|
Читайте также: |
Итак, основное преимущество комбинированных датчиков - существенное уменьшение вероятности ложных тревог. Если бы ложные срабатывания каждого детектора, входящего в комбинированный датчик, вызывались бы абсолютно различными физическими явлениями (то есть эти события были бы независимыми), то вероятность ложной тревоги Pлт такого датчика равнялась произведению вероятностей ложных тревог для каждого из детекторов: Pлт=P1 TP2. Так, при P1=P2=10-5 мы потенциально получили бы снижение частоты ложных срабатываний в 100000 раз. В реальной ситуации выигрыш не так велик, но все же достигнутые характеристики впечатляют: у современных комбинированных ИК+микроволновых датчиков среднее время наработки на ложную тревогу доведено до 3000-5000 часов, что существенно превышает аналогичный показатель датчиков других типов. Потенциально возможный выигрыш недостижим потому, что с одной стороны у ИК и микроволновых детекторов все же имеются общие причины ложных срабатываний, а с другой стороны из-за того, что эти детекторы реагируют на различное движение нарушителя - поперечное пересечение зоны чувствительности для ИК-детектора и движение вдоль луча для микроволнового. В табл.2 приведены наиболее распространенные причины ложных срабатываний ИК и микроволновых (МВ) датчиков.
| Таблица 2. | ||
| Причина ложных срабатываний | ИК | МВ |
| Турбулентность воздуха | + | - |
| Источники тепла | + | - |
| Изменения температуры | + | - |
| Яркий свет | + | - |
| Электромагнитные помехи | + | + |
| Включенное люминесцентное освещение | - | + |
| Вибрации | + | + |
| Включенные вентиляторы | - | + |
| Электрический звонок | - | + |
| Потоки дождевой воды на стеклах | - | + |
| Движение воды в пластиковых трубах | - | + |
| Перемещения за пределами помещения | - | + |
| Животные и птицы | + | + |
Из таблицы видно, что большинство изменений окружающей среды по разному влияют на каждый детектор и в большинстве случаев не могут привести к одновременному срабатыванию обоих сенсоров. Задача инсталлятора - при установке комбинированного датчика обеспечить наименьшее влияние общих для обоих детекторов помеховых воздействий.
Закономерен вопрос - как комбинированный датчик обнаруживает нарушителя, если детекторы, составляющие комбинацию, реагируют на различные направления движения человека?
Ответ состоит в том, что в процессе ходьбы человек совершает сложные движения, да и вероятность того, что он сможет строго выдержать направление движения точно вдоль луча или перпендикулярно ему, достаточно мала. Кроме того, вследствие переотражений электромагнитных волн от ограждающих конструкций и образования в помещении сложной картины стоячих волн, доплеровский сдвиг частоты, регистрируемый микроволновым детектором, возникает при самых различных направлениях движения. Все это позволяет за счет снижения порога срабатывания добиться одновременного реагирования обоих детекторов на движение нарушителя. Понятно, что при таком снижении порога возрастет вероятность ложных срабатываний, но даже если, например, для одного из датчиков она увеличится до Р1=10-2, то результирующая вероятность ложной тревоги комбинированного датчика все равно снизится в 100 раз (при условии, что Р2 не изменялась, а ложные тревоги по двум детекторам независимы).
Достоинством датчиков двойной технологии является высокий иммунитет по отношению к возможным ошибкам инсталлятора и изменениям окружающей среды после установки и настройки, к которым относятся, например, что при установке не были учтены отопление и обогрев помещения, наружная засветка или установка в помещении оборудования, создающего помехи. Преимущество комбинированных датчиков демонстрируется также в узких коридорах и проходах. При использовании в такой ситуации ИК-датчика движение нарушителя происходит без поперечного пересечения нескольких лучей, в связи с чем приходится отказываться от режима многократного подсчета импульсов, что приводит к повышению частоты ложных срабатываний. Применение комбинированного датчика решает эту проблему.
Перейдем к рассмотрению номенклатуры и характеристик современных комбинированных датчиков, предлагаемых ведущими производителями.
