近年來(lái)，建筑內(nèi)部安全系統(tǒng)的市場(chǎng)需求逐漸發(fā)生變化，硬件嵌入傳感器類型、通信接口及用戶界面等應(yīng)用都有明顯的新需求，本文主要探討應(yīng)對(duì)現(xiàn)代建筑內(nèi)部安全系統(tǒng)的需求變化的新技術(shù)方案。

　　在過(guò)去，所謂的入侵檢測(cè)系統(tǒng)，大多是指一套由控制面板、門/窗接觸開關(guān)、以及一個(gè)(或兩個(gè))被動(dòng)式動(dòng)作傳感器等組件所構(gòu)成的簡(jiǎn)單有線硬件組合，再搭配上極少量的軟件整合及/或操作復(fù)雜度。然而在過(guò)去的十年中，住宅和商業(yè)建筑的客戶需求，已經(jīng)深入影響了這類組件的復(fù)雜度與用途，以及這些系統(tǒng)解決方案的整個(gè)功能。

　　圖1 傳統(tǒng)侵入偵測(cè)系統(tǒng)解決方案的布置硬件套件。

　　此一演變最初的推手之一，是全球許多國(guó)家政府(特別是在開發(fā)中世界以及存在嚴(yán)重人口階級(jí)鴻溝的國(guó)家)的相關(guān)新立法。其中最具影響力的規(guī)定，是在派出緊急服務(wù)之前，必須進(jìn)行第一階威脅確認(rèn)(first-order threat verification)，其原因是在于誤報(bào)率的顯著提高和市政資源(警察、消防、EMS)的不當(dāng)部署。為了符合這個(gè)規(guī)定，廠商已采取了兩個(gè)相互獨(dú)立但相連接的措施。其一是系統(tǒng)開發(fā)OEM制造商在硬件加入了新傳感器技術(shù)，其次則是系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)商藉由人力的加強(qiáng)來(lái)提高遠(yuǎn)程監(jiān)控的等級(jí)。

　　以下是這些動(dòng)作如何表現(xiàn)的例子: 傳統(tǒng)的動(dòng)作傳感器是基于單一或雙像素的被動(dòng)式紅外線(PIR)傳感器組件，其動(dòng)作原理，是判讀視界(field of view)中的熱特征(heat signature)改變。雖然PIR在某些情況下相當(dāng)適用，但其功能僅限于單純偵測(cè)出刺激物體(人類、寵物、車輛)的存在，而并無(wú)法判斷被偵測(cè)到的來(lái)源之種類。

　　為了對(duì)偵測(cè)到的對(duì)象進(jìn)行區(qū)別或分類，就必須追加額外的傳感器到該系統(tǒng)。為應(yīng)對(duì)此一需求，并提高系統(tǒng)整體精度、可靠度、和性能，有越來(lái)越高比例的安全系統(tǒng)動(dòng)作傳感器節(jié)點(diǎn)，加入了影像擷取能力。PIR感測(cè)組件雖仍保留，但在這類較先進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，PIR的角色被轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)觸發(fā)源，用來(lái)喚醒影像擷取子系統(tǒng)，此子系統(tǒng)在擷取到一個(gè)或兩個(gè)影像畫面后，便將畫面發(fā)送到遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)站以便進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)服務(wù)供應(yīng)商的運(yùn)作中心收到畫面后，二十四小時(shí)輪班待命中的安全人員便需對(duì)此影像進(jìn)行分析，以便確認(rèn)觸發(fā)此警報(bào)的刺激源(可能是一威脅或一警報(bào)狀態(tài));當(dāng)完成此確認(rèn)步驟后，才會(huì)進(jìn)行緊急服務(wù)的派遣。

　　此外，進(jìn)一步再整合本地處理(local processing)，以便做為個(gè)別傳感器節(jié)點(diǎn)中的網(wǎng)絡(luò)邊緣上，所追加的影像擷取功能之延伸，也是目前進(jìn)行中的一個(gè)方向，藉以實(shí)現(xiàn)本地威脅分析和驗(yàn)證。此額外層次的情報(bào)能有助于降低決策延遲，并讓數(shù)據(jù)傳輸所需的帶寬顯著下降，因?yàn)樾枰粋魉偷模挥袛?shù)據(jù)(標(biāo)志、中斷與通知)位(bit)，而非數(shù)據(jù)(多張影像)的字節(jié)(byte)。

　　建筑內(nèi)部安全解決方案領(lǐng)域中的另一項(xiàng)重大進(jìn)展，是從有線接口演進(jìn)到無(wú)線接口，這不僅是發(fā)生在個(gè)別傳感器節(jié)點(diǎn)與控制面板之間，也包含從整個(gè)系統(tǒng)部署到其相關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運(yùn)作中心之間。幾十年來(lái)，傳感器到面板之間的連接，都是利用低電壓串聯(lián)接線來(lái)完成，最經(jīng)常用到的，就是常見于許多其他建筑控制應(yīng)用上的RS-485衍生品。這類硬件接線式接口在進(jìn)行系統(tǒng)安裝時(shí)，需要不小的精力和成本。

