Обработка сигналов в извещателях движения

Тoнкиe лaпы

Зaсвeткa фaрaми aвтoмoбиля 8. Рис.

Сигнaл с пирoэлeмeнтa при движeнии нaрушитeля Рис. 4.

Принятиe рeшeний в кoмбинирoвaнныx извeщaтeляx Рис.
5. 6. Рис. Сигнaл с пирoэлeмeнтa при включeнии oбoгрeвaтeля
Р. Пoлeщук

ЧEЛOВEК
Oднoй из нaибoлee вoстрeбoвaнныx функций oxрaнныx извeщaтeлeй движeния являeтся тeмпeрaтурнaя кoмпeнсaция. Oчeвиднo, чтo кoэффициeнт усилeния будeт линeйнo вoзрaстaть с увeличeниeм тeмпeрaтуры в пoмeщeнии, пoэтoму тaкaя тeмпeрaтурнaя кoмпeнсaция нaзывaeтся линeйнoй. 2. Этoт мeтoд xoрoшo рaбoтaeт при тeмпeрaтурax нижe тeмпeрaтуры тeлa чeлoвeкa. В тaкoй ситуaции трeбуeтся усилeниe сигнaлa с пирoэлeмeнтa, чтoбы извещатель срабатывал при движении нарушителя. Принцип действия ПИК-извещателя Это приводит к значительному повышению уровня ложных срабатываний, что делает извещатель, практически, неработоспособным. В простейшем случае температурная компенсация схемотехнически реализуется включением в цепь усиления терморезистора, регулирующего коэффициент усиления сигнала. Рис. Но дальнейшее увеличение коэффициента усиления приводит к тому, что при температурах выше температуры тела человека извещатель имеет слишком большой уровень сигнала. Изменение температуры в помещении приводит к уменьшению разности температур фона и тела человека, а следовательно, и к уменьшению сигнала на выходе пироэлемента.

Низкий (ниже 1,2 м)

Больше волос

Опубликовано: Журнал “Алгоритм Безопасности” № 5, 2009 год. Взято с http://www.os-info.ru

Меньше волос

КОНЕЧНОСТИ

ВОЛОСЯНОЙ ПОКРОВ

Традиционно проблема решается использованием оптических фильтров пироэлемента и специальных фильтров оптической системы извещателя. Но, к сожалению, не все извещатели обладают такой функцией. Коэффициент усиления сигнала здесь уже определяется микропроцессором, анализирующим сигнал с датчика температуры. При превышении сигналом с фотодиода определенного порога извещатель игнорирует превышение порога на пироэлементе. В современных ПИК-извещателях для повышения устойчивости к засветке применяют активное подавление белого света. Метод заключается в использовании дополнительного датчика белого света, представляющего собой фотодиод, расположенный внутри извещателя. 7. Иное дело обстоит с динамической температурной компенсацией. Рис. Температурная компенсация 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. Например, засветка фарами автомобиля вызовет срабатывания в ПИК-каналах обнаружения, но при этом синхронно с сигналами с пироэлементов сработает датчик белого света.

Толстые руки и ноги

К плюсам таких извещателей можно отнести их невысокую цену, составляющую 200-400 руб. Если в течение определенного времени (около 5 с) после первого импульса количество импульсов не достигает этого значения, то ждущий мультивибратор сбрасывает счетчик и счет начинается заново. Внутри таких извещателей установлен микропроцессор, который обрабатывает сигнал с пироэлемента по нескольким критериям, таким как амплитуда, полярность, энергия и временные характеристики. 1. First Step Processing игнорирует такой сигнал, так как его временные характеристики не удовлетворяют критериям длительности импульса. Движение нарушителя в зоне обнаружения ПИК-извещателя создает один большой импульс и несколько последующих небольших импульсов. Количество таких шаблонов может быть до 5 тыс. Рассмотрим подробнее микропроцессорную обработку сигналов на примере технологии First Step Processing (обработка с первого шага) от компании Bosch Security Systems. Это значение находится в пределах требований ГОСТ Р 50777-95 по охранным ПИК-извещателям для закрытых помещений. Но самым существенным недостатком этого метода является возможность нарушителя пройти, будучи необнаруженным, зону обнаружения такого извещателя, двигаясь неравномерно. Это делает извещатели, работающие по методу счета импульсов, очень уязвимыми для подготовленного нарушителя. Извещатели, работающие по методу счета импульсов, могут выдать тревогу на такой тип помех. Как известно, чувствительным элементом охранного ПИК-извещателя является пироэлемент, который реагирует на изменение потока ИК-излучения, падающего на его поверхность, изменением амплитуды сигнала на своих контактах. Многие извещатели в своей памяти имеют наборы шаблонов сигналов от различных источников ИК-излучения (нарушитель, животные, обогреватель, кондиционер и т.п.), с которыми сравниваются текущие значения и принимается решение о тревоге. Например, сделав два шага, нарушитель может остановиться, чтобы дождаться сброса счетчика импульсов, а затем продолжить движение. ТЕМПЕРАТУРНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ First Step Processing игнорирует такой сигнал, так как значения его амплитуды и полярности не соответствуют критериям срабатывания. Это намного быстрее, чем у извещателей, работающих по методу счета импульсов. Извещатели, работающие по методу счета импульсов, могут выдать тревогу на такой тип помех. Технология может динамически принимать решение о тревоге по одному, двум или трем импульсам в зависимости от их анализа. Хорошо, а как же тогда быть с ложными срабатываниями от мощных источников инфракрасного излучения, таких как комнатный обогреватель? Рис. Кроме того, такой метод обработки сигнала позволяет обнаружить нарушителя, двигающегося неравномерно, что кардинально уменьшает вероятность обхода извещателя. Пороговый компаратор сравнивает значение уровня сигнала пироэлемента с пороговым значением и в случае его превышения выдает импульс на счетчик. First Step Processing анализирует каждый импульс и на основе этого анализа принимает решение о тревоге. Использование нескольких порогов при обработке сигналов позволяет извещателям с технологией First Step Processing игнорировать потоки воздуха на поверхности извещателя.
СОБАКА
Метод счета импульсов Рис. 3.
В настоящее время появляются извещатели с более сложными алгоритмами обработки сигналов с разных чувствительных элементов, позволяющими значительно повысить обнаружительную способность, снизить уровень ложных срабатываний и даже осуществить защиту (иммунитет) от животных. применяются комбинированные ПИК/СВЧ-извещатели. Как видно на рисунке 12, без адаптивного порога помеха при повышенном уровне шумов привела бы к ложному срабатыванию. Такой метод позволяет снизить уровень ложных срабатываний, но не улучшает обнаружительную способность извещателя. ЗАЩИТА ОТ ЖИВОТНЫ1Х Как правило, современные комбинированные извещатели имеют адаптивные пороги срабатывания.
РОСТ

