Развитие технологий охранных извещателей

АНТИМАСКИРОВАНИЕ

Антимаскирование - это способность извещателя движения обнаруживать попытки его нейтрализации нарушителем посредством экранирования (маскирования) с помощью материала, блокирующего прохождение инфракрасной энергии на пироэлемент извещателя, такого как бумага, клейкая лента, пленка или распылитель. Охранные извещатели с функцией антимаскирования относятся к извещателям высокого уровня безопасности. Так как они предназначены для обнаружения подготовленного нарушителя, способного совершить саботажные действия в отношении системы охранной сигнализации, то такие извещатели имеет смысл устанавливать на объектах, где велика вероятность проникновения подготовленного нарушителя. К таким объектам относятся банки, ювелирные магазины, музеи, склады, пункты обмена валют, государственные учреждения, промышленные предприятия, офисные здания, объекты транспортной инфраструктуры, объекты энергетики и т. п.

Несмотря на хорошие характеристики обнаружения, устойчивость к ложным срабатываниям и относительную дешевизну, охранные извещатели с пассивным инфракрасным (ПИК) каналом обнаружения являются одними из самых неустойчивых к нейтрализации подготовленными нарушителями. Это связано с их принципом действия, при котором для выдачи сигнала тревоги извещатель должен зарегистрировать изменение потока ИК излучения, попадающего на пироэлемент. Очевидно, что самым простым способом обнаружения маскирования извещателей является визуальное наблюдение этого маскирования. Для автоматического обнаружения маскирования извещатели, обладающие такой функцией, используют различные технологии обнаружения.

Обнаружение маскирования извещателя путем распыления на его поверхность краски является одной из самых сложных, но в то же время востребованных задач. Немногие извещатели с антимаскированием обладают таким свойством. Обнаружение такого рода маскирования может осуществляться методом засветки линз. Имеются также методы обнаружения незначительного маскирования, основанные на непосредственном определении наличия распылителя на поверхности извещателя.

Системы антимаскирования, которые включат тревогу, если линза извещателя чем-то покрыта или заблокирована, существуют более двадцати лет, и сейчас они достигли такого уровня, что извещатель сработает, даже если его линзу покроют прозрачным лаком.

Например, некоторые модели линейки Professional Series оснащены технологией многоточечного антимаскирования со встроенным обнаружением распыления. Патентованные призмы защищают от объектов, размещенных перед извещателем, инфракрасные излучатели - от приближающихся объектов, а функция встроенного обнаружения распыления гарантирует устойчивость к маскирующим материалам.

ЗАЩИТА ОТ ЛОЖНЫХ СРАБАТЫВАНИЙ

К ложным срабатываниям могут привести кондиционеры, источники прямого нагрева и белого света, движущиеся и неподвижные объекты, животные, насекомые и сквозняки. Очевидно, на движущийся объект, например, падающую книгу, может среагировать микроволновый доплеровский радар, но не ПИК-извещатель. Объединение нескольких технологий в одном извещателе, который будет включать сигнал тревоги только в том случае, когда сработают все датчики, является эффективным способом снижения количества ложных срабатываний.

Обнаружение движения всегда сводится к нахождению баланса между производительностью и защитой от ложных срабатываний. Если устранить возможность ложной сработки, то пострадает производительность. Если ее улучшить, повысив чувствительность датчиков, то возрастет количество ложных срабатываний. Пример тому - извещатель движения с ПИК. Он реагирует на разницу температур помещения и человеческого тела, однако если они равны, то извещатель «не видит» грабителя. Производители оборудования решают эту проблему повышением чувствительности извещателя к увеличению температуры в помещении, так что они реагируют даже на малейшую разницу температур. Недостаток такого подхода в том, что чувствительность большинства извещателей продолжает расти вместе с увеличением температуры помещения, даже когда она становится выше температуры тела, что повышает риск ложного срабатывания.

В простейшем случае температурная компенсация схемотехнически реализуется включением в цепь усиления терморезистора, регулирующего коэффициент усиления сигнала. Очевидно, что коэффициент усиления будет линейно возрастать с увеличением температуры в помещении, поэтому такая температурная компенсация называется линейной. Этот метод хорошо работает при температурах ниже температуры тела человека. Но дальнейшее увеличение коэффициента усиления приводит к тому, что при температурах выше температуры тела человека извещатель имеет слишком большой уровень сигнала. Это приводит к значительному повышению уровня ложных срабатываний, что делает извещатель практически неработоспособным.

Функция динамической температурной компенсации, представляющая собой передовой алгоритм, который постепенно снижает чувствительность прибора, когда температура помещения начинает превышать температуру тела. Это позволяет извещате-лю реагировать на преступников при любой температуре и избегать ложных срабатываний.

