Главная / Освещение

Ик извещатель движения. Пассивные ИК датчики движения: современное состояние, проблемы и перспективы развития. Видеокамеры в качестве датчиков

Инфракрасные извещатели являются одними из самых распространенных в системах охранной сигнализации. Объясняется это весьма широким спектром их применения.

Они используются:

для контроля внутреннего объема помещений;
организации охраны периметров;
блокировки различных строительных конструкций "на проход".

Помимо климатического исполнения (уличной и внутренней установки) они также подразделяются по принципу действия. Существует две большие группы: активные и пассивные. Кроме того, инфракрасные извещатели подразделяются по типу зоны обнаружения, а именно:

объемные;
линейные;
поверхностные.

Давайте рассмотрим по порядку для каких целей применяются те или иные их виды.

Пассивные инфракрасные извещатели.

Эти датчики имеют в своем составе линзу, "нарезающую" контролируемую область на отдельные сектора (рис.1). Срабатывание извещателя происходит при обнаружении температурных перепадов между этими зонами. Таким образом, мнение, что такой охранный датчик реагирует чисто на тепло ошибочно.

Если человек, находящийся в зоне обнаружения, будет стоять неподвижно извещатель не сработает. Кроме того, температура объекта, близкая к фоновой также влияет на его чувствительность в сторону уменьшения.

Тоже самое относится к случаям, когда скорость перемещения объекта ниже или выше нормируемой величины. Как правило, это значение лежит в пределах 0,3-3 метра/секунду. Для уверенного обнаружения нарушителя этого вполне достаточно.

Активные инфракрасные извещатели.

Устройства этого типа имеют в своем составе излучатель и приемник. Они могут быть выполнены отдельными блоками или совмещены в одном корпусе. В последнем случае при установке такого охранного прибора дополнительно используется элемент, отражающий ИК лучи.

Активный принцип действия характерен для линейных датчиков, которые срабатывают при пересечении инфракрасного луча. Ниже рассмотрены принципы действия и особенности применения основных типов ИК извещателей.

ОБЪЕМНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

Эти устройства являются пассивными (что это такое см.выше) и используются, в основном для контроля внутреннего объема помещений. Диаграмма направленности объемного датчика характеризуется:

углом раскрыва в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
дальностью действия извещателя.

Обратите внимание - дальность действия указывается по центральному лепестку диаграммы, для боковых она будет меньше.

Что характерно для любого инфракрасного датчика, в том числе объемного - любое препятствие для него является непрозрачным, соответственно создает мертвые зоны. С одной стороны - это недостаток, с другой - достоинство, поскольку полностью отсутствует реакция на движущиеся предметы за пределами охраняемого помещения.

Также к недостаткам следует отнести возможность ложного срабатывание от таких факторов как:

конвекционные тепловые потоки, например, от систем отопления различного принципа действия;
засветки от движущихся источников света - чаще всего автомобильных фар через окно.

Таким образом, при монтаже объемного извещателя эти моменты игнорировать нельзя. По способу установки существует два исполнения "объемников".

Настенные объемные ИК извещатели.

Идеально подходят для офисов, квартир, частных домов. В таких помещениях мебель и другие предметы интерьера располагаются, как правило, вдоль стен, поэтому слепых зон не создают. Если учесть, что горизонтальный угол обзора таких датчиков составляет порядка 90 градусов, то, установив его в углу помещения, одним устройством можно практически полностью заблокировать небольшую комнату.

Потолочные объемные извещатели.

Для таких объектов как магазины или склады характерной особенностью является установка стеллажей или витрин по всей площади помещения. Установка потолочного датчика в таких случаях более эффективна, конечно, если указанные элементы имеют высоту ниже потолка.

В противном случае придется блокировать каждый образовавшийся отсек. Справедливости ради, нужно заметить, что такая необходимость возникает не всегда, но это уже тонкости проектирования сигнализации для каждого конкретного объекта с учетом всех его индивидуальных особенностей.

ЛИНЕЙНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

По своему принципу действия они являются активными и формируют один или несколько лучей, отслеживая их пересечение возможным нарушителем. В отличие от объемных, линейные датчики устойчивы к различного рода воздушным потокам, да и прямая засветка, в большинстве случаев, им не повредит.

Принцип работы линейного однолучевого инфракрасного излучателя поясняется рисунком 2.

Дальность действия активных линейных устройств составляет от десятков до сотен метров. Наиболее характерные варианты их применения:

блокировка коридоров;
охрана открытых и огороженных периметров территории.

Для охраны периметра используются извещатели, имеющие более одного луча (лучше если их будет не менее трех). Это достаточно очевидно, поскольку снижает вероятность проникновения под или над контрольной зоной.

При установке и настройке инфракрасных линейных извещателей требуется точная юстировка приемника и передатчика для двухблочных устройств или отражателя и комбинированного блока (для одноблочных). Дело в том, что сечение (диаметр) инфракрасного луча сравнительно невелик, поэтому даже небольшое угловое смещение передатчика или приемника приводит к его значительному линейному отклонению в точке приема.

Из сказанного также вытекает необходимость крепления всех элементов таких извещателей на жестких линейных конструкциях, полностью исключающих возможные вибрации.

Должен заметить, что хороший "линейник" - удовольствие достаточно дорогое. Если стоимость однолучевых устройств с небольшой дальностью действия еще лежит в пределах нескольких тысяч рублей, то с увеличением контролируемой дальности и количества ИК лучей цена возрастает до десятков тысяч.

Объясняется это тем, что охранные извещатели такого типа являются достаточно сложными электромеханическими устройствами, содержащими, помимо электроники, высокоточные оптические устройства.

Кстати, пассивные линейные извещатели тоже существуют, но по максимальной дальности действия они ощутимо уступают своим линейным собратьям.

УЛИЧНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

Вполне очевидно, что извещатель охранной сигнализации уличного исполнения должен иметь соответствующее климатическое исполнение. Это касается, в первую очередь:

диапазона рабочих температур;
степени пылевлагозащиты.

По общепринятой существующей классификации класс защиты уличного извещателя должен быть не ниже IP66. По большому счету, для большинства потребителей это не принципиально - вполне достаточно указания "уличный" в описании технических параметров прибора. На температурный же диапазон внимание обратить стоит.

Большего интереса заслуживают особенности применения такого рода устройств и факторы, влияющие на надежность охраны.

По характеру зоны обнаружения инфракрасные охранные извещатели, предназначенные для наружной установки могут быть любого типа (в порядке убывания популярности):

линейные;
объемные;
поверхностные.

Как уже говорилось, уличные линейные извещатели применяются для охраны периметра открытых площадок. Для этих же целей могут использоваться и поверхностные датчики.

Объемные устройства служат для контроля различного рода площадей. Стоит сразу заметить, что по дальности действия они уступают линейным датчикам. Вполне естественно, что цены на уличные извещатели значительно выше, чем на устройства, предназначенные для внутренней установки.

Теперь, что касается практической стороны эксплуатации в системах охранной сигнализации инфракрасных наружных извещателей. Основными факторами, провоцирующими ложные срабатывания установленных на улице охранных датчиков являются:

наличие на охраняемом участке различной растительности;
перемещение животных и птиц;
природные явления в виде дождя, снега, тумана и пр.

Первый момент может показаться непринципиальным, поскольку, на первый взгляд, является статичным и может быть учтен на стадии проектирования. Не стоит, однако, забывать, что деревья, трава и кусты растут и со временем могут стать помехой для нормальной работы охранного оборудования.

Второй фактор производители стараются компенсировать применением соответствующих алгоритмов обработки сигнала и эффект от этого есть. Правда, как не крути, если объект даже с небольшими линейными размерами переместится в непосредственной близости от извещателя, то, скорее всего, будет идентифицирован как нарушитель.

Что касается последнего пункта. Здесь все зависит от изменения оптической плотности среды. Говоря простым языком, сильны дождь, крупный снег или густой туман могут сделать инфракрасный извещатель полностью неработоспособным.

Так что, при принятии решения об использовании в сигнализации уличных охранных извещателей учтите все сказанное. Таким образом вы сможете избавить себя от многих неприятных сюрпризов при эксплуатации наружной охранной системы.

* * *

Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов

3.2. Пассивные инфракрасные детекторы движения

Для охраны внутренних помещений наибольшее распространение получили пассивные ИК детекторы движения. Они отличаются друг от друга, в основном, размером зоны обнаружения и помехоустойчивостью.

Принцип действия пассивных ИК детекторов основан на регистрации изменения интенсивности ИК излучения, возникающего при движении теплового объекта, например человека или собаки, в зоне обнаружения прибора. Чувствительным элементом такого прибора является пироэлемент (пироприемник), на поверхности которого под воздействием ИК излучения от любого теплового объекта возникает электрический заряд. Для регистрации факта движения теплового объекта в детекторе с помощью многосегментного зеркала формируется многолучевая диаграмма направленности, состоящая из множества лучей детекции, направленных под разными углами и в различных направлениях. Пересечение этих лучей тепловым объектом приводит к попаданию на пироэлемент импульсов ИК излучения и, как следствие, формирование последним электрических импульсов. Эти импульсы усиливаются и обрабатываются детектором, который подсчитывает их количество и временной интервал между ними. Значения этих параметров определяют

помехоустойчивость прибора и диапазон обнаруживаемых скоростей перемещающегося теплового объекта (от 3 м/с для быстро бегущего человека до 0, 3 м/с для очень медленного перемещения). Лучи детекции образуют зону обнаружения, которая определяет чувствительность прибора, т. е. максимальное расстояние, на котором еще происходит уверенное обнаружение перемещающегося объекта. Точные геометрические характеристики (конфигурация) зоны обнаружения обеспечиваются многосегментными зеркалами и оптической системой на линзах Френеля. Использование различных типов линз позволяет изменять конфигурацию зоны обнаружения в зависимости от обстановки. Благодаря этому детекторы движения имеют универсальное применение и используются для охраны объемов помещений, мест сосредоточения ценностей (музейных экспонатов, оргтехники и т. п.) и подходов к ним, коридоров, внутренних периметров, проходов между стеллажами, оконных и дверных проемов, полов и т. п. Оптическая система в зависимости от типа используемых линз позволяет получать зоны обнаружения следующих типов: объемную, поверхностную и узконаправленную.

