Анотація
В даному рефераті розглядаються принципи роботи та застосування охороної сигналізації.А саме принцип дії та способи установлення таких охороних датчиків,як ємнісних, інфрачервоних, звукових, радіопроменевих, периметрових, вібраційних. Пояснено принцип їхньої роботи та поради щодо їх застосування в залежності від особливостей охорони. Здійснено порівняння та аналіз приведених систем сигналізації.
Аннотация
В данном реферате рассматриваются принципы работы и применения охранной сигнализации.А именно принцип действия и способы установки таких охраных датчиков, как емкостных, инфракрасных, звуковых, радиолучевых, периметрових, вибрационных. Объяснен принцип их работы и совета относительно их применения в зависимости от особенностей охраны. Осуществлено сравнение и анализ приведенных систем сигнализации.
Annotation
In this abstract principles of work and application are examined guard signaling.Namely principle of action and methods of setting of such guard sensors, as capacity, infra-red, sound, radioradial, perimeter, vibration. Accounted for principle of their work and advice in relation to their application depending on the features of guard. Comparison and analysis of the resulted systems of signaling is carried out.
ВСТУП
Головне призначення охоронної системи (охоронній сигналізації) полягає в оперативному і гарантованому сповіщенні господарів або правоохоронні служби про несанкціоноване проникнення в приміщення, що охороняються. Рішення даної задачі можливе тільки при грамотному оснащенні об’єкту охорони сучасними високонадійними технічними засобами охоронної сигналізації.
Охоронна сигналізація може бути автономною – мета такої сигналізації відлякати зловмисників і оповістити сусідів із застосуванням могутніх сирен. Але найбільший ефект від охоронної сигналізації досягається при підключенні її на пульт позавідомчої охорони або на пульт централізованого спостереження приватного охоронного підприємства.
При використанні для передачі тривожних повідомлень GSM-систем можлива передача тривожних повідомлень на стільникові телефони власників об’єкту, що охороняється.Системи охоронної сигналізації своєчасно оповістять Вас про несанкціоноване проникнення на територію, що охороняється, і повідомлять про аварійні ситуації. Крім того, при проникненні всередину Вашого житла або офісу система може повідомити Вас про тривогу телефонним дзвінком на вказаний заздалегідь номер. Для знімання інформації служать датчики (інфрачервоні і радіохвильові датчики руху, магнітні датчики відкриття дверей і вікон, акустичні датчики розбиття скла, датчики удару і т.д.), а базовим блоком – контрольні панелі, на які зводиться вся інформація від датчиків. Якщо у Вас є домашня тварина, датчики руху можна налаштувати так, щоб вони не реагували на переміщення Вашого вихованця, але завжди надійно спрацьовували на появу людини. Правильно складена специфікація на сучасному комбінованому устаткуванні допоможе передбачити всі тривожні ситуації об’єкту, що охороняється, і забезпечить Ваше майно і персонал. Система за допомогою спеціальних датчиків може відстежити протіканя води і витік газу, і за заздалегідь введеною програмою віддати команду виконавчим пристроям комплексної системи управління і охорони на виконання тієї або іншої дії (перекрити кран, включити сирену і т.п.). Системи периметрової сигналізації беруть під охорону не тільки приміщення, але і прилеглу територію по периметру.
Цифрові комп’ютерні системи виводять на екран графічний план об’єкту, що охороняється, і стан кожного датчика. З комп’ютера можна також ставити систему на охорону і знімати з режиму охорону. Охоронна сигналізація в комплексі з системами теленагляду створять надійний щит від зловмисників і форс-мажорних ситуацій.
Системи будь-якої складності будуються на базі одних і тих же технічних пристроїв. При рішенні технічних завдань охорони в першу чергу необхідно вибрати основні параметри пристроїв, які забезпечать достатню надійність виконання покладених на них функцій. Система охоронна сигналізація фіксують факт несанкціонованого доступу на територію, що охороняється, передають сигнал тривоги, наприклад, на пульт охорони і включають виконуючі пристрої. Система охоронна сигналізація включають: датчики, пульт-концентратор, виконуючі пристрої.
Особливість датчиків для систем типу охоронна сигналізація полягає в тому, що вони реєструють, в основному, неелектричні величини. Вимірювання неелектричних величин – складне завдання і при цьому датчики повинні забезпечувати високу надійність і достовірність контролю. Датчик – чутливий елемент, що перетворює контрольований параметр в електричний сигнал. Надійність датчиків забезпечується, в основному, цифровими методами обробки сигналів. Датчики об’єднуються в зони. Під зоною розуміється один або декілька датчиків, що охороняють певний об’єкт або ділянку об’єкту.
У системах охоронної сигналізації використовуються датчики наступних типів: пасивні інфрачервоні датчики руху; датчики розбиття скла; активні інфрачервоні датчики руху і присутності; фотоелектричні датчики; мікрохвильові датчики; ультразвукові датчики; вібро-датчики; датчики температури; датчики наявності пари і газів; магнітні (герконові) датчики; шлейфи.
