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用高新技術(shù)武裝起來的入侵探測器

很多業(yè)內(nèi)人士又將入侵探測器簡稱為“探頭”。探頭,即報(bào)警系統(tǒng)的源頭,這種說法形象地說明了探測器在報(bào)警系統(tǒng)中的重要作用??梢哉f,入侵探測器的穩(wěn)定性決定著整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來,圍繞著提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,入侵探測器在技術(shù)上取得了很多新的進(jìn)展。
資訊頻道文章B

據(jù)國際分析專家介紹,目前全球入侵產(chǎn)品的市場總額大約為37.5億美元,報(bào)警探測器則占據(jù)了所有入侵產(chǎn)品總額的37%。而對于中國市場,Honeywell安防事業(yè)部(亞太區(qū))防盜與防火部門的產(chǎn)品經(jīng)理William Yeung估計(jì)道,有將近70%的入侵探測器是應(yīng)用在商業(yè)領(lǐng)域,20%應(yīng)用在住宅小區(qū),而政府機(jī)構(gòu)的應(yīng)用只占10%。

不過,另據(jù)一些國際安防大廠的市場人員分析,近年來,由于商業(yè)設(shè)施逐漸趨于飽和狀態(tài),入侵探測器在全球商業(yè)領(lǐng)域的增長速度開始放慢。而隨著住宅小區(qū)的快速發(fā)展,以及居住用戶安全防范意識(shí)的加強(qiáng),入侵探測器在住宅小區(qū)的應(yīng)用則呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,目前仍有很大的增長空間。

Honeywell安防事業(yè)防盜報(bào)警部的工程師毛曉松補(bǔ)充道:“在中國,住宅小區(qū)是目前探測器的主要增長點(diǎn)。不過,樓盤開發(fā)商基于對經(jīng)費(fèi)的考慮,采用的大多還是較為低端的產(chǎn)品,如普通的紅外探測器。而銀行、金庫等安保要求比較高、資金充裕的地方則會(huì)選用比較高檔的產(chǎn)品,如雙鑒探測器等等?!?

市場主流產(chǎn)品:被動(dòng)紅外與復(fù)合技術(shù)探測器
探測器有著豐富的種類。據(jù)了解,目前國內(nèi)普遍使用的是利用門磁開關(guān)、緊急按鈕、被動(dòng)紅外探測器、雙鑒探測器(三技術(shù)探測器等)、光電對射探測器(主動(dòng)紅外)、玻璃破碎探測器和震動(dòng)探測器等等組成的系統(tǒng),尤其是被動(dòng)紅外與復(fù)合技術(shù)的探測器,幾乎占領(lǐng)了絕大部分的探測器市場。

雖然探測器已經(jīng)有了20多年的發(fā)展歷史,但是基于探測器本身的原理,目前還存在很多不盡人意的地方。例如,被動(dòng)紅外探測器受外界環(huán)境的影響就比較大,當(dāng)外界溫度較高,接近人體溫度時(shí),就容易發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象;而當(dāng)溫度較低時(shí),探測器則可能因?yàn)楦袘?yīng)不到人體的存在又發(fā)生漏報(bào)的情況;另外被動(dòng)紅外入侵探測器還無法分清人的移動(dòng)、微風(fēng)、空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及小動(dòng)物的活動(dòng),容易發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象。

而為了解決上述問題,隨之市場上又出現(xiàn)了紅外+微波的雙鑒探測器。這種復(fù)合探測器由微波單元、被動(dòng)紅外單元和信號(hào)處理器組成,只有被動(dòng)紅外與微波都被觸發(fā)才認(rèn)為是報(bào)警,這樣就比單一的被動(dòng)紅外探測器有著更好的防誤報(bào)能力。如HONEWELL公司的雙鑒技術(shù)探測器采用“賦形波導(dǎo)無線技術(shù)”,能將紅外與微波技術(shù)很好地復(fù)合在一起,大大減少了誤報(bào)的發(fā)生。

