14. Разновидности охранных извещатслей и их функциональные

особенности

Охранные извещатели (датчики) являются неотъемлемыми элементами систем охранной сигнализации. Они контролируют охранную зону и в случае необходимости посылают электрические "тревожные" сигналы к прибору приемно-контрольному (ППК) или к пульту-концентратору (ПК). ППК и ПК с помощью микропроцессоров обрабатывают поступившие сигналы и активизируют работу исполнительных устройств — световых и звуковых оповещателей, блоков индикации, печатающих устройств и др. То есть, выполняют автодозвон, включают сирену или прожекторы, печатают протоколы событий и т.д. Как правило, в системе охранной сигнализации функционируют группы датчиков, ответственные за контроль какой-либо зоны или отдельного объекта.

Применяемые в системах охранной сигнализации извещатели классифицируются по способу обнаружения нарушителей охранной зоны на:

• датчики движения (ультразвуковые, пассивные и активные инфракрасные, линейные и объемные радиоволновые);

• датчики открытия (магнитоконтактного типа);

• датчики разбития стекла (ударноконтактные, акустические);

• датчики прикосновения или приближения (ёмкостного типа);

• вибрационные датчики;

• датчики нападения ("кукла", "тревожные" кнопки и педали);

Кроме того, датчики могут быть совмещенными или комбинированными, то есть, обладают сразу несколькими функциями.

Передача электрических сигналов от датчиков может осуществляться как проводным, так и беспроводным способом (по радиоканалу). Проводные системы охранной сигнализации включают в себя двух- и четырехпроводцые извещатели, монтаж которых предполагает подведение к месту расположения датчика питающего напряжения и линии сигнализации. Некоторые датчики

оснащаются так называемым "тампером".

Ультразвуковые извещатели фиксируют попытки проникновения или перемещения предметов внутри охраняемого объёма (например, витрины). Они

V

часто применяются в музеях. Извещатель состоит из акустического излучателя, акустического приемника и блока обработки сигнала (БОС). Пьезоэлектрический ультразвуковой излучатель преобразует входное электрическое напряжение в акустические колебания воздуха. Основной элемент приемника — это пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь звуковых колебаний в электрические сигналы. Алгоритм анализа - электрических сигналов, поступающих от приемника к БОС, позволяет выявлять нарушения в пределах охранной зоны и формировать тревожные извещения.

Пассивный инфракрасный извещатель (сокращенно ПИК, в англ. языке Р1К) — это широко распространённый тип охранного извещателя. Он регистрирует изменение потока теплового излучения, возникающее в случае пересечения человеком чувствительной зоны, затем преобразует инфракрасное излучение в электрический сигнал, анализирует время и амплитуду данного сигнала. Простейшие ПИК-извещатели анализируют сигнал при помощи аналоговых методов. Более современные и сложные ПИК-извещатели используют встроенный процессор и применяют для оценки сигнала цифровые методы. Зона обнаружения может быть линейной, объёмной или поверхностной, её форма определяется линзой Френеля.

По способу крепления ПИК-извещатели могут быть потолочными или настенными. При этом они снабжаются кронштейнами, позволяющими ориентировать извещатель в нужном направлении. Наиболее популярным является настенный'способ крепления извещателей. Практически все настенные извещатели можно монтировать в углу помещения без всякого кронштейна.

При монтаже инфракрасных извещателей необходимо придерживаться следующих правил:

• Не устанавливать вблизи окон, дверей и вентиляционных отверстий, где

образуются движущиеся потоки воздуха.

• Не устанавливать вблизи отопительных приборов, радиаторов центрального

*

отопления и других источников тепла.

• Избегать попадания в окошко извещателя прямых лучей света (от солнца,

осветительного оборудования, автомобильных фар и т.д.).

• При нахождении кошек или собак в охраняемых помещениях следует

пользоваться извещателями со специальными линзами.

Активный инфракрасный извещатель - это оптическая система, состоящая из инфракрасного излучателя и приемника. Она позволяет организовать невидимый человеческому глазу рубеж охраны, который может иметь протяженность до 100м. Активные инфракрасные извещатели применяются для охраны периметров большой протяженности и внешних рубежей. При пересечении нарушителем охранного рубежа прерывается улавливание приёмником ИК излучения, вследствие чего датчик подает сигнал тревоги.

