دانلود کار اموزی شرکت ژرف کام آسیا - آشنایی با سیستم های CCTV

بخشی از مقاله

آشنایی با مکان کار آموزی

آشنایی با شرکت ژرف كام آسيا
شركت ژرف كام آسيا نماينده رسمي شركت سامسونگ تكوين در زمينه سيستم هاي مداربسته باسابقه چندين ساله در زمينه سيستم هاي مخابرات، ديجيتال، حفاظت الكترونيكي و تصويري از قبيل سيستم هاي الكترونيكي كنترل تردد، تجهيزات حفاظت پيراموني دوربين هاي مداربسته، سيستم هاي تشخيص هويت برمبناي كارت هوشمند، سيستم هاي مانيتورينگ، فعاليت گسترده اي در زمينه مشاوره، طراحي، نصب، راه اندازي، آموزش وخدمات پس از فروش را دارد. زمينه هاي تخصصي اين شركت ارائه خدمات براي سيستم هاي الكترونيكي مخابراتي و حفاظت تصويري مي باشد.

سرفصل خدمات مشاوره اي، طراحي، فروش، نصب و گارانتي به شرح ذيل مي باشد:
• انجام مطالعات مقدماتي و توجيه اقتصادي وفني
• تهيه طرح هاي راهبردي وجامع
• طراحي منطقي و تعيين نيازهاي اوليه فني
• ارائه خدمات نظارت عاليه و كارگاهي در مقام مشاوره

• تعيين مشخصات فني تجهيزات و نظارت در خريد آنها توسط كارفرما شامل آزمايش در محل كارخانه ، شرايط حمل وتحويل و غيره
• آماده سازي اسناد فني و حقوقي براي برگزاري مناقصه ها
• برگزاري تشريفات مناقصه ، بررسي طرحهاي وارده ، ارزيابي امتيازات فني ومالي وعرفي برندگان
• انعقاد قرارداهاي مشاوره ، طراحي ، خريد و اجراء

• نظارت بر اجراء ، نصب و راه اندازي و بهره برداري سيستم ها
• ارائه راه كار در توسعه و بروزرساني مجموعه ها

زمينه فعاليت هاي تخصصي شركت
• طراحي سخت افزارخاص و با سرعت بالا(با چندپردازشگر وFPGA )
• توليد انبوه سخت افزارهاي مبتني برSMT و بردهاي چندلايه
• پياده سازي پروتكلها و استانداردهاي مخابراتي

• تئوريهاي پردازش سيگنالهاي ديجيتال (DSP)
• مخابرات ديجيتال و انواع مودمها ( انتقال ديتا در كانالهاي مختلف از جمله تلفن بي سيم و... )
• طراحي واجراي سيستم هاي مانيتورينگ

• طراحي واجراي سيستم هاي كنترل تردد
• طراحي و اجراي سيستم هاي مداربسته
طراحي واجراي سيستم هاي انتقال تصوير ، صوت و ديتا وفيبرنوري

پروژه هاي اجرايي انجام شده توسط شركت
• طراحي و اجراي سيستم تصويري دوربين مداربسته شركت صنايع الكترونيك شيراز به تعداد 22دستگاه دوربين متحرك و5كيلومترفنس الكترونيكي
• طراحي واجراي سيستم تصويري دوربين مداربسته فرهنگستان هنربه تعداد 135 دستگاه دوربين
• طراحي و اجراي سيستم تصويري دوربين مداربسته وحفاظت الكترونيكي براساس فيبرنوري به تعداد(128دستگاه دوربين)
• طراحي واجراي سيستم تصويري دوربين مداربسته وحفاظت الكترونيكي سيستم انتقال وشبكه مداربسته شركت ملي صادرات گاز به تعداد 39 دستگاه دوربين با شبكه سيستم كنترل تردد در 17 نقطه

• مشاوره، طراحي و اجراء سيستم تصويري مداربسته وحفاظت الكترونيكي دادگاه انقلاب اسلامي به تعداد 39 دستگاه دوربين
• طراحي ونظارت براجراي سيستم تصويري مداربسته و حفاظت الكترونيكي گمرك بازرگان
• طراحي ونظارت براجراي سيستم تصويري مداربسته و حفاظت الكترونيكي گمرك فرودگاه اصفهان
• طراحي ونظارت براجراي سيستم تصويري مداربسته و حفاظت الكترونيكي گمرك فرودگاه مشهد
• طراحي ونظارت براجراي سيستم تصويري مداربسته و حفاظت الكترونيكي گمرك جلفا
• طراحي و نظارت براجراي سيستم تصويري مداربسته فرودگاه اصفهان به تعداد 60 دستگاه دوربين بر اساس فيبر نوري

فصل دوم

شرح کارآموزی

آشنایی با تجهیزات سیستم دوربین مدار بسته
سیستم دوربین مدار بسته چیست؟
به طور خلاصه CCTV (closed circuit TV) یا سیستم دوربین مدار بسته یک روش برای ارسال تصاویر از طریق کابل کواکسیال می باشد. مدار بسته بر این نکته تاکید دارد که در آن تمام واحد ها مستقیما" به یکدیگر متصلند، بر عکس سیستم انتقال تصویر از طریق امواج رادیویی که در آن هر گیرنده ای که درست تنظیم شده باشد(tune) قادر به دریافت تصویر است مثل تلویزیون. ارتباط مستقیم در این موضوع به سیستم های لینک، ماکروویو،مادون قرمز و ... نیز اطلاق می شود.
کاربرد سیستم دوربین مدار بسته