　　但隨著具有極低功耗特性的短距離無(wú)線技術(shù)的出現(xiàn)，一些廠商已將無(wú)線系統(tǒng)的版本納入他們的擴(kuò)大硬件系統(tǒng)產(chǎn)品線中，以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)化也更容易進(jìn)行的初始部署。此一趨勢(shì)降低了實(shí)施時(shí)間和成本，且藉由讓用戶能夠進(jìn)行合理的升級(jí)改裝，來(lái)大幅擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模，而不是如過(guò)去般，必須完全仰賴新建筑的銷售量來(lái)擴(kuò)大市場(chǎng)。此外，在后端連結(jié)的領(lǐng)域中，此一過(guò)去完全是搭配電話線路或POTS連接到遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運(yùn)作中心的入侵檢測(cè)系統(tǒng)市場(chǎng)，也已經(jīng)發(fā)展到利用Wi-Fi/網(wǎng)關(guān)因特網(wǎng)，以及地面移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)連接的作法，來(lái)增加部署方式的選項(xiàng)空間，并同時(shí)消除了入侵檢測(cè)系統(tǒng)安裝，必須依賴固定電話線連接提供給的硬性要求。

　　圖2 新一代智能型動(dòng)作傳感器的高階內(nèi)部系統(tǒng)方塊圖。

　　建筑內(nèi)部安全設(shè)備的主要演進(jìn)中，最后的一個(gè)領(lǐng)域是使用者界面。就在不久之前，入侵檢測(cè)系統(tǒng)的控制面板大多還只是由簡(jiǎn)單的按鈕和撥號(hào)接口所構(gòu)成。然而時(shí)至今日，隨著客戶已普遍地習(xí)慣于智能手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)的使用，住宅及商業(yè)大樓的控制設(shè)備(包括入侵檢測(cè)系統(tǒng)、調(diào)溫器、和煙霧探測(cè)器等)的用戶經(jīng)驗(yàn)，也都已經(jīng)躍進(jìn)到了二十一世紀(jì)。

　　雖然大多數(shù)OEM廠商仍有提供入門級(jí)(無(wú)美觀的用戶接口)的產(chǎn)品選擇，但其推出的中階和高階產(chǎn)品目前都已追加了許多先進(jìn)的功能，如觸控面板、背光鍵盤、環(huán)境光感應(yīng)、及語(yǔ)音控制等功能。這些功能大多都明確地在外觀和使用感覺上，應(yīng)對(duì)了用戶對(duì)于系統(tǒng)性能和功能上的要求。諸如環(huán)境光感應(yīng)這類功能的動(dòng)作價(jià)值，也可以在產(chǎn)品生命期內(nèi)，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)功耗及運(yùn)作成本的關(guān)鍵課題，也就是俗稱的“總持有成本(total cost of ownership)”。

　　雖然這些重要功能從某個(gè)角度來(lái)說(shuō)，會(huì)增加整體系統(tǒng)成本，但大眾的要求讓這些功能的新增變?yōu)楸匾?，以便能迎合全天候消費(fèi)類電子產(chǎn)品利用率所設(shè)下的期待目標(biāo)。為此，OEM廠商也已將消費(fèi)電子相關(guān)的重要功能整合入他們的硬件材料中?，F(xiàn)今的高階系統(tǒng)會(huì)讓20年前的消費(fèi)大眾幾乎無(wú)法辨認(rèn)。實(shí)時(shí)性、隨選啟動(dòng)(on-demand activation)、本地威脅確認(rèn)、無(wú)線連接、高分辨率控制面板顯示、先進(jìn)的用戶接口(包括語(yǔ)音控制、搭配視訊串流的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能)，以及各類的新傳感器組件(包括沖擊、振動(dòng)和聲音事件偵測(cè)等)，已經(jīng)讓此行業(yè)的景觀在一個(gè)相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了顯著的改變。

　　所有前述的改善和進(jìn)步，并不能以增加系統(tǒng)的功耗做為其代價(jià)。隨著傳感器和面板之間的數(shù)據(jù)與控制接口從有線演進(jìn)到無(wú)線，對(duì)于交流電源的持續(xù)依賴和有線束縛，已明顯成為完全沒有機(jī)會(huì)的做法。使用堆棧電池來(lái)增加容量，并讓系統(tǒng)的某些部分以工作周期的方式(duty cycled manner)動(dòng)作，是目前OEM廠商在維持電力預(yù)算的前提下，為建筑內(nèi)部安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值及效率提升的其中兩種方式，此電力預(yù)算可能是透過(guò)電池/直流電源來(lái)提供，包括獨(dú)立式、或是與能量收集能力(energy harvesting capabilities)的結(jié)合，例如基于高效率光伏電池收集組件的子系統(tǒng)。

　　在探討本文中所介紹的建筑內(nèi)部安全、或入侵檢測(cè)系統(tǒng)多角化升級(jí)與演化時(shí)，也同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的推力來(lái)創(chuàng)造出新的技術(shù)平臺(tái)，用來(lái)將許多或所有的這些創(chuàng)新進(jìn)步整合及推廣到單一的載臺(tái)(vehicle)中。

　　圖3 高性能、多功能的入侵檢測(cè)系統(tǒng)的用戶接口控制面板。

　　這同時(shí)適用于入侵檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備市場(chǎng)中的終端設(shè)備制造商本身、以及解決方案供應(yīng)商。這些平臺(tái)可作為制造商進(jìn)行下一代硬件項(xiàng)目的基礎(chǔ)，和/或作為解決方案供應(yīng)商所提供的參考設(shè)計(jì)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有的技術(shù)平順地過(guò)渡到本文中所介紹的某些新技術(shù)，并同時(shí)也能加速采用者的產(chǎn)品上市時(shí)間。

作者：Michael Long，ADI智能建筑和智能城市策略經(jīng)理