انواع دوربین مداربسته

دسته بندی های متفاوتی برای انواع دوربین مداربسته وجود دارد؛ از جمله شکل ظاهری و نوع کاربرد، نوع لنز به کاررفته در آن ها، نوع سنسور مورد استفاده در آن ها، نوع سیگنال خروجی و … :

از لحاظ شکل ظاهری و نوع کاربرد

دوربین مداربسته دام (Dome):

اصطلاح دام (Dome) به معنای گنبد است. همان‌طور که از نام این دوربین‌ها پیداست، اصطلاح دام به شکل بدنه این نوع از دوربین‌های مداربسته دلالت دارد.

دوربین مداربسته بولت (Bullet):

اصطلاح بولت (Bullet) به معنای گلوله است. دوربین‌های بولت دوربین‌هایی با بدنه معمولاً استوانه‌ای شکل و عموماً فلزی هستند.

دوربین مداربسته باکس (Box):

اصطلاح باکس (Box)  به معنای جعبه است. دوربین‌های باکس دوربین‌هایی با بدنه معمولاً مستطیلی شکل هستند که لنز آن‌ها به صورت جدا بر روی دوربین نصب می‌شود. (امروزه این گونه از دوربین ها کاربرد بسیار کمی دارند.)

دوربین مداربسته اسپید دام (Speed Dome):

دوربین‌های گردان را با نام‌های متفاوتی می‌شناسند بعضی از این نام‌ها عبارتند از Fast dome ,Speed dome ,PTZ

تمام دسته های فوق به جز دوربین های باکس می توانند از قابلیت دید در شب هم برخوردار باشند. که در این صورت باید به تجهیزاتی از جمله IR LED و IR Cutter مجهز باشند.

از لحاظ نوع سنسور

دوربین های دارای سنسور تصویر CCD

دوربین های دارای سنسور تصویر CMOS

CCD و CMOS در حقیقت به تکنولوژی ساخت سنسورها اشاره دارند. سنسور، قسمتی از دوربین مداربسته است که نور دریافتی از لنز را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.

از لحاظ نوع لنز

دوربین های دارای لنز فیکس (fix): 

لنز فیکس لنزی است که در آن فاصله کانونی ثابت است و بر این اساس، عمق و زاویه دید در آن ها ثابت است. فاصله کانونی با عددی برحسب میلیمتر نمایش داده می شوند و لنز ها معمولا در فواصل کانونی 2.1، 2.8، 12، 4، 6، 3.6 ساخته می شوند. به طور مثال  f:2.8 mm، که بیان گر زاویه دید تقریبا 100 درجه و عمق دید تقریبا 8 متر است. از این نوع لنز در مکان هایی استفاده می شود که زاویه و عمق دید کاملا مشخص است.

دوربین های دارای لنز وریفوکال (Varifocal):

این لنزها دارای فاصله کانونی متغیر بوده که  در یک بازه مشخص قابل تغییر خواهد بود و به واسطه آن فاصله و عمق دید متغیر خواهد بود. این لنزها یک  بازه فاصله کانونی مشخص دارند به طور مثال 2.8-12 . در این لنزها از دو اهرم برای تنظیم فاصله کانونی، وضوح و شفافیت تصویر استفاده می شود. یکی از اهرم ها مربوط به تنظیم مکان عدسی دوم که فاصله کانونی آن را تغییر می دهد. اهرم دیگر برای تغییر مکان عدسی اول نسبت به حسگر تصویر می باشد، که وضوح و شفافیت تصویر را تغییر می دهد و focus تصویر باید بصورت دستی انجام شود.

دوربین های دارای لنز موتورایز (Motorized):

این لنزها مانند لنزهای varifocal  دارای فاصله کانونی متغیر بوده با این تفاوت که زوم، فوکوس و دیافراگم را میتوان از  فاصله دور و از طریق موتور تنظیم کرد.