Объемная зона (стандартная) формируется при использовании линз типа «широкий угол» и представляет собой сектор размером 90-110° с лучами детекции, образующими несколько дискретных зон обнаружения: дальнюю, промежуточную, ближнюю и нижнюю. Количество лучей детекции в этих зонах различное.

При использовании линз типа «горизонтальная занавеска» формируется поверхностная зона обнаружения. Такая зона имеет «мертвую» область (зона неуверенного обнаружения) до высоты 1 - 1, 2 м от уровня пола, что позволяет использовать детекторы с линзой типа «горизонтальная занавеска» в помещениях, где есть домашние животные.

Узконаправленная зона, формируемая линзой типа «вертикальная занавеска», позволяет использовать детекторы для охраны узких коридоров.

Для повышения обнаруживающей способности в некоторых детекторах используются датчики на основе двух или четырех пироэлементов. В данном случае луч детекции состоит из двух (четырех) элементарных лучей, а специальная схема включения чувствительных площадок пироприемника и способ обработки сигнала обеспечивают повышенную устойчивость прибора к засветкам, вызванным излучением осветительных приборов (ламп белого цвета) и солнца, воспринимаемым как помеха.

Детекторы хорошо защищены от воздействия электрических разрядов и электромагнитного излучения СВЧ диапазона, прочным металлическим корпусом, выполняющим роль экрана. Для визуального контроля работоспособности прибора и уровня помех в месте его установки используется светодиодная индикация. В некоторых типах детекторов имеется возможность дистанционного включения/выключения светодиодных индикаторов по шлейфу сигнализации.

При обнаружении движения, помех или при вскрытии прибора тревожное извещение может формироваться двумя способами: коротким замыканием (путем увеличения тока потребления) или разрывом (путем уменьшения тока потребления) шлейфа сигнализации. Выдача тревожного извещения производится путем замыкания/размыкания контактов выходных реле тревоги, вторжения и неисправности. Тревожное извещение выдается в течение нескольких секунд, т. к, детектор запоминает сигнал тревоги.

Иногда ИК детектор движения размещается в одном корпусе с детекторами других типов, например с детектором битого стекла. Это возможно благодаря использованию в детекторах движения метода пассивного инфракрасного обнаружения, не создающего помех и не оказывающего влияния на работу других приборов.

3.2.1. Детекторы движения серии XJ.

3.2.1. Детекторы движения серии XJ

Детектор движения XJ660T

Рис.3.5 Детектор движения XJ660T

Пассивный инфракрасный детектор XJ660T фирмы С&К Sysytem (IntelliSense) - это компактный, привлекательный и простой в монтаже прибор (рис. 3. 5). Он используется для охраны жилых и производственных помещений.

XJ660T - это пассивный инфракрасный детектор с зоной обнаружения размером 18х15 м. При изготовлении детектора используется запатентованная технология, практически исключающая возможный саботаж прибора.

Особенности детектора XJ660T:

> автоматический подсчет импульсов;

> комбинация многосегментного зеркала и линзы Френеля;

> регулировка характеристик зоны обнаружения в зависимости от высоты установки;

> температурная компенсация;

> устойчивость к белому свету;

> возможность использования линз различного типа.

Прибор комплектуется линзой типа «широкий

угол» (рис. 3. 6) или линзой типа «вертикальная

занавеска». Возможна установка линзы, обеспечивающей защиту от домашних животных, она исключает срабатывание прибора при движении объекта высотой менее 1 м.

Основные технические характеристики прибора XJ660T

Пассивный инфракрасный датчик................................ двойной пироэлемент

с регулируемой чувствительностью Размер зоны обнаружения, м......................................................... 18х15

Рис. 3. 6. Зоны обнаружения детектора XJ660T

Диапазон рабочих напряжений, В.................................................. 6-14

Выходные реле:

реле тревоги, мА/ В.............................................................. 100/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 / 30

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не менее, кд........ 20000

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до+ 65

Габаритные размеры,мм........................................................ 130х70х60

Для увеличения зоны обнаружения детектора используется дополнительный поворотный кронштейн типа DT4SW. Благодаря прекрасному дизайну, прибор хорошо вписывается в интерьер квартиры или офиса. Детектор сертифицирован МВД России.

Детектор движения XJ413T

Надежное обнаружение, регулируемая чувствительность, компактный современный дизайн - все эти характеристики присущи пассивному инфракрасному детектору движения XJ413T фирмы С&К Systems (рис. 3. 7). Детектор предназначен для использования внутри жилых помещений и офисов. Он легко устанавливается на стене или в углу помещения (см. раздел 1. 4).

Рис.3.7.Детектор движения XJ413T

Особенности детектора XJ413T:

> размер зоны обнаружения 13х13 м;

> регулируемый счетчик импульсов;

> контроль нижней зоны;

> удобство монтажа;

> дополнительные линзы;

> малые габариты;

> датчик вмешательства;

> устойчив к белому свету;

> устойчив к радиопомехам.

Размер зоны обнаружения детектора определяется линзой «широкий угол» (рис. 3. 8) и составляет 13х13 м. Контроль нижней зоны осуществляется за счет большей плотности лучей, направленных вниз. Двойной пассивный инфракрасный элемент с дополнительной линзой типа "горизонтальная занавеска"

позволяет избежать ложных срабатывании прибора в помещениях с домашними животными. Путем изменения числа счетных импульсов детектор можно отрегулировать в соответствии с особенностями окружающей обстановки. В корпусе прибора находится датчик вмешательства (реле с нормально разомкнутыми контактами), формирующий сигнал тревоги при вскрытии корпуса детектора.

Основные технические характеристики прибора XJ413T:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 13х13

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/24

Устойчивость к белому свету на расстоянии 3 м не менее, кд............ 20000

10-1000 МГц, В/м........................................................................... 30

Габаритные размеры, мм.......................................................... 73х57х40

Чувствительность прибора, нормальная или высокая, устанавливается перемычкой на плате. Зона обнаружения состоит из двойных лучей и имеет дальнюю (22 луча), промежуточную (7 лучей) и ближнюю (4 луча), а также нижнюю зоны (2 луча). Монтаж прибора осуществляется на стене или в углу помещения, возможна установка его на универсальном монтажном шарнире SMB-10.

Рис. 3. 8. Зоны обнаружения детектора XJ413T

Детектор движения XJ-450T

Рис. 3.9. Пассивный ИК детектор движения XJ450T

Пассивный инфракрасный детектор XJ450T фирмы С&К Systems выполнен в прочном пластиковом корпусе белого цвета (рис. 3. 9). Он обеспечивает надежное обнаружение движущихся объектов, излучающих тепло. Регулировка чувствительности и дальности действия позволяют быстро настраивать датчик под конкретные условия применения. Прибор предназначен для использования в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях.

Особенности детектора XJ450T:

> регулируемая дальность обнаружения;

> контроль нижней зоны;

> регулируемая чувствительность;

> защита от насекомых;

> дополнительные линзы;

> светодиодная индикация срабатывания

Двойной пассивный инфракрасный элемент с дополнительной линзой типа «горизонтальная занавеска» (рис. 3. 10) позволяет избавиться от ложных срабатываний детектора при перемещении в охраняемой зоне домашних животных. С помощью специального алгоритма обработки сигналов исключаются потенциальные источники ложных

Рис. 3. 10. Зоны обнаружения прибора XJ450T

тревог, такие, например, как насекомые. Нижняя зона контролируется благодаря плотной многолучевой структуре диаграммы направленности. Возможность регулировки положения датчика детектора по вертикали позволяет корректировать размер зоны обнаружения прибора, что делает более гибким его применение. В зависимости от регулировки размер зоны обнаружения может быть 15х12 м или 10х12 м. Чувствительность детектора устанавливается перемычкой и имеет два уровня: нормальная и высокая.

Основные технические характеристики прибора XJ450T:

Размер зоны обнаружения, м......................................... 15х12 или 10х12

Напряжение питания, В.............................................................. 10- 14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 / 24

реле тревоги, мА/ В.............................................................. 100 / 24

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не более, кд.......... 20000

Устойчивость к радиопомехам в диапазоне частот

10-1000 МГц, В/м...........................................................................30

Диапазон рабочих температур, С.......................................... от 0 до+ 49

Детектор легко устанавливается на стене или в углу помещения. Зона обнаружения состоит из двойных лучей и имеет дальнюю (22 луча), промежуточную (6 лучей), ближнюю (3 луча), а также нижнюю (2 луча) зоны.

Путем изменения числа подсчитываемых импульсов можно отрегулировать чувствительность детектора в соответствии с особенностями окружающей обстановки. Для установки и настройки прибора можно применять монтажный шарнир SMB-10.

Детектор имеет сертификат качества для использования в России.

Детекторы движения МС-550/МС-550Т

Пассивные ИК детекторы МС-550/МС-550Т фирмы С&К (IntelliSense) предназначены для использования в закрытых помещениях. Это приборы высокой степени надежности, достигнутой за счет использования микропроцессора. Детекторы имеют режим самодиагностики, а также оборудованы индикатором режимов работы. Внешний вид приборов приведен на рис. 3. 9. Он такой же, как у детектора XJ405T.

Особенности детекторов МС-550/МС-550Т:

> использование двойного пироэлемента;

> плотная диаграмма направленности;

> микропроцессорная система обработки сигналов;

> автоматическая температурная компенсация;

> самодиагностика;

> регулировка чувствительности;

> защита от проникновения насекомых;

> режим проверки конфигурации охраняемой зоны.

Двойной пироэлемент и оптическая система позволяют получить зону обнаружения размером 15х12 м (рис. 3. 10) удвоенной плотностью лучей детекции. Детектор обладает устойчивостью к ложным срабатываниям при наличии в помещении любого количества кошек или других мелких животных такого же размера с общим весом не более 7 кг, а также любого количества произвольно летающих или находящихся в клетках птиц. Мыши и крысы тоже не влияют на работу детектора.

Автоматическая проверка работоспособности детектора производится ежечасно. При обнаружении неисправности тестирование повторяется через каждые 5 минут. Ошибки при выполнении теста индицируются мигающим светодиодом. В случае успешного завершения самотестирования, проводимого автоматически после подачи питания, или при запуске режима самодиагностики пользователем детектор переходит в 10-минутный режим проверки конфигурации охраняемой зоны. В этом режиме можно определить точную конфигурацию охраняемой зоны, выполнив тест-проход, - каждый раз при пересечении края одного из лучей детекции будет включаться светодиод.

