میهن داکیومنت بزرگترین مرجع و مرکز دانلود پایان نامه (متن کامل فرمت ورد) فروش پایان نامه - خرید پایان نامه (کاردانی ، کارشناسی)همه رشته ها
حقوق اقتصاد مدیریت روانشناسی ریاضی تربیت بدنی کامپیوتر نرم افزار و سخت افزار عمران معماری برق صنایع غذایی علوم اجتماعی هنر علوم سیاسی فیزیک مکانیک حسابداری

تبلیغات کلیکی - افزایش رتبه گوگل

اگهی رایگان

گزارش کارآموزی آشنايي با سيستم هاي CCTV


کد محصول : 1000970 نوع فایل : word تعداد صفحات : 61 صفحه قیمت محصول : 7000 تومان تعداد بازدید 972

فهرست مطالب و صفحات نخست


آشنايي با سيستم هاي CCTV

عنوان                                         صفحه
فصل اول : آشنايي با مكان كارآموزي     2
آشنايي با شركت ژرف كام آسيا    3
زمينه فعاليت هاي تخصصي شركت     4
پروژه هاي اجرايي انجام شده توسط شركت     5
فصل دوم : شرح كارآموزي     6
آشنايي با تجهيزات سيستم دوربين مدار بسته     7
دوربين هاي مورد استفاده در يك شبكه امنيتي    14
لنزهاي مورد استفاده در دوربين هاي امنيتي    23
CCD چيست ؟    29
معرفي سيستم هاي نظارت مبتني بر DVR    34
درجه حفاظت IP    43
رابط هاي اتصال مورد استفاده در CCTV    46
چند اصطلاح رايج     56


فصل اول

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 .
 كلاهك مربع شكل
 به لحاظ ثابت بودن لوله گروه جلویی می توان در این لنزها از كلاهك مربعی استفاده كرد تا كنون درلنزهای متداول چون گروه جلویی برای چرخیدن طراحی شده بود كلاهك نیز به صورت مدورطراحی می شد ولی اكنون درسیستم فوكوسیگ داخلی لنز می تواند به طور موثرتری flaring,ghosting را ازبین ببرد ،این عمل به وسیله قطع اشعه های مزاحم وغیرضروری در درون كلاهك مربعی شكل انجام می شود كه برای بسیار مناسب است .
كاهش وزن گروه فوكوسینگ
 لنزگروه فوكوسینگ لنز های جدید به خاطر سبك وزن بودن نسبت به لنزهای متداول سریع تر می توانند جابجاشوند و به قدرت الكتریكی كمتری بر ای این كار احتیاج دارند این عمل حتی در حالت دستی نیز به صورت ملایم و نرم وانجام میشود.
استفاده از فیلترها
 با انواع فیلتر هایی كه به لوله جلویی متصل می شود كاربردهای متفاوتی دارند در  لنزهایhand held لنزهایی كه قسمت جلویی آنها چرخش دارد چون خواص فیلترها با چرخش آنها تغییر می كند استفاده از مشكل ساز است half ND فیلترهای پلاریزه كننده فیلتر های كراس و فیلتر های
اما در لنزهای فوكوسینگ داخلی چون گروه جلویی نمی چرخد حداكثر توانایی فیلتر ها در فكتهای مختلف روز داده می شود .
 
