دوربین های مدار بسته چگونه کار می کنند و چه کاربردهایی دارند؟

سامانه نظارتی مداربسته یا همان (Closed-circuit television) CCTV سامانه‌ای است که در آن از یک مدار بسته برای اتصال دوربین‌ها به نمایشگرها استفاده می‌شود. تفاوت یک سامانه مداربسته با یک سامانه مدار باز در چگونگی انتقال تصاویر است. در سامانه انتقال مدار باز مانند پخش تلویزیون، انتقال تصاویر به صورت باز و گسترده و با دسترسی همگانی صورت می‌گیرد و امکان دریافت تصاویر به صورت آزاد برای همه وجود دارد. در صورتی که در یک سامانه مداربسته، تصاویر با استفاده از مداری خاص، به تعداد محدودی نمایشگر انتقال می‌یابد. یکی از بزرگ ترین کاربردهای سامانه‌های مداربسته در امور نظارتی و امنیتی است که با توجه به حرکت به سوی جهانی شدن و جهان را درقالب یک دهکده جهانی دیدن، گسترش این سامانه‌ها و استفاده از آنها هر روز در قسمت‌های مختلف توسعه می‌یابد.

مولفه های اصلی یک سامانه نظارت تصویری

سیستم دوربین مداربسته دارای چهار عنصر اصلی دوربین، لنز، مانیتور و دستگاه ضبط دوربین مداربسته است که نور و تبدیل آن به سیگنال های الکتریکی یا دیجیتال کار می‌کنند. اجزای اصلی یک سیستم دوربین مدار بسته شامل موارد زیر است:

• دوربین: وظیفه دریافت نور و تبدیل آن به سیگنال‌های الکتریکی یا دیجیتال را بر عهده دارد. که بر دو نوع آنالوگ و تحت شبکه (IP) است که در بخش جداگانه‌ای به آن پرداخته خواهد شد.
• لنز: نور را بر روی سنسور دوربین متمرکز می‌کند. دیافراگم لنز که به عنوان آیریس (Iris) نیز شناخته می‌شود، یک دهانه قابل تنظیم است که میزان نور ورودی به دوربین را کنترل می‌کند. عملکرد آن شبیه به عنبیه چشم انسان است و برای اجازه دادن به نور بیشتر در شرایط کم نور گشاد می‌شود و برای کاهش نور در شرایط روشن باریک می‌شود.
• دستگاه ضبط: سیگنال‌های دوربین را به صورت ویدیو ذخیره می‌کند. دستگاه ضبط امکان پخش فیلم ذخیره شده را می‌دهد و آنرا بایگانی می‌کند و کاربران را قادر می‌سازد تا رویدادهای خاص را بررسی کنند، موقعیت‌ها را تجزیه و تحلیل کنند یا ویدیوهای ثبت شده را برای اهداف مختلف به اشتراک بگذارند. عملکردهای پخش ممکن است شامل ویژگی‌هایی مانند جلو بردن سریع، عقب، و مشاهده فریم به فریم برای تجزیه و تحلیل دقیق باشد.
• مانیتورینگ: تصاویر ضبط شده یا زنده را نمایش می‌دهد.

دوربین مداربسته آنالوگ

دوربین مداربسته آنالوگ، نوعی دوربین نظارت تصویری است که فیلم‌های ویدئویی را با فرمت آنالوگ از طریق یک کابل کواکسیال به یک دستگاه ضبط مانند ضبط کننده ویدئوی دیجیتال (DVR) منتقل می‌کند. برخلاف دوربین‌های مداربسته دیجیتال که سیگنال ویدیویی را قبل از ارسال به داده دیجیتال تبدیل می‌کنند، دوربین‌های آنالوگ سیگنال ویدیویی خام را مستقیماً ارسال می‌کنند.

دوربین مداربسته تحت شبکه IP

دوربین مداربسته تحت شبکه، که به عنوان دوربین IP نیز شناخته می‌شود، جانشین سیستم‌های دوربین مدار بسته آنالوگ است که برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است. این نوآوری‌ها در دوربین های نظارتی با استفاده از یک شبکه پروتکل اینترنت (IP) تصویر را ارسال و دریافت می‌کند. زیرا برای کار کردن به دستگاه ضبط محلی نیاز ندارند، فقط به یک شبکه (Local) برای کار کردن نیاز دارند. برخلاف دوربین‌های مداربسته آنالوگ سنتی، دوربین‌های تحت شبکه امکان پخش زنده (Live) و ضبط ویدیو را فراهم می‌کند و نحوه دسترسی به آن از طریق رایانه تلفن هوشمند به صورت از کنترل از راه دور فراهم است.

زیر ساخت ارتباطی در دوربین‌های مداربسته

زیرساخت‌های ارتباطی در سیستم‌های دوربین مداربسته نقش مهمی در انتقال داده‌های ویدئویی از دوربین‌ها به دستگاه‌های ضبط و نمایشگرها دارد. در اینجا با روش های مختلف ارتباطی مورد استفاده در رابطه با دوربین های مدار بسته خواهیم پرداخت که شامل:

