news

 

新闻动态

hotline

0574-27721816

入侵探测器技术与未来市场发展趋势

作者:安贝-博世霍尼韦尔防盗报警  浏览量:2110  发布时间:2013-02-18

浅析入侵探测器技术与未来市场发展趋势(信息来源:中国门禁网信息中心)

防盗报警系统主要是由主机和探测器等组成,而探测器在防盗报警系统中又发挥着前端探测的作用;因此,探测器的性能稳定与否将直接关系到整个防盗报警系统能否正常的运行。在多年的研究和发展过程中,由于误报、漏报、干扰等问题一直是防盗报警系统行业需要攻克的技术难题。所以厂家们只能尽最大的努力,通过自身的技术创新尽可能地降低这些问题发生的几率,以获得用户的认可。

据某些专业人士介绍,在防盗报警系统中,报警主机在技术上已经相对比较成熟,今后会向集成更多路数,结合网络化、有线无线整合等方向延伸,在技术上并没有太大的变化。而探测器技术五花八门,技术的研究与发展的空间比较大,因而防盗报警系统的创新都集中体现在探测器的技术变革之上,所以,厂家们将会把探测器的技术研究作为防盗报警技术的重心。而经过厂家们长期的技术研发与整合,市场上的探测器技术呈多元化方向发展。

多元化的探测新技术

多光束技术

在众多的探测技术中,红外探测是最常见的一种探测技术;而在主动式红外探测器中,单光束技术发展至今已经难以满足人们对探测器的要求。据HoneywellSecurity有关人士表示,主动红外探测器技术主要采用一发一收,属于线形防范,目前已经从最初的单束发展到了多束,这样能有效减少误报,加强防范的可靠性。为了扩大防范范围,克服普通主动红外对射防范范围不足的缺点,很多厂家研制出了多束光栅式主动红外对射,它实际上是单光束主动红外技术的延伸。

据了解,探测器的红外光束一发一收,筑起了一个安全防护区域,而一旦有物体遮挡住了红外光束,探测器便会反应出红外线信号中断从而报警,起到防盗作用。而单光束的红外对射只有一组对射线,这使得探测器的覆盖范围只有很小区域,因而给小偷等犯罪分子有机可乘,因此,具有多组光束、可从不同方向和角度交叉对射的多光束技术被催生出来。这种技术使得光束覆盖范围增大且变的更为复杂,大大增强了防范的安全性,有效地降低了误报、漏报的发生。

防遮挡、喷涂和宠物检测技术

探测器在工作的时候经常会受到一些人为的故意破坏或者其他物体不慎进入的干扰,从而发生误报或漏报的情况,而针对于此,各种避免的探测措施也随之不断被研究出来,那么最主要的几种技术是防遮挡、防喷涂和防宠物技术。

Bosch相关人士介绍,由于移动探测器通常基于探测入侵者辐射热量的被动红外线(PIR)技术,往往只要遮盖住探测器就能轻易骗过。防遮挡系统就是在探测器镜头被覆盖或被挡住时触发警报,而今天的防遮挡探测器的先进程度进一步提高,即使将透明发胶喷到镜头上也会触发警报。因此,一种被称之为多点防遮挡和集成喷涂检测技术就能充分保证探测器的探测可靠性。它包括镜后测光功能、红外线接收器反射功能和集成喷涂检测等功能,镜后测光功能可防止物质流过探测器正面;红外线接收器反射功能可防止物体接近或遮挡探测器。若在金库、保险库等场所中安装了具有防遮挡技术的探测器,抢劫分子就不会轻易得手。

猫、狗、鸟等动物(甚至包括小孩)无意识进入探测区域造成的误报情况时常发生,而为了避免这种情况的发生,防宠物入侵探测技术就是专门针对小动物而研究设计的。例如,HoneywellSecurity就专门针对这种情况研究了运动曲线分析防宠物探测技术,该技术主要根据人(包括大人、小孩)与小动物的运动方式不同,进而由计算机软件进行分析,采用微处理技术融入到探测器里,这样宠物(40kg以下)不论在什么区域活动,探测器都不会报警。这样探测技术便为特殊情况做出了特殊处理,从而防止了误报的发生。