Активные инфракрасные излучатели могут быть одно- и многолучевыми. Чем

больше лучей генерирует излучатель, тем меньше вероятность ложной тревоги,

поскольку тревожный сигнал срабатывает лишь при одновременном перекрытии

нарушителем всех лучей.

к-

Объемные радиоволновые извещатели используют эффект Доплера, регистрируя сдвиг частоты сверхвысокочастотного радиосигнала при отражении его от объекта-нарушителя, движущегося в электромагнитном поле. Создаваемое извещателем электромагнитное поле диапазона СВЧ совершенно не вредно для человека. Важная особенность таких извещателей в том, что их можно замаскировать от посторонних глаз материалами, сквозь которые проходят радиоволны (ДСП, ткань).

Линейные радиоволновые извещатели состоят из передатчика электромагнитных колебаний и приёмника, размещающихся на противоположных концах охраняемой зоны. Приёмник регистрирует временные и амплитудные характеристики полученного сигнала, а затем сравнивает эти показатели с моделью "нарушителя", заложенной в его алгоритме обработки, и при подозрении на нарушение охранной зоны, выдает тревожное извещение,

В отличие от объемных радиоволновых извещателей, линейные фиксируют

нарушителя в момент пересечения им зоны обнаружения. Именно поэтому для *

них важно наличие достаточно широкой зоны отчуждения, за пределами которой линейный извещатель не фиксирует нарушение.

Магнитоконтактные извещатели включают магнитоуправляемый датчик (геркон) и задающий элемент (магнит). Они предназначены для блокировки оконных и дверных створок, а также некоторых конструктивных элементов здания. Модели магнитоконтактных извещателей различаются по способу установки, материалу и по ширине рабочего зазора, в пределах которого сохраняется дежурный режим.

Удариокоитактные извещатели регистрируют разрушение стеклянных перегородок, но при этом устойчивы к незначительным вибрациям стекла (от шума автотранспорта и авиации, от громовых раскатов и проч.). При разрушении стекла размыкаются подвижные контакты датчика, фиксируются продольные и поперечные высокочастотные колебания стеклянного полотна.

Акустические извещатели регистрируют разрушение различных марок листового стекла: простого, армированного, триплекса, закаленного. Чувствительным элементом акустического извещателя служит конденсаторный электретный микрофон, оснащенный предусилителем на полевом транзисторе. Чувствительный элемент преобразует звуковые колебания в электросигналы, которые поступают к усилителям, а затем, к микроконтроллеру. Микроконтроллер производит контроль акустических сигналов по определенному алгоритму, а также контроль напряжения питания и работоспособности электронной схемы. Извещатель устанавливается таким образом, чтобы охраняемое им стекло находилось в пределах прямой видимости.

Ёмкостные охранные извещатели регистрируют значения длительности и скорости изменения ёмкости чувствительного элемента. Чувствительными элементами извещателя могут, к примеру, служить натянутые провода или другие металлические предметы, размещенные вблизи охраняемого проёма.

Приближение или касание металлического предмета человеком изменяет электрическую ёмкость чувствительного элемента относительно земли, в результате чего, извещатель формирует сигнал тревоги.

I Вибрационные датчики предназначены для защиты от проникновения посторонних лиц путем разрушения строительных конструкций, а также банкоматов, сейфов, металлических боксов. Во время вибрации чувствительного пьезоэлемента происходит изменение параметров электрического сигнала. После чего сигнал усиливается и обрабатываете! по специальному алгоритму, позволяющему дифференцировать разрушающие воздействия от помеховых

сигналов.

"Тревожные" кнопки и педали применяются на объектах, охраняемых милицией или вневедомственной охраной. Как правило, кнопки и педали размещаются так, чтобы можно было незаметно нажать на них и подать тревожный сигнал на пульт охраны.

Еще одно средство против преступного нападения - "кукла", имитирующая упаковку денежных купюр. "Кукла" срабатывает при натяжении специальной нити, выбрасывая слезоточивое вещество и краску, которая не смывается с кожи

в течение двух-четырех дней.