 لوازم جانبی نوری
 در فوكوسینگ داخلی اتصال لوازم جانبی از قبیل یك مبدل به سمت واید ویا مبدلی به سمت تله به دستی را مستقیمآ به لوله Matte boxگروه جلویی تاثیری بر فوكوسینگ ندارد حتی میتوان یك جلویی متصل نمود .
انواع لنز های مورد استفاده در دوربین ها
 لنزهای با زاویه دید ثابت : در انواع WIDE و SUPER WIDE در بازار موجود اند .
 لنز های با قابلیت زوم دستی : دراین نوع لنز ها اگر چه تغییر فاصله كانونی به صورت دستی و غیر اتوماتیك انجام می گیرداما نسبت به لنزهای با فاصله كانونی ثابت بسیارراحت تروانعطاف پذیرتر هستند.
 لنز های با قابلیت زوم كنترلی : دراین نوع لنز ها تغییر فاصله كانونی لنز برای گرفتن نمای نزدیك و یادورازشی مورد نظررامی توان به صورت كنترلی انجام داداین نوع لنزهامعمولابرروی دوربین های چرخشی ا فقی یا عمودی نصب می گردند . به نسبت بین شعاع كانونی یك لنز درحالت حداكثر زوم به شعاع كانونی لنز در حالتی كه نمای دوراز یك شی را می دهد نسبت بزرگنمایی گفته می شود . هر چه این نسبت بیشتر باشد درواقع شما می توانید تصاویربا بزرگنمایی بیشتری راازموضوعات مورد نظر خود به دست آورید .
 لنز های غیر كروی : در این نوع لنز ها شعاع سطح لنز یك مقدار ثابت نیست ودرقسمت های مختلف سطح لنز مقدارمتفاوتی است . این امر باعث میشود كه اعوجاجی كه در تصاویر به دست آمده از سطح پیرامونی لنز ایجاد می شوند از بین برود . همچنین این نوع لنزها در مقایسه با سایر لنز های هم اندازه خود تصاویر با روشنایی بهتری را ارایه میدهند .
 لنز های PIN-HOLE : این نوع لنزها كه ازنوع لنز های با فاصله كانونی ثابت هستند در شرایطی استفاده می شوند كه ممكن است افراد درآن محیط ازاینكه توسط دوربین ها رویت شوند احساس نارضایتی نمایند در این صورت این نوع لنز ها را درون دیوار قرار داده تا به صورت مخفی بتوان محیط درون اتاق را مورد مونیتورینگ قرار داد . قطر پیشنهادی برای سوراخی كه لنز درون آن در دیوار تعبیه میشود 3.5 میلیمتر است .
 لنز های منشوری : این نوع لنز ها نیز در شرایطی مانند لنز های PIN-HOLE استفاده می شوند و از نوع لنزهای با شعاع كانونی ثابت هستند اما بر خلف لنز های PIN-HOLE در سقف كار گذاشته میشوند .
انتخاب لنز
انتخاب لنزمناسب مستلزم این است كه محل موردنظربرای نصب دوربین،شرایط نصب دوربین و مقدار زاویه و محدوده ای كه لازم است توسط دوربین دیده شود مشخص گردند . در انتخاب لنز مناسب برای دوربین رعایت نكات زیر میتواند مفید واقع شود :
•    استفاده از لنز های WIDE اگرچه زاویه دید بیشتری را میدهد اما موضوعاتی كه مورد مونیتورینگ واقع میشوند كوچكتر از اندازه واقعی به دست می آیند.
•     لنز های استاندارد تصاویر بزرگتری از موضوعات می دهند اما زاویه دید آنها كوچكتراست.
•     در اتاق های كوچك برای اینكه نقاط كور دوربین را كاهش دهیم بهتر است از لنز های wide استفاده شود .
•     در صورت استفاده ازلنزهای wide درصورتی كه نیاز باشدتا موضوعات نیزبا دقت بیشتری دیده شوند بهتراست كه ازدوربین های دیگر به صورت تركیب با دوربین لنزwide استفاده گردد .
 
