Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/satuser4/data/www/sib-rs.ru/engine/modules/show.full.php on line 243 Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/satuser4/data/www/sib-rs.ru/index.php on line 111 Умные датчики для интелектуальных систем безопасности » Сиб-Регион Строй

Стоительный портал Сиб-Регион.

Сиб-Регион Строй » Статьи » Умные датчики для интелектуальных систем безопасности

Умные датчики для интелектуальных систем безопасности

Рассматривается состояние, возможности использования и перспективы развития современных датчиков (сенсоров) тревожной сигнализации, используемых в интеллектуальных системах обеспечения безопасности.
Основными тенденциями развития современных систем безопасности (СБ) являются процессы автоматизации, интеграции и информатизации на основе искусственного интеллекта [1]. Наиболее полно эти тенденции проявляются в развитии современных датчиков тревожной сигнализации (ДТС) для систем безопасности. Для большей наглядности при проведении анализа на рис. 1 приведены схемы обобщенных систем безопасности и жизнеобеспечения (СБЖ) объекта и человека.


 

Рис. 1. Схемы обобщенных систем безопасности и жизнеобеспечения человека и объекта
Обеспечение безопасности и жизнедеятельности включает в себя широкую сферу деятельности, направленную на защиту от различного вида угроз, источником которых (и объектом защиты) могут выступать три основные части: человек, природа и техногенная среда (все, что создано человеком). Известно, что при организации системы физической защиты объекта используется классический принцип последовательных рубежей, при нарушении которых угрозы будут своевременно обнаружены и их распространению будут препятствовать надежные преграды. Такие рубежи (зоны безопасности) должны располагаться последовательно, например, от забора вокруг территории объекта до главного, особо важного помещения. Оптимальное расположение зон безопасности и размещение в них эффективных технических средств защиты (обнаружения и противодействия) и составляют основу концепции физической защиты любого объекта.
Как правило, при организации системы физической защиты объектов наиболее часто используется трехрубежная схема физической защиты (рис. 2).


Рис. 2. Типовая трехрубежная схема физической защиты объекта
Как известно, основным звеном системы физической защиты является подсистема обнаружения (охранной сигнализации), состоящая из датчиков (извещателей), средств передачи извещений, приемно-контрольных приборов и пультов централизованного наблюдения. Важнейшим компонентом подсистемы обнаружения являются датчики тревожной сигнализации, характеристики которых определяют основные параметры всей системы защиты. Поскольку каждый рубеж защиты выполняет свои задачи и имеет свои особенности, дальнейший анализ датчиков тревожной сигнализации, используемых в системах физической защиты объектов, проведен с учетом этих особенностей.
Датчики тревожной сигнализации для обеспечения физической защиты объектов
При конструировании системы защиты одной из центральных задач является выбор оптимальных средств оповещения и, в первую очередь, датчиков тревожной сигнализации. В настоящее время разработано и используется большое количество самых разнообразных датчиков тревожной сигнализации. Рассмотрим кратко принципы действия, отличительные особенности и способы применения наиболее распространенных из них.
Классификация современных датчиков тревожной сигнализации для обеспечения физической защиты представлена на рис. 3.




Рис. 3. Классификация современных датчиков тревожной сигнализации для обеспечения физической защиты помещений
Краткая характеристика и особенности использования датчиков тревожной сигнализации
По результатам анализа рынка технических средств обеспечения безопасности, в частности, датчиков тревожной сигнализации для систем физической защиты объектов, ниже приведены их основные возможности и особенности использования при организации системы защиты (табл. 1).
Таблица 1. Сравнительные характеристики датчиков тревожной сигнализации

