Kamera Güvenlik Sistemleri ve Teknolojik Gelişmeler
Sistek Mühendislik, Danışmanlık ve Teknik Eğitim
CCTV (Closed Circuit Television/Kapalı Devre Televizyon) teknolojisindeki gelişmeler sonucunda video (görüntü) ile gözetim, günümüzde mevcut en geçerli korunma aracı olarak karşımıza çıkmaktadır.
CCTV sistemlerinde yapılan yenilikler ve bu sistemlerin bilgisayar teknolojileri ile entegre hale getirilmesi, sistem kurulumlarını kolaylaştırmış, maliyetleri azaltmış ve kullanılabilirliği yaygınlaştırmıştır.
Yazımızda kamera güvenlik sistemleri hakkında açıklamalara yer vereceğiz.
Görüntülenmesi istenen bölgelerin, bir iletim hattı aracılığı ile başka bir veya birden fazla noktadan izlenebilmesine kapalı devre televizyon sistemi denir.
Böylelikle kapalı devre televizyon sistemleri, Kamera – İletim Yolu – Ekran tanımlı ekipmanlardan meydana gelmiştir.
Görüntünün alınarak elektronik sinyale dönüştürülmesi sağlayan kameralar ile bu elektronik sinyalleri tekrar görüntüye dönüştüren monitörler, sistemin temel iki ünitesini meydana getirmektedir. Siyah-beyaz ve renkli kameralar, görüş açılarını belirleyen ve topladıkları görüntüyü odaklayarak kameranın görüntü toplama ünitesine yansıtan lenslerle beraber kullanılırlar.
Ekran olarak kullanılan monitörlerde meydana gelen görüntüler; seçiciler, çoklu ekran bölücüleri-multiplexerlar, tarih-saat üreteçli video kayıt cihazları gibi çevre birimleri ile desteklenmektedirler.
Kameralar ve Mercekler
Kameralar, görülmesi istenen bir bölgenin görüntüsünü video sinyaline çeviren direkt veya dolaylı olarak monitöre aktarabilen elektronik devre elemanlarıdır.
Besleme gerilimi bakımından 220V AC veya 12V/24V DC ile çalışabilen kameraların siyah-beyaz ve renkli modelleri de bulunmaktadır.
Hareketli olarak kullanılan kameralara DOME kamera denir. Pan veya Pan-tilt motorları kullanılarak sabit olan kameralar, hareketli olarak kullanılabilir.
CCD (Charged Coupled Device) kameraların 1984 yıllarında ortaya çıkmasıyla, kamera maliyetleri düşmüş ve kullanım ömürleri artmıştır.
Günümüzde artık hareketi algılayan, kendiliğinden harekete geçen ve netlik ayarını yapan kameralar mevcuttur. Kamerada, izlenmek istenen bölgenin açısına ve dahili/harici ortama göre uygun lens kullanılması gereklidir.Lensler kameranın aldığı görüntüyü, görüntü ünitelerine odaklama görevi yaparlar.
Kullanım yerine göre uygun özellikte lensin seçilmesi de ayrıca uzmanlık gerektiren bir konudur.
Lenslerin iris özelliği, kameranın ışık değişimlerine bağlı olarak aldığı görüntü kalitesini belirler. Işık şiddetinin sabit veya değişken olmasına bağlı olarak manuel iris lens veya otomatik iris lens kullanılır. Bu sayede kameranın her zaman aynı oranda ışığı, görüntü toplama ünitesine alması sağlanacaktır.
Lens seçimindeki diğer bir kriter ise odak uzaklığıdır.Odak uzaklığı, kameranın alabileceği görüntü açısını belirler.
Standart lenslerde bu değer 2,1 mm’den başlayarak 50 mm’ye kadar değişir.
Kamera Güvenlik Sistemlerinde Kullanılan İletim Yöntemleri
Görüntü işaretlerini kameradan alıp monitöre taşımak için aşağıdaki görüntü iletim yöntemleri kullanılır ;
• Koaksiyel Kablo
• Fiber Optik
• Mikrodalga
• Kızılötesi ışın
• Radyo Frekans
• Harici Twisted pair (Cat5) kabloyla alıcı-verici
İletim yönteminin seçimi, mesafe, ortam, tesis yerleşimi ve maliyet gibi faktörlere bağlıdır.
Ayrıca tüm iletim yöntemleri, enterferans kayıplarından zarar görürler.
Bu iletim yöntemlerini inceleyecek olursak;
Koaksiyel Kablo:
Koaksiyel kablo kamera ile monitör arasında sürekli bir fiziki iletimi sağlayan bir kablodur. Bu kablo, çevre koşullarından veya çevre cihazlarından meydana gelebilecek enterferansı en aza indirgeyebilecek koruyucu bir kaplamaya sahiptir.
Kısa mesafeli iletişimlerde kullanılan en yaygın ve en ekonomik çözümdür.
Koaksiyel kablo cinsine göre ortalama 300-500 metreye kadar görüntü sinyalini taşıyabilirler
Fiber Optik:
Fiber optik teknolojisi, görüntü işaretlerini, darbeli veya lazer ışığına dönüştürerek cam çubuk içersinden diğer uca taşınmasını sağlar.Diğer uçtaki bir alıcı darbeli ışığı tekrar görüntü sinyaline dönüştürür.
Bu yöntem, iletim hattındaki nemden ve aynı hattan iletilen yüksek gerilim gibi herhangi bir enterferanstan etkilenmez.
Aynı zamanda fiber optik kablolar, geniş band sinyal özelliğine sahiptir ve kopuk bir fiber optik kablodan kıvılcım çıkma ihtimali yoktur.
Fiber optik yöntemi, uzun mesafe iletimleri için yüksek maliyet içerir.
Tablo 1’de koaksiyel kablo ile fiber optik kablonun karşılaştırılması verilmektedir.
Mikrodalga:
Mikrodalga teknolojisi, görüntü ve veri sinyallerini, yüksek frekanslı (2,4Ghz) RF sinyallerine dönüştürerek, hava boşluğu veya uzay aracılığı ile iletimini sağlar.
Daha sonra alıcı kısım bu yüksek frekanslı mikrodalga sinyallerini görüntü sinyaline çevirerek monitöre yansıtır.
Mikrodalga teknolojisi, görüntü iletimi için geniş bandlı dalga boyu olanağı sağlasa da bu yöntemin çevre koşullarından etkilendiği de bir gerçektir.
Mikrodalga sistemleri, kamera ile monitörler arasında kablosuz iletişim için tercih edilebilir. Ancak mikrodalga yayını için FCC kuruluşundan izin alınması da söz konusudur.
Kızılötesi Lazer:
Kızılötesi lazer teknolojisi, mikrodalga teknolojisine uygulama olarak benzese de geniş bantlı dalga boyu olanağı sağlamaz.
Dolayısı ile kısa mesafelerde kullanılabilir ancak çevre koşullarından etkilenebilir.
Kızılötesi lazer için herhangi bir ruhsat izni almaya gerek yoktur.
Radyo Frekans:
RF teknolojisi, güvenilir ancak kısa mesafelerde uygulanan bir yöntemdir. Kablo ve donanım yöntemlerinin yetersiz ve elverişsiz olduğu yerlerde kullanılır.
Çevre koşullarından ve diğer RF sinyallerinden etkilenir.
Twisted Pair Kablolu
Alıcı – Verici:
Twisted Pair, 2 büklümlü 4 parçadan oluşmuş Cat5 sınıfından bir kablodur.
2400 metrelik mesafelerden görüntü bilgisini kablo ve alıcı-verici yöntemiyle taşınmasını sağlar.
Kameradan alınan görüntü bilgisi uzun mesafe taşınması için verici tarafından yükseltilir.
Kablonun diğer ucunda alıcı görevi yapan ekipman ile yükseltilen bilgi görüntü işaretine dönüştürülür ve monitöre gönderilir.
Cat5 kablo kullanımı, düşük maliyeti de beraberinde getiren bir yöntemdir.
Ancak verici olarak kullanılan yükselteç, yüksek gerilim ve çevre koşullarından gelen enterferans gibi etikleri de yükselttiği için olumsuz görüntü sorununu da beraberinde getirmektedir.
Görüntü bilgisinin yanında ışık bilgisinin de yükseltilmesi, alınan görüntülerde aşırı parlaklığa neden olmaktadır.
Ayrıca kablo tasarrufu sağlanması amacıyla 2 bükümlü 4 parçalı bir adet Cat5 kablodan 4 adet kamera görüntüsünün sürülmesi, istenmeyen parazitik osilasyonların meydana gelmesine sebep olmaktadır.
Kamera Güvenik Sistemlerinde Kullanılan Çevre Birimleri
Seçiciler (Switcher):
Seçici üniteleri, birden fazla kameranın bir veya iki monitöre aktarılmasını sağlarlar.
2-4-6-8-12 girişli olabilen seçici ekipmanlar kullanılarak, operatörlerin isteğine bağlı olarak kamera görüntüleri otomatik olarak istenen sürede monitörlere getirebilir. Alarm girişli olan seçicilerde, alarm esnasında alarm olan kameranın görüntüsü ekrana getirilir. Seçicilerde, operatör tarafından görüntüye müdahale etme şansı ve kayıt olanağı yoktur. Kamera sayısı ve monitör sayıları arttığı zaman daha geniş anahtarlama olanağı sağlayan matrix seçici üniteleri kullanılır.
Çoklu Ekran Bölücüleri (QUAD):
Çoklu ekran bölücüleri, kameralardan alınan görüntüleri bir araya getirerek bir monitör üzerinden aynı anda izlenebilme olanağını sağlarlar.
Çoklu ekran bölücü ünitelerinin daha gelişmiş olanlarına Multiplexer üniteleri adı verilir.Bir multiplexer 16 kameraya kadar olan görüntünün aynı anda bir monitörde gösterilmesine olanak sağlar.Multiplexerlarda kayıt özelliğide bulunmaktadır.
Video Kayıt Cihazları (VCR):
Video kayıt cihazları, monitörlerden gelen kamera görüntülerini tarih-saat bazlı kayıt ederek kontrollarını yapmak ve gözden kaçmış olabilecek görüntülerin yeniden izlenebilmesine olanak sağlamak amacıyla kullanılırlar. Video kayıt cihazları hem gerçek zamanlı hem de atlamalı olarak kayıt yapabilmektedirler.
Kayıt edebilme gücü, saniyedeki resim çerçeve (frame) sayısı (frame per second) ile ölçeklendirilir.
Bilgisayar Destekli Kamera Güvenlik Sistemleri
Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, çevre birimlerinin özelliklerini kapsayan bilgisayar donanımlarını da ortaya çıkarmıştır.
Bilgisayarların PCI veri yollarına monte edilebilen Görüntü Yakalama (Capture) Kartları ve bunlara özel olarak geliştirilmiş bilgisayar yazılımları ile çevre birim cihazlarının görevleri tek bir kart üzerinde toplanmıştır.
Görüntü yakalama kartları, kameradan aldıkları analog görüntü bilgilerini, digital görüntü bilgilerine çevirerek, MPEG4 formatında digital sıkıştırma ile görüntü işlemesi yaparlar. Böylelikle digital olarak sıkıştırılan kayıt görüntüleri, hafıza ünitelerinde daha az yer kaplamaktadır.
Aynı zamanda görüntü yakalama kartları ses işleme özelliklerine de sahiptirler.
Bilgisayar destekli görüntü yakalama kartları sayesinde hem yüksek hızda kayıt yapabilme olanağı ortaya çıkmış hem de operator tarafından belirlenen görüntü bölgelerinde hareket duyarlı görüntü (video motion) bilgisine göre alarm sistemlerinin aktif olması sağlanmıştır.
Alarm anında bilgisayar hoparlörlerinden ses alınarak operatörün uyarılması yanında, harici olarak bilgisayara ilave edilen input-output kartları ile alarm sinyal bilgileri dışarı ortamdaki alarm sistemlerine taşınabilmektedir.
Böylelikle alarm esnasında ışıklandırma sisteminin devreye girmesi, güvenlik birimlerinin telefon ile aranması, elektronik kontrollü kapıların kilitlenmesi, korna gibi yüksek ses şiddetindeki ekipmanların kullanılması da mümkün olmaktadır.
Ayrıca tarih ve saat bazında görüntü kayıt bilgilerine ulaşmak ve bu görüntülerin, bilgisayar donanımında yer alan CD yazıcılar sayesinde arşivlerinin alınabilmesi de çok büyük bir kolaylık olarak karşımıza çıkmaktadır.
Bilgisayar Destekli Kamera Güvenlik Sistemlerinde Uzaktan İzleme
Kapalı devre kamera görüntülerinin uzaktan izlenmesi ve kontrol altına alınması da mümkündür.
CCTV sistemlerinin bağlı bulunduğu bilgisayarların veya video kayıt cihazlarının,
3 yöntemle uzaktan izlenmesi sağlanabilir;
1. PSTN (Yerel Anahtarlamalı Telefon Ağı)
2. LAN (TCP/IP protokolünü destekleyen yerel ağ bağlantısı)
3. Internet veya İntranet
(TCP IP protokolünü destekleyen Dial-up, Kablo, ADSL, ISDN, Leased Line hatlar)
Bu üç bağlantı türünde de kullanıcı, yetkilerine göre istenilen kamera veya kayıtın izlenmesi, sistemin uzaktan kontrolü, resim çekebilme, giriş çıkış portlarının kullanımı, PTZ ile uzaktan speed dome kontrolu yapılabilir, önceki kayıtlar uzaktaki sistemlere yüklenebilirler.
Sonuç olarak;
Kamera güvenlik sistemlerindeki gelişim, artan bir ivme ile ilerlemeye devam edecektir. Teknolojinin faydalı yönde kullanılması ile güvenlik düzeyleri gelişecek, zamandan ve insan gücünden tasarruf sağlanacaktır.
Kaynakçalar
1- Copi Professional CCTV Systems – Taiwan R.O.C http://www.cop-eu.com/
2-Sistek Proje Notları – Levent PARALI
3- CCTV Teknik Eğitim Notları
– EDS Elektronik Destek Sanayi
Levent Paralı (email@example.com)