از لحاظ نوع سیگنال خروجی

مهم ترین دسته بندی دوربین های مداربسته، دسته بندی آنها بر اساس سیگنال خروجی آن هاست که به دو دسته دوربین مداربسته آنالوگ و دوربین مداربسته IP تقسیم می شوند. با توجه به اهمیت بیشتر این دسته بندی، در ادامه به شرح کامل این دو نوع می پردازیم:

دوربین های مداربسته تحت شبکه یا IP

دوربین های مداربسته IP، از پروتکل های شبکه های کامپیوتری استفاده کرده و می توان از طریق شبکه محلی یا اینترنت، تصاویر را انتقال داد. اولین دوربین مداربسته تحت شبکه در سال 1996 توسط کمپانی Axis  بر پایه استفاده از سیستم عامل  Linux تولید شد. این دوربین ها به یک رابط اترنت مجهز گردیده اند، با بکارگیری این مدل از دوربین ها قادر خواهیم بود تصاویر را بصورت زنده در هر نقطه از جهان مشاهده کنیم. دوربین های تحت شبکه در واقع نوعی کامپیوتر کوچک به حساب می آیند. این دوربین ها پس از دریافت اطلاعات تصاویر از حسگر، آنها را به اطلاعات دیجیتال تبدیل کرده و مطابق پروتکل های شبکه به شبکه می فرستند.

دوربین های شبکه را می توان از دو طریق تغذیه کرد: 

تغذیه از طریق منبع تغذیه یا آداپتور

تغذیه از طریق کابل شبکه یا به صورت POE که در نوشته ای مجزا به توضیح این تکنولوژی خواهیم پرداخت.

رزولوشن در دوربین‌های IP بصورت تعداد پیکسل‌ های یک فریم مشخص می‌گردد. به طور مثال:

960H: 960*576

HD or 1MP: 1280*720

Full HD or 2MP: 1920*1080

5MP: 2592*1944

4K or 8MP: 3840*2160

از دیگر قابلیت های بسیار مهم دوربین های مداربشه تحت شبکه، دسترسی به نرم افزارهای پیشرفته شبکه است. این نرم افزارها می توانند قابلیت های بی شماری را برای کاربر ایجاد کنند و بسیاری از نیازهای امنیتی و نظارتی مشتریان را به صورت کامل برآورده کنند.

کاربرد دوربین های مداربسته IP آنجا نمود روشنی پیدا می کند که در پروژه های بزرگ، بهینه سازی سیستم یک امتیاز محسوب می شود. اینکه چگونه تصاویر با حداقل کابل ارتباطی و با بالاترین کیفیت ممکن به مرکز نظارتی منتقل شود، تنها از سیستم های تحت بستر شبکه بر می آید. امروزه یکی از دغدغه های مردم، عدم تمایل به وجود هرگونه سیم ارتباطی است. به همین دلیل است که شرکت های جهان تمام تلاش خود را بر ارتباطات بیسیم متمرکز می کنند.

ارتباط دوربین های مداربسته بیسیم از طریق IP بسیار مطمئن تر و امن تر است. برخلاف دوربین های آنالوگ که نگرانی ربوده شدن تصاویر توسط هر فرد مبتدی توسط دریافت امواج آنالوگ وجود داشت، در سیستم های بستر شبکه امکان کدگذاری، امنیت بالایی را برای آن فراهم می کند. ضمن اینکه ارتباط بیسیم دیجیتال و تحت شبکه بدون افت کیفیت تصویر و صداست و امواج نویز بر کیفیت تصویر بی تاثیر است.

دوربین مداربسته آنالوگ

دوربین مداربسته آنالوگ یک تجهیز الکترونیکی است که برای دریافت تصاویر و تبدیل آنها به سیگنال های الکترونیکی از آن استفاده می شود. این کار در دوربین های مداربسته به وسیله حسگر الکترونیکی دوربین یا Imaging Sensor صورت میگیرد. این حسگر میتواند یکی از انواع CCD یا CMOS باشد.

در دوربین های مداربسته آنالوگ، خروجی دریافت شده توسط حسگر به یک تقویت کننده فرستاده شده و به طور مستقیم به خروجی فرستاده می شود. به همین دلیل این دوربین ها از سادگی زیادی برخوردارند و بسیار کم هزینه هستند.