Фирма PARADOX SECURITY SYSTEMS (Канада) выпускает комбинированные ИК+микроволновые датчики серии VISION. В датчиках применяются сдвоенные или счетверенные пироприемники. Счетверенные пироприемники PARADOX имеют сложную геометрию с переплетенными чувствительными элементами, что позволило приблизительно вдвое увеличить дальность действия датчика, а также упростить настройку зоны перекрытия. Микроволновый детектор этого комбинированного датчика выполнен на современной элементной базе, что сделало его более надежным и повысило отношение сигнал/шум по сравнению с предыдущими разработками фирмы в этой области. В датчике реализована цифровая обработка сигналов на основе RISC-процессора. Используемый алгоритм для сигналов с пироприемников традиционен для этой фирмы и основан на измерении, сохранении в памяти и накоплении энергии каждого замеченного сигнала.
Сигнал тревоги инициируется в случае превышения величиной накопленной энергии некоторого порогового уровня. Причем для сильных сигналов детектор сразу выдает сигнал тревоги, работая при этом как пороговый, а для сигналов низкого уровня детектор автоматически переключается в режим подсчета импульсов, что существенно снижает вероятность ложных тревог. Число накапливаемых импульсов зависит от уровня энергии сигналов и может доходить до 25. Алгоритм обработки сигнала с микроволнового детектора исключает влияние помех как источника ложных тревог в датчике. Цифровая фильтрация осуществляет выделение доплеровских сигналов, характерных для движущегося человеческого тела. При этом подавляются сигналы постоянной частоты, создаваемые газоразрядными лампами, случайные электромагнитные всплески и радиочастотные помехи. Процессор автоматически настраивается на подавление сетевых помех частоты 50 Гц. В датчике используется специальная схема антимаскинга, основанная на регистрации микроволновым детектором любого движения на расстоянии меньше 0,5...1 м. Каждые три минуты в датчике автоматически тестируется правильность работы микроволновых цепей. Технические характеристики этих комбинированных датчиков приведены в табл.3.
| Таблица 3. | |||
| Характеристика | VISION-520 | VISION-525 | VISION-530 |
| ИК детектор | сдвоенный | сдвоенный | счетверенный |
| СВЧ детектор | 10,525 ГГц | 10,525 ГГц | 10,525 ГГц |
| Фокус линзы | 1,77" | 1,2" | 1,77" |
| Зона обнаружения | 900х16 м | 900х14 м | 900х16 м |
| Антимаскинг | нет | 1 м | 0,5 м |
| Питание, В | 10...16 | 10...16 | 10...16 |
| Потребление, мА | |||
| Скорость обнаружения, м/с | 0,2...7 | 0,2...7 | 0,2...7 |
| Температура, ЃС | -25...+50 | -25...+50 | -25...+50 |
Фирма CROW Electronic Engineering Ltd. (Израиль) выпускает два типа комбинированных ИК+микроволновый датчиков DXR и SRX-1000. В датчиках используются сдвоенные пироэлементы и микрополосковые антенны, температурная компенсация (в SRX-1000 - "двухсторонняя"), защита от электромагнитного и радиочастотного излучения, защита от попадания прямого солнечного света, регулировка чувствительности, быстросъемные пылезащитные высококачественные линзы (в SRX-1000 - комбинированная зеркально-линзовая оптика), датчики вскрытия. Основные характеристики датчиков приведены в табл.4.