從普通的單元紅外,到雙元紅外,甚至是三元、四元紅外探測器;從單技術(shù)到多種技術(shù)的復(fù)合;從空間型的探測器到專門針對小區(qū)域進(jìn)行防范幕簾式探測器……可以說,為了減少誤報(bào)、漏報(bào)率,廠商們一直都沒有停止過對探測器產(chǎn)品的革新與改進(jìn),他們在產(chǎn)品研發(fā)上可謂是追求精益求精,不斷地在提高市場對報(bào)警產(chǎn)品的滿意度。

提升傳感技術(shù)
北京青嶸合科技有限公司的總裁林琦嶸把報(bào)警系統(tǒng)比喻成一條河流,他認(rèn)為:“只有從源頭上解決水源污染問題,才能得到清澈的水流。這就要從探測器的主要部件,如傳感器、透鏡、信號(hào)處理技術(shù),以及探測器對外界環(huán)境的適應(yīng)能力入手,才能有效減少報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)、漏報(bào)率?!盵nextpage]

為此,一些新型的傳感技術(shù)是目前各廠家開發(fā)的重點(diǎn)。例如,PYROFLEX傳感器技術(shù)就是在原C&K探測技術(shù)基礎(chǔ)上通過對紅外源進(jìn)行的改造,它將常規(guī)的“恒流源”探測改為“恒壓源”探測,從而增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度,提高產(chǎn)品的信噪比。通過PYROFLEX傳感技術(shù),進(jìn)行步行測試時(shí)所探測到的信號(hào)是一般探測源的10倍,而跑步測試時(shí)的信號(hào)是一般探測源的100倍。這樣就將一般紅外源對快速移動(dòng)不敏感所產(chǎn)生的漏報(bào)問題解決了。

據(jù)青嶸合公司的總裁林琦嶸介紹,之所以會(huì)達(dá)到上述效果,是因?yàn)樵谔綔y器的電路中,采集恒定電壓要比采集恒定的電流相對容易得多。電路中有了穩(wěn)定的電壓,整個(gè)產(chǎn)品也就相應(yīng)的更穩(wěn)定。同時(shí),由于提高了信噪比,信號(hào)源所探測到的信號(hào)幅度大,電路中就無需采用運(yùn)算放大電路,不僅取消了電解電容的使用,使得運(yùn)算電路自激所產(chǎn)生的誤報(bào)不復(fù)存在,而且同時(shí)還延長了產(chǎn)品的使用壽命。

另外,一種能模擬人的紅外線特點(diǎn)的新型傳感技術(shù)也將于近期推出。這種技術(shù)通過在探測頻率上做改進(jìn),將之前常用的8赫茲設(shè)定為0.75~5赫茲,與人體的活動(dòng)頻率更加接近,從而有效防止由于小動(dòng)物活動(dòng)所引起的誤報(bào)。據(jù)這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)廠家——美安科技的總經(jīng)理皮幼林介紹,這種傳感器還具有自動(dòng)檢測功能,能夠直接檢測到傳感器的好壞,以避免因傳感器損壞所造成系統(tǒng)漏報(bào)現(xiàn)象。

處理器的日益智能化
除了傳感器外,作為入侵探測器的核心器件——微處理器擔(dān)當(dāng)著更為主要的信號(hào)處理責(zé)任。它就像電腦中的CPU處理器或者人的大腦一樣,隨時(shí)對各種情況進(jìn)行判斷并發(fā)出指令,決定是否進(jìn)行報(bào)警。然而,人類生活的外界環(huán)境復(fù)雜多變,入侵探測器作為一種機(jī)械裝置,要對各種復(fù)雜的情形做出準(zhǔn)確反應(yīng),確實(shí)是一件不太容易的事情。

近兩年來,無論是對于單一技術(shù)的紅外入侵探測器,還是對采用了多種復(fù)合技術(shù)的探測器,一些有實(shí)力的廠商都紛紛在處理器的智能化設(shè)計(jì)上別出心裁、各顯奇招,以便探測器能夠更聰明、更準(zhǔn)確地對入侵物體進(jìn)行判斷。

信號(hào)處理技術(shù)
為減少溫度、白光、電磁對紅外探測器的干擾,加強(qiáng)產(chǎn)品對環(huán)境的適應(yīng)能力,一些廠商首先從入侵信號(hào)上加以區(qū)別和分析,從而判斷是否為非法入侵。