Основные технические характеристики приборов МС-550/МС-550Т:

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле вмешательства, мА/В...................................................... 25/24

Реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/24

Устойчивость к белому свету, лк..................................................... 6500

Устойчивость к радиопомехам в диапазоне

частот 10-1000 МГц, В/м................................................................. 30

Диапазон рабочих температур, С.......................................... от 0 до+ 40

Габаритные размеры, мм.......................................................... 90х44х45

Масса, г............................................................................................ 85

Детектор позволяет регулировать чувствительность с помощью перемычек на монтажной плате прибора. Возможны три уровня чувствительности: высокая, нормальная и низкая.

Детектор может устанавливаться на стене или в углу помещения на высоте 1, 2, 2, 3 или 3 м от пола. При этом следует помнить, что охраняемая зона должна находиться в пределах прямой видимости детектора.

Рис. 3.10. Зоны обнаружения прибора XJ450T

Изображение:

Рис. 3.6. Зоны обнаружения детектора XJ660T

Изображение:

Рис. 3.8. Зоны обнаружения детектора XJ413T

Изображение:

Рис.3.5 Детектор движения XJ660T

Изображение:

Рис.3.7. Детектор движения XJ413T

Изображение:

3.2.2. Детектор движения PIR700E.

3.2.2. Детектор движения PIR700E

Пассивный инфракрасный детектор PIR700E предназначен для установки в помещениях площадью до 200 м2. Устанавливается он на стену или в углу помещения. Работа детектора основана на использовании двойного пироэлемента. Конструктивные особенности детектора позволяют применять его в жилых помещениях, где есть домашние животные. Особенности детектора PIR700E:

> эффективная защита от ложных срабатываний, вызванных радиопомехами;

> регулировка размеров зоны обнаружения в вертикальной и горизонтальных плоскостях;

> двойной пироэлемент;

> защита от вскрытия;

> высокая чувствительность;

> небольшие габариты;

> фильтрация питающего напряжения от сетевых помех;

> возможность установки в углу помещения.

Для работы детектора рекомендуется использовать источник бесперебойного питания. При использовании линзы «широкий угол» (рис. 3. 11) и установке на высоте 1, 8 м детектор позволяет контролировать территорию размером 15х15 м. Применение дополнительных линз позволяет скорректировать диаграмму направленности датчика (рис. 3. 11). Использование линзы Lens 817 типа «горизонтальная занавеска» имеет смысл лишь в том случае, когда детектор устанавливается в помещении, где есть домашние животные. Использование линзы Lens 818 типа «вертикальная занавеска» оправдано, когда прибор устанавливается в узком коридоре.

Рис. 3. 11. Зоны обнаружения прибора PIR700E

Основные технические характеристики детектора PIR700E:

Размеры зоны обнаружения, м.................................................. 15, 2х15, 2

Напряжение питания, В............................................................ 10, 6-16

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 23

Максимальная высота установки, м.................................................... 3, 6

Реле тревоги, мА/В.................................................................. 100/24

Выход детектора.............................. нормально замкнутые контакты реле

Время включения реле не более, с........................................................ 3

Диапазон рабочих температур, С...................................... от -10 до+ 50

Габаритные размеры, мм......................................................... 114х64х43

Масса, г.......................................................................................... 198

Установка детектора производится на стену или в угол помещения, максимальная высота установки - 3, 6 м. Датчик переходит в режим охраны не ранее чем через 3 минуты после подачи питания. Данный режим индицируется загоранием светодиодного индикатора прибора. Для отключения светодиода необходимо удалить перемычку на плате прибора. При монтаже детектора не рекомендуется располагать его вблизи источников тепла, таких как радиаторы отоллйния, обогревателя, лампы накаливания и т.п..

Рис. 3.11. Зоны обнаружения прибора PIR700E

Изображение:

3.2.3. Наружный детектор движения LX-2AU.

3. 2. 3. Наружный детектор движения LX-2AU

Пассивный инфракрасный детектор LX-2AU компании Optex - это прибор, специально разработанный для наружного использования. Детектор обеспечивает стабильность размеров зоны обнаружения в самых жестких климатических условиях, таких как снег, дождь, туман и т. п.

Особенности детектора LX-2AU:

> автоматическая стабилизация размеров зоны обнаружения в любых усло виях окружающей среды;

> двойной пироэлемент датчик высокой чувствительности;

> сбалансированная температурная компенсация;

> три уровня чувствительности;

> регулировка чувствительности;

> встроенный светодиодный индикатор режима работы;

> возможность регулировки положения датчика в вертикальной и горизон тальной плоскости;

> оперативное изменение размеров зоны обнаружения.

Датчик устойчив к воздействию прямых солнечных лучей и света автомобильных фар. Специальный алгоритм обработки сигнала позволяет ему адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Основные технические характеристики прибора LX-2AU:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 12х14

Угол обзора, град............................................................................ 120

Регистрируемая скорость перемещения, м/с......................... от 0, 3 до 1, 0

Регулировка:

в вертикальной плоскости, град.................................................... ±45

в горизонтальной плоскости, град.............................................. 0 - 20

Выходное реле, мА/В............................................................... 100/24

Количество уровней чувствительности.................................................. 3

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -20 до+ 50

Встроенный фотодиод позволяет осуществлять автоматическое отключение датчика при определенном уровне освещенности, как правило в светлое время суток. Уровень освещенности, при котором происходит это отключение, регулируется.

Датчик удобен в эксплуатации и при установке. Потолочные и настенные кронштейны позволяют регулировать положение датчика в вертикальной и горизонтальной плоскости.

3.2.4. Детекторы движения "Фотон".

3. 2. 4. Детекторы движения «Фотон»

Пассивные инфракрасные детекторы «Фотон-6» и «Фотон-8»

Охранные пассивные инфракрасные детекторы «Фотон-6» и "Фотон-8" разработаны и производятся в России. Они предназначены для работы в составе пультов контроля, таких как « Сигнал- 37А», «Сигнал-40», «Сигнал-45 », а так же в системах «Фобос», «Нева-10М», «Комета-К».

Питание приборов осуществляется по шлейфу сигнализации. В качестве датчика используется двойной пироэлемент. Благодаря применению трех типов

линз детекторы имеют три зоны обнаружения. Корпус приборов имеет современный дизайн (рис. 3. 12), что позволяет им хорошо вписываться в интерьер любого помещения.

Особенности детекторов типа «Фотон»:

> высокая обнаруживающая способность;

> высокая устойчивость к электромагнитным, тепловым и световым помехам;

> два способа формирования тревожного извещения;

> быстрый выход на рабочий режим;

> визуальный контроль работоспособности прибора;

> контроль напряжения питания;

> питание по шлейфу сигнализации;

> широкие возможности при установке.

Высокая обнаруживающая способность детекторов обеспечивается благодаря использованию трех зон обнаружения: объемной, поверхностной и линейной (рис. 3: 13). Это позволяет использовать их для охраны помещений практически любой конфигурации.

Рис. 3. 13. Зоны обнаружения детектора «Фотон-6»

Основные технические характеристики детекторов «Фотон»:

Контролируемая площадь с объемной зоной обнаружения, м2............... 120

Регистрируемая скорость перемещения, м/с............................... 0, 3-3, 0

Потребляемый ток:

«Фотон-6», мА............................................................................. 15

« Фотон-8», мА.............................................................................. 1

Диапазон рабочих температур:

«Фотон-6», °С............................................................. от -30 до+ 50

"Фотон-8", °С............................................................. от -10 до+ 50

Габаритные размеры, мм....................................................... 107х107х64

Масса, кг....................................................................................... 0, 25

Детектор движения «Фотон-СК»

Охранный объемный оптико-электронный детектор движения «Фотон-СК» (рис. 3. 14) производится в России. Он разработан совместно с американской фирмой С&К Systems по заказу Главного управления вневедомственной охраны МВД России. Датчик рекомендуется использовать для установки в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях.

Особенности детектора «Фотон-СК»:

> отключение светодиодного индикатора в режиме охраны;

> защита от несанкционированного вскрытия;

> высокая помехоустойчивость;

> защита от домашних животных;

> минимальное количество комплектующих элементов;

> возможность установки на стене или в углу помещения.

В настоящее время прибор «Фотон-СК» является одним из самых дешевых детекторов движения на российском рынке. При производстве прибора используется современное технологическое оборудование для поверхностного монтажа фирмы Universal Instruments Corporation, что дает возможность получить очень высокие характеристики прибора.

Детектор имеет пять зон обнаружения и перекрывает территорию размером 15х12 м

(рис. 3.15). Цифровая обработка сигнала позволяет исключить срабатывание датчика от пролетающих насекомых. Дополнительная линза позволяет ограничить зону обнаружения снизу до определенной высоты, обеспечивая тем самым защиту от домашних животных.

Рис. 3. 15. Зоны обнаружения прибора «Фотон-СК»

Основные технические характеристики прибора «Фотон-СК»:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 15х12

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток, мА....................................................................... 20

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до+ 49

Габаритные размеры, мм.......................................................... 90х64х41

Масса, г............................................................................................ 85

"Фотон-СК" - это один из лучших детекторов, выпускаемых отечественной промышленностью. Он обладает наивысшим показателем качество/цена.

Рис. 3.12. Детектор движения "Фотон-СК"

Изображение:

Рис. 3.12. Детекторы движения «Фотон-6» и «Фотон-8»

Изображение:

Рис. 3.13. Зоны обнаружения детектора «Фотон-6»

Изображение:

Рис. 3.15. Зоны обнаружения прибора «Фотон-СК»

Изображение:

3.2.5. Детектор движения МРС 4040Т.

3. 2. 5. Детектор движения МРС 4040Т

Пассивный инфракрасный детектор МРС 4040Т с двойным чувствительным датчиком производства компании IntelliSense - это экономичный прибор с размером зоны обнаружения 12х15 м (рис. 3. 16). В нем используется запатентованная технология С&К, а также комбинация сегментного зеркала и линзы Френеля, что практически исключает возможный саботаж прибора.