1.1.Аналіз охороних датчиків
Системи охороної сигналізації призначені для визначення факту несанкціонованого проникнення на територію, що охороняється, видачі сигналу тривоги на пульт охорони і включення виконавчих пристроїв (сирени, освітлення і т. д.). Системи охоронно-пожежної сигналізації включають контрольні панелі, оповіщувачі (датчики і детектори), виконавчі пристрої, пристрої сповіщення (сирени, дзвінки і т. п.) і джерела живлення.
Контрольна панель (приймально-контрольний прилад) — це центральний пристрій системи охоронної сигналізації, виконане на базі мікроконтролера, програма якого визначає всі функції системи. Контрольна панель може підключатися до комп’ютера для обробки і реєстрації сигналів тривоги, автоматичного аналізу стану датчиків і функціонування всієї системи. Контрольні панелі управляють виконавчими пристроями: включають сирену, прожектор, додзвонюються по телефонній лінії по заданому номеру.
Для реєстрації змін контрольованого параметра в системах охоронної сигналізації використовуються різні оповіщувачі [1] . Оповіщувач— це пристрій, що формує певний сигнал про зміну того або іншого контрольованого параметра навколишнього середовища. Оповіщувач можна умовно розділити на датчики і детектори. Тут під датчиками розумітимемо оповіщувачі, перетворюючі фізичні величини і характеристики (наприклад, тепло, світло, звук і т. п.) в електричний сигнал. Детекторами ж називатимемо оповіщувачі, включаючі в свій склад датчики, схему обробки сигналів і схему ухвалення рішення.
Прості оповіщувачі (датчики) виробляють аналогову обробку сигналів, що не завжди забезпечує необхідну надійність їх роботи. Підвищення надійності роботи датчиків забезпечується застосуванням цифрових методів обробки сигналів. За принципом дії оповіщувачі можна розділити на наступні типи:
– електроконтакти (фольга, дріт);
– магнітоконтактні;
– вібродатчики;
– ультразвукові;
– радіохвильові;
– фотоелектричні;
– детектори битого скла;
– пасивні і активні інфрачервоні детектори руху;
– комбіновані.
Датчики і детектори дозволяють контролювати частину об’єкту (об’їм, площина і т. п.), що охороняється, іменовану зоною.
Датчики електроконтактів призначені для реєстрації пошкоджень і руйнування конструкцій, на яких вони закріплені: скляного полотна вікон, дверей, стіклоблоків і т.д. в опалювальних і не опалювальних приміщеннях. Вони виготовляються з тонкої алюмінієвої фольги товщиною від 0, 008 до 0, 04 мм і шириною не більш 12, 5 мм. Фольга має клейовий шар. Іноді для тих же цілей замість фольги використовують тонкий дріт.
Магнітоконтактні датчики призначені для реєстрації відкриття дверей і вікон, на яких вони встановлені. Датчики бувають двох видів: для зовнішньої і скритної установки. Вони виконані на основі герконів, контакти яких замикаються або розмикаються при наближенні (видаленні) постійного магніта. Підключаються такі датчики до охоронних сигналізацій за допомогою дротяного шлейфу.
Вібродатчики призначені для виявлення навмисного пошкодження різних будівельних конструкцій: бетонних стін і перекриттів, цегляних стін, дерев’яних (рами і двері) і стельових покриттів, а також сейфів і металевих шаф. Принцип дії вібродатчиків заснований на п’єзоефекті або ефекті електромагнітної індукції, коли постійний магніт переміщається уздовж обмотки котушки і тим самим наводить в ній змінний струм. У вітчизняній і зарубіжній літературі залежно від технічної реалізації такі датчики називають електромагнітними, магніторезонансними.
Ультразвукові детектори призначені для охорони закритих приміщень і характеризуються високою чутливістю і низькою перешкодостійкістю. Дія їх заснована на інтерференції ультразвукових коливань. До складу ультразвукового детектора входять випромінювач і приймач. При закритих вікнах і дверях простір, контрольований детектором, обмежений, і в точці розташування приймача формується стійка інтерференційна картина. При проникненні якого-небудь об’єкту в приміщення стійкість інтерференційної картини порушується і формується сигнал тривоги.
Радіохвильові детектори призначені для реєстрації руху в контрольованій зоні. Принцип дії заснований на випромінюванні сигналу надвисокої частоти і прийомі відображеного сигналу, частота якого змінюється при русі порушника (ефект Доплера). Ці прилади використовуються для охорони закритих приміщень і периметрів.
Фотоелектричні датчики призначені для охорони внутрішнього і зовнішнього периметрів, безконтактного блокування прольотів, дверей, коридорів і т.п. Вони складаються з передавача і приймача, що рознесе уздовж лінії охорони, і використовують сигнал інфрачервоного діапазону з довжиною хвилі порядку 1 мкм.
Детектори битого скла призначені для реєстрації навмисного руйнування скляних конструкцій: вікон, вітрин і ін. Вони реагують на звук скла, що б’ється, і удару об скло, а також аналізують спектр звукових шумів в приміщенні, дозволяють безконтактно контролювати цілісність скла розміром більше 20х20 див.