| Таблица 4. | ||
| Характеристика | DXR | SRX-1000 |
| Частоты излучения, ГГц | 10,525 | 10,525; 10,687; 9,9 |
| Выходная мощность СВЧ генератора, dBm | +8 | +13 |
| Максимальная дальность действия, м | ||
| Ширина зоны чувствительности, м | = | |
| Угол обзора в горизонтальной плоскости | = | 105Ѓ |
| Количество ИК лучей | = | |
| Диапазон обнаруживаемых скоростей перемещения | 0,15...6 | = |
| Чувствительность по температуре | 1,1ЃС при скорости движения 0,9 м.с | = |
| Время прогрева, с | ||
| Защита от радиоизлучения в диапазоне 10...1000 МГц, В/м | ||
| Защита от света, лк | = | |
| Обработка ИК сигналов | Биполярный подсчет импульсов | Автоматический подсчет импульсов до 1, 2, 3 или быстрый спектраль ный анализ |
| Напряжение питания, В | 8,6...16 | 7,8...16 |
| Ток покоя, мА | ||
| Высота монтажа, м | 2,1...2,4 | = |
| Диапазон температур, ЃС | -20...+60 | -20...+60 |
| Размеры, мм | 99х68х53 | 137х70х53 |
| Масса, г |
Фирма PYRONIX Ltd. (Великобритания) производит серию датчиков двойной технологии EQUINOX E/SPP/QX/AM, в которых реализованы:
В датчике EQUINOX-AM дополнительно реализована функция антимаскинга, которая основана на анализе микроволнового рассеяния в ближней зоне. По утверждениям фирмы PYRONIX этот метод реализации антимаскинга обладает существенными преимуществами перед другими методами, основанными на использовании специального канала ИК излучения, срабатывающего при появлении маски. Система микроволнового антимаскинга датчика EQUIONIX-AM имеет возможность регулировки протяженности ближней зоны от 0 до 1,5 м. Для выдачи информации о маскировании на контрольную панель в датчике установлено отдельное реле маскирования.
Основные технические характеристики, общие для всех датчиков этой серии, приведены в табл.5.
| Таблица 5. | |
| Частоты излучения, ГГц | 10,525; 10,515; 10,535 |
| Зона чувствительности ИК | четырехярусная 90О 56 лучей до 15 м |
| Зона чувствительности МВ | 90О до 5...15 м |
| Высота установки, м | 1,8...2,5 |
| Диапазон температур, ЃС | -10...+50 |
| Размеры, мм | 124х62х42 |
| Масса, г |
Фирма C&K Systems, Inc. (США) является одним из основоположников двойной технологии, производит комбинированные ИК+микроволновые датчики с 1982 г. За этот период фирма разработала семь поколений таких датчиков и в настоящее время является одним из крупнейших производителей детекторов двойной технологии.
Из широчайшей номенклатуры датчиков C&K рассмотрим две классические серии DT-400 и DT-600, а также детекторы последнего поколения DT-500, DT-700 и DT-900.
В датчиках фирмы C&K используется комбинированная зеркально-линзовая оптика с защитой зоны непосредственно под датчиком. Зона чувствительности ИК-детектора является объемной четырехярусной. Для более точного согласования зон чувствительности ИК и микроволнового детекторов, обеспечения более узкой диаграммы направленности и снижения уровня излучения назад фирма C&K использует волноводные рупорные антенны. Технологии разработки и изготовления микроволновых компонентов удовлетворяют спецификациям военных стандартов. Чувствительность всех датчиков составляет 2...4 шага нарушителя в зоне чувствительности в любом направлении. Используется автоматическая "двухсторонняя" температурная компенсация ИК канала. Предусмотрена регулировка чувствительности СВЧ канала. Имеются датчики вскрытия.
Датчики DT-400 и DT-600 имеют одинаковый внешний вид и близкие характеристики. Основной особенностью DT-600 является использование микропроцессорной обработки. Программа обработки этого датчика содержит более 1000 строк кода, применяется усовершенствованный алгоритм, использующий элементы статистического обнаружения и распознавания. Аналого-цифровому преобразованию и цифровой обработке подвергаются оба сигнала - и с ИК, и с микроволнового детекторов. Микропроцессор, анализируя различные параметры сигналов, принимает решение о срабатывании каждого детектора комбинированного датчика, определяет время между срабатываниями каждого из детекторов, и если за заданное время произошел определенный набор срабатываний, выдается сообщение о тревоге. В датчике возможна установка трех критериев: 1ИК+2МВ, 2ИК+2МВ и 3ИК+2МВ. Другие функции микропроцессора - цифровая температурная компенсация и самотестирование (контролируется 10 различных функций при инсталляции и функционировании, в том числе и в период, когда датчик не поставлен на охрану).