Особенности детектора МРС 4040Т:

> температурная компенсация;

> регулировка чувствительности;

> регулировка зоны обнаружения в зависимости от высоты установки;

> устойчивость к белому свету;

> дополнительный поворотный кронштейн.

Рис. 3. 17. Зоны обнаружения прибора МРС4040Т

В приборе используется двойной пироэлемент с регулируемой чувствительностью. При использовании линзы «широкий угол» (рис. 3. 17) площадь, контролируемая прибором, составит 144 м2 (12х12 м). Возможна установка линзы «вертикальная занавеска», которая обеспечивает узкую охраняемую зону длиной до 18 м. Линза «горизонтальная занавеска» для защиты от домашних животных исключает срабатывание детектора при возникновении движения в зоне, высота которой ниже 1, 2 м. Это обеспечивается как при использовании широкой, так и узкой диаграммы направленности.

Основные технические характеристики прибора МРС4040Т:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 12х 12

Устойчивость к радиопомехам на расстоянии 3 м

в диапазоне 20-100 МГц, Вт........................................................... 100

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не менее, кд......... 20000

Напряжение питания, В................................................................ 8-14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле тревоги, мА, В.............................................................. 100/30

Диапазон рабочих температур, С...................................... от -18 до+ 65

Габаритные размеры, мм.......................................................... 92х60х50

Масса, г............................................................................................ 71

Датчик устанавливается на стену или в углу помещения. Для установки может использоваться дополнительный поворотный кронштейн типа DT4SW. Детектор предназначен для охраны закрытых помещений. Высокое качество и умеренная цена прибора - это как раз то, что делает его конкурентно способным на отечественном рынке технических средств охраны.

Пассивные инфракрасные детекторы движения серии IQ200 компании IntelliSense используют комбинацию четырех пироэлементов с регулируемой чувствительностью. Приборы (рис. 3.18) предназначены для организации охраны и установки в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях. Детектор IQ220T имеет радиус действия 12 м, а детектор IQ260T -18м. Особенности детекторов серии 10200:

> возможность регулировки размеров зоны обнаружения;

> светодиодная индикация режима работы;

> устойчивость к радиопомехам;

> устойчивость к белому свету;

> температурная компенсация.

В модели IQ220T реализована запатентованная технология С&К, благодаря которой практически полностью исключены ложные срабатывания системы. Многосегментное зеркало и линза Френеля обеспечивают зону обнаружения площадью около 200 м2. С помощью набора линз можно получить необходимую диаграмму направленности детектора (рис. 3.19). Прибор может оснащаться линзой «горизонтальная занавеска» для защиты от ложной тревоги, вызванной домашними животными. Детектор содержит два двойных пироэлемента с регулируемой чувствительностью.

Основные технические характеристики приборов серии IQ200:

Размер зоны обнаружения:

IQ220T,M................................................................................ 12х12

IQ260T, м................................................................................ 18х15

Устойчивость к радиопомехам на расстоянии 3 м

в диапазоне 27-1000 МГц, Вт.......................................................... 100

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2,4 м, кд....................... 20000

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток (при напряжении питания +12 В), мА......................30

Выходные реле:

реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25/30

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до +65

Габаритные размеры, мм........................................................ 130х70х60

Масса, г.......................................................................................... 227

3.2.7. Потолочный детектор FIR5030.

3. 2. 7. Потолочный детектор FIR5030

Детектор движения FIR5030 компании С&К (IntelliSense) - это два самостоятельных прибора в одном корпусе: пассивный инфракрасный детектор и детектор битого стекла. FIR5030 имеет круговую диаграмму направленности и предназначен для установки на потолке охраняемого помещения. Он имеет современный дизайн (рис. 3. 20) и высокие эксплуатационные характеристики, что делает его прекрасным средством для охраны помещений, например небольших магазинов со стеклянным фасадом или офисов. Особенности детектора FIR5030:

> возможность монтажа заподлицо с поверхностью потолка и на подвесном потолке;

> два выходных реле в одном корпусе (для каждого детектора свое);

> регулируемая высота монтажа;

> регулировка чувствительности;

> светодиодный индикатор режима работы;

> запоминание сигнала тревоги.

В состав прибора входит пассивный инфракрасный (ПИК) детектор с круговой диаграммой направленности на основе пироэлемента с регулируемой чувствительностью. Он предназначен для обнаружения несанкционированного входа в помещение. В нем может быть использовано одно из двух взаимозаменяемых зеркал, применение которых определяется высотой установки прибора и необходимым количеством лучей детекции (рис. 3. 21).

При установке зеркала. № 1 высота монтажа должна составлять от 2, 5 до 3, 5 м от пола. При этом диаграмма направленности будет состоять из 77 лучей детекции различной длины.

При установке зеркала №2 высота установки должна быть 3, 5-4, 9 м. Число лучей детекции при этом уменьшается до 61.

Второй детектор прибора - это детектор битого стекла (ДБС)Flex Guard

с радиусом действия до 9 м, предназначенный для регистрации факта разбивания стекла и формирования сигнала тревоги. Принцип действия детектора основан

на анализе спектра звукового сигнала, возникающего при ударе о стекло

и при его разбивании. Для формирования сигнала тревоги прибор должен

зарегистрировать удар о стекло и звон разбиваемого стекла, причем интервал

между обоими звуками должен быть не более 150 мс. Это исключает возможность ложного срабатывания. Радиус действия детектора битого стекла зависит от сорта, толщины и размера стекла. Поэтому для настройки прибора необходимо использовать специальный имитатор разбивания стекла FlexGuard 700. .

Технические характеристики детектора FIR5030:

Радиус зоны обнаружения ПИК детектора, м.......................................15

Число лучей детекции не менее..........................................................61

Высота установки, м........................................................... от 2,5 до 4,9

Радиус обнаружения ДБС не более, м.................................................. 9

Сорт стекла................................................ металлизированное, слоистое

закаленное, усиленное Толщина стекла, мм....................................................................... 4 - 7

Размер стекла не менее, мм....................................................... 270х270

Напряжение питания, В............................................................ 8,5-1,6

Потребляемый ток (при напряжении питания +12 В), мА......................40

Выходные реле:

реле тревоги ПИК детектора, мА/В....................................... 500/30

реле тревоги ДБС, мА/В....................................................... 500/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 /30

Рис. 3. 21. Зоны обнаружения детектора FIR5030

Прибор может быть установлен на поверхности потолка или заподлицо с ней. Высота монтажа регулируется с помощью дополнительного зеркала. В приборе предусмотрена возможность регулировки чувствительности ПИК детектора и ДБС и запоминание сигнала тревоги.

Детекторы движения это основа системы безопасности, их тип и технические характеристики определяют уровень ее эффективность и сложность несанкционированного проникновения.

Наиболее распространенными детекторами, применяемыми в системах сигнализации, являются пассивные инфракрасные датчики движения.

Их основная функция – объемный контроль охраняемого пространства всего помещения.

Принцип и условия срабатывания

Устройство регистрирует динамику изменения теплового излучения объекта и общего фона. Мониторинг осуществляется за определенный промежуток времени.

Для срабатывания необходимо совмещение определенных условий. Во-первых, изменение положения объекта в пространстве, контролируемом детектором.

Во-вторых, траектория должна проходить перпендикулярно направлению ИК-излучения, генерируемого устройством.

В-третьих, расстояние от источника излучения должно быть достаточным для его уровня восприятия, то есть он должен определить температурную разницу между объектом (с учетом одежды) и окружающим фоном.

Чувствительность

Основной сканирующий элемент устройства — пироприемник, имеет сдвоенную структуру, и поэтому в плоскости излучения происходит парное расщепление каждого луча.

Исходя из особенностей строения различных моделей инфракрасных датчиков движения, зоны чувствительности различных моделей могут иметь разную конфигурацию. Это могут быть точечные лучи, направленные в небольшой угловой сегмент, формирующие отдаленную точку детекции.

Несколько таких лучей расположенных, горизонтальной или вертикальной плоскости формируют «вертикальный барьер» или «сканирующую поверхность», она может быть горизонтальной или иметь наклон.

Одиночный широкий луч, испускаемый в горизонтальной, или вертикальной плоскости формирует «сканирующий занавес».

Кроме того, интенсивность генерируемого излучения влияет на протяженность сканируемой зоны срабатывания. Обзорный сектор может составлять от 30 0 до 180 0 для настенных детекторов и круговой – 360 0 для потолочных моделей. Так же возможна регуляция количества лучей, и угла их наклона, до 90 0 .

Такое разнообразие обусловлено требованиями к эксплуатации в различных условиях и высоком уровне эффективности, который должен обеспечивать равномерную чувствительность детектора по всему охраняемому объему срабатывания.

Оптические элементы

Чувствительность детектора зависит от процента перекрытия площади луча. Соответственно на расстоянии 15-20 м для выявления объекта размером с человека необходим луч шириной не более 100.

Но при приближении к устройству уровень чувствительности будет возрастать, и с расстояния 5 м тревогу может поднять обычная мышь.

Для распределения равномерности чувствительных зон оптические элементы формируют несколько секторов излучения с различной шириной и направлением под разными углами. Само устройство, как правило, крепиться немного выше человеческого роста.

Следовательно, весь объем зоны обнаружения, разбит на несколько секторов, с различной степенью чувствительности лучей, подобранных таким образом, чтобы общая чувствительность устройства не изменялась от удаления или приближения к нему.

Проблема равномерности чувствительности пассивных ИК-датчиков движения, решается с помощью оптических рассеивателей.

Такая система может быть настроена более точно, что дает возможность увеличения ее чувствительности на дальних дистанциях до 60%. Кроме того, сегментная структура позволяет легче настроить защиту ближней «саботажной» зоны.

Использование триплексной технологии в зеркалах позволяет использовать инфракрасные датчики движения в помещениях, где есть домашние питомцы.

Современные высокоэффективные модели используют комбинацию обеих систем, где линза Френеля контролирует среднюю зону, а устройства зеркальной оптики дальние подходы и саботажную зону.

Пироприемник и помехи

Пироэлектрический преобразователь – это полупроводниковое устройство, которое способно регистрировать разницу в температурах и преобразовать ее в электрический импульс.