• روش‌های سنتی مانند کابل کواکسیال: این روش سنتی از کابل های کواکسیال اختصاصی برای انتقال سیگنال‌های ویدئویی آنالوگ از دوربین‌ها به دستگاه ضبط استفاده می‌کند. انتقال تصویر در دوربین‌های مداربسته آنالوگ توسط کابل‌های هم محور (coaxial) انجام می‌شود. این سیستم‌ها کم هزینه‌ترین روش هستند. ولی در اجرای آن‌ها مشکلات سیم کشی و مشکل افت کیفیت تصویر در فواصل طولانی (بیشتر از 300 متر) و در نتیجه محدودیت مسافت ارسال وجود دارد. این امکان راه قابل اطمینانی را ارائه می دهد اما برای هر دوربین نیاز به کابل کشی اختصاصی دارد که برای هر سیستم متفاوت است.
• کابل زوج بهم تابیده: کابل زوج بهم تابیده یا (Twisted pair) مانند کابل‌های کواکسیال، می توانند سیگنال‌های ویدئویی آنالوگ را انتقال دهند، اما عموماً هزینه کمتری دارند و نصب آن‌ها آسان تر است. با این حال، تداخل دارند و ممکن است برای مسافت های طولانی مناسب نباشند.
• روش‌های مدرن مانند اترنت: این روش پرکاربرد از کابل های شبکه استاندارد (Cat5e یا Cat6) برای انتقال داده‌های ویدئویی دیجیتال از طریق یک شبکه IP استفاده می‌کند و این اجازه را می‌دهد تا مقیاس پذیری اتصال چند دوربین با استفاده از این زیرساخت شبکه موجود آسان تر است.

دستگاه ضبط دوربین مداربسته

1. DVR: مخفف عبارت Digital Video Recorder به معنای ضبط کننده ویدئویی دیجیتال است. این دستگاه برای ضبط و مدیریت تصاویر در سیستم های مداربسته آنالوگ استفاده می شود. وظایف اصلی DVR دریافت سیگنال های ویدئویی از دوربین های آنالوگ و تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال و ذخیره تصاویر دیجیتال بر روی هارد دیسک است، همچنین بازپخش تصاویر ضبط شده، کنترل و مدیریت دوربین ها برای کاربران فراهم است. اولین مزیت DVR نسبت به دستگاه ضبط NVR قیمت مناسب دستگاه آن است که به طور کلی ارزان تر از NVR ها هستند. از لحاظ سادگی DVR ها به نسبت NVR ها ساده تر هستند و نیاز به دانش فنی کمتری دارند. همچنین دستگاه‌های DVR با دوربین های آنالوگ قدیمی سازگاری بهتری دارند. تعداد کانال های هر دستگاه ضبط برای هر مدل متفاوت است اما به طور معمول دستگاه های DVR موجود در بازار با 4 ، 8 ، 16 ، 32 و… کانال تولید میشوند. از معایب DVR ها میتوان به کیفیت تصویر آن اشاره کرد که به نسبت NVR ها پایین تر است. معمولا DVR ها قابلیت‌های پیشرفته مانند تشخیص چهره، تشخیص پلاک، و … را ارائه نمی‌دهند علاوه بر آن نصب DVR ها به کابل کشی پیچیده تر و پر هزینه تر نسبت به NVR ها نیاز دارند. کاربرد دستگاه ضبط DVR در مکان های مختلفی مانند منازل، ادارات، فروشگاه ها، و … است برای نظارت و امنیت استفاده می‌شوند.
2. NVR: مخفف عبارت Network Video Recorder به معنای ضبط کننده ویدئویی تحت شبکه است. این دستگاه برای ضبط و مدیریت تصاویر در سیستم های مداربسته تحت شبکه (IP) استفاده می شود. وظیفه اصلی دستگاه‌های NVR دریافت تصاویر دیجیتال از دوربین های تحت شبکه (IP) و ذخیره آن‌ها بر روی هارد دیسک است. همچنین قابلیت بازپخش تصاویر ضبط شده و امکان کنترل و مدیریت دوربین‌ها را به ما میدهد. مزایای دستگاه‌های NVR کیفیت تصویر بالا است که تصاویر را با کیفیت و وضوح بالا نسبت به DVR ضبط می کنند. از قابلیت های پیشرفته NVR‌ها میتوان به مواردی مانند تشخیص چهره، تشخیص پلاک اشاره کرد که معمولا در دستگاه‌های DVR وجود ندارد. همچنین NVR ها به کابل کشی کمتری نسبت به DVR ها نیاز دارند و نصب آنها آسان تر است. یکی از قابلیت های منحصر به فرد NVR‌ها این است که به راحتی قابل ارتقا هستند. از مزیت های NVR این است که شما را از لحاظ مکان نصب محدود نمیکند و میتوان در مکان های مختلفی مانند منازل، ادارات و دفاتر، فروشگاه ها، مجتمع، پارکینگ برای نظارت و امنیت استفاده می‌شوند. به طور معمول دستگاه های NVR موجود در بازار با 4 ، 8 ، 16 ، 32 ، 64 و… کانال تولید میشوند. یکی از معایب NVR ها قیمت آن ها است که به طور کلی گران تر از DVR‌ها هستند.

ویژگی	DVR	NVR
نوع دوربین های سازگار	آنالوگ	تحت شبکه (IP)
کیفیت تصویر	محدود	بالا
قابلیت های پیشرفته	ندارد	دارد
هزینه کابل کشی	بیشتر	کمتر
قیمت	ارزان‌تر	گران‌تر

 

نوع حافظه ذخیره سازی دوربین های مداربسته

ذخیره سازی (Hard): داده‌های ویدئویی دریافتی را روی هارد (HDD) و هارد (SSD) یا سایر رسانه های ذخیره سازی ضبط می‌کند. سرعت انتقال و پردازش هارد SSD از هارد HDD بیشتر است و هر داده‌ای را در سریع ترین حالت ممکن انتقال میدهد و که هردو درایو دو نوع اینترنال (internal) و اکسترنال (external) قابل استفاده است هچنین امکان پخش، مدیریت و ارسال فیلم ضبط شده را برای بررسی، تجزیه و تحلیل یا جمع آوری شواهد فراهم می‌کند.