنین هرچه فاصله کانونی لنزی کوچکتر باشد، تصاویر نزدیک را بهتر نشان می دهد (لنز واید Wide) و زاویه دید آن نیز بیشتر خواهد بود.
خوب است بدانید فاصله کانونی عدسی چشم انسان 17mm و زاویه دید آن 30 درجه است، در حالیکه یک لنز با فاصله کانونی 4mm زاویه دید 62 درجه دارد.

لنزهای قابل تنظیم که امکان تغییر فاصله کانونی و زاویه دید به صورت دستی یا اتوماتیک در آنها وجود دارد، به لنز زوم معروفند.(Zoom Lens).

در دوربین های دیجیتالی این امکان تغییر زوم لنز با عباراتی نظیر 6X-10X-20X و غیره بیان می شود. به عنوان مثال زوم قابل تنظیم 8 الی 48 میلی متری معادل 6X می باشد. رنج های تغییر دیگری نیز مانند 3.5 الی 8 یا 48 الی 75 میلی متر نیز وجود دارند. به این گونه لنزها وریفوکال نیز می گویند. (Varifocal Lenz)

2 – روزنه عبور نور (IRIS)

کلمه IRIS در لغت به معنای عنبیه می باشد و در لنزها مشابه به آن وظیفه تعیین مقدار نور عبوری از لنز به سمت عنصر تصویر برداری را به عهده د ارد.
هرچه روزنه عبور نور بزرگتر باشد نور بیشتری عبور خواهد کرد. لنزهای ثابت (Fix) دارای روزنه IRIS ثابت می باشند و مقدار نوری که در طبیعت و محیط وجود دارد، در صورت تغییر باعث تغییر در کیفیت تصویر خواهد شد. لذا استفاده از لنزهای با روزنه ثابت در فضاهای داخلی و در محل های با نور ثابت مناسب خواهد بود ولی در مکان های دارای نور متغیر توصیه نمی شود.
در لنزهای قابل تنظیم می توان روزنه را به صورت دستی یا اتوماتیک تنظیم کرد.
این گونه لنزها به لنز (IRIS (IRIS Lenz معروفند. اندازه IRIS نیز با عباراتی نظیر ½ F یا ¼ F و... بیان می شود.
لنزهای IRIS به دو دسته تقسیم می شوند:

1. لنزهای IRIS دستی (Manual IRIS): که تنظیم روزنه در این لنزها بوسیله پیچی که روی لنز وجود دارد امکان پذیر است.
2. لنزهای IRIS اتوماتیک (Auto IRIS): تنظیم روزنه در این لنزها به طور اتوماتیک با توجه به مقدار نور محیط به دو روش انجام می شود.

نکته 1: لنزهای Auto IRIS عموما توسط یک کابل 4 سیمه به کانکتور خاص خود که در کنار یا پشت دوربین موجود است به دوربین وصل می شوند.

نکته 2: در داخل بعضی از دوربین ها مدار الکترونیکی کنترل نور (ELC) وجود دارند که مقدار نور رسیده به سنسور تصویر را به طور اتوماتیک توسط یک شاتر (Shutter) الکترونیکی کنترل می کند و می توان گفت که وظیفه IRIS را انجام می دهد. در این مدل دوربین های کلیدی دو حالت وجود دارد که روی آن با انتخاب حالت EE تنظیم نور داخلی فعال می شود و در حالت استفاده از لنز Auto IRIS کلید را در حالت A1 باید قرار داد.

لنز استاندارد :

لنزهای 25 میلی متری (فاصله کانونی 25 میلی متری) به عنوان لنز استاندارد یا مرجع شناخته می شوند. اگر این لنز را روی حسگر 1 اینچی (دقیقا 16 میلی متری) نصب کنیم میدان دید این مجموعه لنز و دوربین مثل چشم انسان بوده و قدرت بزرگنمایی آن یک خواهد بود.