رزولوشن در دوربین های آنالوگ بصورت تعداد خطوط افقی تشکیل دهنده تصویر (TV-line) تعریف می شود. از جمله رزولوشن های مرسوم در بازار می توان به موارد زیر اشاره نمود:

480 TVL

550 TVL

600 TVL

700 TVL

800 TVL

900 TVL

1000 TVL

به طور کلی، هرچه تعداد خطوط افقی TVL  در دوربین های آنالوگ و تعداد پیکسل ها در دوربین های IP بیشتر باشد، رزولوشن و کیفیت بالاتر بوده و به دنبال آن حجم تصاویر ذخیره شده نیز بیشتر خواهد بود. 

جهت ارتقاء کیفیت تصویر دوربین های آنالوگ در طول سالیان متمادی تکنولوژی های متفاوتی از جمله HDSDI ، HDTVI ، HDCVI ، AHD و … معرفی شدند که در ادامه به توضیح موارد گفته شده خواهیم پرداخت.

HD-SDI

تکنولوژی HD-SDI یکی از زیر شاخه های تکنولوژی SDI است که اولین بار در سال 1998 برای انتقال تصاویر با کیفیت HD و Full HD مورد استفاده قرار گرفت. این تکنولوژی اولین بار در سال 2010 برای دوربین های مداربسته به کار گرفته شد و امکان انتقال تصاویر با کیفیت بالا برای دوربین های مداربسته را به وجود آورد.

تکنولوژی SDI یک تکنولوژی دیجیتال و سریال است. در دوربین های IP اطلاعات دیجیتال به صورت موازی از طریق چندین رشته سیم به هم تابیده انتقال پیدا می کنند، در سیستم HDSDI هم اطلاعات به صورت دیجیتال انتقال می یابند اما این انتقال به صورت سری انجام می شود و در نتیجه می توان از کابل کواکسیال نیز برای انتقال اطلاعات استفاده کرد.

از انجایی که اطلاعات به صورت دیجیتال در این تکنولوژی انتقال پیدا می کند و هیچ تبدیلی روی آن صورت نمی گیرد، سیستم HDSDI  دارای کیفیت مناسبی در  تکنولوژی های انتقال تصویر است.

در سیستم های HD-SDI انتقال تصویر در فواصل زیاد همراه با افت کیفیت تصویر می باشد. لذا فاصله مناسب جهت انتقال تصویر با کیفیت مورد قبول در این تکنولوژی حداکثر 100 متر می باشد و در متراژ های بالاتر از 100 متر به دلیل افت کیفیت تصویر نیاز به تقویت کننده وجوددارد. دومین ضعف سیستم HD-SDI قیمت بالای دستگاه ذخیره ساز آن می باشد.

عیب یابی تجهیزات در این سیستم نیز نسبت به تکنولوژی های آنالوگ HD دیگر به مراتب پیچیده تر است. البته قیمت آن امکان رقابت را از این سیستم تا حد زیادی گرفت. از همین رو رشد استفاده از دوربین های HDSDI پس از مدت کوتاهی از معرفی آنها متوقف شد و در حال حاضر در کاربری های تخصصی تر مورد استفاده قرار می گیرند. 

HD-CVI

در سال 2012 کمپانی چینی Dahua  استاندارد HD-CVI را برای ارائه سیستم های مداربسته HD معرفی کرد. تکنولوژی  HD-CVI (High Definition composite Video Interface) برای ارائه تصاویر با رزولوشن HD  بر روی بستر کابل کواکسیال که محدودیت های دوربین های آنالوگ از جمله ارائه تصاویر تا رزولوشن 1080P  و انتقال تصاویر تا 500 متر را ارتقا داد.

انحصاری بودن و قیمت بالای دستگاه های hybrid درهنگام ارائه این تکنولوژی سبب شد تا رشد استفاده از دوربین های HD-CVI پس از مدت کوتاهی از معرفی آنها به شدت کاهش پیدا کند.

HD-TVI

این عبارت مخفف High definition transport video interface  می باشد. فناوری HD-TVI در سال 2012 توسط کمپانی آمریکایی TechPoint ابداع شده و مانند HDCVI و AHD نسخه بهینه شده‌ای از فناوری قدیمی HDSDI است.

تکنولوژی TVI قادر است سیگنال های دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کند و این امر باعث افزایش مسافت ارسال و کاهش هزینه ها می شود. با استفاده از تکنولوژی HDTVI   می توان سیگنال ویدیویی 1080P و720P ، سیگنال صدا و سیگنال دیجیتال را بر روی کابل کواکسیال  تا مسافت 500 متر انتقال داد. 