 

Многие охранные извещатели движения имеют функцию защиты от животных (иммунитет к животным). Недостаток этого способа очевиден — в зоне обнаружения создаются мертвые зоны, наличием которых незамедлительно захочет воспользоваться нарушитель. Остается только пожелать участникам рынка, чтобы их потребности в безопасности совпадали с возможностями охранных извещателей. В современных извещателях движения защита от животных осуществляется с помощью микропроцессорной обработки сигналов. Наилучшей защиты от животных (до 45 кг) при высокой обнаружительной способности позволяют добиться комбинированные ПИК/СВЧ-извещатели с микропроцессорной обработкой сигнала. Каждый извещатель имеет свой сегмент и своего потребителя. В простейшем случае защита от животных достигается выделением в зоне обнаружения «аллеи для животных» путем изменения диаграммы направленности маскированием некоторых сегментов линзы Френеля. Человек с ростом более высоким, чем у собаки, перекрывает несколько слоев элементарных зон чувствительности ПИК-канала обнаружения, поэтому извещатель может различить движение человека и животного и по такому параметру. Рассмотрим такой алгоритм на примере технологии TriTech от компании Bosch Security Systems (табл. Достигается это регулированием порогов срабатывания, шаблонами сигналов и пр. Как можно увидеть, охранные извещатели движения могут серьезно отличаться друг от друга и иметь разный набор свойств и функций, разную обнаружительную способность и устойчивость к ложным срабатываниям. Порог ПИК-канала обнаружения настраивается микропроцессором таким образом, чтобы выделить эти различия. Такие алгоритмы обработки основаны на анализе физиологических различий человека и животного. К недостаткам относится снижение обнаружительной способности извещателя. Эта функция позволяет извещателям игнорировать ложные срабатывания, вызванные перемещением животных в зоне обнаружения. 1). И те, и другие извещатели имеют право находиться на рынке безопасности. Эффект Доплера

Рис. 1. Технология TriTech 12.
Как уже говорилось ранее, радиоволновые доплеровские извещатели сильно подвержены воздействию помех, связанных с вибрациями, поэтому в настоящее время чаще всего Рис. 9.
Высокий (выше 1,2 м)
Рекламные статьи и объявления содержат в себе информацию о различных функциях и свойствах охранных извещателей, в которых тяжело разобраться потребителям этих продуктов. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ В ПИК-ИЗВЕЩАТЕЛЯХ В мировой практике участники рынка безопасности постепенно ушли от применения ультразвуковых и СВЧ-извещателей в помещениях в силу сложности настройки и недостаточной устойчивости к ложным срабатываниям от таких факторов, как вибрации. Охранные извещатели движения бывают разными с точки зрения принципов обнаружения: ультразвуковые, пассивные инфракрасные (ПИК), доплеровские радиоволновые (СВЧ) и комбинированные — как правило, ПИК/СВЧ. В настоящее время в качестве основных устройств обнаружения движения нарушителей на объектах прочно закрепились ПИК и комбинированные ПИК/СВЧ-извещатели. В итоге возникает непонимание, почему одни извещатели стоят дороже других и какие же существенные различия они имеют. Данной статьей я постараюсь объяснить принципы основных алгоритмов обработки сигналов и показать различия в современных охранных извещателях движения.

Комментарии и уведомления в настоящее время закрыты..

Комментарии закрыты.