При помощи комбинированных и совмещенных извещателей можно одновременно осуществлять кбнтроль двух различных охранных зон. Данные извещатели могут быть как с независимыми, так и с общими исполнительными реле. При нарушении охранных зон срабатывают оба независимых реле в любой последовательности, после чего вырабатывается тревожное извещение.

Особого разговора требуют беспроводные системы сигнализации, использующие для передачи тревожных извещений радиоканал. Радиоканальные охранные системы не требуют прокладки кабелей, поскольку каждый их датчик имеет собственный элемент питания. Основной характеристикой радиоканальных систем является дальность действия. Радиоканальная система состоит из передатчика и приемника. Наиболее

распространённые варианты передатчиков — брелок или "радиокукла". Последний вариант передатчика не требует вмешательства человека, поскольку чувствителен к смене положения — при резком наклоне или перемещении он вырабатывает тревожные радиосигналы.

Радиоканальные системы могут- применяться для охраны автомобилей, поставленных на стоянку, персонала (носителей тревожных радиокнопок), а также стационарных "объектов — коттеджей, дач, гаражей, складов, торговых павильонов и проч. Кроме того, с их помощью можно организовать дистанционное радиоуправление замками, автоматическими воротами, шлагбаумами, жалюзями, осветительными приборами. В этом случае приёмник получает радиосигнал от передатчика (брелка) и переключает соответствующие контакты реле.

Предельно проста и настройка радиоканальных систем. Каждая радиокнопка передатчика отличается присвоенным ей индивидуальным кодом. Чтобы приемник должным образом отреагировал на нажатие радиокнопки, требуется внести индивидуальный код в его энергонезависимую память. Процесс "обучения" приемника не занимает много времени и не требует дополнительного оборудования.

Между тем, следует знать, что дорогостоящие, но неверно подобранные и некачественно установленные'охранные системы во много раз повышают шансы злоумышленников. Именно поэтому выбор и установку системного оборудования следует в обязательном порядке поручать профессионалам, которые способны грамотно и комплексно подойти к решению данных задач

Развитие датчиков тревожной сигнализации

Многочисленные исследования датчиков тревожной сигнализации показали, какие критерии наиболее характеризуют их и описывают тенденции развития. Перечислим эти критерии:

• Микропроцессорная и компьютерная обработка датчиков;

• Автономность работы;

• Возможносхь самотестирования и децентрализации;

• Интеграция наряду со средствами связи;

• Интегрирование различных процессов. К примеру, одновременно возможно производить интеграцию микроволновой и инфракрасной технологией.

Но, как ни странно, наибольшие изменения в состав оперативно-технических характеристиках датчиков тревожной сигнализации принесло использование микропроцессорной обработки сигналов ( аббревиатура МПОС). Использование такой обработки позволило четко регулировать тенденции развития, которые мы описали выше. И тому есть свои доказательства. Рассмотрим их на примере датчиков от разбития ■ стекла. В таких датчиках находится встроенный микропроцессорный анализатор сигналов, который распознает абсолютно все спектральные изменения стекла непосредственно при его разбитии. Микропроцессорный анализатор сигналов в основном использует компания ОеЬсйоп 8у81етз, а в частности модели датчиков серии Б81100. Такие датчики контролируют и регулируют сигналы в широком спектре частот. Включение сигнала тревоги происходит тогда, когда спектральные составляющие и динамика временного изменения не сходиться с заданным значением датчика. Только при таких условиях стало возможно избегать ложной тревоги и добиться желаемых результатов и высокой надежности работы.

V

Такие датчики нашли свое применение для защиты армированных и зеркальных стекол. Также микропроцессорный анализатор сигналов можно использовать для защиты стекло с пленочным покрытием поверхности. В режиме тестирования можно произвести проверку уровня шумов, возможно провести разделительную черту между инфранизкими и высокочастотными шумами, таким образом Вы сможете определить наиболее оптимальное место для расположения датчика тревожной сигнализации.

Если брать во внимание все перспективы развития датчиков тревожной сигнализации, то необходимо отметить тонкопленочные магниторезистивные датчики. В таких датчиках основным является магниторезистивный эффект, проще говоря - изменение электрического сопротивления материала под воздействием внешнего магнитного поля. Структура датчика - два ферромагнитных слоя, которые были изготовлены из сплавов металлов N1, Ре и Со. Пространство между слоями датчика¹ заполнено немагнитными металлами Си, А§, Аи и т.д. РеМп, Ре1г, №0 используются для создания фиксирующего слоя для близкого обменного взаимодействия ферромагнитных слоев.

