Инфракрасные датчики движения для охраны

Инфракрасные датчики движения для охраны

Инфракрасные датчики движения для охраны

Среди большого многообразия охранных извещателей, инфракрасный датчик движения является самым распространенным устройством. Доступная цена и эффективность, вот качества, обеспечившие им популярность. А все благодаря тому, что в начале девятнадцатого века обнаружили инфракрасное излучение.

Оно находится за границей видимого красного света в диапазоне 0,74-2000 мкм. Оптические свойства веществ сильно различаются и зависят от типа облучения. Небольшой слой воды является непрозрачным для ИК излучения. Инфракрасное излучение солнца составляет 50 процентов всей излучаемой энергии.

Область применения

Инфракрасные датчики движения для охраны применяются давно. Они фиксировали перемещения теплых объектов в помещениях, и передавали сигнал тревоги на контрольную панель. Их стали совмещать с видеокамерами и фотоаппаратами. При нарушении происходила фиксация происшествия. Потом область применения расширилась. Зоологи стали применять в фотоловушках для контроля исследуемых животных.

Больше всего ИК датчики применяются в системе умный дом, где играют роль сенсора присутствия. При попадании теплокровного объекта в область действия устройства, оно включает освещение в помещении или на улице. Экономится электричество и облегчается жизнь людям.

Инфракрасный датчик движения для освещения

В системах контроля доступа извещатели движения управляют открыванием и закрыванием дверей общественных сооружений. По расчетам экспертов рынок ИК сенсоров будет расти на 20% ежегодно ближайшие 3-5 лет.

Принцип работы ИК датчика движения

Работа ИК извещателя заключается в контроле инфракрасного излучения определенной области, сравнении его с фоновым уровнем, и по результатам анализа выдачи сообщения.

ИК датчики движения для охраны используют активные и пассивные виды сенсоров. Первые для контроля используют собственный передатчик, облучающие все в зоне действия устройства. Приемник получает отраженную часть ИК излучения и по его характеристикам определяет, было нарушение зоны охраны или нет. Активные датчики бывают комбинированного типа, когда принимающие и передающие блоки разделены, это извещатели контролирующие периметр объекта. Имеют большую дальность действия по сравнению с пассивными устройствами.

Зона действия инфракрасного датчика

Пассивный инфракрасный датчик движения не имеет излучателя, он реагирует на изменение окружающего ИК излучения. В общем случае, извещатель имеет два чувствительных элемента, способных фиксировать инфракрасное излучение. Перед сенсорами устанавливается линза Френеля, разбивающая пространство на несколько десятков зон.

Маленькая линза собирает излучение с конкретного участка пространства и посылает на свой чувствительный элемент. Соседняя линза, контролирующая смежный участок посылает поток излучения на второй сенсор. Излучения соседних участков примерно одинаковы. При нарушении баланса, превышении какого-то порогового значения, прибор извещает контрольную панель о нарушении зоны охраны.

Схема ИК датчика

Каждый производитель имеет уникальную принципиальную схему ИК извещателя, но функционально они примерно одинаковы.

Устройство инфракрасного датчика

ИК датчик имеет оптическую систему, пирочувствительный элемент, блок обработки сигналов.

Оптическая система

Рабочая область современных датчиков движения весьма разнообразна благодаря различным формам оптической системы. От устройства расходятся лучи в радиальном направлении в различных плоскостях.

Так как извещатель имеет сдвоенный сенсор, то все лучи раздваиваются.

Сенсор инфракрасного датчика

Оптическая система ориентируется таким образом, что будет контролировать только одну плоскость или несколько плоскостей на разных уровнях. Может контролировать пространство вкруговую или по лучу.

Читайте также  Бесконтактный датчик давления

При построении оптики ИК-датчиков часто используются линзы Френеля, представляющих множество призматических фасеток на выпуклой пластиковой чашке. Каждая линза собирает ИК поток со своего участка пространства и отправляет на ПИР элемент.

Конструкция оптической системы такова, что избирательность по всем линзам одинакова. Чтобы защититься от собственного тепла элементов, насекомых в устройстве устанавливается герметичная камера. Редко используется зеркальная оптика. Это значительно повышает дальность действия устройства и цену прибора.

Роль сенсора в ИК датчике играет пироэлектрический преобразователь на чувствительных полупроводниковых элементах. Он состоит из двух сенсоров. На каждый из них от двух соседних лучей поступает поток излучения. При одинаковом равномерном фоне сенсор молчит. При возникновении дисбаланса, в одной зоне появляется дополнительный источник тепла, а в другой нет, сенсор срабатывает.