کاربردهای دوربین مدار بسته را می توان به سه گروه عمده زیر تقسیم نمود:
- حفاظت وایمنی
- کنترل و نظارت
- آموزش و تحقیقات

موارد استفاده این سیستم ها تقریبا" نامحدود است و به عنوان مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد:
در واحد های صنعتی برای کنترل پروسه تولید، انتقال تصاویر محصولات و محیط کاری به بخش مدیریت، مشاهده و کنترل ربات های نصب شده در کوره ها، مشاهده انبارها، اماکن با شرایط جوی نا مناسب، معادن، محل های انفجاری، درب های ورود و خروج و محل های دیده بانی، استفاده در سیستم های حمل و نقل صنعتی، نظارت ترافیک شهری، بانک ها، نظارت بر رفتار مراجعین به فروشگاه ها، انتقال تصاویر کنفرانس ها، کاربردهای آموزشی، بیمارستان ها و ...

تجهیزات مورد استفاده در یک سیستم دوربین مدار بسته
در یک سیستم دوربین مدار بسته تجهیزات متنوعی را می توان یافت، اما دو قسمت اصلی که در ساده ترین سیستم های دوربین مدار بسته می توان یافت عبارتند از : دوربین و مانیتور
دوربین

نقطه شروع هر سیستم دوربین مدار بسته باید دوربین باشد.دوربین تصویر لازم برای ارسال به مرکز کنترل را ایجاد می کند.دوربین ها به صورت منفرد ارائه می شوند، لذا لنز های آن ها باید به صورت مجزا تهیه و روی آن ها نصب گردد، بدون لنز دوربین قادر به ایجاد تصویر نمی باشد.
دوربین ها دارای مشخصات زیادی می باشند، لذا بر اساس سیاه و سفید یا رنگی بودن تصویر، حداقل نور لازم برای ایجاد تصویر بر حسب لوکس، نوع تغذیه و وضوح تصویر یا رزولوشن برای کاربردهای متفاوتی از پزشکی گرفته تا دید در شب انتخاب می شوند، با بالا رفتن کیفیت دوربین قیمت آن نیز به سرعت بالا می رود و فقط با بررسی سطح نیاز می توان دوربین مناسب را انتخاب نمود.

امروزه اکثر دوربین ها دارای میکروفن می باشند و به این ترتیب صدا را نیز همراه تصویر انتقال می دهند.
مانیتور

تصاویر گرفته شده توسط دوربین باید به مانیتور انتقال داده شود تا قابل مشاهده توسط کاربر باشد.یک مانیتور شبیه تلویزیون می باشد، جز اینکه دارای مدارات تیونر نمی باشد، هم چنین برای کار دائم طراحی گردیده است و مثل تلویزیون در اندازه های مختلف ارائه می گردد.
تجهیزات زیادی وجود دارد که توانایی یک سیستم مدار بسته را به نحو چشمگیری بهبود می بخشد، در ادامه به معرفی این تجهیزات پرداخته می شود:
لنز

لنز ها قطعات اپتیکی هستند که بر اساس فاصله شئ از دوربین و ابعاد آن و ملاحظات دیگری انتخاب می شوند و بر روی دوربین ها نصب می شوند تا تصویر را بر روی قطعه حساس به نور دوربین(CCD) ایجاد کنند. مهم ترین مشخصه آن ها فاصله کانونی می باشد.
انتخاب لنز مناسب برای هر دوربین یکی از مهم ترین بخش های طراحی یک سیستم می باشد.قبلا" عدسی های داخل لنز از جنس شیشه بودند، اما امروزه لنزهایی به بازار عرضه می شوند که در آن ها به جای شیشه از پلاستیک استفاده شده است، برای همین قیمت آن ها به شدت کاهش یافته است. نقاط ضعف عدسی های پلاستیکی سبب می شود که در موارد حرفه ای از آن ها استفاده نشود.

F-STOP یکی از مهم ترین فاکتورهایی است که کمترین توجه به آن می شود و نشان دهنده درصد نوری است که از لنز عبور می کند. هر قدر میزان عدد F کمتر باشد، نور بیشتری از لنز عبور می کند به طوری که یک لنز با عدد F برابر 1 میزان 20% نور محیط را از خود عبور می دهد. لنزهایی که قدرت انتقال نور زیادی را دارند aspherical نامیده می شوند.
لنز ها از جهت فاصله کانونی به سه دسته لنز با فاصله کانونی ثابت(FIX lens) ،لنز با فاصله کانونی متغیر(VARIFOCAL lens) و لنز زوم(ZOOM lens) تقسیم می شوند.
لنزهای زوم نیز به سه دسته زوم دستی، زوم موتوردار و زوم موتوردار با قدرت تشخیص موقعیت تقسیم بندی می گردند.