В таких датчиках используются пары, а в некоторых моделях две пары пироэлектрических элементов. Это позволяет снизить количество ложных срабатываний, которые вызывает простое повышение температуры в помещении.

В парных пироприемниках срабатывание происходит только когда пересекаются один из лучей, обработка происходит по дифференциальному алгоритму, вычитая сигнал одного пироэлемента из сигнала другого.

Основные виды помех, которые могут вызвать ложное срабатывание встраиваемых ИК датчиков движения:

насекомые, попавшие внутрь или на корпус датчика;
домашние животные;
вибрации и сотрясения;
радио и электромагнитные помехи;
направленные и яркие источники света;
кондиционеры, батареи, тепловые завесы и другое климатическое оборудование;
частичное отражение ИК-лучей от внутренней поверхности устройства;
нагревание внутренних деталей детектора.

Блок обработки

Аналоговое, цифровое или комбинированное устройство, обеспечивающее обработку поступающих от прироприемника сигналов с целью выделения импульса, вызванного нарушителем, из общего потока помех.

Алгоритм обработки основан на анализе формы, длительности и величины сигнала. Сигнал от человеческой фигуры является симметричным и двухполярным, в отличие от шумовых несимметричных сигналов.

Величина сигнала – основной параметр, по которому происходит анализ поступающего импульса.

В недорогих моделях БО анализируют только его, сравнивая с пороговым показателем и подсчитывая количество срабатываний. После превышения определенного числа за единицу времени включается сигнал тревоги.

Такой метод несовершенен и приводит к большому количеству ложных срабатываний от вибраций или электромагнитных помех.

Если настроить низкую чувствительность, то в датчиках с зоной контроля типа «одиночная завеса» может не произойти срабатывания вообще, если будет пересечен всего один луч.

В более дорогих датчиках дополнительно анализируется полярность и симметрия формы поступающего сигнала.

Методы защиты детекторов движения от помех

Специальный светофильтрующий пластик внешних линз позволяет защитить пироэлемент от белого света, для защиты от насекомых между пироприемным элементом и линзой монтируют герметичную камеру.

Так же практически все современные модели оборудованы реле вскрытия, которое сигнализирует о взломе устройства.

Типичная бытовая модель со средним функционалом

NV500 компании PARADOX

Оптика – гибридная цилиндро-сферическая линза с сегментами линз Френеля с углом обзора 1020.

Диаграмма направленности рассчитана на обеспечение равномерной чувствительности по всему контролируемому объему. Super Creep Zone – функция контроля саботажной зоны. Цифровая блокировка детекции животных до 16 кг.

Двухуровневый подсчет импульсов по алгоритму APSP. Автокомпенсация температуры. Автоматическая цифровая регулировка чувствительности 5ти уровней. Защита от вскрытия – твердотельное реле.

Датчики такого типа можно использовать не только в , но и в устройстве автоматического включения освещения, и системы раннего оповещения и т. д.

Датчик движения – устройство, позволяющее идентифицировать любые перемещения в зоне ответственности. В качестве ответного сигнала обычно используется логический уровень цифровой электроники. В результате становится возможным определять наличие движения в рамках систем сигнализации, освещения, автоматического управления дверьми и пр.

Разновидности и принцип действия датчиков движения

Пассивные инфракрасные датчики движения

В отечественной литературе чаще речь заходит о пассивных инфракрасных датчиках движения (PIR). У указанной категории продукции отмечается ряд недостатков. Обычно пассивный инфракрасный датчик работает на основе пироэлектрического эффекта: на расстоянии чувствует тепло. Разработчики, как правило, подгадывают под температуру человеческого тела и ловят волны среднего инфракрасного диапазона в районе 10 мкм. Это намного ниже, нежели видимое излучение, вспоминается фильм с участием великого Арни и охоту на Хищника. У пришельца сенсорная система реагировала на волны теплового диапазона.

По указанной причине пассивный инфракрасный датчик возможно обмануть. Подобные в серьёзных системах сигнализации не используются. Пироэлектрический датчик движения содержит в составе кристалл, преобразующий указанную длину волны в электрический заряд. Для устранения помех на входе стоит фильтр в виде линзы из силикона. Он сильно ограничивает спектр входящих излучений, к примеру, от 7 до 15 мкм, снижая уровень внешних помех.

Как правило, система состоит из двух частей, чтобы регистрировать одновременно внешний фон. Окно чипа, пропускающее излучение, разбивается на две эквивалентные части, каждая смотрит в сторону относительно центра. В результате, если в поле зрения окна окажется движущееся теплое тело, разница немедленно станет очевидной. Разработчики уверяют, благодаря линзам Френеля для получения отклика хватит мощности порядка 1 мкВт. В свете изложенного большинство пассивных инфракрасных датчиков движения требует времени не обучение. В течение недолгого периода в поле зрения линз не должно попадать перемещающихся объектов.

Период длится до минуты, потом датчиком движения допустимо пользоваться. Принцип передачи сигнала разнится. Как правило, производитель в рамках серии микросхем выпускает сенсор и соответствующий многофункциональный контроллер, с задачами работы с сопутствующим типом аппаратуры. Это делает возможным создание сложных систем. Уровень соответствует, к примеру, логической единице КМОП, либо выдаёт серию импульсов указанной частоты. Известны пассивные инфракрасные сенсоры, с возможностью настройки указанного параметра, что делает микросхемы более гибкими.

Внутри стоит усилитель для формирования нужного отклика. Это требует подведения питания извне. Схема разъёма предельно проста:

Ножка питания.
Заземление (схемный нуль).
Выход информационного сигнала.

Недостатки пассивных инфракрасных датчиков движения

Любой человек, сведущий в электронике, осознает недостатки описанных выше сенсоров: излучение легко экранируется. Достаточно в поле зрения датчика поместить сплошной предмет, чтобы нарушить работоспособность системы. Тепловое излучение перестанет достигать чувствительного элемента. Одетый человек, к примеру, формирует гораздо меньший отклик.

Вдобавок ограничена дальность действия. Определяется чувствительностью элемента и силой теплового излучения объекта. В большинстве случаев — считанные метры, что накладывает ограничения на использование.

Большое значение носит температура среды, по мере её снижения температурная картина начнёт опускаться по шкале частот, искажая чувствительность датчика. Спорным считается вариант, когда первое окно сенсора смотрит на улицу, а второе – в помещение. Приходится ориентироваться на рекомендации производителя по условиям применения.

Лазерные прерыватели

Лазерные датчики известны в фильмах про денежные банки. Это методика фиксации движения на прямой. Друг напротив друга ставятся источник и приёмник излучения. При попадании между ними предмета вырабатывается сигнал тревоги. Лазер порой невидимый, использование специальных баллончиков с газом, светящимся под действием инфракрасных или ультрафиолетовых лучей, не выдумка кинематографистов. Явление люминесценции используется для определения местоположения невидимых трасс.

По мере роста длины волны направленные свойства излучения резко падают, радиодиапазоны в качестве лучей уже не применяются. Что касается высоких частот, способных проходить сквозь препятствия, как рентген, они для использования не годятся по понятным причинам.

Сенсоры на эффекте Допплера

В группу относят раздельно два семейства: ультразвуковые и микроволновые сенсоры движения. Принцип действия основан на едином эффекте. Допплер открыл явление в 1842 году, наблюдая системы двойных звёзд и прочие небесные тела. Тремя годами позже Бёйс-Баллот доказал, что смещение спектра наблюдается и для источников звука.

Каждый житель столицы и обитатели других крупных городов замечали, что гудок приближающейся электрички более высокий, нежели удаляющейся. Таким образом, человек, мало-мальски одарённый музыкально, способен определить, подходит поезд к платформе либо убегает. Это эффект Допплера: любая волна, излучаемая объектом, воспринимается неподвижным наблюдателем сообразно взаимной скорости перемещения. От скорости зависит величина смещения в спектре.

Удаляющаяся звезда кажется чуть холоднее, чем в действительности: спектр сдвинется вниз по шкале частот. Наоборот – цвет приближающейся выглядит теплее. Подобный эффект наблюдается в любом диапазоне: радио, звуковом и прочих. Читатели уже догадались, как работают датчики на эффекте Допплера. В эфир излучается колебание ультразвука или радиочастоты, ловится отклик. При наличии движущихся объектов картина меняется коренным образом: вместо однородной излучённой волны принимается целый сонм отличных по частоте от исходной.

Плюс метода: излучение легко огибает препятствия или проходит сквозь. Но движение фиксируется в отношении любых объектов, включая неживые. Температура тела значения не имеет. От частоты излучения зависят особенности работы системы. К примеру, радиодиапазон по большей части запрещён для использования. Оставлены небольшие окна, редактируемые специальным государственным комитетом. Ультразвук ограничений не имеет, но вреден для человеческого слуха (пусть не ощущается непосредственно). К примеру, отпугиватели для собак и тараканов функционируют в указанном диапазоне.

Итак, ультразвуковые и радиочастотные датчики движения заэкранировать намного сложнее.

Томографические сенсоры движения

Слово напоминает медицинское оборудование, по словам разработчиков, означает наличие в системе сетки из активных передатчиков. Комплекс работает в разрешённом диапазоне 2,4 Гц, где функционируют модемы WiFi, микроволновые печи и ряд устройств. Что немедленно накладывает ограничения: в поле зрения системы полагается ограничить употребление перечисленных выше изделий.

Эффект основан на общеизвестном поглощении излучения частоты 2,4 Гц молекулами воды. В тело живого существа самая распространённая жидкость на планете входит с избытком, делая возможным построение картины внутри помещения. Волны 2,4 Гц сравнительно легко проходят через стены, удается покрыть относительно большие площади сложной конфигурации. На местности монтируется сеть приёмопередатчиков, наподобие точек доступа WiFi.

Сложная компьютерная система анализирует распределение поля. Подразумевается этап обучения, когда оцениваются условия распространения волн в конкретно взятом помещении. В дальнейшем по специальным алгоритмам система способна указать местоположение любых тел в пространстве. Удаётся засечь и неподвижные живые тела. Когда биологическая форма жизни попадает в область действия волн, сила их начинает затухать по определённым законам. Энергия переходит в тепло, как происходит в микроволновой печи. В результате становится возможным выработать сигнал тревоги.