1.2. Датчики розбиття скла
Рисунок 1- Датчик розбиття скла
Датчики розбиття скла (рис.1) реагують на дзвін скла, що б’ється. Найбільше довершені моделі аналізують спектр звукових шумів в приміщенні [2]. Якщо спектр шуму містить складову, співпадаючу із спектром ушкоджуваного скла, то датчик спрацьовує. Один такий датчик може охороняти скляні вікна, вітрини і т.п., площею до 10 м. Двохпорогові датчики реєструють звук удару по склу і дзвін розбиваного скла. Для індикації тривоги такий датчик повинен зареєструвати два відповідні сигнали з інтервалом не більше 150 мс. Чутливість датчиків розбиття скла регулюється із застосуванням імітатора розбивання скла
1.3. Фотоелектричні датчик
Фотоелектричні датчики випромінюють і приймають відбитий сигнал інфрачервоного випромінювання з довжиною хвилі близько 1 мкм. Вони використовуються у складі систем захисту внутрішнього і зовнішнього периметра для безконтактного блокування прольотів, дверей, ліфтів, отворів, коридорів і т.п. Їх відрізняє висока стійкість і надійність роботи [3]. Фотоелектричні датчики складаються з двох частин — передавача і приймача. Вони розносяться уздовж лінії охорони. Між ними проходить система модульованих інфрачервоних променів (рис.2).
Рисунок 2- Фотоелектричні датчики
Датчики цього типа спрацьовують при спробі перетнути систему променів, відрізняються високою стійкістю і надійністю роботи. На рис.3 показані випадки перетини бар’єру, які розрізняються фотоелектричним датчиком. Найбільше довершені моделі фотоелектричних датчиків можуть працювати автономно. Для цього вони оснащуються сонячними елементами, які заряджають акумуляторні батареї датчиків.
Рисунок 3- Варіанти спрацьовування бар’єрних датчиків
1.3.1. Активні променеві ІЧ-ДАТЧИКИ
Променеві інфрачервоні системи звичайно складаються з передавача і приймача, що розташовується в зоні взаємної видимості. Такий датчик формує сигнал тривоги при перериванні променя, що потрапляє на фотоприймальний блок. Відмітна особливість активних променевих систем — можливість створення дуже вузької зони виявлення. Для підвищення стійкості і надійності датчики роблять багатопроменевими (звичайно використовують 2 або 4 незалежних променя).
Практично всі сучасні зарубіжні охоронні прилади об’єднують в загальному корпусі двопроменеву або чотирипроменеву систему [4]. На російському ринку широко представлені ІЧ-ПРОМЕНЕВІ датчики фірм С&К, Visonic, Optex, Alarmcom і ін.
На блоки двопроменевого ІЧ-ДАТЧИКА серії АХ фірми Optex (Японія). Блоки виконані в корпусах з удароміцного пластика, прозорого випромінювання. Чутливість датчика змінюється регулятором допустимого часу перекриття променів. Він дозволяє змінювати час спрацьовування 500 мс (поволі людина, що йде) до 50 мс (дуже швидко людина, що біжить). Двопроменеві датчики дозволяють перекривати зону заввишки 10-20 см і застосовуються в основному для організації сигнальних бар’єрів уздовж прямолінійних ділянок стін або дахів. Для організації бар’єрів заввишки більше 0,5 м застосовують багатопроменеві датчики.
Рисунок 4-Двопроменевої ІЧ-ДАТЧИК серії АХ фірми Optex (Японії)
Фірма Radiovisor (Великобританія) випускає багатопроменеві датчики серії Perimbar, що вмонтовуються на грунті або на стіні. Система синхронізації Synclink дозволяє створити багатопроменевий бар’єр без міжпроменевої інтерференції. Висота збираних з модулів датчиків варіюється від півметра до декількох метрів. Усередині об’ємного металевого каркаса, під акриловими фільтрами, непрозорими для видимого світла, розташовуються приймачі і передавачі випромінювання, нагрівачі, термостат, а також блоки живлення, контролю і синхронізації. Жорстка конструкція стійок Perimbar дозволяє використовувати їх як опори для вуличних світильників (рис.5) і тим самим зробити датчики практично непомітними. Датчики працюють на довжині хвилі 0,88 мкм і забезпечують дальність дії не менше 150 метрів.
Прикладом сучасної «інтелектуальної» багатопроменевої системи є датчики серії Rayonet англійської фірми Integrated Design Ltd. У стійці заввишки 1,8 м розташовуються 8 або 12 оптичних модулів (моделі Rayonet 1000 і Rayonet 2000 відповідно), що дозволяє перекрити кожну зону охорони 4-мА або 6-ма променями.
Рисунок 5- Багатопроменевої ІЧ-ДАТЧИК Rayonet 2000 англійської фірми IDL
Сигнали всіх приймальних модулів обробляються вбудованим в стійку мікропроцесором. Паралельний аналіз сигналів перекриття променів на кожному з приймальних модулів дозволяє визначити сигнали, характерні для різних типів вторгнення (повзуча людина, що йде або біжить), а також відповідні геометричні параметри порушника (розмір, форма, швидкість руху). Мікропроцесор зберігає типові сигнали в пам’яті, дозволяючи виділити сигнал реального вторгнення на тлі перешкод (птахи, тварини, падаюче листя і т.п.). Комунікаційний порт RS485 дозволяє підключити кожну стійку до комп’ютера, що управляє, за допомогою якого проводиться збір сигналів тривоги, «навчання», а також діагностика і настройка датчиків.