IRISEمکانیسمی است که مانند دیافراگم میزان نور ورودی به لنز را کنترل می کند. بدون وجود این مکانیسم دوربین در بازه تغییرات نور بسیار کمی قادر به کار کردن می باشد. به طوریکه با افزایش میزان نور تصویر سفید و با کاهش آن تصویر سیاه می شود.
لنز ها از جهت نوع IRISE به دو دسته تقسیم می شوند. IRISE دستی که به ندرت در بازار یافت می شود و تنظیم آن ها از طریق رینگ اضافی روی لنز و چرخاندن آن انجام می شود. این نوع لنزها فقط در کاربرد های داخلی استفاده می شود که تغییرات نور کم است.

IRISE اتوماتیک از یک موتور الکتریکی کوچک برای چرخاندن رینگ مربوطه استفاده می کند.این نوع لنز ها با یک کابل به دوربین وصل می شوند و سطح سیگنال خروجی را تحت نظر قرار می دهند.وقتی این ولتاژکاهش می یابد موتور به کار افتاده و دیافراگم را باز می کند و بالعکس با افزایش ولتاژ سیگنال ویدئو دیافراگم را می بندد تا نور کمتری وارد دوربین شود.
آمپلی فایر

سیگنال های ارسالی از دوربین برای مانیتور، در طول مسیر کابل ضعیف می شوند. هر چه قدر فاصله زیاد تر باشد مقدار تضعیف سیگنال بیشتر است، با تضعیف سیکنال کیفیت تصویر کاهش می یابد تا جایی که تصویر قابل دریافت توسط مانیتور نمی باشد.لذا در صورتی که مهندس طراح لازم بداند از آمپلی فایر برای تقویت سیگنال در طول مسیر کابل استفاده می کند. آمپلی فایر ها بر اساس توان خروجی برای فواصل مختلفی طراحی می شوند.

هاوسینگ یا کاور
اتاقکی است که دوربین برای حفاظت در مقابل اثرات جوی مثل باران، برف، گرد و غبار در آن قرار می گیرد و به دو دسته اصلی outdoor (برای محیط های سرباز) و indoor (برای محیط های سرپوشیده) تقسیم می شوند. بعضی از آن ها به تجهیزاتی برای گرم کردن دوربین در در زمستان یا خنک کردن آن در تابستان و یا برف پاک کن مجهز می باشند.

پایه پن تیلت
دوربین ها دارای زاویه دید ثابتی هستند. برای افزایش این زاویه پوشش، دوربین را باید مثل چشم به اطراف حرکت داد.این دستگاه زیر دوربین نصب می شود و امکان حرکت دوربین را در دو محور افقی و عمودی ایجاد می کند و بنا به محل مورد استفاده به دو دسته outdoor و indoor تقسیم می شود. هم چنین دارای قدرت های متفاوتی برای وزن های مختلف دوربین می باشند.این پایه گردان توسط اپراتور از یک صفحه کلید یا دستگاه کنتلرر کنترل می شود.

براکت
پایه ای است که زیر دوربین وصل شده و برای نگه داشتن آن روی سقف یا دیوار به کار می رود و از مواد مختلف جهت استفاده در داخل یا خارج ساختمان ها و در قدرت های متفاوت ساخته می شود. برای نگه داشتن دوربین،کاور دوربین و یا پایه متحرک.

ریکوردر
دستگاههایی هستند که برای ضبط تصاویر به دو صورت زنده یا کند (lapstime)استفاده می شوند.این دستگاه ها به صورت آنالوگ تصاویر را روی نوار فیلم VHS و یا در حالت دیجیتال بر روی هار دیسک ذخیره می کند.برخی از این دستگاه های lapstime تا 960 ساعت تصویر را روی یک فیلم سه ساعته ذخیره می کنند.

سوئیچر
دستگاهی است که دارای تعداد ورودی دوربین و یک خروجی مانیتور می باشد و قادر است تصاویر دوربین های ورودی را به صورت اتوماتیک یا دستی یکی پس از دیگری روی مانیتور بفرستد.

کواد
دستگاهی است دارای چهار ورودی دوربین و یک خروجی مانیتور. این دستگاه صفحه مانیتور را به چهار قسمت تقسیم می کند و در هر قسمت تصویر مربوط به یک دوربین را نمایش می دهد.

مالتی پلکو
دستگاهی است که مانند کواد عمل می کند، با این تفاوت که ورودی های دوربین آن بیشتر است و در بعضی از مدل ها این دستگاه مجهز به بزرگ نمایی دیجیتال بوده و مجهز به آشکار ساز حرکت تصویری میباشد.

ماتریکس
برای سیستم هایی که در آن تعداد دوربن ها و مانیتور ها زیاد می باشد از دستگاه ماتریکس استفاده می شود. این دستگاه شبیه دستگاه تلفن سانترال عمل می کند و دارای تعدادی ورودی دوربین و تعدادی خروجی مانیتور می باشد. از طریق ارتباط با یک صفحه کلید اپراتور قادر است تصویر هر یک از دوربین های ورودی را روی خروجی مورد نظر ارسال نماید.
کنترلرPTZ

دستگاهی است که فرامین مختلف از جمله tilt (حرکت عمودی)، pan (حرکت افقی) و zoom را برای مجموعه پایه pantilt و لنز دوربین ارسال می کند. در این روش برای هر فرمان از یک سیم استفاده می شود. لذا تعداد سیم ها زیاد می باشد. معمولا" این دستگاه قدرت کنترل چند دوربین متحرک را دارد.