Излучатели не опасны для человека, а рабочая мощность нормируется согласно законодательству. Местному администратору предлагается, начиная с некоторого размера, систему зарегистрировать в установленном порядке. Сенсоры дороже прочих из представленных в обзоре. Допплеровские тоже стоят немало.

Видеокамеры в качестве датчиков

Сегодня большая часть цифровых видеокамер обнаруживает опцию фиксации движения. Появляется возможность записи сигнала на регистратор, подача тревоги в установленном порядке. Датчика вполне хватит для нужд организации. Процесс регистрации, начало и окончание фиксации событий определяется возможностями отдельно взятого оборудования.

Большой плюс системы в возможности действовать в автоматическом режиме и в шансе записать противоправные действия в случае необходимости. Единственным препятствием считается закон о частной жизни граждан. Предлагается чётко отличать противоправные действия от прочих. И не распространять полученные сведения в обход закона.

Для работы в темноте используются регистраторы инфракрасного диапазона с непременной подсветкой окружающего пейзажа. В интернете найдутся руководства, где предлагается изготовить инфракрасный регистратор из видоискателя камеры для ночной съёмки. Подсветка собирается на базе обычных диодов инфракрасного диапазона. Дальность съёмки в этом случае сильно зависит от мощности инфракрасных лучей. С целью усиления рекомендуется применять рефлекторы.

Использование датчиков движения

Часто применение датчиков движения наталкивается на определённые ограничения. Пассивные инфракрасные сенсоры в этом плане простейшие, их применение ничем не нормируется. Где начинаются ультразвук и радиоволны — предлагается тщательно просчитать последствия. Лазеры небезопасны, предупреждающая табличка на лазерном принтере не шутка. Когерентное излучение прожигает сетчатку не хуже бумаги, становясь причиной серьёзной травмы.

Тесно связаны с датчиками движения системы определения наличия дыма в помещении. В этом случае используются явления изменения условий прохождения излучения, плюс эффект Допплера. Чисто химические методики достаточно редки.

Датчики движения применяются в системах:

сигнализации и охраны;
управления дверьми;
развлекательных комплексов;
иллюминации.

Спектр применения зависит только от фантазии авторов, поэтому зарубежные производители и выпускают интегральные системы с возможностью встраивания их в более сложные. Так, для покрытия некоторой площади, допустимо набирать набор датчиков подобно конструктору. Наибольшей гибкостью в этом плане обладают томографические системы, но и стоят дороже. Простейшие инфракрасные сенсоры больше годятся для управления единичными объектами, допустим, дверями.

В 21-м веке все знакомы с ИК-датчиками – они открывают двери в аэропортах и магазинах когда вы подходите к двери. Они же обнаруживают движение и подают сигнал тревоги в охранной сигнализации. В настоящее время пассивные оптико-электронные инфракрасные (ИК) извещатели занимают лидирующие позиции при выборе защиты помещений от несанкционированного вторжения на объектах охраны. Эстетичный внешний вид, простота монтажа, настройки и обслуживания зачастую обеспечивают им приоритет по сравнению с другими средствами обнаружения.

Пассивные оптико-электронные инфракрасные (ИК) извещатели (их часто называют датчиками движения) обнаруживают факт проникновения человека в защищаемую (контролируемую) часть пространства, формируют сигнал тревожного извещения и путем размыкания контактов исполнительного реле (реле ПЦН) передают сигнал «тревога» на средства оповещения. В качестве средств оповещения могут использоваться устройства оконечные (УО) систем передачи извещений (СПИ) или прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (ППКОП). В свою очередь, вышеназванные устройства (УО или ППКОП) по различным каналам передачи данных транслируют полученное тревожное извещение на пульт централизованного наблюдения (ПЦН) или местный пульт охраны.

Как работает пассивный ИК-датчик движения

Принцип работы пассивных оптико-электронных ИК-извещателей основан на восприятии изменения уровня инфракрасного излучения температурного фона, источниками которого являются тело человека или мелких животных, а также всевозможных предметов, находящихся в поле их зрения.

В пассивных оптико-электронных ИК-извещателях инфракрасное тепловое излучение попадает на линзу Френеля, после чего фокусируется на чувствительном пироэлементе, расположенном на оптической оси линзы (рис. 1).

Пассивные ИК-извещатели принимают потоки инфракрасной энергии от объектов и преобразуются пироприемником в электрический сигнал, который поступает через усилитель и схему обработки сигнала на вход формирователя тревожного извещения (рис. 1)1.

Для того чтобы нарушитель был обнаружен ИК-пассивным датчиком, необходимо выполнение следующих условий:

ИК-пассивные датчики состоят из трех основных элементов:

В зависимости от исполнения линзы Френеля пассивные оптико-электронные ИК-извещатели обладают различными геометрическими размерами контролируемого пространства и могут быть как с объемной зоной обнаружения, так и с поверхностной или линейной. Дальность действия таких извещателей лежит в диапазоне от 5 до 20 м. Внешний вид этих извещателей представлен на рис. 2.

Оптическая система

Современные ИК-датчики характеризуются большим разнообразием возможных форм диаграмм направленности. Зона чувствительности ИК-датчиков представляет собой набор лучей различной конфигурации, расходящихся от датчика по радиальным направлениям в одной или нескольких плоскостях. В связи с тем, что в ИК-детекторах используются сдвоенные пироприемники, каждый луч в горизонтальной плоскости расщепляется на два:

Зона чувствительности детектора может иметь вид:

Многообразие и сложная конфигурация форм зоны чувствительности обусловлены в первую очередь следующими факторами:

небольшие комнаты

На требовании равномерной чувствительности целесообразно остановиться подробнее. Сигнал на выходе пироприемника при прочих равных условиях тем больше, чем больше степень перекрытия нарушителем зоны чувствительности детектора и чем меньше ширина луча и расстояние до детектора. Для обнаружения нарушителя на большом (10…20 м) расстоянии желательно, чтобы в вертикальной плоскости ширина луча не превышала 5°…10°, в этом случае человек практически полностью перекрывает луч, что обеспечивает максимальную чувствительность. На меньших расстояниях чувствительность детектора в этом луче существенно возрастает, что может привести к ложным срабатываниям, например, от мелких животных. Для уменьшения неравномерной чувствительности используются оптические системы, формирующие несколько наклонных лучей, ИК детектор при этом устанавливается на высоте выше человеческого роста. Общая длина зоны чувствительности тем самым разделяется на несколько зон, причем «ближние» к детектору лучи для снижения чувствительности делаются обычно более широкими. За счет этого обеспечивается практически постоянная чувствительность по расстоянию, что с одной стороны способствует уменьшению ложных срабатываний, а с другой стороны повышает обнаружительную способность за счет устранения мертвых зон вблизи детектора.

При построении оптических систем ИК-датчиков могут использоваться:

Обычно каждый сегмент линзы Френеля формирует свой луч диаграммы направленности. Использование современных технологий изготовления линз позволяет обеспечить практически постоянную чувствительность детектора по всем лучам за счет подбора и оптимизации параметров каждой линзы-сегмента: площади сегмента, угла наклона и расстояния до пироприемника, прозрачности, отражающей способности, степени дефокусировки. В последнее время освоена технология изготовления линз Френеля со сложной точной геометрией, что дает 30% увеличение собираемой энергии по сравнению со стандартными линзами и соответственно увеличение уровня полезного сигнала от человека на больших расстояниях. Материал, из которого изготавливаются современные линзы, обеспечивает защиту пироприемника от белого света. К неудовлетворительной работе ИК-датчика могут привести такие эффекты, как тепловые потоки, являющиеся результатом нагревания электрических компонентов датчика, попадание насекомых на чувствительные пироприемники, возможные переотражения инфракрасного излучения от внутренних частей детектора. Для устранения этих эффектов в ИК-датчиках последнего поколения применяется специальная герметичная камера между линзой и пироприемником (герметичная оптика), например в новых ИК-датчиках фирм PYRONIX и C&K. По оценкам специалистов, современные высокотехнологичные линзы Френеля по своим оптическим характеристикам практически не уступают зеркальной оптике.

Зеркальная оптика как единственный элемент оптической системы применяется достаточно редко. ИК-датчики с зеркальной оптикой выпускаются, например, фирмами SENTROL и ARITECH. Преимуществами зеркальной оптики являются возможность более точной фокусировки и, как следствие, увеличение чувствительности, что позволяет обнаруживать нарушителя на больших расстояниях. Использование нескольких зеркал специальной формы, в том числе многосегментных, позволяет обеспечить практически постоянную чувствительность по расстоянию, причем эта чувствительность на дальних расстояниях приблизительно на 60% выше, чем для простых линз Френеля. С помощью зеркальной оптики проще обеспечивается защита ближней зоны, расположенной непосредственно под местом установки датчика (так называемая антисаботажная зона). По аналогии со сменными линзами Френеля, ИК-датчики с зеркальной оптикой комплектуются сменными отстегивающимися зеркальными масками, применение которых позволяет выбирать требуемую форму зоны чувствительности и дает возможность адаптировать датчик к различным конфигурациям защищаемого помещения.

В современных высококачественных ИК-детекторах используется комбинация линз Френеля и зеркальной оптики. При этом линзы Френеля используются для формирования зоны чувствительности на средних расстояниях, а зеркальная оптика — для формирования антисаботажной зоны под датчиком и для обеспечения очень большого расстояния обнаружения.