CCD چیست ؟
CCD یک شیفت رجیستر آنالوگ است که امکان جابجائی سیگنالهای آنالوگ (بارهای الکتریکی) را در میان طبقات متوالی با کنترل سیگنال کلاک فراهم می کند. Charge Couple Device ها می توانند در فرم حافظه یا برای تاخیر سیگنالهای نمونه برداری شده آنالوگ نیز بکار رود.
امروزه کاربردهای گسترده ای از آنها را در سریال کردن سیگنالهای موازی مخصوصاً به شکل آرایه هائی از سنسورهای نوری فتوالکترونیک می بینیم.
این کاربرد به قدری غالب شده است که در عرف، "CCD" به عنوان معادلی برای نوعی سنسور تصویر در نظر گرفته می شود، ولی در گفتاری دقیق تر "CCD" به تنهائی به راهی برای بازخوانی سیگنال تصویر از چیپ گفته می شود.
  این نوع CCD مزایای آشکارسازهای CCD و CMOS را برای یک آشکارساز اختصاصی طیف سنج با حساسیت و سرعت های غیر منطبق فراهم می کند.
 مزایای سنسور مختلط عبارتند از: رنج دینامیکی نامحدود مجازی نویز ورودی لایه زیر الکترون مستقل از سرعت باز خوانی QE بالا سنجش پذیری سرعت طیفی بی نظیر - هزاران طیف در ثانیه fill factor %100 عدم کهنگی تکنولوژی در CCD های طیف نمای قدیمی، فتونهای نوری به الکترون تبدیل می شوند و در آرایه ای دو بعدی از پیکسل ها ذخیره می شوند.
 الکترونهای ذخیره شده هر پیکسل به طور عمودی به رجیستر آخر شیفت داده می شوند که به آن رجیستر افقی گفته می شود.
 هر پیکسل از این رجیستر تمامی الکترونهای یک ستون را در فرآیندی به نام binning در خود جمع می کند. سپس الکترونهای جمع شده در رجیستر افقی به صورت افقی به گره خروجی شیفت داده می شوند، در آنجا خوانده شده و به سیگنالهای ولتاژ تبدیل می شوند.
 سنسورهای CMOS نیز در فرآیندی شبیه به CCD ها فتونها را تبدیل می کنند و تنها تفاوت در معماری و خواندن است. در وسایل CMOS، هر پیکسل شامل یک مدار باز خوانی است که مقدار فضای پیکسل را اشغال می کند. این موضوع باعث کاهش fill factor و حساسیت می شود که روشنائی از پشت CMOS را غیر عملی می سازد.
 از سوئی دیگر این مدارات الکترونیکی مزایائی نیز دارند که از آن جمله می توان به دسترسی تصادفی به هر پیکسل، باز خوانی بدون تخریب (بی نقص) و بسیاری مزایای دیگر اشاره نمود. CMOS شرایطی را فراهم می کند که الکترونیک آنالوگ و دیجیتال در یک چیپ باشند که باعث کاهش اندازه و هزینه می شود.
چند مدار بازخوانی و مدار الکترونیکی پردازشگر می توانند به یک پیکسل CMOS مرتبط شوند تا موجب کارکرد موازی شوند. این عمل باعث تحصیل سرعت بالاتر در مقایسه با CCD ها می شود که در آنها عمل بازخوانی، یک فرآیند زنجیره ای طولانی است.
نمایش تکنیک پیوند استفاده شده برای متصل کردن پروسسور CMOS به سنسور CCD تکنولوژی سنسور مختلط (HST) بازدهی وسایل CCD را به قابلیت پردازش آنالوگ و دیجیتال CMOS پیوند می دهد. مشابه CCD های سنتی ، CCD فتونها را در گودالهای پتانسیل خود دریافت و تبدیل می کند.
 CCD می تواند از مقابل و از پشت، نور را دریافت کند که این امر موجب ایجاد حساسیت بالاتری نسبت به CMOS های سنتی می شود. بار الکتریکی هر پیکسل توسط رجیسترهای عمودی به رجیستر افقی انتقال می یابد که این عمل همانند CCD های قدیمی است و در عوض در این مرحله به جای شیفت بارها به طور افقی در رجیستر افقی، بار جمع شده به یک CMOS آشکار ساز مختلط جدید انتقال می دهد.