1.3.2. Пасивні ІЧ-датчики
Такі «однопозиційні» системи є пасивними ІЧ-ДЕТЕКТОРИ, які реєструють теплове випромінювання в діапазоні довжин хвиль приблизно від 8 до 14 мкм. Вуличні ІЧ-ДАТЧИКИ для охорони периметрів відрізняються високою перешкодозахисною до зовнішніх дій (електромагнітні поля, сонячне випромінювання, опади, перепади температур і т.п.).
Як приклад показані пасивні ІЧ-ДАТЧИКИ серії ARK9130 фірми Arkonia (Англія), призначені для експлуатації в складних атмосферних умовах. Датчики виконані в жорстких металевих корпусах, герметизованих по нормах IP67. Піропріємникі датчиків серії ARK9130 містять чутливі елементи з танталату літію. Прецизійні лінзи виконані не з полімеру, звичайного для більшості пасивних ІЧ-ДАТЧИКІВ, а з германію. Верхній з показаних на Мал. 10 датчиків дозволяє виявити людину на відстані не менше 100 м; нижній, з дальністю дії 15 м, призначений для перекриття «мертвої зони» верхнього датчика. Прилади серії ARK9130 розроблені відповідно до вимог міністерства оборони Великобританії і використовуються, зокрема, для охорони тимчасових стоянок авіаційної техніки.
Рисунок 6-Пасивні ІЧ-ДАТЧИКИ серії ARK9130 фірми Arkonia (Англія)
Датчики серії ARK9130 відрізняються дуже низьким енергоспоживанням (140 мкА при напрузі 5.1В). Це дозволяє об’єднати датчик з портативним радіопередавачем сигналів тривоги і використовувати його як бездротовий охоронний прилад, який можна при необхідності ефективно замаскувати. Специфічна особливість датчика — можливість визначення напряму руху порушника за допомогою диференціальної схеми пиропримника. Диференціальний приймач дозволяє також реалізувати функцію компенсації перешкод від дощу, граду, туману і інших несприятливих зовнішніх дій.
Датчики серії ARK9130 випускаються в двох модифікаціях з релейними виходами і з інтерфейсом RS485 У обох версіях датчики дозволяють здійснювати проглядання останніх 10-ти тривожних подій, проводити тестування, а також дистанційне регулювання чутливості. Пасивні ІЧ-ДАТЧИКИ для охорони периметрів випускають і інші зарубіжні компанії: Southwest Microwave (США), ALamcom (Швейцарія) і ін. Для всіх наибільш довершених моделей характерні автоматична настройка параметрів, вбудований нагрівач, блоки цифрової пам’яті, інтерфейс RS485 і інші опції.
Для охорони внутрішніх приміщень найбільшого поширення набули пасивні ІЧ-ДАТЧИКИ рухи (рис.7) і суміщені датчики типу пасивний + мікрохвильової (рис.8). Суміщені датчики відрізняє набагато вища надійність і стійкість до помилкових спрацьовувань.
Рисунок 7- Зовнішній вигляд пасивного датчика руху
Рисунок 8- Зовнішній вигляд дуального (комбінованого) датчика руху
Пасивні інфрачервоні датчики руху спрацьовують при попаданні рухомого об’єкту, випромінюючого тепло (наприклад, людини), в зону чутливості датчика. Датчики відрізняються, в основному, формою зони чутливості і стійкістю до помилкових спрацьовувань. Зона чутливості датчиків для систем охоронної сигналізації є сектором (90o-110o). У технічному описі датчиків приводяться діаграми, які наочно демонструють зони чутливості датчиків. Діаграма датчика може бути змінена. Відповідно до розташування датчика і особливостей плану приміщення зрадити діаграму можна використовуючи змінні лінзи Френеля або накладки, що додаються до датчика, які перекривають частину чутливого елементу датчика.
Недолік найпростіших і дешевших датчиків в тому, що вони спрацьовують при певній швидкості зміни теплового потоку. Наприклад, при включенні/виключенні батареї опалювання, на протязі, із-за нагріву сонцем певних поверхонь в приміщенні і т.д. датчик може спрацювати. Більш довершені (і дорожчі) датчики не мають цих недоліків. Їх надійність і стійкість до теплових перешкод забезпечується багатоканальними чутливими головками і складною обробкою сигналу в самому датчику. У простих моделях обробка сигналів проводиться аналоговими методами, а в складніших-цифровими, наприклад, за допомогою вбудованого процесора.
1.3.3. Інфрачервоні бар’єри
Інфрачервоні активні засоби захисту відрізняються від радіопроменевих засобів діапазоном частот і шириною діаграми спрямованості променів. Площа перетину променя систем значно менше, ніж у радіопроменевих систем. Для забезпечення надійного захисту периметра по висоті використовують так звані інфрачервоні бар’єри.