Магниторезистивные датчики нашли свое применение в областях, где происходит постоянное изменение напряженности постоянного и переменного магнитного поля (еще можно сказать магнитометры), также магниторезистивные датчики используются для контроля навигационных приборов, таких как электронный компас и т.д. Область применения маг ниторезистивных датчиков - измерители тока, устройства гальванической развязки, линейки для датчиков углового и линейного положения, диагностика печатных плат из ферромагнитных материалов. Магниторезистивные датчики используются в качестве всем известных тахометров для автомобилей. Но, в данной статье мы рассмотрели магниторезистивные датчики как датчики тревожной сигнализации для обеспечения дополнительной безопасности.

Фотоэлектрические приборы с переносом заряда (ФППЗ) также сыграли немалую роль для тенденций развития датчиков тревожной сигнализации. Фотоэлементы очень чувствительны к элементам света, а также перемещения положения потенциальных ям. ФПЗС имеет большой порог чувствительности, что в свою очередь делает его отличным средством для обеспечения * безопасности. На сегодняшний день ФПЗС нашли свое применение в следующих сферах:

анализа динамических изображений, транспорта и т.д.

• Зрение для технических роботов и приборов;

• устройства ввода изображения в ЭВМ;

• цифровые фотокамеры;

• измерительные бесконтактные устройства;

• астрономия;

• дистанционное зондирование и наблюдение Земли из космоса;

• обеспечение систем безопасности.

Сейчас тенденции, развития ДТС направлены на поиск кардинально новых принципов создания датчиков с помощью современных микропроцессорных технологий. Для примера приведем систему защиты от несанкционированного доступа (НСД). За основу берутся торсионные взаимодействия. Такой прибор был спроектирован учеными Пензенского государственного университета (ПГУ).

Сейчас не так уж и редко можно встретить использование датчиков обнаружения перемещения объектов, которые основаны на принципе Доплера. Такие датчики в основном используются для защиты от НСД. Ученые из ПГУ университета взяли за основу биополе человека, так как любое живое существо имеет свое биополе, которое легко обнаружить. Таким образом, появилась возможность рассматривать человека как источник сложного торсионного поля.

При изменении и взаимодействии торсионного поля на часы возможно изменить их ход. Именно поэтому для основы изготовления датчика тревожной безопасности был разработан датчик времени с электронным задающим генератором. Он реагирует непосредственно на человека и изменения в торсионной обстановке с появлением человека. Таким образом, мы убиваем сразу же двух зайцев - реакция непосредственно на человека, снижение процента ложной тревоги. Разработка составляющих элементов датчика велась на протяжении трех лет, проводились исследования, тестирование, в итоге результат был достигнут.

Уже практически готов к производству датчик тревожной сигнализации на основе торсионного поля был тщательно протестирован и исследован до мельчайших деталей.

Результат проведенных исследований установил:

• Если поместить датчик электронный времени з многослойный заземленный электромагнитный экран-корпус, то датчик будет реагировать на перемещения человека относительно датчика на небольшое расстояние в пределах двух метров.

• Электронное значение реакции датчика на перемещение человека будет выражено как изменение периодов или частот задающего прибора генератора. При небольшом отклонении датчик подает сигнал реакции. Это может быть применено в различных областях осуществления безопасности.

• Возможность Повышать и понижать чувствительность датчика, а также применять различные схемотехнические и конструкцией свойства датчика.

Результаты исследований датчиков тревожной сигнализации торсионного поля принесли много нового и перспективного в развитие систем безопасности для НСД доступа к различного рода объектам.

Датчики тревожной безопасности - неотъемлемая составляющая абсолютно каждой сегодняшней системы безопасности и контроля. Такие датчики качественно определяют основные положения оперативно-технических характеристик на СБ объектах. Датчики тревожной безопасности это еше один шаг к развитию охранного комплекса в целом.

• Микросистемная интеграция датчиков;

• Встроенный искусственный интеллект; *

1 Обеспечение телевизионных систем (форматы УН8, 8УН8, НБТУ и др.); .

• Системы телевиденья для охраны, научных исследований, для медицины,