Фото 3. Датчики DT-400/DT-600 Датчики нового поколения DT-500, DT-700 и DT-900 в дополнение к возможностям DT-600 имеют прецизионную герметичную ИК оптику, обеспечивающую равномерную чувствительность по всей диаграмме направленности и механическую защиту пироэлемента от пыли и насекомых. Перекрестная проверка чувствительности по обоим каналам и срабатывание ИК канала по одному краю луча диаграммы позволяет быстро реагировать на движение нарушителя в любом направлении
Датчики серии DT-500 рекомендуются для использования в жилых помещениях, его главная особенность - игнорирование мелких и крупных домашних животных массой до 45 кг. Отсутствие срабатывания от животных достигается за счет усовершенствованного алгоритма обработки и использования низкочастотного диапазона (2,45 ГГц - так называемый S-диапазон) - с понижением частоты уровень сигнала, отраженного от объектов малого размера, заметно снижается по сравнению с сигналом от человека.
В датчиках серии DT-700 впервые использован К-диапазон частот СВЧ сигнала (24,124...24,220 ГГц), сильно поглощаемый материалом стен, что позволяет избежать помеховых сигналов от движущихся объектов за пределами охраняемых помещений. Цифровая обработка сигнала, производимая микропроцессором Motorola, позволяет динамически регулировать критерии срабатывания датчика, что позволяет ему самоадаптироваться к изменениям условий окружающей среды и игнорировать ряд источников помех. Двойная электронная температурная компенсация (раздельно для ИК и СВЧ каналов) делает надежность работы датчика практически не зависящей от изменения температуры помещения в диапазоне от -25ЃС до +65ЃС. Обеспечено практически полное совпадение ИК и СВЧ диаграмм направленности за счет применения специальной технологии "Pattern Shaping", не дающей искажений формы при регулировке чувствительности СВЧ канала. Датчики тестируются на подавление ложных срабатываний от турбулентного движения воздуха до 11,3 м3/мин.
Датчики серии DT-900 отличаются повышенной надежностью и рекомендуются для профессионального использования. Главная особенность этой серии - наличие схемы антимаскинга, основанной на использовании дополнительного активного ИК канала, надежно обнаруживающей попытки маскирования нарушителем датчика. Используются три различных датчика вскрытия. Зеркальная оптика, формирующая 5-6 ярусов ИК лучей, согласованных с диаграммой направленности СВЧ антенной системы, обеспечивает полную защиту от зоны непосредственно под датчиком до 15...60 м. Датчики смонтированы в высокопрочном корпусе, защищающем от ударов и других внешних физических воздействий. Используется развитая система многоуровневой самодиагностики. Встроенный микропроцессор обрабатывает сигналы ИК и СВЧ каналов, обработка ведется по восьми параметрам сигнала. Используется цифровая адаптивная фильтрация сетевых помех 50/60 Гц.
Основные характеристики комбинированных датчиков фирмы C&K приведены в табл.6.
| Таблица 6. | |||||
| Характеристики> | DT-400 | DT-600 | DT-500 | DT-700 | DT-900 |
| Частоты излучения, ГГц | 10,525; 9,47; 9,52; 10,565 | 10,525 | 2,45 | от 24,125 до 24,220 | 10,525 |
| Дальность действия, м | 6; 9; 12 | 12; 18; 30 | 11; 15 | 15; 27; 37; 61 | |
| Ширина зоны чувствитель ности, м | 6; 11; 15 | 12;18; 6 | 12; 18 | 12; 21; 3; 5 | |
| Количество ИК лучей: дальних промежуточных ближних нижних | 22 7 4 3 | 22 6 3 3 | 22 6 3 2 | 22 6 3 2 | 5-6 ярусов 24-74 луча |
| Защита от ра диоизлучения в диапазоне 10...1000 МГц, В/м | |||||
| Защита от света, лк | = | = | 6,5х103 | 6,5х103 | |
| Устойчивость к свету, кд (на расстоянии 3 м) | 6х104 | 6х104 | = | = | = |
| Напряжение питания, В | 8,5...16 | 10...12,9 | 10...14,5 | 7,5...16 | 10...15 |
| Ток, мА | = | ||||
| Высота монта жа, м | 2,3 | 2,3 | = | 2,3 | 2...3,6 |
| Диапазон тем- ператур, ЃС | -18...+65 | 0...+49 | 0...+49 | -25...+65 | 0...+49 |
| Размеры, мм | 130х70х60 | 130х70х60 | 130х70х60 | 119х71х42 | 200х170х150 |
| Масса, г |
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 298 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| МИКРОВОЛНОВЫЙ МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ | | | Назначение основных радиоэлементов принципиальной схемы |