Інфрачервоні бар’єри будують із застосуванням активних інфрачервоних оповічувачів з передавачами, що рознесли, і приймачами. Прикладом активних систем виявлення служать активні оповічувачі серії АХ і стійки серії REDNET RN фірми Optex і стійки Perimbar фірми Radiovisor. Принцип їх дії полягає в наступному. Передавач випромінює електромагнітний потік діапазону – невидимий промінь, який прямує у бік приймача. У відсутність перешкод на шляху променя приймач сприймає його і перетворить в електричний сигнал. Зміна інтенсивності променя, що приймається, при спробі його перетину детектує і аналізується процесором приймача [5].Для створення бар’єру групу передавачів і приймачів вбудовують в стійку, розміщуючи їх на різній висоті .
Для розділення каналів здійснюють синхронізацію кожного приймачів з відповідним передавачем. Вбудований процесор дозволяє аналізувати кожний з сигналів роздільно, групами або в довільній їх комбінації. Це дозволяє гнучко використовувати систему, як в плані логічного аналізу, так і в плані пристосування до місцевих умов. Якщо перетинається тільки нижній промінь, наприклад дрібною твариною, виникає стан передтривоги, але сигнал тривоги не формується. Подальший перетин другого променя вже викликає сигнал тривоги, так само як і одночасний перетин двох променів. Перехресна синхронізація приймачів і передавачів, розташованих на різній висоті, дозволяє обійти мертві зони, які утворюються із-за специфіки рельєфу
Рисунок 9-Прихована схема розміщеня
У стійках розміщують модулі передавачів, приймачів, синхронізатора, процесора, вторинних джерел живлення, коммунікатора, термостата і локальних обігрівачів. Самі стійки (рис.9) виконують з міцних сплавів у формі імітуючої опори для світильників. Реально вони і служать такими опорами. У їх верхній частині кріплять світильники для освітлення території. Вікна для променів закривають темними пластиковими панелями, прозорими випромінювання. Конструкція панелей звичайно забезпечує пилезахисту електронних блоків по класу IP 65. бар’єри добре зарекомендували себе як засоби захисту другого рубежу (внутрішнього периметра об’єкту).
Інтенсивність світлового розсіювання багато в чому залежить від кута, під яким вимірюється розсіяне світло. Тому існують сповіщувачі, що використовують як пряме так і зворотне розсіювання. Димові сповіщувачі, засновані на принципі розсіювання світла, в основному виявляють видимі частинки білого кольору і, таким чином, підходять для тих типів пожежі, які характеризуються наявністю білого диму.
Вибір і обґрунтування структурної схеми системи охорони. Для вибору структурної схеми системи охорони необхідно насамперед поставити чітко технічне завдання.
При розробці пропонованого пристрою ставилася мета створити простий пристрій, що реагує на появу диму в приміщенні, що охороняється. Найкращих результатів досягають з комплектом промислових бар’єрних датчиків інфрачервоного випромінювання. При проведенні дослідів з вказаними пристроями було виявлено, що схема приймача має найбільшу чутливість до зміни оптичного середовища при подачі на випромінювач синусоїдальної напруги частотою близько 8 кГц.
1.4. Датчики ємностей
Датчики ємностей реагують на самі різні речовини – тверді і рідкі, метали і діелектрики. Їх використовують, наприклад, для безконтактного контролю заповнення резервуарів рідинами і сипкими матеріалами, позиціонування і рахунку різних предметів, охорони об’єктів. У пропонованій статті розказано про принцип дії безконтактних датчиків, приведені схеми, придатні для практичного втілення і використання.
Безконтактні датчики, що випускаються багатьма вітчизняними і зарубіжними фірмами, діють за “конденсаторним” принципом, реагуючи на викликане появою в чутливій зоні стороннього об’єкту зміна відносної діелектричної проникності навколишнього середовища [6]. Типовий датчик з діаметром чутливої поверхні 60 мм фіксує на відстані 40 мм “стандартну мету” .
Чутливий елемент безконтактного датчика місткості є конденсатором з обкладаннями, розгорненими в одну площину, як показано на рис.4. Залежно від наявності або відсутності стороннього предмету змінюється середня діелектрична проникність навколишнього обкладання середовища і, отже, місткість конденсатора. Останній служить частотозадающим елементом автогенератора. Наявний в датчику пороговий пристрій стежить за амплітудою або частотою коливань, при їх зміні приводячи в дію виконавчий вузол.
Рисунок 10-Конденсатор
У багатьох датчиках місткостей частоту генератора вибирають рівною декільком мегагерцам. Генератори будують на дискретних транзисторах, число яких досягає п’яти. Проте, достатньо чутливий до зміни місткості генератор, що працює на частотах в сотні кілогерц, можна побудувати і всього на одному ОУ середнього класу.
1.5. Ультразвукові датчики, радари
Робота багатьох систем охоронної сигналізації заснована на дуже простому принципі: у приміщенні, що охороняється, у неурочний час не повинно бути ніякого руху. Щоб виявити його, приміщення “заповнюють” випромінюванням — найчастіше радіо або акустичним. Багато разів відобразившись від стін і предметів, що знаходяться в приміщенні, промені досягають приймача [7]. Будь-яка зміна обстановки викличе модуляцію прийнятого сигналу, що і зафіксує датчик.
Використання ультразвука – це ще один напрям в розробках “Детекторів Близькості”. На (рис.11)показано, як працює такий пристрій. У верхній частині малюнка зображена можлива конфігурація, коли передавач і приймач ультразвука знаходиться напроти один одного. Поки ніщо не заважає ультразвуку повною мірою досягати приймача, схема знаходиться у очікуванні. А перешкодити цьому може якраз порушник, що знаходиться між випромінювачем і приймачем.