Пироприемник:

Оптическая система фокусирует ИК излучение на пироприемнике, в качестве которого в ИК-датчиках используется сверхчувствительный полупроводниковый пироэлектрический преобразователь, способный зарегистрировать разницу в несколько десятых градуса между температурой тела человека и фона. Изменение температуры преобразуется в электрический сигнал, который после соответствующей обработки вызывает сигнал тревоги. В ИК-датчиках обычно используются сдвоенные (дифференциальные, DUAL) пироэлементы. Это связано с тем, что одиночный пироэлемент одинаковым образом реагирует на любое изменение температуры независимо от того, чем оно вызвано — человеческим телом или, например, обогревом помещения, что приводит к повышению частоты ложных срабатываний. В дифференциальной схеме производится вычитание сигнала одного пироэлемента из другого, что позволяет существенно подавить помехи, связанные с изменением температуры фона, а также заметно снизить влияние световых и электромагнитных помех. Сигнал от движущегося человека возникает на выходе сдвоенного пироэлемента только при пересечении человеком луча зоны чувствительности и представляет собой почти симметричный двухполярный сигнал, близкий по форме к периоду синусоиды. Сам луч для сдвоенного пироэлемента по этой причине расщепляется в горизонтальной плоскости на два. В последних моделях ИК-датчиков с целью дополнительного снижения частоты ложных срабатываний используются счетверенные пироэлементы (QUAD или DOUBLE DUAL) — это два сдвоенных пироприемника, расположенные в одном датчике (обычно размещаются один над другим). Радиусы наблюдения этих пироприемников делаются различными, и поэтому локальный тепловой источник ложных срабатываний не будет наблюдаться в обоих пироприемниках одновременно. При этом геометрия размещения пироприемников и схема их включения выбирается таким образом, чтобы сигналы от человека были противоположной полярности, а электромагнитные помехи вызывали сигналы в двух каналах одинаковой полярности, что приводит к подавлению и этого типа помех. Для счетверенных пироэлементов каждый луч расщепляется на четыре (см. рис.2), в связи с чем максимальное расстояние обнаружения при использовании одинаковой оптики уменьшается приблизительно вдвое, так как для надежного обнаружения человек должен своим ростом перекрывать оба луча от двух пироприемников. Повысить расстояние обнаружения для счетверенных пироэлементов позволяет использование прецизионной оптики, формирующей более узкий луч. Другой путь, позволяющий в некоторой степени исправить это положение — применение пироэлементов со сложной переплетенной геометрией, что использует в своих датчиках фирма PARADOX.

Блок обработки сигналов

Блок обработки сигналов пироприемника должен обеспечивать надежное распознавание полезного сигнала от движущегося человека на фоне помех. Для ИК-датчиков основными видами и источниками помех, могущими вызвать ложное срабатывание, являются:

солнечная радиация

Выделение блоком обработки полезного сигнала на фоне помех основано на анализе параметров сигнала на выходе пироприемника. Такими параметрами являются величина сигнала, его форма и длительность. Сигнал от человека, пересекающего луч зоны чувствительности ИК-датчика, представляет собой почти симметричный двухполярный сигнал, длительность которого зависит от скорости перемещения нарушителя, расстояния до датчика, ширины луча, и может составлять приблизительно 0,02…10 с при регистрируемом диапазоне скоростей перемещения 0,1…7 м/с. Помеховые сигналы в большинстве своем являются несимметричными или имеющими отличную от полезных сигналов длительность (см. рис. 3). Изображенные на рисунке сигналы носят очень приблизительный характер, в реальности все значительно сложнее.

Основным параметром, анализируемым всеми датчиками, является величина сигнала. В простейших датчиках этот регистрируемый параметр является единственным, и его анализ производится путем сравнения сигнала с некоторым порогом, который определяет чувствительность датчика и влияет на частоту ложных тревог. С целью повышения устойчивости к ложным тревогам в простых датчиках используется метод счета импульсов, когда подсчитывается, сколько раз сигнал превысил порог (то есть, по сути, сколько раз нарушитель пересек луч или сколько лучей он пересек). При этом тревога выдается не при первом превышении порога, а только если в течение определенного времени количество превышений становится больше заданной величины (обычно 2…4). Недостатком метода счета импульсов является ухудшение чувствительности, особенное заметное для датчиков с зоной чувствительности типа одиночного занавеса и ей подобной, когда нарушитель может пересечь только один луч. С другой стороны, при счете импульсов возможны ложные срабатывания от повторяющихся помех (например, электромагнитных или вибраций).

В более сложных датчиках блок обработки анализирует двухполярность и симметрию формы сигналов с выхода дифференциального пироприемника. Конкретная реализация такой обработки и используемая для ее обозначения терминология1 у разных фирм-производителей может быть различной. Суть обработки состоит в сравнении сигнала с двумя порогами (положительным и отрицательным) и, в ряде случаев, сравнении величины и длительности сигналов разной полярности. Возможна также комбинация этого метода с раздельным подсчетом превышений положительного и отрицательного порогов.

Анализ длительности сигналов может проводиться как прямым методом измерения времени, в течение которого сигнал превышает некоторый порог, так и в частотной области путем фильтрации сигнала с выхода пироприемника, в том числе с использованием «плавающего» порога, зависящего от диапазона частотного анализа.

Еще одним видом обработки, предназначенным для улучшения характеристик ИК-датчиков, является автоматическая термокомпенсация. В диапазоне температур окружающей среды 25°С…35°С чувствительность пироприемника снижается за счет уменьшения теплового контраста между телом человека и фоном, при дальнейшем повышении температуры чувствительность снова повышается, но «с противоположным знаком». В так называемых «обычных» схемах термокомпенсации осуществляется измерение температуры, и при ее повышении производится автоматическое увеличение усиления. При «настоящей» или «двухсторонней» компенсации учитывается повышение теплового контраста для температур выше 25°С…35°С. Использование автоматической термокомпенсации обеспечивает почти постоянную чувствительность ИК-датчика в широком диапазоне температур.

Перечисленные виды обработки могут проводиться аналоговыми, цифровыми или комбинированными средствами. В современных ИК-датчиках все шире начинают использоваться методы цифровой обработки с использованием специализированных микроконтроллеров с АЦП и сигнальных процессоров, что позволяет проводить детальную обработку тонкой структуры сигнала для лучшего выделения его на фоне помех. В последнее время появились сообщения о разработке полностью цифровых ИК-датчиков, вообще не использующих аналоговых элементов.
Как известно, вследствие случайного характера полезных и помеховых сигналов наилучшими являются алгоритмы обработки, основанные на теории статистических решений.

Другие элементы защиты ИК-извещателей

В ИК-датчиках, предназначенных для профессионального использования, применяются так называемые схемы антимаскинга. Суть проблемы состоит в том, что обычные ИК-датчик могут быть выведены нарушителем из строя путем предварительного (когда система не поставлена на охрану) заклеивания или закрашивания входного окна датчика. Для борьбы с этим способом обхода ИК-датчиков и используются схемы антимаскинга. Метод основывается на использовании специального канала ИК-излучения, срабатывающего при появлении маски или отражающей преграды на небольшом расстоянии от датчика (от 3 до 30 см). Схема антимаскинга работает непрерывно, пока система снята с охраны. Когда факт маскирования обнаруживается специальным детектором, сигнал об этом подается с датчика на контрольную панель, которая, однако, не выдает сигнала тревоги до тех пор, пока не придет время постановки системы на охрану. Именно в этот момент оператору и будет выдана информация о маскировании. Причем, если это маскирование было случайным (крупное насекомое, появление крупного объекта на некоторое время вблизи датчика и т.п.) и к моменту постановки на сигнализацию самоустранилось, сигнал тревоги не выдается.

Еще одним защитным элементом, которым оборудованы практически все современные ИК-детекторы, является контактный датчик вскрытия, сигнализирующий о попытке открывания или взлома корпуса датчика. Реле датчиков вскрытия и маскирования подключаются к отдельному шлейфу охраны.

Для устранения срабатываний ИК-датчика от мелких животных используются либо специальные линзы с зоной нечувствительности (Pet Alley) от уровня пола до высоты порядка 1 м, либо специальные методы обработки сигналов. Следует учитывать, что специальная обработка сигналов позволяет игнорировать животных только в том случае, если их общий вес не превышает 7…15 кг, и они могут приблизиться к датчику не ближе 2 м. Так что если в охраняемом помещении прыгучая кошка, то такая защита не поможет.

Для защиты от электромагнитных и радиопомех используется плотный поверхностный монтаж и металлическое экранирование.

Монтаж извещателей

Пассивные оптико-электронные ИК-извещатели имеют одно замечательное преимущество по сравнению с другими типами средств обнаружения. Это простота монтажа, настройки и технического обслуживания. Извещатели данного типа могут устанавливаться как на плоской поверхности несущей стены, так и в углу помещения. Существуют извещатели, которые размещаются на потолке.

Грамотный выбор и тактически верное применение таких извещателей являются залогом надежной работы устройства, да и всей системы охраны в целом!

При выборе типов и количества датчиков для обеспечения охраны конкретного объекта следует учитывать возможные пути и способы проникновения нарушителя, требуемый уровень надежности обнаружения; расходы на приобретение, монтаж и эксплуатацию датчиков; особенности объекта; тактико-технические характеристики датчиков. Особенностью ИК-пассивных датчиков является их универсальность — с их использованием возможно блокирование от подхода и проникновения самых разнообразных помещений, конструкций и предметов: окон, витрин, прилавков, дверей, стен, перекрытий, перегородок, сейфов и отдельных предметов, коридоров, объемов помещений. При этом в ряде случаев не потребуется большого количества датчиков для защиты каждой конструкции — может оказаться достаточным применения одного или нескольких датчиков с нужной конфигурацией зоны чувствительности. Остановимся на рассмотрении некоторых особенностей применения ИК-датчиков.

Общий принцип использования ИК-датчиков — лучи зоны чувствительности должны быть перпендикулярны предполагаемому направлению движения нарушителя. Место установки датчика следует выбирать так, чтобы минимизировать мертвые зоны, вызванные наличием в охраняемом помещении крупных предметов, перекрывающих лучи (например, мебель, комнатные растения). Если в помещении двери открываются внутрь, следует учитывать возможность маскировки нарушителя открытыми дверьми. При невозможности устранить мертвые зоны следует использовать несколько датчиков. При блокировке отдельных предметов датчик или датчики нужно устанавливать так, чтобы лучи зоны чувствительности блокировали все возможные подходы к защищаемым предметам.

Должен соблюдаться задаваемый в документации диапазон допустимых высот подвески (минимальная и максимальная высоты). В особенности это относится к диаграммам направленности с наклонными лучами: если высота подвески будет превышать максимально допустимую, то это приведет к уменьшению сигнала из дальней зоны и увеличению мертвой зоны перед датчиком, если же высота подвески будет меньше минимально допустимой, то это приведет к уменьшению дальности обнаружения с одновременным уменьшением мертвой зоны под датчиком.

1. Извещатели с объемной зоной обнаружения (рис. 3, а,б), как правило, устанавливаются в углу помещения на высоте 2,2–2,5 м. В этом случае они равномерно охватывают объем защищаемого помещения.