تکنولوژی ساخت بدلیل اتصال چیپ های سیلیکون CCD به سیلیکون CMOS، بی نیاز از تقویت کننده های روی چیپ است. پس از اتمام انتقال، بار الکتریکی توسط یک تقویت کننده با نویز پائین ((LNA(1) تقویت می شود. برای دستیابی به کارائی بالا و بدون نویز، تقویت کننده در فرکانسهای در محدوده KHz کار می کند.
 به هر حال از آنجائیکه بازخوانی به زیر شبکه هائی تقسیم می شود که هر یک دارای خروجی مختص به خود و متصل به یک مدار تقویت کننده مخصوص CMOS هستند، نتیجه کلی، خروجی با سرعتی بالا همچنان که در شکل زیر آمده است را فراهم می کنند.
انواع CCD :
 Full frame CCD
 Full Frame معروفترین معماری برای CCD های استفاده شده در طیف نمائی های چندگانه و کاربردهای تصویر برداری است. Full Frame تمامی ناحیه CCD را برای فتونهای ورودی در بازه تابش نور بکار می گیرد. در هنگام باز خوانی، بار الکتریکی در آرایه های CCD به طور متوالی شیفت داده می شوند و جهت جلوگیری از لکه دار شدن یا کشیده شدن تصویر، استفاده از یک شاتر(2) الزامی است.
 در صورتیکه زمان تابش نور بسیار بلندتر از سرعت باز خوانی باشد، لکه دار شدن تصاویر بسیار کم می شود. Full Frame دارای fill factor 100% است، به این معنی که 100% مساحت هر پیکسل برای آشکارسازی فتونها در لحظه تابش نور استفاده می شود.
 از آنجائیکه پیکسل ها معمولاً مربع هستند تخریب تصویر وجود ندارد. این وسایل می توانند اندازۀ پیکسلی در رنج 6.8 میکرون مربع تا 26 میکرون مربع را در فرمت 512×512 تا 3k×4k را فراهم کنند. CCD های Full Frame می توانند برای تابش از پشت یا روبرو نیز طراحی شوند. در CCD های تابش از روبرو، نور می بایست از لایه دروازۀ پلی سیلیکونی (لایۀ تخلیه) در بالای لایه سیلیکونی حساس به نور عبور کند.
 ساختار دروازه ای برای فرم دهی پیکسل در CCD لازم است. به هر حال تغییر در ضرایب شکست بین محیط پلی سیلیکون و سیلیکون باعث می شود قسمتی از طیف نور با طول موج کوتاهتر از سطح CCD منعکس شود.
 Frame transfer CCD
 معماری این نوع CCD برای مواقعی است که سرعت بالا و بازه تابش نور کمی را در حدود صد یا هزار میکروثانیه مد نظر دارید که البته با شاتر های معمولی قابل دسترسی نیست.
Frame Transfer شامل یک رجیستر موازی است که به دو قسمت تقسیم شده است. نور در قسمت بالائی این رجیستر موسوم به آرایه تصویر متمرکز می شود. ناحیه دوم موسوم به آرایه ذخیره نیز مقدار آرایه تصویر را گرفته و به عبارتی با آن برابر می شود و یک ماسک کدر بر روی ناحیه موقتی عکس گذاشته می شود. یک بار که آرایه تصویر در معرض نور قرار گرفت، سیگنال به سرعت به آرایه ذخیره شیفت داده می شود. در هنگامیکه آرایه ذخیره خوانده می شود، آرایه تصویر می تواند سیگنال دیگری را دریافت کند.
 پس علیرغم غیاب یک شاتر پرسرعت، Frame Transfer بطور پیوسته کار می کند. Frame Transfer هائی که از روبرو در معرض نور قرار می گیرند هنوز مشکل Full Frame ها را دارند یعنی مقدار کم QE در بازۀ طیف مرئی با QE بسیار پائین در UV. خاصیت هائی نظیر CCD های از پشت در معرض تابش، کارکرد بدون شاتر، سرعت فریم نسبتاً بالا و QE بالا از مزایای کاربردی طراحی Frame Transfer است.
 
Interline CCD
 معماری Interline در جستجوی زیاد برای سرعت طراحی شد. این نوع CCD برای کاربردهای پرسرعت VIS-NIR با شدت سیگنال متوسط تا زیاد، ایده آل است. به هر حال بدست آوردن سرعت بالا و کار پیوسته در این نوع CCD با هزینه همراه است و عواقب آن کاهش حساسیت مخصوصاً در محدودۀ UV است.
 Interline شامل آرایه هائی کشیده از دیودهای حساس نوری است که به طور الکتریکی به یک ذخیره کنندۀ CCD در پائین ناحیه پوشیده شده متصل هستند. نواحی پوشیده شده و نواحی حساس به نور به طور متناوب در طول محورهای عمودی CCD گسترده شده اند. مشخصه QE ناحیه پیکسل دیود، عالی است ولی به هر حال فقط 25% از ناحیه CCD دارای دیودهای فعال است و این به معنی fill factor 25% است. در نتیجه مقدار فتوالکترونها در واحد مساحت کاهش یافته اند.
 
معرفی سیستم های نظارت مبتنی بر DVR
DVR كه مخفف Digital Video Recording می باشد كاربرد های مختلفی در زمینه های سینما بخصوص دوربین های فیلم برداری ، سیستم های نظارت و امنیت و تجهیزات پزشكی دارد كه در این مقاله سعی به معرفی ویژگی های این سیستم ، در زمینه سیستم های امنیتی و نظارتی داریم.
Digital Video Recorder دستگاهی است كه تصاویر را بصورت دیجیتال بر روی حافظه های دیجیتال، مانند دیسك های فلش یا هارددیسكها ذخیره می‌كند كه با در نظر داشتن افزایش ظرفیت و كاهش قیمت این نوع از حافظه ها، امروزه سیستم های DVR توانایی ضبط زمان بیشتری از تصاویر را در مقایسه با ضبط كننده ‌های آنالوگ (VCR) كه امكان ذخیره تصاویر بر روی كاست‌های ویدئویی را داشتند ، فراهم می آورند.
فاكتورهای مهم در انتخاب DVR
بر اساس كاربرد در پروژه های مختلف فاكتور هایی كه در انتخاب سیستم DVR موثر می باشند عبارتند از :
• تعداد دوربین‌های قابل پشتیبانی
• نرخ فریم در ثانیه (fps)
• فناوری فشرده‌سازی تصویر
• ظرفیت حافظه های مورد پشتیبانی
• قابلیت كنترل از راه دور
• قابلیت تشخیص حركت   (motion detection)
• توانایی زمانبندی   (scheduling)
• توانایی ضبط تصاویر روی CD یا DVD توسط CD/DVD Burner به عنوان نسخه‌های پشتیبان
• قابلیت اتصال حافظه‌های Flash
كه در ادامه به بررسی برخی از فاكتور های فوق می پردازیم .
در خصوص ورودی های دوربین به DVR از آنجا كه عموما اتـصال بیـش از یـك دوربـین به DVR در سیستم های امنیتی و نظارتی نیازمند میباشد ، بنابراین انواع DVR ، با تعداد ورودی های متفاوت برای دوربین‌ها وجود دارند كه بطور متعارف نمونه‌هایی از 4 كانال تا 64 كانال تولید می شوند .
فاكتور فریم در ثانیه، تعداد تصاویری است كه DVR می‌تواند در هر ثانیه ضبط كند، این فاكتور كه در اغلب موارد در پی فاكتور تعداد دوربین های مورد پشتیبانی بیان می گردد ، در حقیقت كل تصاویری كه قابل ذخیره توسط سیستم می باشد را عنوان می نماید كه برای تعیین Fps برای هر كانال دوربین، Fps كلی سیستم را بر تعداد دوربین‌ها تقسیم می كنیم .
به عنوان مثال یـك DVR با FPS برابر 120 و هشت كانال دوربیـن در ورودی را در نظر بگیرید ، چنین سیستمی 15 فریم در ثانیه بـرای هـر دوربین را پشتیبانی خواهد نمود .
در سیستم های PAL با استاندارد CCIR حداكثر 25 فریم در ثانیه و در سیستم های NTSC با استاندارد FCC حداكثر 30 فریم در ثانیه قابل پشتیبانی میباشد ،كه با چنین نرخی ، تصاویر بصورت كاملا متحرك یا Full Motion به نظر خواهند رسید.
بنابراین برای حفاظت از اماكن حساس كه نیازمند ذخیره تمامی تصاویر دریافتی از سنسور CCD دوربین را دارند، سیستمی با نرخ فریمی برابر 25 در سیستم PAL و برابر 30 در سیستم NTSC، مناسب خواهد بود ، بدین ترتیب هیچ فریمی از دید ناظر سیستم مخفی نخواهد ماند و این در حالی است كه چنین سیستمی با عملكردی در حداكثر نرخ فریم و كیفیت تصویر ، داده هایی با حجمی بالا را تولید نموده كه در پی آن حافظه بسیار بزرگتری را برای ذخیره تصاویر نیازمند خواهد بود.
بنابراین در صورتی كه 8 دوربین در نواحی بسیار حساس داشته باشیم ، انتخاب یك DVR با قابلیت اتصال 8 دوربین به آن و با توانایی نرخ فریمی برابر با 200 در سیستم PAL ، انتخابی بسیار خوبی برای شرایط مذكور باشد .
نكته دیگری كه در خصوص انواع سیستم ها در كنار تفاوت كدگذاری رنگ در آنها ، مهم به نظر میرسد تعداد خطوط تصاویر در هر سیستم می باشد، سیستم PAL با وجودی كه حداكثر 25 فریم در ثانیه را پشتیبانی میكند اما در هر فریم امكان نمایش 625 خط را فراهم می آورد كه در مقایسه با سیستم NTSC با حداكثر نرخ 30 فریم در ثانیه و 525 خط در هر فریم ، سیستم PAL تفكیك پذیری یا همان Resolution بیشتری را ارائه خواهد داد .
بنابراین در انتخاب نوع دوربین و DVR هماهنگ با آن از نقطه نظر نوع سیستم، باید دقت كافی را لحاظ نمود در غیر این صورت تصاویر یا قابل نمایش نیوده و یا با وجوداستفاده از دوربین رنگی ، تصاویر بصورت سیاه و سفید نمایش خواهند یافت .
ساختار های فشرده سازی در سیستم های DVR
سیستم های DVR بسته به كاربرد ، ساختارهای متفاوتی را پشتیبانی مینمایند كه عبارتند از :
• Mjpeg
• Mpeg I
• Mpeg II
• Mpeg 4
ساختار Mjpeg كه در آن رنگ های یك تصویر با توجه به شباهتی كه در یك محدوده دارند، بر مبنای Tolerance داده شده، به یك رنگ تبدیل شده و در واقع با فرمت متداول JPEG كد می شوند و سپس با توجه به نرخ فریم تعیین شده ، تصاویر Jpeg برای ایجاد تصاویر متحرك در كنار هم ذخیره و یا ارسال میگردند .
این ساختار به دلیل سادگی در كدگذاری و كدگشایی در دوربین ها و سیستم های نظارت از راه دور از طریق سایت های وب، بسیار متداول میباشد .
سیستم هایی كه فقط از این ساختار پشتیبانی می كنند هزینه به مراتب پایین تری نسبت به دیگر سیستم ها خواهند داشت و اغلب چنین تجهیزاتی در كاربرد های تبلیغاتی مانند نمایش خیابان ها و دانشگاه ها از طریق اینترت مورد استفاده قرار می گیرند .
اما از آنجا كه در چنین سیستم هایی ، فشرده سازی ساده ای صورت می پذیرد، تصاویری با حجمی بالا برای ذخیره سازی ایجاد می گردند كه سازندگان این سیستم ها برای غلبه بر این مشكل عموما نرخ فریم در ثانیه و یا كیفیت تصاویر را كاهش می دهند بنابراین استفاده از چنین سیستم هایی در كابرد های نظارتی و امنیتی پیشنهاد نمی گردد .