微波墙技术

在科学技术日新月异的发展环境下,许多新的探测技术不断地涌现出来,而为了更好地适应各种安防等级不同的应用场所,厂家们也是尽显浑身解数,不断创新和改良自己的探测技术,以满足应用的需求。

对于电站、监狱、军事设施、高风险工业区域等高风险等级的防护场所,探测器需要有高稳定性和高抗漏报功能,因此,微波墙探测器是其最好的选择。深圳市华际电子系统有限公司的总经理余刚谈到,微波墙包含了独立的发射器单元和接收器单元,面对面安装,防护范围最远不超过允许长度,微波形成一个实体的栅栏,能有效地防止非法入侵。它能对低于200的探测范围进行数字信号分析;降低如恶劣天气等干扰因素,以及环境改变等引发误报的可能,因而是高防护场所的有效保障。

太阳能全无线对射探测技术

太阳能全无线红外探测技术的兴起与应用是探测技术发展的又一亮点。太阳能无线对射利用太阳能供电,信号通过无线发送,不必再敷电源线和信号线,真正做到全无线工作,较大程度地解决了施工维护麻烦的难题,它的工作原理与传统的有线对射基本相同,但探测器功率必须降低,否则太阳能板面积过大不利于生产和使用。

据宁波恒博通讯设备有限公司的市场部经理史敬介绍,太阳能红外对射探测器内置了可充电锂电池,供电部分采用太阳能板供电,这样就可以循环利用太阳能,无需敷设电源线缆。一般来说太阳能板为非晶硅,不需要太阳直射就能产生电能,安装环境大大扩展。另外,太阳能板的供电能力要远大于对射的功耗,保证晚上无光线和连续阴雨天也能照常工作。并且,对射内置了无线发送模块,报警信号用无线传输,在符合国家相关政策法规的前提下,尽可能用大功率的发射模块,以保证对射探测器与主机间的有效无线传输距离。因此,太阳能红外探测器的出现为用户提供了不同的选择。

探测灵敏度的大大提高

探测器的前端透镜直接影响到探测的角度和距离。以往的红外探测器主要采用传统的单波束PIR反射聚焦式光学系统和多波束型透镜聚焦式光学系统,这些镜片经常会产生在探测范围内红外探测不均匀而引起误报的问题。而目前出现了基于均匀一致的红外透镜技术以解决上述问题。例如,半球面透镜的使用大大改善了前两者焦距变化而造成的灵敏度不均衡的缺陷,是一种新型的探测镜片。

单波束反射聚焦系统是利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上;这种方式的探测器境界视场角较窄,一般在以下,但作用距离较远,可长达百米。而多波束型菲涅尔透镜则为多层光束结构,这种透镜是用特殊塑料一次成型,若干个小透镜排列在一个弧面上。警戒范围在不同方向呈多个单波束状态,组成立体扇形感热区域,构成立体警戒。该菲涅尔透镜自上而下分为几排,上面透镜较多,下面较少。其水平可以大于90°,垂直视场角最大也可以达到90°,在探测灵敏度上已经大大高于单波束反射镜片的技术。虽然如此,但是菲涅尔透镜由于焦距的不同在探测灵敏度上还是存在着不均匀的问题。

对此,华际余刚表示,传统的菲涅尔透镜采用的是标准镜头,广角部分镜头看远处,变焦部分看近处,因而安装高度、探测距离的远近对灵敏度影响大,并且探测器正下方容易有死角,需要带支架安装或配置下视窗防护,而半球面镜头的使用则可以有效地解决灵敏度的均衡问题,其优越性主要表现在:半球面镜头结构不同距离的探测物体焦距相等,这便改善了传统标准镜头由于焦距变化引起灵敏度不均衡的问题。另外,在一定半径范围,相同焦距的球面镜头比标准菲涅尔镜头覆盖的面积更大,探测角度可达到大约110°(而非传统探测器的90°),并可以完全避免探测器在安装正下方的死角。因此,半球面镜的使用使得探测器的覆盖范围、灵敏度和可靠性都有较大的提升。