Рисунок 11 – Детектор близькості
Подібний пристрій здатний забезпечити вельми високий рівень надійності. Адже будь-яке зниження рівня сигналу від передавача або пажі припинення його роботи взагалі розцінюватиметься ланцюгами приймача як небезпека. Вищенаведені приклади можуть виникнути просто при виведенні передавача з ладу.
У нижній частині малюнка зображене інше ефективне розташування приймача і передавача. В цьому випадку ультразвук відображається від віднесеного на відстань твердого предмету і поступає на приймач. Сигнал, що випромінюється передавачем, повинен бути достатньо могутнім. Природно, всякий об’єкт, що встав на шляху звуку, викличе сигнал тривоги.
Можливий інший шлях роботи пристрою. В цьому випадку звук досягає приймача, тільки відобразившись від грабіжника, що знаходиться поблизу від передавача і приймача.
Всі описані способи хороші, так що вибирайте один з них, який краще всього підходить до ваших умов.
При установці ультразвукової сигналізації слід дотримувати декілька чітких установок.
1. Не розмішайте її в зоні, де працює кондиціонер в режимі нагнітання повітря. Інакше сигналізація спрацьовуватиме всякий раз при його перемиканні.
2. Не залишайте поблизу ніяких предметів, які можуть із-за протягу потрапити в промінь передавача.
3. Не намагайтеся використовувати систему на вулиці або в приміщенні, де постійно відкриваються вікна і двері.
4. Якщо звіри або птахи – постійні мешканці тієї території, де ви збираєтеся застосувати таку сигналізацію, то тут вона неприйнятна.
Як вже мовилося вище, можна так розташувати передавач і приймач, що останній сприйматиме звук, відбитий від якої-небудь твердої поверхні. Це може бути вікно або двері. Одяг людини погано відображає і, навпаки, добре поглинає ультразвук. Коли хто-небудь перетне один з променів, сигналізація спрацює. Якщо під охороною знаходилися двері, то пристрій зреагує, коли їх відкриють.
Випромінювач передавача і ультразвуковий датчик приймача розташовують на відстані не більше 5 см один від одного, при цьому пристрій здатний “відмітити” людину або який-небудь об’єкт в декількох сантиметрах від нього. Де б ви не встановлювали своє творіння, не забувайте про наступне: не слідує настраи-ваться на максимальну чутливість і використовувати пристрій в несприятливих навколишніх умовах.
2.1. Виконавчі пристрої
Виконавчі пристрої призначені для передачі інформації користувачу або компетентним органам про спрацьовування системи охорони шляхом подачі звукового і (або) світлового сигналів або шляхом автоматичного дозвону по телефонній лінії зв’язку до наперед певних абонентів, а також для управління різними механізмами, що забезпечують посилення безпеки [8].
До виконавчих пристроїв відносяться лампи зовнішнього освітлення, прожектори, стробоскопи, сирени, автодозвонщики, блоки електромагнітних реле, електрозамки і т.п.
Прожектори, лампи зовнішнього освітлення і стробоскопи освітлюють територію, що охороняється, і включаються у разі спрацьовування сигналізації, привертаючи увагу оточуючих. Яскравий спалах стробоскопа в темний час доби або в погано освітленому приміщенні може приголомшити злочинця і на деякий час вивести його з ладу.
Сирени або ревуни видають гучний звуковий сигнал потужністю до 130 дБ, який може бути почутий на відстані декількох сотень метрів. Сирени мають різне оформлення і розміри, деякі з них обладнані автономним джерелом живлення. Тривалість звучання сирени може бути різною і встановлюється за бажанням користувача.
2.2. Системи обмеження доступу
Системи обмеження доступу призначені для автоматизованого допуску в приміщення тільки тих користувачів, яким дозволені відвідини даного приміщення. Вони засновані на використовуванні апаратно-програмних засобів, що управляють пересуванням людей і транспорту через контрольовані точки проходу [9]. Це можуть бути невеликі системи, на 1—3 двері, або системи, контролюючі переміщення декількох тисяч чоловік. Ідентифікація користувача відбувається за допомогою пред’явлення електронної або магнітної картки або шляхом введення певного цифрового коду. Система обмеження доступу включає считивателі і контроллери. Крім того, до систем обмеження доступу можна віднести і аудіодомофонні системи з дистанційним відкриттям дверей.
2.3. Пульт-концентратор
Пульт-концентратор – центральний пристрій системи охоронної сигналізації. Він виконується на базі мікропроцесора. Всі функції системи визначаються програмою мікропроцесора. Параметри програми задає користувач, залежно від його повноважень, із спеціального пульта. Пульти-концентратори можуть підключатися до персональних ЕОМ для обробки і реєстрації сигналів тривоги, автоматичного аналізу стану датчиків і функціонування всієї системи.
Пульти-концентратори можуть приймати і передавати повідомлення по телефонній мережі через комунікаційний модуль в автоматичному режимі.Більшість систем охоронної сигналізації доповнюються датчиками пожежної безпеки. Найбільш розвинені системи можуть включати інші підсистеми і доповнюватися, наприклад, пультами дистанційного керування.