استانداردهای سوار کردن لنز روی دوربین

برای سوار کردن لنز روی دوربین دو روش استاندارد اصلی وجود دارد:

1. سوار کردن مدل CS : فاصله بین حسگر و لنز 12.5 میلی متر است.
2. سوار کردن مدل C : فاصله بین حسگر و لنز 17.526 میلی متر است.

تا اواسط دهه 90 میلادی مدل C تنها روش سوار کردن لنز روی دوربین ها بود. اما در این دوره با معرفی مدل CS تولید کنندگان توانستند هزینه و ابعاد حسگر را کاهش دهند. امروزه اکثر لنزها و دوربین ها از روش CS استفاده می کنند. البته با استفاده از حلقه مبدل C/CS امکان سوار کردن لنزهای C روی CS وجود دارد.
اگر دوربینی نتواند روی یک منطقه از صحنه متمرکز شود این مشکل میتواند انتخاب نادرست روش سوار کردن لنز باشد. قطر قسمت پیچی ته لنز در هر دو نوع C  و CS  برابر یک اینچ و تعداد رزوه ۳۲ عدد در اینچ است.قابل ذکر است که لنز CS فقط روی دوربین CS قابل نصب است.

لنزهای پین هول Pin-Hole

این نوع لنزها که از نوع لنزهای با فاصله کانونی ثابت هستند، در شرایطی استفاده می شوند که ممکن است افراد در آن محیط از اینکه توسط دوربین ها رویت شوند احساس نارضایتی کنند. در این صورت این نوع لنزها را درون جایی مخفی نصب می کنند تا به صورت مخفی بتوان محیط را کنترل نمود. قطر پیشنهادی برای سوراخی که لنز درون آن تعبیه می شود 3.5 میلی متر است. 

لنزهای 360 درجه یا eye fish

این نوع لنزها میدان دید 360 درجه اطراف خود را به دوربین منتقل می کنند. البته باید در نظر داشت که تصویر واقعی نبوده و در گوشه ها دارای انحنا می باشد.این نوع لنزها بیشتر برای پوشش دوربین های دیگر کاربرد دارند.

شکل و ابعاد دوربین های مداربسته

دوربین های مورد استفاده در سیستم های CCTV در انواع و اندازه های گوناگون و با امکانات متفاوتی ساخته و تولید می شوند و عموما وظیفه اصلی آنها تهیه سیگنال ویدئویی از امکان تحت کنترل جهت ارسال و یا نمایش روی مانیتور یا TV می باشد. انواع دوربین ها از نظر کاربرد و امکانات به شرح زیر است:

1- دوربین های پین هول ( Pinhol): این دوربین ها اندازه بسیار کوچکی دارند و بیشتر به عنوان دوربین مخفی و اهداف جاسوسی به کار می روند. برخی از آنها به راحتی در خودکار یا پریز برق یا حسگرهای دود و یا موارد دیگر که شک برانگیز نیستند جاسازی می شوند. این دوربین ها از لنز ثابت استفاده کرده و امکان تعویض لنز را ندارند و تصویر را از یک روزنه کوچک دریافت می کنند.

2- دوربین های mini: دوربین های کوچکی هستند که اکثرا برای استفاده شخصی در سیستم های مداربسته کوچک مورد استفاده قرار می گیرند. اکثرا دارای لنز ثابت بوده و قیمت آنها بسیار ارزان است. قابل پنهان شدن هستند و خروجی آنها معمولا به صورت فیش ویدئویی Sony می باشد. طبیعی است که دارای کیفیت تصویری بالایی نیستند. بعضی مدل ها امکان تعویض لنزهای ثابت کوچک را دارند. گاهی با اتصال آنها به یک فرستنده داخلی به عنوان دوربین بی سیم نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

3- دوربین های صنعتی و نیمه صنعتی (BOX): این دوربین ها دارای قابلیت تعویض لنز به دو صورت C و CS را دارند و معمولا در پشت آنها سوکت جهت خروج تصویر و همچنین کلیدهایی برای تنظیماتی مثل Auto IRIS و دیگر کارها تعبیه شده است و شکل آنها بیشتر به صورت مکعب مستطیل و اندازه های کوچک و متوسط و بزرگ می باشد.

