Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Охранные ПИК-извещатели: обзор рынка

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Охранные ПИК-извещатели: обзор рынка

Понимание особенностей охранных пассивных инфракрасных извещателей позволит специалистам монтажных организаций и компаний-заказчиков подобрать оптимальные модели для установки внутри помещений и на открытых участках уличного пространства
А.Е. Волгин
Бренд-менеджер компании "УльтраСтар"

Охранные оптико-электронные (пассивные инфракрасные; далее ПИК) извещатели предназначены для обнаружения нарушителя, движущегося в пределах охраняемого пространства. Уже много лет они являются самым распространенным техническим средством, которое используется для контролирования охраняемой территории. Тому множество причин, но, безусловно, основной является главное достоинство ПИК-извещателей – высокая эффективность обнаружения при относительно низкой стоимости.

На российском рынке представлено более сотни извещателей данного типа. Кроме извеща-телей отечественных производителей, наибольшее распространение получили устройства таких компаний, как Crow, Visonic и G.S.N. (Израиль), Optex (Япония), Pyronix и Texecom (Великобритания), DSC и Paradox Security Systems (Канада), Siemens (Германия). Такое многообразие моделей не дает возможности в рамках одной статьи привести параметры всех устройств, поэтому в таблицах собраны ключевые характеристики только уличных ПИК-извещателей.

Оптическая система и сенсоры

По типу зоны обнаружения все извещатели подразделяются на объемные, коридорные и "шторки". Так как львиная доля всех моделей – впрочем, как и их рыночная доля – принадлежит извещателям с объемной зоной обнаружения, речь далее будет идти исключительно об этих устройствах.

Важнейшим компонентом ПИК-извещателя является оптическая система, которая имеет всего две разновидности – линза и зеркало. В большинстве извещателей, представленных на нашем рынке, оптические системы относятся к первому типу, несмотря на то что зеркало имеет ряд преимуществ перед линзой. Например, с помощью зеркала можно добиться получения на сенсоре более равномерного теплового сигнала, приходящего с ближнего и дальнего сектора области обнаружения. Единственное, что сдерживает повсеместное распространение зеркальной оптики, – это более сложная технология изготовления и соответственно более высокая стоимость. В последнее время в связи с улучшением качества линз Френеля и со все большим распространением сферических линз различие свойств между оптическими системами несколько сократилось. На что следует обращать внимание при анализе оптических систем:

  1. На количество уровней чувствительных секторов в вертикальной плоскости.
  2. На количество секторов в каждом уровне.
  3. На форму линзы, которая может быть плоской, цилиндрической или сферической.
  4. На общую площадь линзы.

Теоретически, при прочих равных условиях, извещатель будет демонстрировать лучшие показатели на большей дальности при большей площади линзы и большей плотности чувствительных секторов линзы (но последний показатель нельзя увеличивать беспредельно).

Другим важным компонентом извещателя является пироприемник. Различают 2- и 4-элементные (площадочные) сенсоры. Последние имеют преимущество по уровню помехозащищенности (мелкие животные, электромагнитное излучение, помехи по цепям питания, конвекционные потоки), так как введение дополнительных площадок позволяет реализовать дополнительные элементы в алгоритм обработки сигнала по вертикальной плоскости. Например, противофазное детектирование, которое приводит к взаимному вычитанию наведенных электромагнитным излучением сигналов в верхних и нижних элементах сенсора.

Существует еще одна разновидность ПИК-извещателей, которая разрабатывалась для защиты жилых помещений с возможным пребыванием в них кошек или собак. По сути, это два ПИК-извещателя, расположенные в одном корпусе один над другим. Каждый канал извещателя такого типа строится на базе отдельного сенсора и своей оптической системы, но блок обработки сигналов – общий для двух каналов.