تله متری کنترلر
این دستگاه مانند کنترلر PTZ می باشد، با این تفاوت که تعداد زیادی از دوربین ها (معمولا" 256 دوربین) را می تواند کنترل کند.این دستگاه به صورت یک صفحه کلید می باشد و فرامین کنترل دوربین های متحرک شامل حرکت به چپ و راست، حرکت به بالا و پایین، کنترل زوم لنز و فرامین دیگری مثل کنترل برف پاک کن و آب پاش دوربین، چراغ روشنایی اطراف دوربین و غیره را ارسال می نماید. این دستگاه برای ارسال فرامین از دو سیم استفاده می کند.

تله متری رسیور
دستگاهی است که در سمت دیگر تله متری کنترلر کنار دوربین نصب گردیده و فرامین مختلف ارسال شده توسط صفحه کلید را از دو سیم ورودی استخراج کرده و برای قسمت های مختلف از جمله پایه و لنز ارسال می کند.

دوربین های مورد استفاده در یک شبکه امنیتی
نقطه شروع هر سیستم مدار بسته دوربین می باشد که در انواع و کاربردهای مختلف یافت میشود.
در این بخش به بررسی انواع دوربین ها و عملکرد آن ها خواهیم پرداخت.
انواع دوربین

دوربین های داخلی:
این دوربین ها معمولا" بدون محافظ های محیطی برای کار برد های داخلی طراحی شده اند.این دوربین ها به بستر هائی جهت مشاهده مناطق مورد نظر مجهز شده اند و قابل استفاده روی دیوار و سقف اتاق می باشند.اگر از دوربین در مکان هایی نظیر راهرو ها و دالان ها که تغییرات نور زیادی ندارند استفاده شود تنها یک لنز ایریس(irise) ساده و قابل تنظیم به صورت دستی کافی است.در مکان هایی که سطح نور به علت وجود پنجره و یا نورگیرها تغیر میکند، برای استفاده ی دوربین در 24 ساعت شبانه روز از دوربین مجهزبه لنز اتو ایریس یا تجهییزات الکتریکی حساس به نور دیگری جهت تنظیم نور ورودی به دوربین استفاده می شود.

شکل ظاهری دوربین های داخلی،طراحی قرار گرفتن آن ها در محیط و متناسب بودن آن ها با دکور محوطه بسیار مهم می باشد.
به همین دلیل محفظه های مخصوصی برای هر مدل از دوربین ها ی داخلی(Dome,wedges,…) وجود دارد.
از محفظه ها برای پنهان نمودن دوربین و دیده نشدن آن و هم چنین محافظت دوربین از گرد و غبار و یا نفوذ آب به داخل دستگاه استفاده می شود.

دوربین های خارجی:
این دور بین ها برای کاربرد های خارجی (بیرونی) استفاده می شوند که مجهز به محفظه هایی برای جلوگیری از نفوذ هوا به دوربین طراحی شده اند.
دوربین های خارجی شامل یک گرم ساز و ترموستات (تنظیم درجه حرارت محیط دوربین )و محافظ شیسشه ای برای جلوگیری از ورود گرد و غبار می باشد.
به علت استفاده این دوربین ها در محیط خارجی در شب و روز و تغییرات نور محیط به صورت مکرر ،این ایستگاهها به تجهیزات الکتریکی حساس به نور از جمله لنز های اتوایرایس جهت تنظیم نور ورودی به دوربین مجهز شده اند.

لنز دوربین ها، با توجه به شرایط میزان نور محیط و تغییرات نور در زمان های متفاوت انتخاب می شود.
دوربین های شاتر الکترونیکی:
شمار زیادی از از دوربین ها مجهز به شاتر الکترونیکی می باشند که با نور دریافتی از اجسام کنترل می شود و مشابه شاتر های مکانیکی در دوربین های فیلمبرداری اولیه عمل می کنند. سرعت شاترهای الکترونیکی به میزان نور رسیده به یک سلول

فتو الکترونیک بستگی دارد. چنانچه مقدار نور محیط زیاد باشد، سرعت شاتر افزایش یافته و با کاهش نور، سرعت شاتر نیز کم می شود.
مشکلی که در هر دو نوع شاتر های الکتریکی و مکانیکی وجود دارد، محدویت نوری است که می بایست از محیط دریافت کنند.
اگر نور محیط بیشتر از حد مجاز باشد، باعث از بین رفتن و خراب شدن تصویر اشیاء شده و در صورت کم تر بودن نور محیط از میزان نور مورد نیاز برای تشکیل یک تصویر، سبب تیرگی تصاویر تولید شده می شود. در دوربین های جدید استفاده از یک لنز ایرایس اتوماتیک مشکل محدودیت نور محیط را بر طرف می کند.
دوربین های مینیاتوری:

با پیدایش دوربین های CCD دار، ابعاد دوربین ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است. این دوربین ها در سبک و مدل های گوناگون در دو گروه اصلی در دسترس می باشند.
1. دوربین مینیاتوری همراه با لنز و سنسور CCD (دوربین مینیاتورری کامل)

2. دوربین با CCD و لنز مجزا
دوربین های کامل مینیاتوری در ابعاد و اندازه های کوچک در دسترس می باشند ولی در صورت نیاز داشتن به دوربین های مینیاتوری با ابعاد بسیار کوچک از دوربین های مینیاتوری نوع 2 که لبه سنسور CCD آن3 25mm استفاده می شود. محدویت دوربین های نوع 2 در انتخاب لنز مناسب در ابعاد کوچک است. دوربین هایی به کوچکی بند انگشت، مجهز به مدارات کامل الکترونیکی، جدیدترین تکنولوژی دوربین های مینیاتوری است.