4- دوربین های گنبدی یا سقفی یا دام (Dom): این دوربین ها معمولا به صورت نیم کره با رویه شفاف تولید می شوند. درون این نیم کره پایه هایی تعبیه شده که توانایی چرخش و تنظیم در تمام جهات را برای لنز فراهم می کند. معمولا با لنزهای گوناگون امکان تولید دارند و بیشتر در فضاهای داخلی مصرف می شوند. اکثر اوقات بر روی سقف مکان های مورد نظر جهت حفاظت نصب شده و توسط کابل به مرکز کنترل متصل می شوند. به این نوع دوربین ها (indoor) نیز گفته می شود.

5- دوربین های سقفی اسپیددام (Speed Dom یا PTZ) : در این نوع دوربین ها امکان گردش در تمام جهات نیز به آنها اضافه شده است. در مکان هایی مصرف می شوند که احتیاج به کنترل دقیق و متحرک باشد. مثل میدان ها یا چهارراهها. به صورت کروی تولید و با پایه به دیوار یا سقف متصل می شوند. معمولا از سیستم RS485 برای ارسال یا دریافت اطلاعات گردش به طرفین یا زوم استفاده می کنند. ( در سیستم RS485 از دو سیم برای ارسال یا دریافت اطلاعات استفاده می شود).

دوربین های اسپید دام یا همان PTZ دارای قابلیتی به نام E-Filip می باشند که برای جلوگیری از وارونه شدن تصویر افراد عبوری از زیر دوربین روی سقف استفاده می شود. این قابلیت الکترونیکی به صورت خودکار عمل کرده و تصویر را 180 درجه می چرخاند تا تصویر افراد وارونه نشود. سرعت چرخش دوربین های PTZ با یکدیگر متفاوت است و معمولا حداکثر سرعت چرخش بر اساس میزان درجه چرخش در هر ثانیه بیش از یک دور کامل می چرخد.
معمولا این سرعت چرخش برای دوربین های پربازده سرعت مطلوبی است. این نوع دوربین ها با استفاده از دسته فرمان (joystick) کنترل بسیار آسانی دارند و کاربر برای مشاهده ویدئو از دسته فرمان های USB دار متصل به کامپیوتر استفاده کرده و فرامین کنترلی را به دوربین می دهد.

دوربین های شبکه امکان PTZ غیر مکانیکی یا دیجیتال نیز وجود دارد. این نوع دوربین ها مجهز به حسگرهای مگاپیکسلی و لنزهای زاویه باز هستند و قادرند بزرگنمایی لحظه ای تصاویر را در نمای باز و نمای بسته تولید کنند. زاویه میدان دید با توجه به نوع لنز زاویه باز می تواند تا 180 درجه برسد. استفاده از لنزهای زاویه باز با مسائل فراوانی از جمله پدیدار شدن مشکل پدیده چشم ماهی می شود. این پدیده باعث اعوجاج در تصویر می شود و برای حل این مشکل باید فرآیندهای پردازشی زیادی در دوربین یا مرکز کنترل روی تصاویر انجام شود تا قابل دید و درک باشد.

این افزایش توان پردازشی باعث کاهش بازدهی سیستم حفاظتی خواهد شد. اما نباید از نظر دور داشت که این نوع دوربین ها به دلیل نداشتن بخش های متحرک استهلاک نداشته و میدان دید وسیع تری نسبت به دوربین های PTZ مکانیکی ارائه می دهند.

6- دوربین های سقفی مینی اسپیدام ( mini speed dom): این دوربین ها از نظر امکانات با دوربین های اسپیددام برابر بوده و فقط قابلیت زوم را ندارند.

7- دوربین های ضد آب یا Outdoor یا Bolet: این نوع دوربین ها به صورتی طراحی می شوند که بتوان از آنها در فضاهای باز استفاده کرد و عوامل محیطی مثل باد، آفتاب و رطوبت باران تاثیری در کارکرد آنها نداشته باشد. دارای بدنه فلزی بوده و با پایه به مکان مورد نظر متصل می شوند.