При наличии динамической температурной компенсации коэффициент усиления сигнала определяется микропроцессором, анализирующим сигнал с датчика температуры. При возрастании температуры до температуры тела человека извещатель увеличивает коэффициент усиления сигнала, но при превышении температурой этого значения коэффициент усиления сигнала начинает уменьшаться, таким образом нормализуя амплитуду сигнала. Извещатели с динамической температурной компенсацией сохраняют свою работоспособность при температурах выше +40° C.

Также одним из важнейших свойств ПИК-извещателей является устойчивость к внешней засветке. При засветке фарами автомобиля или солнечным светом извещатель может выдать сигнал тревоги. Традиционно проблема решается использованием оптических фильтров пироэлемента и специальных фильтров оптической системы извещателя. Такое решение является эффективным, но негативно влияет на обнаружительную способность извещателя, так как дополнительная оптическая фильтрация, кроме белого света, уменьшает и поток ИК излучения.

В современных ПИК-извещателях для повышения устойчивости к засветке применяют активное подавление белого света. Рассмотрим активное подавление белого света на примере технологии Sensor Data Fusion. Метод заключается в использовании дополнительного датчика белого света, представляющего собой фотодиод, расположенный внутри извещателя. При превышении сигналом с фотодиода определенного порога извещатель игнорирует превышение порога на пироэлементе. Например, засветка фарами автомобиля вызовет срабатывания в ПИК-каналах обнаружения, но при этом синхронно с сигналами с пироэлементов сработает датчик белого света. В этом случае извещатель не выдаст сигнал тревоги.

Если же нарушитель захочет обмануть такой извещатель, имитируя его засветку фонариком, то извещатель обнаружит движение нарушителя и засветку. Используется сложный набор алгоритмов для интеграции данных, поступающих с пяти датчиков: двух пассивных инфракрасных сенсоров (один - дальнего радиуса действия, другой - ближне-среднего радиуса действия), обеспечивающих улучшенную обнаружительную способность за счет усиленного сигнала, адаптирующегося к расстоянию, микроволнового доплеровского радара, датчика белого света и датчика температуры. Эта высокотехнологичная система не только запускает сигнал тревоги, когда два или более датчиков реагируют на злоумышленника, но и обрабатывает данные со всех датчиков для создания эффекта синергии для повышения производительности извещателя.

Принцип работы СВЧ-извещателей основан на эффекте Доплера, когда отраженный от движущегося объекта радиосигнал меняет свою частоту (доплеровский сдвиг) в зависимости от направления движения относительно источника радиосигнала. Радиоволновые доплеровские извещатели сильно подвержены воздействию помех, связанных с вибрациями, поэтому в настоящее время чаще всего применяются комбинированные ПИК/СВЧ-извещатели.

Очень важным параметром является возможность отличать параметры человека (показатели температуры тела, характеристики электромагнитного отражения) от параметров насекомых и мелких животных (собак и кошек). Эффективность системы может быть повышения повышена, если СВЧ-модули, использованные в доплеровском радаре, специально спроектированы так, чтобы по полной использовать возможности новых технологий: микроволновые поля адаптированы на покрытие требуемых областей с требуемой чувствительностью.

Если предусмотрена интеграция информации сенсоров дальнего и ближне-среднего радиуса действия, система может определить расстояние до цели и настроить чувствительность СВЧ-радара, чтобы определить, не является ли это ложной тревогой. Таким образом, извещатели, в которых реализована эта технология, могут легко отличить крысу, находящуюся в 5 м от прибора, от человека, стоящего в 15 м.

Оптимизацию производительности ПИК-датчиков решает трехфокусная оптическая технология, использующая оптику с тремя отдельными фокусными расстояниями: дальнего, среднего и ближнего действия, чтобы устранить пробелы в охвате от монтажной стены до границы максимального радиуса покрытия извещателя. Использование трех линз и нескольких ПИК-датчиков улучшает качество оптического сигнала на каждом расстоянии, что сказывается на увеличении разрешения и совершенствовании способности различать злоумышленников от источников ложных тревог.

Современные технологии способны серьезно улучшить работу охранных извещателей. И их развитие не стоит на месте. Совмещение нескольких технологий в одном приборе, возможно, увеличит его стоимость. Но если соотносить стоимость извещателей с общей стоимостью системы, включающей оборудование, кабельную продукцию, проектирование, монтаж и пусконаладку - выбор будет за эффективными методами обнаружения нарушителя.


Герхард Куглер, маркетинг-менеджер по продукту «Системы охранной сигнализации» в регионе EMEA, Bosch Системы Безопасности

Источник:
https://algoritm.org/arch/arch.php?id=90&a=2196

Яндек�.�е��ика