Для повышения надежности и уменьшения ложных срабатываний в последнее время стали применять счетверенные ПИР элементы. Это увеличило чувствительность и помехозащищенность прибора. Но уменьшило расстояние уверенного распознавания нарушителя. Для решения этого приходится использовать прецизионную оптику.

Блок обработки сигналов

Главной задачей блока является надежное распознавание человека на фоне помех.

Они бывают самые разнообразные:

  1. солнечное излучение;
  2. искусственные ИК источники;
  3. кондиционеры и холодильники;
  4. животные;
  5. конвекция воздуха;
  6. электромагнитные помехи;
  7. вибрация.

Блок обработки для анализа использует амплитуду, форму и длительность выходного сигнала пироэлектрического преобразователя. Воздействие нарушителя вызывает симметричный двухполярный сигнал. Помехи выдают несимметричные значения на обрабатывающий модуль. В простейшем варианте сравнивается амплитуда сигнала с пороговым значением.

Распознавание животных инфракрасным датчиком

При превышении порога извещатель сообщает об этом, подавая определенный сигнал на контрольную панель. В более сложных датчиках измеряется длительность превышения порога, количество этих превышений. Для повышения помехозащищенности прибора используется автоматическая термокомпенсация. Она обеспечивает постоянную чувствительность во всем диапазоне температур.

Обработка сигнала осуществляется аналоговыми и цифровыми устройствами. В новейших устройствах начали применять цифровые алгоритмы обработки сигнала, что позволило улучшить избирательность прибора.

Эффективность использования ИК извещателя в охранной сигнализации

От правильности выбора вида сенсора, расположения на объекте охраны во многом зависит его эффективность. Пассивные ИК датчики движения уличные и внутреннего применения реагируют на перемещения теплых по сравнению с фоном объектов при определенных скоростях перемещения. При маленькой скорости движения, изменения потоков инфракрасного излучения в соседних секторах настолько незначительны, что он воспринимается, как фоновый дрейф, и не реагирует на нарушение зоны охраны.

Если нарушитель облачится в защитный костюм с отличной теплоизоляцией, то ИК датчик движения не отреагирует, не будет нарушения баланса излучения в соседних зонах. Человек сольется с фоновым излучением.

Нарушитель двигается вдоль лучей извещателя движения с малой скоростью, в этом случае он нередко молчит.

Схема работы инфракрасного датчика движения

Изменения потоков оказываются недостаточными для срабатывания устройства. Особенно свойственно извещателям с функцией защиты от животных. В них уменьшают чувствительность, чтобы избежать реакции на появления домашних питомцев.

Важно правильно установить инфракрасный датчик. Требуется по конфигурации здания применять устройство типа «шторка», следует так и делать. Производитель рекомендует монтаж прибора на определенной высоте, надо соблюсти и это.

Для повышения эффективности работы инфракрасных датчиков их применяют совместно с сенсорами, работающими на других принципах.

Обычно, дополнительно придается радиоволновой извещатель с высокой чувствительностью, что снижает процент ложных срабатываний и повышает надежность охранной сигнализации. При защите окон от проникновения дополнительно устанавливается ультразвуковой извещатель, реагирующий на разбитие стекла.

Заключение

Постепенно ИК датчики усложняются, повышается их чувствительность, улучшается избирательность. Сенсоры находят широкое распространение в системах «умный дом», видеонаблюдения, контроль доступа. Совместное использование с различными устройствами повысило потребительские свойства датчиков. Им уготована долгая жизнь.

Читайте также  Датчик пламени пожарной сигнализации

: Датчик движения, принцип работы

Источник: https://bezopasnostin.ru/ohrannaya-signalizatsiya/printsip-raboty-i-naznachenie-infrakrasnogo-datchika-dvizheniya.html

Уличные датчики движения для охраны периметра

Проблема безопасности придомовых территорий решается применением современных электронных приборов. Датчики движения для охраны периметра уличные вместе с видеонаблюдением и сигнализацией представляют собой совершенный сторожевой комплекс.

Виды датчиков, принцип их работы

Для охраны придомовых и иных территорий используют четыре вида уличных датчиков движения (ДД) для включения сигнализации. Это приборы:

  • инфракрасные;
  • ультразвуковые и радиоволновые;
  • лазерные;
  • радиолучевые.