2. Размещение извещателей на потолке предпочтительнее в помещениях с высокими потолками от 2,4 до 3,6 м. Данные извещатели имеют более плотную зону обнаружения (рис. 3, в), а на их работу в меньшей степени влияют имеющиеся предметы мебели.

3. Извещатели с поверхностной зоной обнаружения (рис. 4) применяются для охраны периметра, например некапитальных стен, дверных или оконных проемов, а также могут использоваться для ограничения подхода к каким-либо ценностям. Зона обнаружения таких устройств должна быть направлена, как вариант, вдоль стены с проемами. Некоторые извещатели могут устанавливаться непосредственно над проемом.

4. Извещатели с линейной зоной обнаружения (рис. 5) применяются для охраны длинных и узких коридоров.

Как обмануть ИК-детектор

Изначальный недостаток ИК-пассивного метода обнаружения движения: человек должен явно отличаться по температуре от окружающих предметов. При температуре в комнате 36,6º никакой детектор не отличит человека от стен и мебели. Хуже того: чем ближе температура в комнате к 36,6º, тем хуже чувствительность детектора. Большинство современных устройств частично компенсируют этот эффект, повышая усиление при температурах от 30º до 45º (да, детекторы успешно работают и при обратном перепаде – если в комнате +60º, детектор легко обнаружит человека, благодаря системе терморегуляции человеческий организм сохранит температуру около 37º). Так вот при температуре на улице около 36º (что часто встречается в южных странах) детекторы очень плохо открывают двери, либо, наоборот, из-за предельно поднятой чувствительности реагируют на малейшее дуновение ветра.

Более того, от ИК-детектора легко загородиться любым предметом комнатной температуры (листом картона) или надеть толстую шубу и шапку, чтобы не высовывались руки и лицо, и, если ходить достаточно медленно, ИК-детектор не заметит столь маленьких и медленных возмущений.

В интернете ходят и более экзотические рекомендации, типа мощной ИК-лампы, которая, если ее медленно включить (обычным диммером), загонит ИК-детектор в зашкал, после чего перед ним даже без шубы можно ходить. Тут, правда, следует отметить, что хорошие ИК-детекторы в таком случае выдадут сигнал неисправности.

Наконец, наиболее известная проблема ИК-детекторов – маскирование. Когда система снята с охраны, днем в рабочие часы, вы как посетитель приходите в нужное помещение (в магазин, например) и, поймав момент, пока никто не смотрит, загораживаете ИК-детектор бумажкой, заклеиваете непрозрачной самоклеющейся пленкой или заливаете краской из баллончика. Особенно это удобно человеку, который сам там работает. Кладовщик днем аккуратно загородил детектор, ночью влез в окно, все вынес, а потом убрал все и вызвал милицию – ужас, обокрали, а сигнализация не сработала.

Для защиты от такого маскирования существуют следующие технические приемы.

злого умысла

2. В некоторых приборах приемно-контрольных есть алгоритм контроля, когда после снятия извещателя с охраны он обнаруживает движение. То есть отсутствие сигнала считается неисправностью, пока кто-то не пройдет перед датчиком и он не выдаст нормальный сигнал «есть движение». Эта функция не очень удобна, ведь нередко снимают с охраны все помещения, даже те, в которые сегодня никто входить не собирается, а получится, что вечером, чтобы поставить помещения снова на охрану, придется зайти во все комнаты, где никого днем не было, и помахать руками перед датчиками – ППК убедится, что датчики работоспособны, и милостиво разрешит поставить систему на охрану.

3. Наконец, есть функция под названием «ближняя зона», которая однажды была включена в требования отечественного ГОСТа и которую нередко ошибочно называют «антимаскинг». Суть идеи: у извещателя должен быть дополнительный датчик, глядящий прямо вниз, под извещатель, или отдельное зеркало, или специальная хитрая линза, в общем, чтобы не было мертвой зоны внизу. (Большинство извещателей имеют ограниченный угол обзора и в основном смотрят вперед и градусов 60 вниз, так что непосредственно под извещателем есть небольшая мертвая зона, на уровне пола примерно метр от стены.) Считается, что хитрый враг как-то сможет попасть в эту мертвую зону и оттуда загородить (замаскировать) линзу ИК-датчика, а потом уже нагло ходить по всей комнате. В реальности извещатель обычно устанавливают так, что в эту мертвую зону нет никакой возможности попасть, минуя области чувствительности датчика. Ну разве что сквозь стену, но против преступников, проникающих сквозь стену, не помогут дополнительные линзы.

Помехи и ложные срабатывания

При использовании пассивных оптико-электронных ИК-извещателей необходимо иметь в виду возможность ложных срабатываний, которые происходят из-за помех различного типа.

К ложным срабатываниям ИК-датчиков могут привести помехи теплового, светового, электромагнитного, вибрационного характера. Несмотря на то, что современные ИК-датчики имеют высокую степень защиты от указанных воздействий, все же целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:

открытое окно

Тепловые помехи – обусловлены нагреванием температурного фона при воздействии на него солнечного излучения, конвективных потоков воздуха от работы радиаторов систем отопления, кондиционеров, сквозняков.
Электромагнитные помехи – вызываются наводками от источников электро- и радиоизлучений на отдельные элементы электронной части извещателя.
Посторонние помехи – связаны с перемещением в зоне обнаружения извещателя мелких животных (собаки, кошки, птицы). Рассмотрим более детально все факторы, влияющие на нормальную работоспособность пассивных оптико-электронных ИК-извещателей.

Тепловые помехи

Это наиболее опасный фактор, который характеризуется изменением температурного фона окружающей среды. Воздействие солнечного излучения вызывает локальное повышение температуры отдельных участков стен помещения.

Конвективные помехи обусловлены воздействием перемещающихся потоков воздуха, например от сквозняков при открытой форточке, щелей в оконных проемах, а также при работе бытовых отопительных приборов – радиаторов и кондиционеров.

Электромагнитные помехи

Возникают при включении любых источников электро- и радиоизлучения, таких как измерительная и бытовая аппаратура, освещение, электродвигатели, радиопередающие устройства. Сильные помехи могут создаваться и от разрядов молний.

Посторонние помехи

Своеобразным источником помех в пассивных оптико-электронных ИК-извещателях могут являться мелкие насекомые, такие как тараканы, мухи, осы. В случае их перемещения непосредственно по линзе Френеля может возникнуть ложное срабатывание извещателя данного типа. Опасность представляют и так называемые домашние муравьи, которые могут попасть внутрь извещателя и ползать непосредственно по пироэлементу.

Пути совершенствования ИК-датчиков

Уже лет десять почти все охранные ИК-извещатели содержат достаточно мощный микропроцессор и потому стали менее подвержены воздействию случайных помех. Извещатели могут анализировать повторяемость и характерные параметры сигнала, долговременную стабильность фонового уровня сигнала, что позволило существенно повысить устойчивость к помехам.

ИК-датчики, в принципе, беззащитны против преступников за непрозрачными экранами, зато подвержены влиянию тепловых потоков от климатического оборудования и посторонней засветке (через окно). Микроволновые (радио) датчики движения, наоборот, способны выдавать ложные сигналы, обнаруживая движение за радиопрозрачными стенами, вне защищаемого помещения. Они также более подвержены влиянию радиопомех. Совмещенные ИК + микроволновые извещатели могут использоваться как по схеме «И», что значительно снижает вероятность ложных тревог, так и по схеме «ИЛИ» для особо ответственных помещений, что практически исключает возможность их преодоления.

ИК-датчики не могут отличить маленького человека от большой собаки. Существует ряд датчиков, в которых значительно снижена чувствительность к движениям небольших объектов за счет применения 4-площадочных сенсоров и специальных линз. Сигнал от высокого человека и от низкой собаки в таком случае можно с некоторой вероятностью различить. Надо хорошо понимать, что стопроцентно отличить пригнувшегося подростка от вставшего на задние лапы ротвейлера, в принципе, невозможно. Но тем не менее вероятность ложной тревоги может быть существенно снижена.

Несколько лет назад появились еще более сложные сенсоры – с 64 чувствительными площадками. Фактически это простой тепловизор с матрицей 8 х 8 элементов. Оснащенные мощным процессором, такие ИК-датчики способны определять размер и расстояние до движущейся теплой цели, скорость и направление ее движения – еще лет 10 назад такие сенсоры считались верхом технологии для самонаводящихся ракет, а теперь применяются для защиты от банальных воров.

Ошибки монтажа

Особое место в некорректной или неправильной работе пассивных оптико-электронных ИК-извещателей занимают ошибки монтажа при выполнении работ по установке данных типов устройств. Обратим внимание на яркие примеры неправильного размещения ИК-извещателей, чтобы избежать подобного на практике.

На рис. 6 а; 7 а и 8 а отображена правильная, корректная установка извещателей. Устанавливать их нужно только так и никак иначе!

На рисунках 6 б, в; 7 б, в и 8 б, в представлены варианты неправильной установки пассивных оптико-электронных ИК-извещателей. При такой установке возможны пропуски реальных вторжений в охраняемые помещения без выдачи сигнала «Тревога».

Не устанавливать пассивные оптико-электронные извещатели таким образом, чтобы на них попадали прямые или отраженные лучи солнечного света, а также свет фар проезжающих автотранспортных средств.
Не направлять зону обнаружения извещателя на нагревательные элементы систем отопления и кондиционирования помещения, на шторы и гардины, которые могут колебаться от сквозняков.
Не располагать пассивные оптико-электронные извещатели вблизи источников электромагнитного излучения.
Уплотнять все отверстия пассивного оптико-электронного ИК-извещателя герметиком из комплекта изделия.
Уничтожать насекомых, которые присутствуют в охраняемом помещении.

В настоящее время имеется огромное разнообразие средств обнаружения, отличающихся принципом действия, областью применения, конструкцией и эксплуатационными характеристиками.

Правильный выбор пассивного оптико-электронного ИК-извещателя и места его установки – залог надежной работы системы охранной сигнализации.

Скачать:
1. ИК-извещатели с помехозащитой от домашних животных — Пожалуйста или для доступа к этому контенту
2. Оптические средства обнаружения — Пожалуйста или