                                                                       Наименование датчиков Особенности и принцип действия Примечание Периметральные датчики
натяжного действия Датчики этого типа состоят из нескольких рядов натянутой проволоки, подсоединенной к механическим выключателям. Малейший изгиб проволоки вызывает срабатывание сигнализации. Для монтажа датчиков натяжного действия используется, как правило, колючая проволока Выключатели устанавливаются на специальных стойках, которые отстоят друг от друга на 60 см. Проволока натягивается с усилием до 45 кг, механизм выключателя срабатывает при изгибе проволоки свыше 2 мм Периметральные инфраакустические датчики Устанавливаются на металлических ограждениях и улавливают низкочастотные звуковые колебания ограждений во время их преодоления Возможны ложные срабатывания таких датчиков на уличные шумы от близко расположенных дорог Периметральные датчики электрическогополя Датчики этого типа состоят из двух частей: излучателя и нескольких приемников. Обе части датчика выполнены из электрических кабелей, натянутых между столбами Во время прохождения нарушителя между излучателем и приемниками имеет место изменение электрического поля между ними, которое и является сигналом тревоги Периметральные вибрационные датчики Датчики этого типа представляют собой контактные выключатели различных видов, соединенные последовательно или параллельно. Датчики крепятся на столбах или сетках ограждений и срабатывают от качаний, сотрясений или вибраций. Такие датчики оборудуются, как правило, микропроцессорами для обработки сигналов от контактных выключателей, формирования и посылки команды тревоги на центральный пост охраны Контактные выключатели вибрационных датчиков по принципу действия бывают ртутными, шариковыми, пьезоэлектрическими и маятниковыми Периметральные электретные датчики Изготавливаются из коаксиального кабеля с радиально поляризованным диэлектриком. Такой кабель протягивается через ограждения периметра объекта. В момент преодоления ограждения происходит сотрясение кабеля и, соответственно, изменение электрического сигнала, проходящего через кабель. Как и вибрационные, электретные датчики оснащаются микропроцессорами для контроля порогового уровня срабатывания и могут быть отрегулированы на распознавание воздействий, вызываемых ветром, брошенными камнями или другими предметами, животными, птицами, вибрациями почвы от движущихся транспортных средств, градом или снегом, землетрясением, движением веток деревьев Периметральные вибрационные и электретные датчики могут быть обойдены путем подкопа или преодоления сверху без их касания Инфракрасные датчики контроля пространства Принцип действия датчиков основан на изменении сигнала от излучателя к приемнику при попадании нарушителя между ними. В качестве излучателей используются инфракрасные светодиоды или небольшие лазерные установки. Расстояние между излучателем и приемником не более 100 метров. На специальные столбы обычно устанавливают несколько таких устройств для создания вертикальной полосы обнаружения необходимой высоты Для повышения надежности иногда используется частотная модуляция сигнала излучения. Датчики могут терять свою работоспособность при густом тумане и снегопаде Микроволновые датчики контроля пространства Состоят из двух частей: сверхвысокочастотных передатчика и приемника, которые устанавливаются на расстоянии до 150 метров друг от друга. В этом пространстве между ними создается электромагнитное поле, изменение которого при попытке прохода регистрируется приемником Для эффективной работы таких датчиков необходимо, чтобы высота неровностей почвы не превышала 5 – 7 см, а в зоне действия не было растительности Сейсмические датчики Изготавливается два вида датчиков этого типа. Первый вид жидкостный, состоит из двух уложенных рядом в почву шлангов с жидкостью. Срабатывание таких датчиков происходит при изменении давления в одном из шлангов при прохождении нарушителя. Принцип действия датчиков второго вида основан на пьезоэлектрическом эффекте, при котором происходит изменение электрического сигнала при давлении на пьезоэлемент Оба вида сейсмических датчиков чувствительны к посторонним вибрациям, вызываемым, например, проезжающим транспортом или сильным ветром. Сейсмические датчики используются для охраны периметров территорий и зданий, устанавливаются скрытно в почву или ее покрытие, под поверхности стен и строительных конструкций
Магнитные датчики Изготавливаются из проволочной сетки, которая укладывается в почву. Датчики этого типа реагируют на прохождение человека с металлическим предметом достаточно большой массы. Наличие металла вызывает индукционные изменения электрического поля проволочной сетки, что и возбуждает сигнал тревоги Магнитные датчики неэффективны вблизи автомобильных и железных дорог. Возможны ложные срабатывания от грозовых разрядов, мощных электромоторов и реле
Сейсмомагнитные датчики Выполняются в виде электрического кабеля, уложеннного в почву. Электрический сигнал изменяется под воздействием как сейсмических, так и магнитных возмущений, например, при проходе человека и проносе им оружия Причины ложных срабатываний те же, что и в случае магнитных датчиков Электромеханические выключатели Действие датчиков этого типа основано на регистрации разрыва электрической цепи при воздействии нарушителя. Они применяются для контроля периметров зданий и помещений Изготавливается два вида датчиков: как с неразрушающимися элементами (типа кнопок), так и с разрушающимися контактами при использовании, например, токопроводящего стекла или сетки из фольги Магнитные выключатели Датчики этого типа состоят из выключателя (так называемого геркона), контакты которого размыкаются или замыкаются под воздействием магнита Датчик состоит из двух частей: подвижной и неподвижной. На подвижной части, например, двери или оконной раме, устанавливается магнит, а на неподвижной – геркон, который при открывании подвижной части размыкает электрическую цепь и вызывает появление сигнала тревоги Проволочные сетки Используются для обнаружения проникновения в помещение через стены, полы, потолки, двери, окна и другие конструкции. Охраняемая поверхность покрывается сеткой из электрического провода с размерами ячеек 10 – 15 см. Механическое разрушение ячеек сетки приводит к разрыву проводников и, соответственно, к разрыву электрической цепи Для маскировки сетка датчика может покрываться обоями или облицовочными материалами Периметральные ультразвуковые датчики Действие основано на регистрации ультразвуковых волн от нарушителя при его воздействии на элементы конструкций периметра здания или помещения. Используются как пассивные, так и активные ультразвуковые датчики.