Инфракрасные

Приборы реагируют на изменение цветового фона окружающего пространства в инфракрасном (ИК) диапазоне. Детектор улавливает малейшее изменение потока ИК излучения встроенным фотоэлементом. Устройство реагирует только на движущийся объект в зоне его обзора.

Фотоэлемент может реагировать не только на человека, но и на любое животное. Прибор настраивают на определённую величину объектов. Это, прежде всего, люди и крупные представители фауны (коровы, лошади, овцы или бродячие собаки). Для охраны приборы функционируют в круглосуточном режиме, независимо от дня и ночи.

Источник: https://ahtuba-plus.com/infrakrasnye-datchiki-dvizheniya-dlya-ohrany/

Основные требования к датчикам охраны

Беспроводные датчики охраны периметра бывают линейные, объемные (например, радиолокационный). Линейные датчики при помощи специфического сигнала (например, инфракрасное излучение) создают определенную границу внутри пространства, при пересечении которой сигнал передается центральному блоку управления, оповещая о наличии движения. Объемные устройства охраны отслеживают изменения определенного участка территории, а не только ее границы.

Критерии, определяющие основные требования к охранной системе периметра загородного дома или любого другого объекта:

  • степень эффективности раннего обнаружения нарушения границ территории каким-либо человеком, объектом;
  • максимально точное следование очертаниям периметра;
  • исключение наличия «мертвых» зон охраняемого участка;
  • монтаж должен быть наименее заметным постороннему наблюдателю;
  • уровень влияния погодных условий, атмосферных осадков, времен года должен быть сведен к минимуму;
  • игнорирование внешних факторов, не относящихся к области незаконного вторжения (шум, вибрации проезжающего транспорта, перемещение животных, птиц, наличие индустриальных элементов);
  • инертность во взаимодействии с источниками электромагнитного излучения, разрядам молнии и т.д.;
  • возможность калибровки настроек, позволяющих не реагировать, например, на движения животных, деревьев и кустарников;
  • низкий показатель ложных срабатываний.

Особенности периметральной системы

Уличные периметральные устройства охраны отличаются по сравнению со своими аналогами:

  • влагостойкий корпус, защищающий от атмосферных осадков;
  • защита от интенсивных солнечных лучей;
  • устойчивость к перепадам температур, высоким и низким температурным воздействиям;
  • оснащение аккумулятором, действующего несколько месяцев;
  • нет необходимости обустраивать линии электропитания;
  • автономное срабатывание;
  • коррекция настроек.

Качество функционирования охранной системы зависит от:

  • профессиональных навыков организации, что рассчитала, спроектировала, установила охранную сигнализацию. Система может состоять из нескольких видов извещателей движения, грамотное расположение которых внутри территории периметра во многом определяет эффективность, быстроту раннего обнаружения незаконного проникновения;
  • состояния ограждающих конструкций, где часто устанавливается датчик для охраны. Неустойчивая опора может вызывать ложные срабатывания при воздействии ветра, атмосферных осадков (например, град, сильный дождь).

Факторы, определяющие выбор проектирования охранной схемы периметра:

  • месторасположение;
  • рельефность прилегающей территории;
  • возможность создания полосы отчуждения перед охраняемым периметром;
  • ближайшее расположение автострад, железных дорог, аэропорта и других транспортных объектов;
  • наличие растительности возле границ территории, а также на подконтрольной местности;
  • расстояние до ближайших линий электропередач.

Специфика применения

Охрана периметра состоит из распределенных или дискретных устройств, равноудаленных друг от друга, составляющих цепочку иногда из нескольких километров. При этом приборы должны быть устойчивы к погодным изменениям, четко передавать сигнал и его изменения, беспрепятственно подвергаться дистанционной диагностике, наименее подвержены ложным срабатываниям.

Сигналы приборов зависят от:

  • физических, механических характеристик ограждения, опоры, куда они довольно сильно интегрированы (жесткость, высота, качество материала и т.д.);
  • правильный монтаж отдельных элеменов, всей системы целиком;
  • грамотно подобранный спектр устройств для передачи данных о периметре, его территории.
Читайте также  Микроволновый датчик движения мдд энергосберегающий выключатель

Периметральная охраняющая система обязательно должна легко объединяться с другими системами: пожарной безопасности, видеонаблюдения и т.д.

Датчик движения для освещения. Как подключить?

Принцип действия

Способ функционирования беспроводных устройств одинаков по своему устройству: передающее устройство посылает сигнал по строго определенной траектории, а получатель фиксирует этот сигнал. Любые изменения длительности сигнала, частоты, фазы, амплитуды. фиксируются как признаки незаконного пересечения границ, наличия на территории постороннего.

Лучевые датчики охраны периметра конструктивно делятся на:

  • двублочные, где приемник, излучатель сигнала размещены отдельно. т.е. составляют два блока. Между ними допускается определенное расстояние, где проходит излучаемый сигнал. У каждого из устройств есть ограничение по дальности размещения;
  • монокорпусные приборы, передатчик с приемником совмещены внутри одного корпуса. Приемник улавливает отраженные сигналы, посылаемые передающим устройством. Такие приборы также ограничены по дальности охвата подконтрольной зоны.

Изменяющиеся параметры сигнала, что свидетельствуют о несанкционированном вторжении внутрь охраняемого участка:

  • прерывание сигнала между передающим, принимающим блоками устройства. Это касается лазерных, инфракрасных приборов;
  • изменение параметров, характеристик сигнала (радиоволновые устройства);
  • наличие физических изменений ограждения, других конструкций, где закреплен излучающий сигнал прибор (тензометрические контроллеры, улавливающие деформирующее воздействие со стороны).

Кроме того, используемые приборы могут определить не только физическое пересечение границ, присутствие постороннего, но еще скорость движения, габаритные параметры, температуру.

Извещатель — залог эффективности пожарной сигнализации

Ультразвуковые

Являются периметральными объемными приборами. Приемник улавливает отраженное ультразвуковое излучение находящихся внутри подконтрольной области предметов, объектов, определяя таким образом их характеристики, перемещения внутри пространства или их отсутствие.

Ультразвуковые приборы не отличаются высокой степенью точностью, наиболее часто используются внутри ограниченных пространств, объемов, например, устанавливаются для охраны автомобилей, небольших замкнутых помещений.

Отличительные особенности, не позволяющие в полной мере положиться на данные приборы при охране территории:

  • малая чувствительность к изменениям окружающей среды;
  • подверженность влиянию температурных перепадов внешней среды;
  • частые ложные срабатывания;
  • влияние сильного ветра, громких шумов внешних объектов;
  • влияние уровня влажности воздуха.

Возможно сделать самодельный лазерный прибор при наличии определенных исходных материалов.

Сейсмические

Сейсмические датчики работают по другому принципу, когда улавливается вибрация при физическом, механическом воздействии со стороны внешнего объекта. Получаемые данные помогают определить, что происходит незаконное проникновение человека внутрь путем преодоления ограждения территории.

Степень чувствительности к вибрациям регулируется настройками. Важно, чтобы ограждение, где монтируются сейсмические датчики, было устойчивым, отличалась прочностью, жесткостью материала изготовления.

Сферы применения охранных систем GSM сигнализации

Лазерные

Лазерные датчики движения для охраны периметра используют триангуляционный метод измерения расстояния до объекта, т.е. лазерный луч, отражаясь объектом, обязательно возвращается к приемнику под определенным углом. Лазерный луч обладает высокой точностью, способностью определить малейшие неровности объекта.

Исключение составляют объекты с абсолютно зеркальной поверхностью, которые отражают луч в точку его выхода. В остальных случаях отраженный луч попадет внутрь приемника прибора, независимо от размеров, местоположения объекта внутри пространства.

Угол падения луча изменяется с увеличением расстояния до предмета контроля, таким образом возможно определить его скорость передвижения, интенсивность, направление перемещения, расстояние. Полученные данные считываются микроконтроллером, встроенным внутрь корпуса прибора. Микроконтроллер ведет расчет угла распределения света по фотодиодному приемнику, по этим данным определяет расстояние до объекта.

Лазерные датчики движения для охраны периметра отличаются высокой степенью измерения, линейностью, надежностью. Способны улавливать различные цвета спектра, также определяемые микроконтроллером.

Радиолучевые

Радиолучевые датчики состоят из приемника, передатчика, разнесенных на определенном расстоянии друг напротив друга. Особенностью является, что между ними формируется вытянутая область контроля, обнаружения, подобная эллипсоиду. Диаметр может доходить до нескольких метров. Внутри этой зоны действует коротковолновое излучение, изменяющее свои параметры при попадании внутрь контролируемой области постороннего предмета, объекта.

Источник: https://rutd-ksk.com/infrakrasnye-datchiki-dvizheniya-dlya-ohrany/