Алгоритмы обработки сигналов

По методу обработки сигналов все извещатели можно разделить на две основные группы:

  1. Одни следят за количеством пересечения сигнала некоторого порогового значения (аналоговый или цифровой подсчет импульсов).
  2. Другие анализируют форму сигнала (аналого-цифровое преобразование и дальнейшая цифровая обработка).

Естественно, у каждого производителя есть свои модификации данных алгоритмов. Количество импульсов в некоторых извещателях (производители Paradox Security Systems и DSC) может быть выбрано автоматически, в зависимости от величины и длительности первого импульса. Значение порога, которое ответственно за формирование импульса обнаружения, также может автоматически варьироваться в зависимости от внешних факторов. В большинстве случаев оно задается блоком температурной компенсации. Но, например, в извещателях компании Pyronix значение порога зависит от частоты сигнала с выхода сенсора, которая прямо пропорциональна скорости пересечения человеком чувствительных секторов зоны обнаружения.

Антимаскирование

Данная функция служит для предотвращения блокировки оптической системы извещателя различными предметами. Основные варианты маскирования – помещение перед извещателем предмета или напыление на линзу извещателя материала, который приводит к поглощению или отражению теплового излучения от нарушителя. Соответственно извещатель без функции антимаскирования становится "слепым" и не может выполнить возложенную на него задачу.

Осуществить маскирование нарушитель может легче всего в то время, когда система не находится в режиме охраны и к извещателю можно беспрепятственно подойти на расстояние ближе 1–2 м. Если брать во внимание такие объекты, как музеи, галереи и библиотеки, или участки открытой уличной территории, то важность наличия функции антимаскирования становится очевидной.


Существуют различные методы реализации данной функции в охранных извещателях, которые можно разделить на три группы.

1. Самый простейший метод основан на регистрации множественных срабатываний СВЧ-канала извещателя при полном отсутствии сигнала на выходе ИК-сенсора.

2. Второй способ основан на анализе СВЧ-поля только в ближней зоне обнаружения (от 0 до 1 м) и анализе работы ИК-секции.

3 . Третий метод является аналогом способа, который используется в пожарных дымовых извещателях. В извещатель помещают два диода – один излучающий, другой принимающий. В норме на приемник излучение от диода не поступает, но если вблизи извещателя появляется отражающий объект, то приемник начинает принимать отраженное излучение, что является основанием для констатации факта маскирования. Именно этот метод реализован в большинстве ПИК-извещателей, так как в них СВЧ-секции нет в принципе. Недостаток данного метода (антимаскирование первого уровня) состоит в том, что, хотя с его помощью извещатель может обнаружить блокирование сторонним предметом, он не способен зарегистрировать на линзе напыление тонкой пленки (лака), которая хорошо поглощает ИК-излучение. Для устранения этого недостатка, например, компания Visonic усовершенствовала данный принцип (добавление антимаскирования второго уровня). Конструкция оптического окна сделана таким образом, что на специальный приемник в норме всегда поступает сигнал заданного уровня от излучающего диода, но при маскировании он увеличивается или, наоборот, уменьшается в зависимости от типа преграды.

Защита от домашних животных

Рыночная доля извещателей данного типа, по экспертным оценкам, составляет почти треть от доли стандартных извещателей и продолжает увеличиваться с каждым годом. Рост популярности определяется двумя основными факторами. Во-первых, явная потребность охранных структур в снижении ложных срабатываний, что приносит экономический эффект и предопределяет выбор извещателей с лучшими характеристиками по помехозащищенности. Во-вторых, совершенствование алгоритмов обработки сигналов и технологии изготовления таких детекторов приводит к постепенному сокращению разницы в стоимости извещателя с "иммунитетом" и без "иммунитета".