红外感应单元的有效改进

在探测器的探测过程中,被动红外感应单元的工作稳定性是衡量探测器好坏的主要标准之一。在室内的防盗报警系统中,经常遇到由于探测器易受气流等各种风源的变化而造成误报,或者又因为夏季的高温及环境的封闭造成探测范围缩短而形成的漏报,这两种情况都是探测器不稳定的表现。

由于长期以来,防盗报警行业总是力图在探测性能和防误报警两方面取得平衡,结果是往往避免了误报警却严重影响了探测性能,例如,PIR移动探测器就是靠室内温度与人体温度的差异来区分入侵报警的,因而它主要是以室温为标准,一旦有入侵,因人体温度而使防区发生温差,探测器就能检测到,这便很容易使得误报几率增加。而目前,一种动态温度补偿技术能基本解决这一问题,它采用高级算法,在室温高于或接近人体体温时能渐进式地降低灵敏性。这样一来探测器就可以在任何温度下探测到入侵者,同时尽量将误报率保持在最低水平。深圳市豪恩科技股份有限公司报警产品研发经理郭志华表示,温度补偿技术有效地降低了探测器的温度感应,使得误报情况大大减少。不仅如此,豪恩研究的软件抗白光技术也在很大程度上避免了车灯、白炽灯及户外太阳光照射等给探测器带来的误报情况。

而华际电子的余刚则表示,为了解决环境影响探测器的问题,其代理的以色列科隆公司就特别设计了四源热释红外传感器”,这种传感器与传统的双源热释红外传感器不同。它能实现对探测区域被动红外探测的高灵敏度和各种干扰源信号进行分析。当四源热释电元件感应到恶劣环境中的热运动变化后,系统会将这些包含了被探测物体的形状、持续时间、速度、大小的信号送入到“ASIC芯片中进行处理分析,从而实现对红外感应源是否应该触发报警作出正确判断。因此,这使得红外探测器的准确度有了较大的提高,减少了误报。

综上所述,为了减少探测器误报、漏报的问题,许多行业人士将红外感应单元进行大幅度改进以适应灯光、温度等环境的影响,这使探测器技术的进一步提升又向前迈出了成功的一步。

微处理芯片的不断升级

微处理芯片是探测器的又一核心部件;由于技术的不断发展与进步,智能、三鉴等升级型探测器上都集成了微处理器芯片,当红外或微波感应单元被触发后需要将这些相关信息送入到微处理器中进行分析,但由于微处理器芯片的功能有限、只能进行一些基本信息和算法的判断,同时探测器主板上的元器件配置也比较多,因而探测器的微处理芯片所承受的压力也随之不断提高。

而为了更好地保证探测器稳定安全的运行,厂家们也纷纷开始开拓新的集成芯片,而探测器的大脑-智能分析单元技术的研发就是一个新的亮点,华际电子的余刚介绍,为了面向行业应用,以色列科隆专门研究了专门应用于探测器的专用集成电路即ASIC芯片。随着现代科技的发展,ASIC芯片设计的复杂程度已经从5000个与非门增至1亿个,新一代ASIC芯片已经包含了存储器和信号处理器单元,从而能够对红外或微波感应单元被触发后送来的相关信息进行全面快速的分析,这为探测器镜片和升级的传感器单元发挥出最大的效能提供了一个强大的功能支持,从而使得探测器本身因为元器件问题出现故障的机率进一步降低。通过该芯片的使用,探测器的信号处理能力、光学设计、温度补偿、防干扰、探测区域的均衡灵敏度和捕捉性能都得到了有效的提升,大大改善了探测性能。

多种技术集于一身

由于探测器的技术种类非常多样,探测器技术已经开始向集中化方向迈进。Bosch的技术人员就表示,Professional系列探测器便是成功运用传感器数据融合技术的探测设备。该技术采用一组复杂的算法来收集以下五种传感器检测的信号:长距和中短距防区PIR(提供双倍的检测信号,探测能力更强)、自适应微波多普勒雷达系统、白光强度传感器和室温传感器(提供动态温度补偿功能)。该探测器会处理来自所有传感器的数据,从而提高探测器的性能。