دوربین های بردی:
دوربین های کوچکی هستند که CCD آنها روی یک برد PCB قرار گرفته است. دوربین های بردی با اضافه شدن به یک سیستم ، قابلیت تهیه تصویر را به عنوان بخشی از عملکرد سیستم فراهم میکنند. بهترین مثال استفاده از این دوربین ها در آیفون های تصویری است.

دوربین های لامپی: اولین دوربین های سیستم های مدار بسته بر اساس استفاده از لامپ های خلا حساس به نور طراحی شده بودند.برخورد نور به قسمت حساس لامپ سبب جاری شدن جریان الکتریکی می شود که شدت این جریان به میزان نور ورودی بستگی دارد. سپس در مدارهای الکتریکی دوربین این جریان تولید شده به سیگنال ویدئویی تبدیل میشود.
این طراحی در ابتدا بسیار مفید و موثر بود و حساسیت خوب و کیفیت تصویر بالائی برای دوربین ها به همراه داشت.با این وجود حجم زیاد دوربین ها و عمر کوتاه لامپ های خلا به کار رفته در آن ها و هزینه ی بالای تعویض لامپ خلا از معایب بزرگ این دوربین ها به شمار می رود. در مقابل دوربین های مجهز به CCD کوچکتر و سبکتر و نگهداری از آن ها ساده تر بود که سبب شد دوربین های مجهز به CCD جایگزین دوربین ها ی لامپی در سیستم های مدار بسته شوند.

CCD CAMERA:
CCD بر گرفته از عبارت CHARGE COUPLED DEVICE به معنی ابزار تزویج بار های الکتریکی و یک عنصر نیمه هادی مشتمل بر مدار های مجتمع آشکار ساز اپتیکال برای تبدیل نور به سیگنال الکتریکی می باشد. CCDاز ترکیب صد ها جز که در سطر ها و ستون ها یی کنار یکدیگر قرار گرفته اند ساخته شده است.هر جز که وظیفه تبدیل یک بخش از تصویر به سیگنال الکتریکی را دارد پیکسل یا فتو دیود خوانده می شود.از یک لنز برای تمرکز کردن نور دریافتی از محیط بر سطحCCD استفاده می شود.هر قدر نور تابیده شده شدید تر باشد،میزان الکترون بیشتری در فتو دیود پیکسل تولید می شود و CCD به میزان بیشتری شارژ می شود.

با استفاده از یک رجیستر سریال ولتاژ آنالوگ پایین ترین سطر به صورت سریال خوانده می شود و سپس پیکسل های سطر بالاتر ولتاژ خود را به پیکسل های همجوار سطر پایین تر می دهند.این روال برای تمام پیکسل های فریم ادامه می یابد.
مهم ترین دلیل ساخت CCD،جایگزین نمودن آن ها به جای دوربین های لامپی بوده است. به همین دلیل مشابه بودن سایز لنز مورد استفاده درCCD با سایز دوربین های لامپی یکی از ملاکهای اصلی در طراحی CCD قرار گرفت.

بنا بر این اولین CCD ها با سایز" 213 تولید شدند. رفته رفته با پیشرفت تکنولوژی دوربین های CCD ،فرمت CCD ها به 2/1و 3/1 اینچ رسید،اکنون CCDهایی با فرمت 4/1و8/1 اینچ تولید می شوند که باعث کوچکتر و ارزان تر شدن دوربین ها شده است و کوچک شدن روز به روز CCDها باعث تولید لنزهایی با سایز کوچک و متناسب با CCD شد.
پس از تبدیل نور به جریان و تولید سیگنال الکتریکی بوسیله CCD، جهت نمایش تصویر در مانیتور نیاز به تقویت کننده ای برا ی تقویت سیگنال جریان میباشد.
رفته رفته مزیت های دوربین های CCD باعث جایگزینی آن ها به جای دوربین های لامپی شد.ولتاژ تغذیه پایین این دوربین ها و نیاز نداشتن به ولتاژ بالای دور بین های لامپی ،اولین مزیت دوربین های CCD می باشد.در طراحی دوربین های مانیتوری استفاده از CCDبه جای دور بین های لامپی باعث کوچکتر شدن و طراحی ظریف و چشم گیر این مدل از دوربین ها گشت.