Не так давно широко использовался простейший способ создания устойчивости извещателя к перемещению домашних животных. Идея заключалась в создании специальной зоны, в которой животное может передвигаться, не вызывая срабатывания извещателя. Фактически это извещатель с диаграммой обнаружения в виде горизонтальной "Шторы" (Pet Alley – "аллея для животных"), который устанавливали на небольшой высоте (не более метра от пола). Данная технология имеет существенный недостаток. Так, если извещатель установить очень низко, то собака либо кошка рано или поздно попадет зону обнаружения (например, кошка может прыгнуть на диван, а собака – встать на задние лапы). Если же извещатель смонтировать на высоте 80 см и выше, то любой человек сможет без труда наклониться и пройти под зоной обнаружения. Как ни покажется странным, но даже сегодня в ассортименте некоторых производителей есть извещатели с линзой "аллея для животных". Особенно удивляет факт использования данного метода для уличной установки. Ведь одна из особенностей уличной установки состоит в возможности нарушителя заранее обнаружить ПИК-извещатель. И если он увидит датчик на высоте метра от земли, то не трудно догадаться о его дальнейших действиях.


Современные извещатели основаны на следующих различиях человека и животного: суммарной площади поверхности теплового источника и распределении теплового излучения в вертикальной плоскости. Разница температур тоже играет роль, но в гораздо меньшей степени. Принимая во внимание, что кошка или собака меньше человека и передвигается вблизи поверхности пола, оптическая система строится таким образом, чтобы на сенсор поступало меньше теплового излучения с нижних секторов зоны обнаружения. Производители охранных извещателей реализуют это по-разному. Одни используют более толстый нижний слой линзы, который приводит к большему поглощению теплового излучения. Другие применяют меньшую плотность расположения чувствительных зон в нижней области в горизонтальной плоскости, но большее количество уровней в вертикальной. Последнее обстоятельство позволяет получить гораздо больший сигнал с выхода сенсора при движении человека, так как он при своем движении в помещении будет пересекать несколько чувствительных зон на разных уровнях (по высоте), а животное – только зону одного уровня. В пределе такая линза в вертикальной плоскости образует сплошной вертикальный сектор "Штору", что в сочетании с первым методом успешно использует один из известных производителей радикальных охранных систем. В извещателях некоторых производителей сенсор размещается не в фокусе относительно нижних секторов, что также приводит к снижению сигнала на выходе сенсора. Отметим, что алгоритм обработки сигналов в простейших извещателях с двухплощадными ИК-элементами играет гораздо меньшую роль в "распознавании" животного. Предоставим читателю самому разобраться, почему это так.

Радиоканальные ПИК-извещатели

Сегодня на рынке безопасности представлено большое количество беспроводных ПИК-изве-щателей. По характеристикам они ни в чем не уступают своим проводным аналогам. Но принцип обмена данными с ППКОП заметно отличается.

В отличие от проводных ПИК-извещателей беспроводные устройства работают в энергосберегающем режиме. После детектирования перемещения человека в извещателе запускается таймер, который установлен на конкретное значение временного интервала (около 2–3 минут). Если в интервале времени отсчета таймера извещатель повторно обнаружит перемещение человека, то таймер перезапускается, но никакого сигнала на приемник не передается. Так может продолжаться много раз, если в помещении находятся люди. Естественно, когда последний человек выйдет из помещения, то после окончания отсчета времени таймера извещатель перейдет в режим готовности передачи радиосигнала. Соответственно следующая активация извещателя приведет к отправке тревожного сообщения на приемник. Данный режим задуман для увеличения срока службы батарейки, так как в момент излучения радиосигнала происходит наибольшее потребление тока. Если бы этого режима не было, то установка беспроводного ПИК-из-вещателя в офисном помещении приводила бы к разряду батареи в считанные недели. Таймер может быть отключен во время наладки извещателя. Для этого существует режим "Тестирование", в котором извещатель включает светодиод и передает сигналы тревоги на приемник каждый раз, когда регистрирует движение человека в зоне обнаружения. Режим энергосбережения, указанный выше, относится в большей мере к однонаправленным радиоканальным системам. Для двунаправленных систем алгоритм энергосбережения выглядит несколько иначе. В подобных системах извещатель получает от приемника информацию, в каком режиме он находится. Если система снята с охраны, то тревожные извещения на приемник просто не передаются.