例如,DFIR移動(dòng)紅外分頻信號(hào)處理技術(shù)只針對移動(dòng)的物體進(jìn)行探測,在探測區(qū)域內(nèi),沒有移動(dòng)物體時(shí)探測到的信號(hào)是一個(gè)頻率,不產(chǎn)生報(bào)警。當(dāng)有移動(dòng)物體時(shí),探測到的信號(hào)是兩個(gè)不同頻率,它才會(huì)啟動(dòng)報(bào)警。這樣,對由空調(diào)、暖氣、熱水管等只發(fā)熱而不移動(dòng)的物體所產(chǎn)生的干擾和誤報(bào)警就大大減少了。目前,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被青嶸合公司應(yīng)用在許多新的探測器產(chǎn)品中。

為防止溫度變化和照明干擾引起的誤報(bào),博世(BOSHCH)的被動(dòng)紅外探測器則使用了動(dòng)態(tài)信號(hào)處理技術(shù)。因?yàn)槿说恼;顒?dòng)范圍都有一定的參數(shù)值,所以該技術(shù)可以通過比較感應(yīng)信號(hào)的振幅、周期和極性等,確定入侵信號(hào)是否在正常的報(bào)警范圍內(nèi)。當(dāng)外界溫度有變化時(shí),探測器就可以馬上感應(yīng)到,并做出準(zhǔn)確的判斷。 [nextpage]

人工智能分析
目前,很多紅外探測器,以及部分復(fù)合技術(shù)的探測器還不能準(zhǔn)確對移動(dòng)的物體進(jìn)行判斷。如小動(dòng)物的入侵、窗簾的擺動(dòng)、大氣的流動(dòng)等等都有可能給探測器造成錯(cuò)覺,以為是外來人員入侵,從而發(fā)生誤報(bào)。針對上述現(xiàn)象,各廠商也在處理器的算法上大做文章,通過自己獨(dú)特的技術(shù),使探測器達(dá)到最佳的效果。

據(jù)GE的代理商——北京天普潤科技有限公司的工程師孫海東介紹,對于普通的紅外探測器,GE通過4D信號(hào)處理技術(shù)來提高探測器的穩(wěn)定性。所謂4D,是指探測器可根據(jù)入侵目標(biāo)的大小、形狀、移動(dòng)速度、信號(hào)的正常報(bào)警閥值這四個(gè)方面進(jìn)行綜合分析,只有4種條件都滿足報(bào)警要求時(shí)才報(bào)警,這樣就可以杜絕因?yàn)榭諝饬鲃?dòng)、微風(fēng)等自然現(xiàn)象引起的誤報(bào)。

也有廠商通過采用動(dòng)態(tài)時(shí)間分割技術(shù)和能量堆積技術(shù)進(jìn)行判斷識(shí)別。所謂動(dòng)態(tài)時(shí)間分割技術(shù)是指根據(jù)生物的活動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)一個(gè)處理軟件,處理軟件可以根據(jù)人在正常情況下的活動(dòng)頻率、周期、幅度等與其他物體進(jìn)行比較,判斷是否為外來人員入侵,大大提高判斷的準(zhǔn)確性;而能量堆積技術(shù)是指如果在一定的時(shí)間里,如果探測器探測到的信號(hào)呈直線上升的趨勢,那么就表明是入侵者,探測器就馬上報(bào)警。據(jù)介紹,美安科技的大部分探測器都采用了上述技術(shù)。

三傳感立體分析技術(shù)
基于對外界環(huán)境的考慮,目前很多探測器廠商都會(huì)在安裝說明書上做出這樣的要求:不要將探測器安裝在有空調(diào)、開窗的位置下,以免影響到產(chǎn)品的性能。而深圳懾力公司在具有多年戶外產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,專門開發(fā)出了具有超強(qiáng)抗氣流和抗白光功能的探測器。據(jù)懾力公司的市場運(yùn)營負(fù)責(zé)人員介紹說,這種探測器采用了三傳感立體分析技術(shù),可以在開窗或者空調(diào)開放的環(huán)境下使用,絲毫不影響探測效果。