از آنجایی که اطلاعات در دوربین های HDTVI با همین روش کد گذاری می شوند، امکان دیدن تصاویر دوربین های HDTVI برای دیگر  DVRهای با تکنولوژی های مشابه مانند AHD یا HDCVI وجود ندارد. هم چنین در دوربین های آنالوگ نسل جدید امکان مشاهده تصاویر دوربین از طریق اتصال مستقیم دوربین به تلویزیون وجود ندارد، چرا که این دوربین ها دیگر از استاندارد های تلویزیونی برای انتقال اطلاعات استفاده نمی کنند.

تکنولوژی AHD (Analog High Definition)

این تکنولوژی راهکار جدیدی است برای رفع مشکل دوربین های آنالوگ؛ همانطور که می دانید رزولوشن تصویر یکی از بزرگترین نقاط ضعف این دوربین ها بوده و به همین دلیل این تکنولوژی جدید پا به عرصه دوربین های مداربسته گذاشت. این تکنولوژی بعد از تکنولوژی HDCVI که توسط شرکت Dahua که امکان انتقال و ضبط تصاویر HD در بستر کابل Coaxial را فراهم می کرد، توسط یک کمپانی تولیدکننده پردازنده و چیپست کره ای به نام NextChip ابداع و معرفی شد.

دو ویژگی مهم دوربین های AHD، نوع تصویر و مسافت ارسال تصویر بر روی کابل است؛ همانطور که از نام آن مشخص است این دوربین از خانواده آنالوگ می باشد. با  این تفاوت که وضوح تصویر این محصول برحسب واحد مگاپیکسل می باشد و دیگر از کیفیت خطی قبلی TVL  استفاده نمی کند. اطلاعات همچنان به صورت آنالوگ انتقال پیدا می کند اما نوع کد گذاری آن ها متفاوت است و می توان با حجم بیشتری انتقال اطلاعات را انجام داد. در نتیجه تصویری با رزولوشن بالاتر دریافت خواهیم کرد.

در ابتدا این محصول فقط با کیفیت 1 مگاپیکسل عرضه شد، این دوربین مانند دوربین های انالوگ از بستر کابل کواکسیال بهره می برد.

مزایا

• از آنجا که تصاویر به صورت خام و بدون کوچکترین تغییر و فشرده‌ سازی برداشت و ارسال می‌شوند، شاهد کیفیت بالایی خواهیم بود.

• عدم تاخیر در دریافت تصاویر، بشکلی که می توان فاصله برداشت و دریافت تصاویر را  تقریباً صفر دانست.

• سنسور دوربین‌های AHD امکان سوییچ کردن دستی از حالت HD به آنالوگ CVBS را دارد و به راحتی می‌توان دوربین را به DVR معمولی 960H متصل نمود.

• دی وی آر AHD نیز امکان اتصال و دریافت تصاویر AHD آنالوگ و IP را دارا می‌باشد.

• قیمت مناسب

• راحتی نصب

• ادغام آسان با سیستم های مداربسته موجود

در جدول زیر برخی از مشخصات تکنولوژی AHD با سایر تکنولوژی های گفته شده مقایسه شده است:

دستگاههای ضبط کننده AHD

این دستگاه ها قابلیت ضبط تصاویر از دوربین های آنالوگ، AHD و IP را بصورت همزمان دارا می باشند. مسئله اصلی در این دستگاهها توانایی نمایش همزمان با ضبط تصاویر دوربین ها با کیفیت بالا می باشد؛ که دستگاه های با پردازشگر ضعیف امکان پردازش این موضوع را ندارند.

بزرگترین حسن دستگاه های ضبط کننده AHD، هماهنگی آن با سیستم آنالوگ و دیجیتال می باشد. در حالی که در سایر تکنولوژی ها (HDTVI – HDCVI ) در صورتی که بخواهیم یک دستگاه ضبط کننده دوربین با سایر تکنولوژی ها را ساپورت کند، باید از دستگاه ضبط هیبرید استفاده کنیم که از نظر هزینه بسیار بالا بوده و مقرون به صرفه نمی باشد.