Уличные ПИК-извещатели

В процессе создания уличного извещателя разработчики сталкиваются с необходимостью решить ряд непростых задач, которые обуславливаются спецификой условий открытого пространства. К таким задачам можно отнести следующие:

  • фильтрация тепловых помех – от движения растительности (листья, ветки, трава), пролетающих птиц, животных, динамического изменения температурного фона (движение облаков), потоков воздуха;
  • фильтрация бликов света – возникают от автомобильных фар и отраженного солнечного света от блестящих поверхностей (например, лужи);
  • защита от попыток маскировать извещатель посредством помещения постороннего предмета перед извещателем или нанесения на его оптику поглощающих ИК-излучение материалов;
  • надежность работы извещателя в сложных погодных условиях – низкая и высокая температура окружающей среды, сильный снегопад или дождь;
  • стойкость к внешним механическим воздействиям – возможны в связи с намеренными действиями человека или природными явлениями.

Предложения на рынке

Проводные извещатели
Сегодня на российском рынке систем безопасности представлено около 15 моделей объемных ПИК-извещателей от производителей Optex, Siemens, Visonic, Rockonet, Crow, Pyronix, DSC, Paradox, DSC, Texecom,"Полисервис" (табл. 1).


Ценовой диапазон: от 2000 до 45 000 руб. Все модели упомянутых выше компаний (кроме извещателя Visonic) не обладают горизонтальной дифференциацией, так как конструктивно выполнены на базе одного сдвоенного сенсора или двух сдвоенных сенсоров в вертикальной плоскости. Например, извещатель Tower 20AM (Visonic) в отличие от них состоит из 8 сдвоенных сенсоров, расположенных в горизонтальной плоскости, каждый из которых имеет свой сектор обнаружения. Таким образом устраняются ложные тревоги для тех случаев, в которых "паразитные" тепловые сигналы одновременно принимаются с разных направлений, например от птиц слева и справа от из-вещателя. Только в 5 моделях, имеющихся на рынке, имеется функция антимаскирования. И только в одном реализована 2-уровневая функция "Антимаскирование" – обнаружение блокировки извещателя каким-либо предметом и напыления на оптическую систему лака из поглощающего ИК-излучения и прозрачного в оптическом диапазоне материала. Большинство моделей спроектировано на базе традиционных линз Френеля, и только в некоторых установлена зеркальная оптика. Отметим, что особенно при использовании в уличных условиях линза больше уязвима к механическим воздействиям и погодным влияниям, так как линза составляет часть внешнего элемента корпуса, а зеркало находится внутри корпуса.

Беспроводные извещатели
Группа беспроводных извещателей (табл. 2) представлена значительно меньшим числом изещателей по отношению к проводным устройствам: СТОП VX-402R ("Аргус-Спектр"), Tower 20AM MCW (Visonic), JA-89P (Jablotron) и EL-2652SR (Electronics Line).


Основной элемент СТОП VX-402R и JA-89P – это унифицированный проводной извещатель VX-402R от компании Optex, в который сторонние производители могут размещать свои радиопередающие модули. Во всех перечисленных моделях, кроме Tower 20AM MCW, используются линзы Френеля (у Tower – зеркало), 2 сдвоенных вертикально расположенных ИК-сенсора (у Tower – 8 сдвоенных горизонтально расположенных сенсоров). Функция антимаскирования имеется только в извещателе Tower 20AM MCW. Ценовой диапазон данных изве-щателей для монтажника: от 4000 (EL-2652SR) до 11 000 руб. (СТОП VX-402R и JA-89P).

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2010
Посещений: 15197

  Автор

Волгин А. Е.

Волгин А. Е.

Менеджер товарного направления ОПС компании «Ультра Стар»

Всего статей:  17

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций