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用高新技术武装起来的入侵探测器

很多业内人士又将入侵探测器简称为“探头”。探头,即报警系统的源头,这种说法形象地说明了探测器在报警系统中的重要作用。可以说,入侵探测器的稳定性决定着整个报警系统的稳定性。近年来,围绕着提高产品的稳定性,入侵探测器在技术上取得了很多新的进展。
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据国际分析专家介绍,目前全球入侵产品的市场总额大约为37.5亿美元,报警探测器则占据了所有入侵产品总额的37%。而对于中国市场,Honeywell安防事业部(亚太区)防盗与防火部门的产品经理William Yeung估计道,有将近70%的入侵探测器是应用在商业领域,20%应用在住宅小区,而政府机构的应用只占10%。

不过,另据一些国际安防大厂的市场人员分析,近年来,由于商业设施逐渐趋于饱和状态,入侵探测器在全球商业领域的增长速度开始放慢。而随着住宅小区的快速发展,以及居住用户安全防范意识的加强,入侵探测器在住宅小区的应用则呈现逐年上升的趋势,目前仍有很大的增长空间。

Honeywell安防事业防盗报警部的工程师毛晓松补充道:“在中国,住宅小区是目前探测器的主要增长点。不过,楼盘开发商基于对经费的考虑,采用的大多还是较为低端的产品,如普通的红外探测器。而银行、金库等安保要求比较高、资金充裕的地方则会选用比较高档的产品,如双鉴探测器等等。”

市场主流产品:被动红外与复合技术探测器
探测器有着丰富的种类。据了解,目前国内普遍使用的是利用门磁开关、紧急按钮、被动红外探测器、双鉴探测器(三技术探测器等)、光电对射探测器(主动红外)、玻璃破碎探测器和震动探测器等等组成的系统,尤其是被动红外与复合技术的探测器,几乎占领了绝大部分的探测器市场。

虽然探测器已经有了20多年的发展历史,但是基于探测器本身的原理,目前还存在很多不尽人意的地方。例如,被动红外探测器受外界环境的影响就比较大,当外界温度较高,接近人体温度时,就容易发生误报现象;而当温度较低时,探测器则可能因为感应不到人体的存在又发生漏报的情况;另外被动红外入侵探测器还无法分清人的移动、微风、空调的运转以及小动物的活动,容易发生误报现象。

而为了解决上述问题,随之市场上又出现了红外+微波的双鉴探测器。这种复合探测器由微波单元、被动红外单元和信号处理器组成,只有被动红外与微波都被触发才认为是报警,这样就比单一的被动红外探测器有着更好的防误报能力。如HONEWELL公司的双鉴技术探测器采用“赋形波导无线技术”,能将红外与微波技术很好地复合在一起,大大减少了误报的发生。

从普通的单元红外,到双元红外,甚至是三元、四元红外探测器;从单技术到多种技术的复合;从空间型的探测器到专门针对小区域进行防范幕帘式探测器……可以说,为了减少误报、漏报率,厂商们一直都没有停止过对探测器产品的革新与改进,他们在产品研发上可谓是追求精益求精,不断地在提高市场对报警产品的满意度。

提升传感技术
北京青嵘合科技有限公司的总裁林琦嵘把报警系统比喻成一条河流,他认为:“只有从源头上解决水源污染问题,才能得到清澈的水流。这就要从探测器的主要部件,如传感器、透镜、信号处理技术,以及探测器对外界环境的适应能力入手,才能有效减少报警系统的误报、漏报率。”[nextpage]

为此,一些新型的传感技术是目前各厂家开发的重点。例如,PYROFLEX传感器技术就是在原C&K探测技术基础上通过对红外源进行的改造,它将常规的“恒流源”探测改为“恒压源”探测,从而增强信号的强度,提高产品的信噪比。通过PYROFLEX传感技术,进行步行测试时所探测到的信号是一般探测源的10倍,而跑步测试时的信号是一般探测源的100倍。这样就将一般红外源对快速移动不敏感所产生的漏报问题解决了。

据青嵘合公司的总裁林琦嵘介绍,之所以会达到上述效果,是因为在探测器的电路中,采集恒定电压要比采集恒定的电流相对容易得多。电路中有了稳定的电压,整个产品也就相应的更稳定。同时,由于提高了信噪比,信号源所探测到的信号幅度大,电路中就无需采用运算放大电路,不仅取消了电解电容的使用,使得运算电路自激所产生的误报不复存在,而且同时还延长了产品的使用寿命。

另外,一种能模拟人的红外线特点的新型传感技术也将于近期推出。这种技术通过在探测频率上做改进,将之前常用的8赫兹设定为0.75~5赫兹,与人体的活动频率更加接近,从而有效防止由于小动物活动所引起的误报。据这项技术的研发厂家——美安科技的总经理皮幼林介绍,这种传感器还具有自动检测功能,能够直接检测到传感器的好坏,以避免因传感器损坏所造成系统漏报现象。

处理器的日益智能化
除了传感器外,作为入侵探测器的核心器件——微处理器担当着更为主要的信号处理责任。它就像电脑中的CPU处理器或者人的大脑一样,随时对各种情况进行判断并发出指令,决定是否进行报警。然而,人类生活的外界环境复杂多变,入侵探测器作为一种机械装置,要对各种复杂的情形做出准确反应,确实是一件不太容易的事情。

近两年来,无论是对于单一技术的红外入侵探测器,还是对采用了多种复合技术的探测器,一些有实力的厂商都纷纷在处理器的智能化设计上别出心裁、各显奇招,以便探测器能够更聪明、更准确地对入侵物体进行判断。