2.4. Кабельні вібраційні системи
У таких системах використовують сенсори у формі кабелів . У деяких системах використовують пристосовані елементи (реальні кабелі, що випускаються промисловістю для інших цілей). У інших системах використовують сенсорні кабелі, спеціально розроблені для цілей охоронної сигналізації.
Різниця між пристосованими і спеціально розробленими сенсорами очевидна. У пристосованих елементах для виявлення вібрацій використовуються, як правило, паразитні ефекти і явища, які виробники прагнуть понизити при виробництві продукції для її основного призначення. Подібні ефекти не контролюються при виробництві і не нормуються при випуску продукції. Вони слабкі і практично завжди носять випадковий характер. При використанні пристосованих виробів як сенсори важко чекати стабільності параметрів хорошого відношення сигналу до шуму в системі. При виробництві спеціально розроблених сенсорів їх сенсорні властивості відносять до основних властивостей продукції і стежать за підтримкою високих значень чутливості і стабільності відповідних параметрів. Тому очікувана стабільність і надійність систем із спеціально розробленим сенсором завжди вище, ніж у систем з пристосованим сенсором.
На показане перетин багатожильного телефонного кабелю. Під впливом вібрації відбувається мікродеформація кабелю, і ізольовані провідники труться один об одного. В результаті на ізоляції наводиться об’ємний заряд, і на провідниках утворюється різниця потенціалів (трибоэффект). Дешевий телефонний багатожильний кабель часто використовують як сенсор для вібраційної системи сигналізації. Це типовий приклад застосування як сенсор пристосованого кабелю. Не дивлячись на безліч недоліків, властивих таким системам, вони продовжують випускатися в нашій країні (системи “Арал”, “Дельфін-М”, “ДЕЛЬФІН-МП”, “Багульник” і ін.) і за кордоном (“FlexiguardTM” фірми Advance Perimeter System , “Intelli Flex” фірми Senstar-Stellar ).
Рисунок 12- Трібоеффект в багатожильному кабелі
За кордоном поширені системи з використанням спеціально розроблених коаксіальних сенсорних кабелів. Конструкція сенсорного кабелю IntrepidTM, що випускається фірмою SouthwestMicrowave. Два чутливі провідники вільно розміщуються в спеціальних поглибленнях в діелектриці усередині коаксіального кабелю, в якому створюється поле між центральним провідником і екраном(приймально-контрольну панель (рис.13) При зсуві тіла кабелю під впливом вібрації чутливі провідники, що володіють масою, залишаються на місці. Вони виявляються під впливом електричного поля, що змінюється, пов’язаного із зсувом тіла кабелю, і утворюється різниця потенціалів, яка сприймається аналізатором. Подібні сенсори відносяться до активних сенсорів, оскільки самі не генерують сигнал, а вимагають зовнішнього джерела сигналу або поля. Відношення сигналу до шуму і стабільність параметрів у подібних систем вище, ніж у систем, заснованих на трибоэффекті.
Рисунок 13- Електростатичний сенсор вібрацій
Волоконно-оптичний кабель використовують як сенсор вібрацій як в Росії (наприклад, система “Ворон”), так і за кордоном (“IntelliField” фірми Senstar-Stellar , SouthwestMicrowave і ін.). Конструкція волоконно-оптичного кабелю показана на рис.13.
Рисунок 14- Волоконно-оптичний сенсор вібрацій:
а) конструкція кабелю; б) розповсюдження випромінювання
На рис.14 цифрою 1 позначений промінь інфрачервоного випромінювання, що зазнає повне внутрішнє віддзеркалення від внутрішніх стінок волокна і що розповсюджується в ньому практично без втрат. Так розповсюджується промінь по оптоволоконному кабелю у відсутність вібрацій. При дії на оптоволокно вібрацій в крапці А виникає сила F, яка приводить до деформації оптоволокна. Промінь 2, відобразившись від стінки в крапці А, падає на протилежну стінку під меншим кутом падіння. Відбувається розщеплювання променя, і він відображається 1, селектор блокує контур.
Постійна складова через інтегратор 10 поступає на перший вхід другого компаратора 11, на другому вході якого встановлений опорний рівень Uоп2. Залежно від рівня оптичної потужності на вході фотодетектора 4 другий компаратор 11 формує відповідний сигнал (позиція г на Фіг. 2). Цей сигнал подається на перший вхід логічного елементу АБО 12, на другий вхід якого подається сигнал з виходу першого компаратора 7. При появі сигналу на першій або на другому вході елементу АБО 12 з виходу елементу АБО 12 сигнал тривоги (позиція д на фіг. 2) після двоконтурного перетворення поступає на індикаторний елемент 13.
Таким чином, заявлений винахід дозволяє підвищити стійкість системи до випадкових зовнішніх дій, що, у свою чергу, дозволяє встановлювати її на відкритих елементах огорожі території, конструктивних блоках будівель і споруд. Введений у формувач сигналу тривоги 5 контур обробки вхідного сигналу по постійній складовій підвищує надійність роботи системи і дозволяє діагностувати потенційну її відмову.