该系列探测器的传感器数据融合系统基于较复杂的算法,能将人的特征(体温特点、电磁反射特征)和昆虫及小型动物(如猫狗等)的特征区别开来,同时还具备防虫、防宠物的能力。除此之外,该系列探测器整体地充分利用了数据融合算法,其多普勒雷达系统采用的微波模块是经过特别设计的,具有准确覆盖所需区域的定制微波能量场和所需灵敏度,使探测有效性得到了增强。此外,Professional系列探测器还优化了PIR传感器的性能,并采用了三焦点光学技术。该种探测器成功地将多种技术集于一身,实现了一个强大的功能整合,给未来的探测器技术方向发展作出了示范。

产品形态的多样化设计

随着用户们的需求不断变化,许多厂家在探测器技术不断改进的前提下,纷纷将目光投向了研究新的探测器产品形态上,以满足人们对不同类型产品的特殊需求。

据迪卫智能中国区总经理张英勇介绍,Visonic最新研发的TOWER-20“灯塔型室外多元反射式被动红外探测器就是一种基于特殊用户需求的探测器产品,该探测器集合了超黑晶反射式光学系统、主动红外防遮盖技术、阵列式八红外感应元处理技术以及窄视窗技术。该探测器采用了八个独立的四元红外传感器,阵列式排列,中央处理器利用全新TMRTM(上标)数字算法,综合分析探测目标的累积时间、幅度、形状、大小、移动速度和方向,以及背景温度等,可有效地将移动人体与树木、灌木丛及小动物等区分开来。在雨、雪、雾、强风、强光等条件下也可以正常工作。该探测器采用了穹顶状的透镜安装区域和内嵌式设计方式,可有效地减少光线等环境因素的干扰,并保证了主动红外防遮盖技术所必须的角度和方向的稳定性,同时具有更高的抗破坏强度。此外,该机还具有防遮挡和喷涂技术,并且镜片上的黑色镍涂层可有效抵抗白光干扰,在日光及车灯等强光直射时也不会误报。该探测器的探测距离远且覆盖区域广,为智能化小区的使用带来了方便。

除此之外,豪恩的郭志华也表示,一种类似于灯柱型的探测器也能很好地保护业主的防盗报警防护的需要,该种探测器外型酷似圆形灯柱,外观十分漂亮且隐蔽性好,它不仅可以用于照明还可以用于安全防护。这种探测器可以根据用户需要自行选择高度,探测器采用的是多光束防护设计,用户只要在别墅四周各装一个这种探测器,便能有效地交织起一道隐形的交叉红外防护网,使得小偷等犯罪分子无机可乘;而且这种灯柱型探测器还可设计成支持太阳能的防护探测器,设计非常贴近用户。

智能化探测技术尚不成熟

奥泰斯电子(东莞)有限公司的产品经理杨永雄表示,目前探测器的智能化的功能尚不成熟,许多厂家所说的智能化探测实际上只是实现了一些智能化功能,例如,市场上出现了一些能分辨小动物和人的智能光模块,只是探测器把一些模块集成了进来,而真正智能化的探测器产品还是没有出现。

另外,HoenywellSecurity的相关人士也表示,智能化探测器应该说已经出现,不过距离我们希望的效果还相差很远,这主要是探测器的技术和成本之间的矛盾,未来如果在系统内部综合考虑,突破这个瓶颈,相信安防系统将有一个突破。

对于智能化(采用芯片技术)探测器,尽管它的技术有所提升,但我们仍然需要认真按照安装要求去做,例如,避开各种干扰源,安装高度、位置,这些都会影响探测器的工作可靠性和稳定性,才能更好的发挥它的特点。因而智能化的探测技术还有一段路需要走。

结语

防盗报警系统的探测器技术丰富多样,技术实现方式层出不穷,能为广大用户编织出一道无形的安全防护网,用户在选择上也具有很强的弹性。而这恰恰是厂家们所希望见到的。随着科技的不断深入和发展,探测器技术的多元化还将会不断地延伸。相信在未来,多样化的探测技术会更加紧密地结合起来,还会向更多技术集于一身的方向迈进。