信号处理技术
为减少温度、白光、电磁对红外探测器的干扰,加强产品对环境的适应能力,一些厂商首先从入侵信号上加以区别和分析,从而判断是否为非法入侵。

例如,DFIR移动红外分频信号处理技术只针对移动的物体进行探测,在探测区域内,没有移动物体时探测到的信号是一个频率,不产生报警。当有移动物体时,探测到的信号是两个不同频率,它才会启动报警。这样,对由空调、暖气、热水管等只发热而不移动的物体所产生的干扰和误报警就大大减少了。目前,这项技术已经被青嵘合公司应用在许多新的探测器产品中。

为防止温度变化和照明干扰引起的误报,博世(BOSHCH)的被动红外探测器则使用了动态信号处理技术。因为人的正常活动范围都有一定的参数值,所以该技术可以通过比较感应信号的振幅、周期和极性等,确定入侵信号是否在正常的报警范围内。当外界温度有变化时,探测器就可以马上感应到,并做出准确的判断。 [nextpage]

人工智能分析
目前,很多红外探测器,以及部分复合技术的探测器还不能准确对移动的物体进行判断。如小动物的入侵、窗帘的摆动、大气的流动等等都有可能给探测器造成错觉,以为是外来人员入侵,从而发生误报。针对上述现象,各厂商也在处理器的算法上大做文章,通过自己独特的技术,使探测器达到最佳的效果。

据GE的代理商——北京天普润科技有限公司的工程师孙海东介绍,对于普通的红外探测器,GE通过4D信号处理技术来提高探测器的稳定性。所谓4D,是指探测器可根据入侵目标的大小、形状、移动速度、信号的正常报警阀值这四个方面进行综合分析,只有4种条件都满足报警要求时才报警,这样就可以杜绝因为空气流动、微风等自然现象引起的误报。

也有厂商通过采用动态时间分割技术和能量堆积技术进行判断识别。所谓动态时间分割技术是指根据生物的活动规律设计一个处理软件,处理软件可以根据人在正常情况下的活动频率、周期、幅度等与其他物体进行比较,判断是否为外来人员入侵,大大提高判断的准确性;而能量堆积技术是指如果在一定的时间里,如果探测器探测到的信号呈直线上升的趋势,那么就表明是入侵者,探测器就马上报警。据介绍,美安科技的大部分探测器都采用了上述技术。

三传感立体分析技术
基于对外界环境的考虑,目前很多探测器厂商都会在安装说明书上做出这样的要求:不要将探测器安装在有空调、开窗的位置下,以免影响到产品的性能。而深圳慑力公司在具有多年户外产品开发经验的基础上,专门开发出了具有超强抗气流和抗白光功能的探测器。据慑力公司的市场运营负责人员介绍说,这种探测器采用了三传感立体分析技术,可以在开窗或者空调开放的环境下使用,丝毫不影响探测效果。

所谓三传感立体分析技术,是指采用红外+微波+三个传感器+CPU模块处理器的探测技术。每个探测器同时采用三个传感器(一般的产品只有一个或两个传感器),而且传感器均为知名度较高的德国海曼品牌(Haiman),其稳定性相对较高;另外,在探测器的CPU处理器中还根据微风、强风、人体、小动物等的运动模式建立了上万种不同的数据模型,CPU通过对不同物体的模型做细微的比较分析后,准确判断是否为人类入侵。这样就避免了微风、空调的转动等引起的误报现象,改变了之前探测器不能在开窗、空调等强大气流环境下使用的状况。

方向识别探测
通常,当用户在房间内活动,不小心进入到探测器的防护区域时,就有可能触发报警产生误报。频繁的误报给业主或用户的正常生活带来了极大的不便。为了减少或杜绝这一现象的发生,近年来,很多厂商都开发了具有“敌我识别”功能的入侵探测器。即通过在处理器上进行特殊处理和设置后,探测器可根据入侵者的出入方向来判断是否为盗贼入侵。如果屋主由室内到室外方向行进,探测器就不报警,而当设置好防区后,人由室外到室内则触发报警。因此,这项功能也叫方向识别探测功能。

据了解,目前豪恩的Longhorn LH-912方向识别幕帘式被动红外探测器、以色列E.L.公司ARROW系列红外方向幕帘探测器、以及深圳慑力公司生产的一系列探测器产品都具有了方向识别功能。

入侵探测器的多元化发展
为满足复杂多样的应用环境,甚至是“苛刻”环境下的使用需求,未来,入侵探测器将朝多元化方向发展,探测器的各种侧面功能也将不断丰富。例如,为了适应中国北方和南方、以及冬季和夏季的巨大温差变化,很多入侵探测器都增添了温度补偿功能,以提高探测器的灵敏度。[nextpage]

另外,有业内人士分析,未来的探测器将更多地朝室外型发展。这也与人们的一般心理反应有关。有人指出,如果入侵者在进入室内后探测器才能报警的话,容易使入侵者由于害怕而失去理智,从而对业主造成人身伤害,起不到很好的保护作用。而如果当入侵者在还没有进入室内时,室外报警器就报警,这样就能有效的威慑罪犯,保护业主。这样,将有可能改变目前大多数入侵探测器安装在室内的情况,而更多地是安装在室外环境中。

因此,为了适应室外的恶劣环境,探测器还需要在“自保”功能上不断完善。具体来讲,需要探测器具有防遮挡、防覆盖、防砸、防喷胶等等功能。当探测器遭遇这些外力破坏时也能触发报警,这样才能有效阻止犯罪行为的发生。目前,已经有部分有实力的探测器厂商在此方面做出了很好的尝试。

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