تشکیل تصویر در دوربین های لامپی به وسیله اسکن تصاویر تولید شده در یک میدان مغناطیسی و در دوربین های CCD با تشکیل تصاویر به صورت خطی می باشد.به دلیل ساختار سخت میدان مغناطیسی و پراکندگی یکنواخت میدان در تمامی مناطق تصویر امکان خراب شدن تصویر در دوربین های لامپی به مراتب زیاد می باشد.
ولی در دوربین های CCD،از میدان مغناطیسی استفاده نمی شود. به همین دلیل؟ تصویر در این دوربین ها وجود ندارد.
چنان چه دوربین های لامپی در معرض نور مستقیم مانند نور خورشید قرار بگیرند باعث خراب شدن و درست کار نکردن این دوربین ها شده و لامپ دوربین نیاز به تعویض دارد.
دوربین های CCD مانند دوربین های لامپی در مقابل نور زیاد دچار مشکل نمی شوند.البته چنان چه CCD به مدت زیاد در معرض نور شدید قرار بگیرد،تصویر تشکیل شده دچار سوختگی می شود.

دوربین های CCD رنگی :
اگر چه ترکیباتی اضافی بر ترکیبات یک دوربین CCD سیاه وسفید به دوربین های رنگی اضافه شده است که باعث رنگی شدن تصاویر میشود.نور پس از گذشتن از لنز و فیلتر رنگی به CCD می رسد. CCD نسبت به نور مادون قرمز که در روز وجود دارد حساس می باشد.نور مادون قرمز باعث به وجود آمدن یک سیگنال اضافی و مضر بر روی CCD می شود که باعث اختلال در رنگ های تصویر تشکیل شده می شود. این فیلتر رنگی مناسب باعث دور کردن نور مادون قرمز از CCD شده قبل از اینکه به CCD آسیبی وارد کرده و یا سبب آسیب رسیدن به خلوص رنگهای تصویر شود.

دقت داشته باشیم در دوربین های رنگی معمولی از فیلتر رنگی جهت حذف اشعه مادون قرمز استفاده نمی شود،زیرا فیلتر رنگی در این دوربین ها باعث حذف تمامی رنگ ها می شود.
CCD از 3 قسمت مهم تشکیل شده است.

1. سنسور های نورانی
2. ثبات های عمودی
3. ثبات های افقی

هر سنسور نورانی، نیمه هادی هایی هستند که نور را به بار الکتریکی تبدیل می کند. هر دیود نوری از چندین پیکسل تشکیل شده است. در دوربین های رنگی هر پیکسل ازسه قسمت کوچک به نام سلول که هر یک به رنگ های آبی، قرمز، سبز می باشند تشکیل شده است. اندازه پیکسل موجود در دوربین های رنگی به مراتب بزرگتر از اندازه پیکسل دوربین های سیاه و سفید است. به همین دلیل تعداد پیکسل های به کار رفته در دوربین های رنگی کمتر از تعداد پیکسل موجود در CCD دوربین های سیاه وسفید است و این سبب بیشتر شدن RESOLUTION (وضوح تصویر) در دوربین های سیاه و سفید نسبت به دوربین های رنگی می شود. میزان حساسیت نور در CCD های رنگی کمتر از CCD های سیاه و سفید است.( حساسیت در دوربین های رنگی lux 1 تا 2.5 و دوربین های سیاه و سفید lux 0.01 تا 1. است)

سیگنال های روشنایی خروجی از 3 سلول رنگی (قرمز، آبی، سبز) جداگانه توسط یک آمپلی فایر تقویت شده و پس از ترکیب 3 رنگ خروجی با هم، سیگنال روشنایی ویدئویی (Y) را تشکیل می دهد. (در بخش 2 به صورت مفصل در مورد سیگنال های Y,C شرح داده شده است.)

پس یک سیگنال ویدئویی شامل دو سیگنال Y (اطلاعات تصویر) و C ( اطلاعات رنگ تصویر) می باشد. پس از تشکیل سیگنال های,C Y ،یک پالس هم زمانی با سیگنال های Y,C ترکیب می شود.
با اتصال کابل تصویر در تلویزیون، می توان تصویر رنگی انتقال یافته از دوربین را مشاهده کرد. ولی اکنون بسیاری از دوربین های CCD دار مجهز به فیش های خروجی مجزا جهت انتقال سیگنال C,Y به صورت جداگانه می با شد.در این صورت فیش خروجی C بوسیله ی یک کابل (کابل C ) و فیش خروجی به وسیله یک کابل (کابلY ) جداگانه به سمت ورودی یک دستگاه ذخیره ساز S-VHS جهت عملیات ذخیره سازی تصاویر وارد شده و از دو خروجیC,Y در این ذخیره ساز، دو سیگنال به سمت دو ورودی مانیتور می روند.در صورت مجزا شدن سیگنال هایC,Y ،کیفیت تصویر بالا می رود.

ارسال سیگنال های C وY به صورت مجزا برای نمایش تصاویر ویدئویی کیفیت تصویر را بسیار بالا برده( در حدود 400TVL) در صورتی که ارسال سیگنال سیگنال ویدئویی ترکیبی (C,Y) کیفیت تصویری در حدود 350 TVL دارد.
با ارسال سیگنال های مجزایC,Y به دستگاه ذخیره ساز S-VHS تصاویر با کیفیت 400TVL ضبط شده واین در صورتی است که تصاویر در دستگاههای VHSمعمولی(استاندارد)با کیفیتی در حدود 240 TVL ذخیره می شوند.