8- دوربین های شبکه (Lan Camera): این دوربین ها دارای امکاناتی برای اتصال به شبکه محلی یا انتقال داده از طریق خطوط ارتباطی کامپیوتری می باشند. معمولا در دو نوع سیمی و بدون سیم (Wirelessو Wire) تولید شده و به شبکه مودم که به کامپیوتر و اینترنت وصل است متصل می شوند.

به دلیل پیشرفت بسیار سریع در این حوزه،این دوربین ها نیز در حال تغییر و رو به رشدی هستند که تمایل به مصرف را در کاربران بسیار افزایش داده و روز به روز نیز در حال گسترش هستند.
این دوربین ها از کانکتورهای اتصال به شبکه مثل RS232 یا RS485 یا پورت USB و یا پورت شبکه استفاده می کنند. قابلیت تولید به تمامی اشکال و اندازه های دوربین های دیگر را دارند و همچنین می توان در آنها از سنسورهای مگاپیکسلی نیز استفاده کرد.
در این دوربین ها حافظه برای ذخیره سازی کدهای دائمی نرم افزار دوربین (Flash Memory) و ثبت کوتاه مدت ویدئو (RAM) نیز وجود دارد. دوربین های شبکه محدودیتی در استفاده از فرمت های تصویری PAL یا NTSC را نداشته و برای انتقال تصاویر از فرمت JPEG یا MPEG-4 استفاده می کنند.
از دوربین های آنالوگ کوچکترند و از کابل های اترنت نیز استفاده می کنند. دوربین های شبکه می توانند از قابلیت PTZ نیز استفاده کرده و از فواصل بسیار دور کار رصد و کنترل تصویر را برای کاربر فراهم می کنند.

آموزش نصب دوربین مداربسته شبکه (IP Camera)

انواع دوربین های مداربسته که در جزوه آموزش نصب دوربین مداربسته آورده شده است بصورت کاربردی و عملی نیز در کلاس نصب و راه اندازی وجود داشته و شما میتوانید تفاوت وزنی و ظاهری هر یک را عملا امتحان کنید.

نرم افزار CMS چیست؟

نرم افزار CMS نرم افزاری است که می توان از طریق آن تصویر چندین دوربین مداربسته را یکجا مشاهده کرد. در دوربین های مداربسته انالوگ شما می توانید از طریق نصب نرم افزار CMS بر روی یک کامپیوتر تصاویر بیش از یک DVR  را یکجا ببینید.
این قابلیت به شما امکان نصب چند DVR در چند محل متفاوت و مشاهده تصاویر به صورت یکجا را خواهد داد. توجه داشته باشید که برای مشاهده تصاویر در نرم افزار CMS باید تمام DVR های شما از یک برند باشند و نرم افزار CMS نیز مربوط به همان برند باشد.

البته گاهی می توان DVRهای چینی را به علت مشابه بودن سخت افزار روی یک نرم افزار اضافه کرد. در دوربین های شبکه نیز می توان از طریق نصب نرم افزار CMS بر روی سرور تصاویر چند دوربین را یکجا دید. در دوربین های شبکه نیز باید برای دیدن دوربین ها به صورت یکپارچه دوربین ها از یک برند باشند و یا همه انها Onvif باشند.

نرم افزارهای CMS در دوربین های شبکه معمولا دارای قابلیت های خاص پردازش تصویر نیز هستند که استفاده از انها را بسیار رایج کرده است.

توجه داشته باشید که هر نرم افزار CMS قابلیت پشتیبانی از تعداد محدود از دوربین را دارد. این تعداد را می توانید در کاتالوگ نرم افزار بخوانید. این جزوه آموزش نصب دوربین مداربسته بخشی از مطالبی است که آقای مهندس حسینی جمع آوری نموده و در کلاس آموزش نصب دوربین مداربسته عملا و مفصلا توسط ایشان شرح داده میشود.