Трубка з будь-якого оптичного непрозорого матеріалу як формувач світлового потоку простіша в реалізації, установці і настройці, що спрощує практичну реалізацію системи.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Волоконно-оптична система охоронної сигналізації, що містить когерентне джерело світла, вихід якого через відрізок багатомодового оптичного волокна і формувач світлового потоку зчленований з входом фотодетектора, вихід фотодетектора сполучений з входом формувача сигналу тривоги, виконаного у вигляді розділового конденсатора, першого компаратора, формувача тривалості імпульсів і індикаторного елементу, перше обкладання розділового конденсатора є входом формувача сигналу тривоги, а друге обкладання сполучене з першим входом першого компаратора, на другому вході якого встановлений опорний рівень першого компаратора, що відрізняється тим, що формувач сигналу тривоги забезпечений інтегратором, селектором тривалості сигналу, логічним елементом АБО і другим компаратором, перший вхід якого через інтегратор сполучений з першим обкладанням розділового конденсатора, на другому вході встановлений опорний рівень другого компаратора, а вихід сполучений з першим входом логічного елементу АБО, другий вхід логічного елементу АБО сполучений через формувач тривалості імпульсів з виходом селектора тривалості сигналу, вхід якого сполучений з виходом першого компаратора, вихід логічного елементу АБО сполучений з входом індикаторного елементу.
Висновок
Очевидно, що з безлічі сучасних охоронних систем неможливо виділити одну, яка була б універсальною і якнайкращою зі всіх точок зору. При виборі і проектуванні системи охорони необхідно враховувати безліч чинників — рельєф місцевості, топографію об’єкту, конструкцію охороняємого обєкту, що оточують, індустріальні перешкоди, організацію служби охорони і ін.
Ультразвукові детектори – є досить чутливими приладами і знизькою перешкодостійкістю.Але площа охопленя є невелика і застосовуються вони тільки в приміщенях без протягів, є досить дорогими.Характерактеризуються значним споживаням потужності.
Радіохвильові детектори –реагують на зміну електро-магнітної проникності тіла людини,можуть застосовуватись на значних площах.Є чутливими до потужних джерел випромінюваня.Потребують специфічного встановленя.
Магнітоконтактні датчики –є досить поширеними, характеризуються великою надійністю, простотою встановленя, низькою вартістю.Використовуються тільки для розємних засобів. Застосовуються для захисту дверей і вікон від несанкціонованого відкриття. Складаються з 2-х елементів, один встановлюється на рухому частину вікна або дверей, других на нерухому дверну коробку або раму.
Захист тільки від несанкціонованого відкриття дверей або вікна. Не допомагають при проломі або розбитті скла
Вібродатчики –реагують на вібраційні коливаня.Характеризуються малою чутливістю до переміщеня обєктів.Мають досить малі розміри.
Фотоелектричні датчики–є засновані на інфрачервоному випромінюванні. Характеризуються високою чутливістю,непомітністю, малою потужністю споживаня. Принцип дії таких датчиків заснований на контролі за інфрачервоним (тепловим) випромінюванням в приміщенні, що захищається. При зміні інфрачервоного фону в приміщенні, що відбувається у момент переміщення людини, датчик формує сигнал тривоги. Ще такі датчики називають датчиками руху. Дальність виявлення в середньому 10-15 м.
Вірогідність помилкових тривог при циркуляції повітряних мас в приміщенні, що охороняється
Радіопроменеві системи-характеризуються значними площами охорони до 120м Для нормальної роботи мають використовуватись парами.Мають значну вартість і вилику потужність споживаня
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1 .Вовків А. УЗ датчик охоронної сигналізації. — Радіо, 2003 № 5, с. 54—56
2. www.itsf.ru/bespr.htm
3. Козаченко В., Хмельовськая Л. Кодовий замок// Радіо.-1990.-№8
4.Свірській Ю.К. Ринок периметровых засобів охоронної сигналізації на порозі третього тисячоліття // Системи безпеки, 2000 № 38, с. 26 – 30.
5. Марченко Д.Н. Просте економне охоронне устройство// Радюаматор.-2000.-№9.
6. Нечаєв І. ІК-локатор для сліпих. – Радіо, 1989 N10, С.84
7. («Радіомир» №9/2004, с.38-44.
8. Вілл В. Інфрачервоний сторож. — Радіо, 1996 № 1,с. 52—54.
9. Вілл В. Ультразвукий автосторож. — Радіо, 1996 № 4,с. 43—49.
10.Яроцкий В.А. Методи виявлення і визначення місцеположення об’єктів по їх постійному магнітному полю // Зарубіжна радіоелектроніка, 1984 № 7, с. 45 – 56.
11. . Виноград Ю. Электронная охрана. – М.: СИМВОЛ-Р, 1996
12. Радіо, 1998 N7, С.42
13. daily.sec.ru
14 Свірській Ю.К. Ринок периметрових засобів охоронної сигналізації на порозі третього тисячоліття // Системи безпеки, 2000 № 38, с. 26 – 30.
15.Магнітометричний пристрій для охоронної сигналізації // Патент РФ № 2075905 від 20.03.96
16. “Спеціальна Техніка” № 4, 2001 рік
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