مزیت دوربین های (ADVANTAGE OF CCD CAMERA) CCD
کیفیت رنگ و وضوح تصویر در دوربین های CCD اولیه به دلیل پایین بودن CCD dynamic range دوربین ها و کم بودن درجه خاکستری رنگ تولید شده پایین تر از دوربین های لامپی بود.با پیشرفت طراحی سنسور های نورانی CCD ، کم کم کیفیت رنگ و وضوح تصویر در دوربین ها بهبود یافته و به درجه مطلوب رسید.
DSP(پردازش سیگنال های دیجیتال)

سیگنال آنالوگ VOUT پس از خارج شدن از CCD وارد یک مبدل ولتاژ آنالوگ به دیجیتال(DAC) می شود. در این مبدل سیگنال، سطح روشنایی تمامی نقاط به دیجیتال (صفر و یک منطقی) تبدیل می شود.در این صورت یک سیگنال CAPTURE شده از تصویر خروجی CCD به وجود می آید. این سیگنال دیجیتال خروجی با سرعت زیاد در DSPپردازش شده و با اعمال عملیات ریاضی و پردازش بر روی اعداد ،سیگنال خروجی تصویری دیجیتال ساخته می شود.سیگنال پردازش شده دیجیتالی پس از خروج از DSP وارد یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) شده و سیگنال تصویری آنالوگ ترکیبی C,Y تولید می شود. این سیگنال COMPOSIT ترکیبی بعنوان سیگنال تصویری خروجی برای نمایش در مانیتور ها و یا ارسال به سوئیچر، مالتی پلکسر، VCRتولید می شوند.

DSP دوربین ها ، توانایی تولید سیگنال ویدیویی دیجیتال را دارند.
تنظیمات انجام شده در منوی دوربین توسط microprocessor controller تنظیم می شود و فرکانس لازم جهت اعمال تنظیمات را به DSP وارد می کند. microprocessor controller یک کامپیوتر کوچک است که در دوربین ها جا سازی شده است که وظیفه کنترل عملیات پردازش و ریاضی توسط DSP بر روی سیگنال برای تولید سیگنال ویدئویی دیجیتال تولید شده را دارد.

با استفاده از دکمه های فشاری روی دوربین می توان تنظیمات لازم مانند کیفیت و وضوح تصویر را اعمال نمود. در این صورت در تنظیمات اعمال شده به قسمت microprocessor رفته و سپس فرامین لازم جهت تصحیح وضوح تصاویر به DSP انتقال داده می شود.
فرامین لازم را جهت تصحیح وضوح تصاویر به DSP انتقال می دهد.

دوربین های CCD دار مجهز به برد DSP، دارای مدارات گرانتر نسبت به دوربین های معمولی می باشند.به همین دلیل از -قیمت بالاتری برخوردار هستند ولی به علت ویژگی های منحصر به فرد دوربین ها ی DSP، هزینه بالای این مدل از دوربین ها به صرفه است.
تغذیه دوربین ها

به طور کلی دوربین های مدار بسته برای عملکرد به یک منبع تغذیه نیاز دارند که مستقیما از برق شهر تامیین می شود. در این صورت سیم کشی و استفاده از کابل برای تامیین برق مور نیاز دستگاه ضروری است که شامل هزینه زیادی می شود. برخی از دوربین ها برق مورد نیاز خود را به وسیله کابل کواکسیال انتقال سیگنال الکتریکی از منبع تغذیه مانیتور تامیین میکنند. استفاده از روش دوم با وجود کاهش هزینه اشکالاتی را همراه دارد. اولا: تقویت سیگنال ویدئویی دوربین باعث تقویت سیگنال تغذیه می شود. دوم: در صورت یکسان نبودن امپدانس در 2 سر خط انتقال سیگنال امکان ایجاد اختلال در سیگنال ویدئویی وجود دارد.

لنز های مورد استفاده در دوربین های امنیتی
نگاهی گذرا بر ساختمان لنزها
یك لنز به طور كلی از سه قسمت تشكیل شده است :
• اجزا نوری
• دیافراگم قابل تغییر
• سیستم اتصال دهنده لنز به دوربین
اجزای نوری لنز

اجزا نوری لنزتعدادی ازاجزامختلفی هستند كه همگی داخل یك سیلندرقرارگرفته اند و هر كدام وظایف خاصی را درمسیر عبور نور انجام می دهند اجزا داخلی تصویر را بزرگ و كوچك فوكوس می كنند ودرضمن هر كجا شعاع نوركج شده باشد تصحیح نوری انجام داده وپراكندگی نور را اصلاح می كنند . زوم به عقب یا جلو باعث حركت دادن یك قسمت مشخص از لنزمی شود كه با تغییر فاصله كانونی اندازه تصویرومیدان دید نیزتغییرمی كند شعاع نور قبل ازرسیدن به دوربین به خاطر عبور از عدسی ها ی مختلف و پراكندگی به طور كامل به دوربین نمی رسد و به همین دلیل تا به حال لنزی ساخته نشده است كه 100درصد نور را به دوربین می رسانند لذا مسایل نور پردازی بسیار مهم می باشد .
دیافراگم

برای كنترل مقدار نور عبوری از لنز چندین صفحه فلزی كدر به گونه ای آرایش یافته اند .
كه به وسیله تغییرحلقه تنظیم می تواندروزنه مركزی بین خود رابزرگ وكوچك كنند دركنترل اتوماتیك فرمان باز یا بسته شدن را در یك چشم الكترونیكی صادر می كند .عملكرد این قسمت به نحوی است كه درروشنی زیاد صفحات فلزی درهم فرورونده وازشدت نورزیاد جلوگیری می كنند وبرعكس در زمانی كه نور به حد كافی نباشد بازتر می شوند تا تصویر مطلوب فراهم شود اندازه بازشدن دیافراگم مطابق یك سری اعداد كه مقدار نور مجاز را F22 تا F1.4 مشخص میكند تعیین می شود .