Пассивные датчики регистрируют ультразвуковые колебания воздуха или другой среды на частотах 18 – 60 кГц, возникающие при попытке разрушения металлических конструкций механическим или термическим способом Выпускаются две разновидности активных ультразвуковых датчиков. В первой используются элементы конструкций периметра охраняемых помещений. При таком воздействии как, например, разбивание оконного стекла, нарушается связь передатчика и приемника через стекло и происходит срабатывание датчика. Активные ультразвуковые датчики второго вида регистрируют изменение частоты (излучаемого датчиком сигнала) в охраняемой среде, например, при открывании замка или отпиливании металлической решетки Емкостные датчики Применяются для охраны защитных металлических решеток инженерных коммуникаций. Действие датчиков основано на регистрации изменения электрической емкости между полом помещения и решетчатым внутренним ограждением
Ультразвуковые датчики для контроля помещений Датчики этого типа с излучающей и приемной частями регистрируют изменение сигнала излучения, отраженного от нарушителя. Для помещений площадью до 50 кв. м могут применяться однокорпусные датчики. Большие по размерам помещения охраняются двухкорпусными датчиками: излучатель, находящийся в отдельном корпусе, крепится на одной стене, а приемник (или несколько приемников) – на противоположной стене. Действие датчика основано на интерференции ультразвуковых колебаний и эффекте Доплера Находящиеся в помещении крупногабаритные предметы ограничивают действие такого датчика, создавая области экранировки (“мертвые зоны”), в которых датчик не реагирует на движение нарушителя Микроволновые датчики Работают в СВЧ-диапазоне на частотах порядка 10,5 ГГц. Излучение и прием осуществляется одной антенной. Датчики обнаруживают движение внутри помещения. Их действие основано на интерференции радиоволн сантиметрового диапазона, излучаемых датчиком. Они очень эффективны, но требуют тщательной регулировки Длительное воздействие излучения датчика является вредным для здоровья Фотоэлектрические датчики Уникальные возможности этих датчиков делают их безальтернативными во многих областях науки, промышленности и бытовой техники. В области безопасности они активно используются в системах физической защиты объектов. Малые размеры и вес, высокая чувствительность в широком спектральном диапазоне, возможность анализа изображения на аппаратном уровне – вот что обеспечивают современные фотоэлектрические датчики на приборах с зарядовой связью Эти датчики при построении систем физической защиты объектов позволяют полностью интегрировать охранную сигнализацию с системами охранного телевидения Фотовыключатели Работа этого вида датчиков основана на прерывании нарушителем луча света любого диапазона, сформированного соответствующим фильтром
Акустические датчики В состав этих датчиков входят микрофон и блок обработки сигналов. Они служат для обнаружения вторжений преступников и реагируют на звуки, которые неизбежно возникают при попытке проникнуть в охраняемое помещение
Барометрические датчики Весьма перспективный тип датчиков, который активно используется в последнее время в системах охранной сигнализации. Он предназначен для охраны закрытых объемов помещений. Датчик реагирует на флуктуации давления воздуха в охраняемом помещении, устойчив к воздействию шумов, вибрации, перемещению людей и животных, не оказывает вредного влияния, срабатывает в момент открывания дверей, окон, форточек или при разрушении стен, потолка, дверей и окон Очень экономичен (ток потребления – не более 1 мА) и не оказывает вредного воздействия на людей Биометрические датчики Принцип действия этого типа датчиков основан на анализе биометрических параметров человека. Биометрические датчики (БД) могут быть как контактного, так и бесконтактного действия. По принципу действия БД разделяются на статические, динамические и комбинированные. Наиболее часто используются такие биопризнаки как форма лица и кисти руки, рисунок сетчатки глаза, кожи пальца, росписи, радужной оболочки глаза, особенности голоса, походки и др. По технологии изготовления БД можно классифицировать как телевизионные, тепловизионные, полупроводниковые, ультразвуковые, пироэлектрические, электрооптические и др. Наиболее часто биометрические датчики используются для идентификации людей, поскольку они обеспечивают наиболее высокий уровень идентификации Совмещенные датчики Такие датчики представляют собой единый конструктив, в котором расположены два датчика различного вида, например, звуковой и инфракрасный, причем, работают они независимо друг от друга. Объединенные в одном корпусе, они позволяют снизить цену по сравнению с тем случаем, когда используются два отдельных датчика
Комбинированные датчики Наиболее эффективными и универсальными в настоящее время являются так называемые комбинированные датчики, в которых для большей эффективности используется одновременно несколько физических явлений, взаимно дополняющих друг друга Производя соответствующую настройку, можно получить датчик с требуемыми конкретными характеристиками. Например, получить заданную чувствительность при допустимой вероятности ложной тревоги

Раздел: Статьи Просмотров: 1157

 


Чтение RSS

Популярное