درساختار MpegI بعد از كد گذاری تصاویر با فرمتی مشابه Jpeg برای بدست آوردن تصاویر متحرك اولین تصویر در گروه تصاویر یا Group Of Pictures) GOP) را ذخیره نموده و در فریم های دیگر فقط تغییرات ذخیره می گردند .
بنابراین نرخ فشرده سازی در این ساختار بسیار بیشتر از ساختار MJpeg خواهد بود .
ساختار Mpeg II كه شبیه ساختار Mpeg I میباشد به دلیل نیاز به كیفیتی بالاتر نسبت به Mpeg I بوجود آمد و اغلب كاربرد های تصویر برداری سینمایی و پزشكی دارد كه با توجه به تفكیك پذیری بالای تصاویر دیجیتال شده، ابن ساختار توانایی بیشتری در خصوص بزرگ نمایی دیجیتال خواهد داشت ، اما نرخ پهنای باند بیشتری را نیز برای انتقال تصاویر به خود اختصاص خواهد داد .رسانه متداول برای این ساختار به دلیل نرخ بالای اطلاعات كد شده، DVD بوده كه در نتیجه عموما این ساختار در كاربرد های مخابره راه دور تصاویر و اینترنت توصیه نمی گردد .
ساختار Mpeg 4 بر مبنای اینكه دیدی شیئ گرا و متفاوت با آنچه گفته شد به تصاویر دارد، فشرده سازی بیشتری را به ارمغان آورده است .
این ساختار امكان قرار گرفتن چندین نسخه از یك تصویر را با پهنای باند مختلف در كنار هم بوجود آورده كه اگر ارتباطات شبكه ای را مد نظر قراردهید خواهید یافت كه طیف وسیعی از فناوری های ارتباطی ، از Dial Up با مودم هایی با سرعت Kbps 56 تا DSL مودم هایی با چندین مگا بیت بر ثانیه و فناوری بی سیم GPRS بوجود آمده اند كه هر یك ، پهنای باند متفاوتی را پشتیبانی می نمایند بنابراین با استفاده از ساختار Mpeg4 می توان جریانی از داده های تصاویر را كه از لحاظ پهنای باند با سرعت ارتباط هم خوانی دارد را بصورت كاملا متحرك دریافت نمود كه تحولی در انتقال تصاویر از راه دور بشمار می آید .
ظرفیت حافظه های مورد پشتیبانی
امروزه با توجه به پیشرفت تكنولوژی ذخیره سازی ، عموما اكثر سیستم های DVR حافظه هایی در حدود 500 گیگا بایت را پشتیبانی می نمایند این در حالی است كه اگر سیستم DVR توانایی پشتیبانی از شبكه و Ethernet را داشته باشد با توجه به اینكه سرویس دهنده های ذخیره سازی (Storage Server) امروزی توانایی ذخیره اطلاعات تا چندین ترا بایت (1024 گیگا بایت ) را دارند، دیگر محدودیتی در این خصوص برای سیستم های DVR با توانایی پشتیبانی از شبكه ، وجود نخواهد داشت .
قابلیت كنترل از راه دور
یكی از مهمترین قابلیت های یك سیستم DVR پیشرفته ، توانایی كنترل از راه دور می باشد در واقع این توانایی ناظر سیستم را قادر می سازد كه بسته به زیر ساخت شبكه محل نصب DVR ، كه می تواند شامل خط تلفن و یا شبكه داخلی Ethernet و یا اتصال به شبكه جهانی باشد ، از امكانات سیستم نظارتی استفاده نماید .
یكی از ویژگی های جدیدی كه در این خصوص مطرح میگردد امكان نظارت بدون سیم از طریق دستگاه موبایل و یا لپ تاپ با استفاده از فناوری های GPRS و یا Wifi و حتی Bluetooth می باشد شایان ذكر است كه با توجه به انعطاف پذیری انواع سیستم های DVR به راحتی می توان این امكان را برای سیستم های DVR قدیمی تر نیز فراهم آورد.
 


منابع :


 
طراحی سایت : سایت سازان