اتصال لنـز دوربین
برای اتصال لنز به دوربین نیاز است تا از نگاهـدارنده های لنـز استفاده شود ( LENS MOUNT ) در صورتی كه نگاهدارنده موجود برای یك لنز خاص با ویژگی های دوربین هم خوانی نداشته باشد نمی توان از آن لنـز در دوربین مورد نظـر استفاده نمود ،‌انواع مختلفی از این نگاهدارنده های لنز دوربین وجود دارند كه متعارفترین آنها نوع C ، CS و Bayonet می باشند . نوع C و CS از نظر نحوه عملكرد و قطر مانند یكدیگرهستند و تنها تفاوت آن ها فاصله بین سطح خارجی آن و CCD دوربین است كه در نوع C برابر 17.526 میلیمتر و در نوع CS برابر 12.5 میلیمتر است . نوع CS نسبت به مدل C ابعاد كوچكتری دارد اما مهم ترین مزیت نوع C را میتوان در این دانست كه بر روی دوربین های نوع CS با نصب یك آداپتور اضافی میتوانند استفاده شوند .

زاویه دید لنز
حداكثرزاویه ای كه توسط دوربین می تواند ازفضای مقابل خود راتحت مونیتورینگ داشته باشد به اندازه ی CCD دردوربین CHARGE-COUPLED DEVICE)) كه تصویراز لنز برروی آن می افتد و همچنین فاصله كانونی لنزدوربین بستگی دارد. دردوربین های مختلف كه فاصله كانونی لنز آن ها نیز برابر باشد در صورتی كه اندازه CCD های آنها متفاوت باشد زاویه دید دوربین ها با یكدیگر متفاوت خواهد بود .ابعاد CCD های موجود دربازاربه صورت 4/1 ، 3/1 ، 2/1 و 3/2 اینچ وجود دارد كه این ابعاد معرف اندازه قطر آن ها است . در واقع می توان گفت CCD های با ابعاد متفاوت ازنظركیفیت ارائه داده تفاوتی با هم ندارند اما آنچه با تغییراندازه CCD ها دردوربین ها ایجاد می شودزاویه دیددوربین است كه هرچه ابعاد CCD بزرگترانتخاب گردد زاویه دیددوربین نیز افزایش می یابد .

با استفاده از فرمول زیر می توان زاویه دید در دوربین را محاسبه نمود :
A=2*Arctgn((L/2)/F)
F : شعاع كانونی لنز دوربین
L : اندازه قطری CCD دوربین مورد نظر
لنز های خودكار

در این نوع لنز ها مقدار باز و بسته شدن لنز متناسب با شرایط محیط به صورت خودكار تنظیم می گردد تا روشنایی به دست آمده از دوربین در یك حد متعادلی قرار بگیرد . لنز های با تنظیم دستی برای مكان هایی مناسب هستند كه تغییرات روشنایی در محیط تقربیا اتفاق نمی ا فتد . در لنز های خودكاردو نوع عملكرد برای باز یا بسته شدن خودكار لنز وجود دارد در نوع اول متناسب با سیگنال ویدیویی ورودی و در نوع دوم متناسب با تغییر در ولتاژ DC فرستاده شده به لنز كه توسط پروسسوری در دوربین تعیین می شود انجام می پذیرد . در مقایسه از نظر قیمت لنز های خودكار نوع DC ارزان تر میباشند .

فوكوس داخلی focusing Internal
در طراحی یك لنز زوم توجه به این نكته ضروری است كه در هنگام زوم كردن تغییرات عمل فوكوس نیز با كاهش دادن انحرافات به خوبی صورت پذیرد درسال 1976 اولین نمونه این گونه لنزها به بازار عرضه شد.
یك نما زمانی فوكوس است كه اشعه های نورانی عمودی از لنز دقیقآ روی یك مكان همگرا شوند برای این كار در لنزهای زوم گروه جبران كننده با حركت شناور خود باعث وضوح تصویر می شوند.

در سیستم جدید برای جلوگیری از انحرافات طولی و عرضی رنگ در لنزها این قسمت را به چند زیر مجموعه كوچكتر تقسیم كرده اند لذا با حركت این مجموعه عمل فوكوس بدون وجود انحرافات رنگ به خوبی انجام می شود سیستم فوكوسینگ داخلی پنج ویژگی دارد :

بهبود توانایی نوری
با تصحیح انحراف می توان قابلیت های نوری سیستم را بالا برد این امر منجر به افزایش زاویه دید و می شود distortionكاهش تغییرات در انحراف های رنگ وتغییر در مدت فوكوسینگ ودر نتیجه كاهش distortion زاویه دید می شود .