所謂三傳感立體分析技術(shù),是指采用紅外+微波+三個(gè)傳感器+CPU模塊處理器的探測技術(shù)。每個(gè)探測器同時(shí)采用三個(gè)傳感器(一般的產(chǎn)品只有一個(gè)或兩個(gè)傳感器),而且傳感器均為知名度較高的德國海曼品牌(Haiman),其穩(wěn)定性相對較高;另外,在探測器的CPU處理器中還根據(jù)微風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)、人體、小動(dòng)物等的運(yùn)動(dòng)模式建立了上萬種不同的數(shù)據(jù)模型,CPU通過對不同物體的模型做細(xì)微的比較分析后,準(zhǔn)確判斷是否為人類入侵。這樣就避免了微風(fēng)、空調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)等引起的誤報(bào)現(xiàn)象,改變了之前探測器不能在開窗、空調(diào)等強(qiáng)大氣流環(huán)境下使用的狀況。

方向識(shí)別探測
通常,當(dāng)用戶在房間內(nèi)活動(dòng),不小心進(jìn)入到探測器的防護(hù)區(qū)域時(shí),就有可能觸發(fā)報(bào)警產(chǎn)生誤報(bào)。頻繁的誤報(bào)給業(yè)主或用戶的正常生活帶來了極大的不便。為了減少或杜絕這一現(xiàn)象的發(fā)生,近年來,很多廠商都開發(fā)了具有“敵我識(shí)別”功能的入侵探測器。即通過在處理器上進(jìn)行特殊處理和設(shè)置后,探測器可根據(jù)入侵者的出入方向來判斷是否為盜賊入侵。如果屋主由室內(nèi)到室外方向行進(jìn),探測器就不報(bào)警,而當(dāng)設(shè)置好防區(qū)后,人由室外到室內(nèi)則觸發(fā)報(bào)警。因此,這項(xiàng)功能也叫方向識(shí)別探測功能。

據(jù)了解,目前豪恩的Longhorn LH-912方向識(shí)別幕簾式被動(dòng)紅外探測器、以色列E.L.公司ARROW系列紅外方向幕簾探測器、以及深圳懾力公司生產(chǎn)的一系列探測器產(chǎn)品都具有了方向識(shí)別功能。

入侵探測器的多元化發(fā)展
為滿足復(fù)雜多樣的應(yīng)用環(huán)境,甚至是“苛刻”環(huán)境下的使用需求,未來,入侵探測器將朝多元化方向發(fā)展,探測器的各種側(cè)面功能也將不斷豐富。例如,為了適應(yīng)中國北方和南方、以及冬季和夏季的巨大溫差變化,很多入侵探測器都增添了溫度補(bǔ)償功能,以提高探測器的靈敏度。[nextpage]

另外,有業(yè)內(nèi)人士分析,未來的探測器將更多地朝室外型發(fā)展。這也與人們的一般心理反應(yīng)有關(guān)。有人指出,如果入侵者在進(jìn)入室內(nèi)后探測器才能報(bào)警的話,容易使入侵者由于害怕而失去理智,從而對業(yè)主造成人身傷害,起不到很好的保護(hù)作用。而如果當(dāng)入侵者在還沒有進(jìn)入室內(nèi)時(shí),室外報(bào)警器就報(bào)警,這樣就能有效的威懾罪犯,保護(hù)業(yè)主。這樣,將有可能改變目前大多數(shù)入侵探測器安裝在室內(nèi)的情況,而更多地是安裝在室外環(huán)境中。

因此,為了適應(yīng)室外的惡劣環(huán)境,探測器還需要在“自保”功能上不斷完善。具體來講,需要探測器具有防遮擋、防覆蓋、防砸、防噴膠等等功能。當(dāng)探測器遭遇這些外力破壞時(shí)也能觸發(fā)報(bào)警,這樣才能有效阻止犯罪行為的發(fā)生。目前,已經(jīng)有部分有實(shí)力的探測器廠商在此方面做出了很好的嘗試。

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