《安全防范工程》PPT課件.ppt

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安全防范工程 主講人 溫懷疆 第3章入侵探測與報警技術 3 1入侵探測與報警技術概述3 1 1入侵探測與報警技術的基本概念報警系統(tǒng) 在出現(xiàn)危險情況時能發(fā)出報警信號的系統(tǒng) 通常由探測器 傳輸信道和報警控制器三部分組成 1 探測器 是指在需要防范的場所安裝的能探測出現(xiàn)危險情況的設備 由傳感器和前置信號處理器兩部分組成 a 傳感器 是探測器的核心 是把危險情況引起的某種物理量的變化轉換成原始電信號 b 前置信號處理器 對原始電信號進行處理 使之成為可以在信道中傳輸?shù)碾娦盘?2 傳輸信道 使傳輸探測電信號和巡檢控制電信號的通道 信道的種類很多 概括起來可以分為有線傳輸信道和無線傳輸信道 3 報警控制器 是整個報警系統(tǒng)的核心 對信道傳輸過來的入侵探測電信號作進一步的處理 若判定出現(xiàn)危險情況 立即發(fā)出聲光報警信號 引起人們的警覺 以便采取相應的控制行動 3 1 2入侵探測報警系統(tǒng)網(wǎng)的基本組成 一個完善而有效的技術防范配合人力防范的入侵探測與報警技術系統(tǒng)網(wǎng)的組成通常如圖3 1所示 該系統(tǒng)主要是由報警探測器 報警控制器 傳輸系統(tǒng) 通信系統(tǒng)及保安警衛(wèi)力量所組成 圖3 1技防配合人防的入侵探測報警系統(tǒng)網(wǎng)的基本組成 上級報警指揮中心 報警控制信號 無線 有線 入侵探測報警系統(tǒng)的最基本組成如圖3 2所示 圖3 2入侵探測報警系統(tǒng)的基本組成 2 1 3入侵探測報警系統(tǒng)在安全技術防范工作中的作用1 入侵探測報警系統(tǒng)應用范圍十分廣泛 可以在應用維護社會治安之外方面推廣應用 2 入侵探測報警系統(tǒng)具有快速反應能力 可及時發(fā)現(xiàn)案情 提高破案率 3 入侵探測報警系統(tǒng)具有威懾作用 犯罪分子不敢輕易作案 減少了發(fā)案率 4 入侵探測報警系統(tǒng)協(xié)助人防擔任警戒和報警任務 可節(jié)省人力 物力和財力 3 2入侵探測器3 2 1入侵探測器概述1 入侵探測器的作用入侵探測器 入侵報警探頭 安裝于防范現(xiàn)場 專門用來探測移動目標 決定報警系統(tǒng)的性能 用途和報警系統(tǒng)的可靠性 是降低誤報和漏報的決定因素 2 入侵探測器的種類 1 按使用場所不同來分戶內(nèi)型入侵探測器 戶外型入侵探測器 周界入侵探測器 重點物體防盜探測器等等 2 按探測原理不同來分雷達式微波探測器 微波墻式探測器 主動式紅外探測器 被動式紅外探測器 開關式探測器 超聲波探測器 聲控探測器 振動探測器 玻璃破碎探測器 電場感應式探測器 電容變化探測器 微波 被動紅外雙技術探測器 超聲波 被動紅外雙技術探測器等 3 按警戒范圍來分點控制型探測器 線控制型探測器 面控制型探測器及空間控制型探測器 如下表2 1所示 表2 1按探測器的警戒范圍分類 4 按工作方式來分主動式探測器 在工作時 探測器本身要向防范現(xiàn)場不斷發(fā)出某種形式的能量 如紅外光 超聲波和微波等能量 被動式探測器 在工作時 探測器本身不需要向防范現(xiàn)場發(fā)出能量 而是依靠直接接收被探測目標本身發(fā)出或產(chǎn)生的某種形式的能量 如振動 紅外能量等 3 入侵探測器的主要技術性能指標 1 漏報率漏報次數(shù)占應當報警次數(shù)的百分比就是漏報率 2 探測率實際報警次數(shù)占應當報警的次數(shù)的百分比就是探測率 3 誤報率探測器不應該報警卻發(fā)出報警信號的現(xiàn)象稱為誤報警 單位時間內(nèi)出現(xiàn)誤報警的次數(shù)就是誤報率 4 探測范圍表示方法探測距離 探測視場角探測面積 或體積 例如 某一被動紅外探測器的探測范圍為一立體扇形空間區(qū)域 表示成 探測距離 15m 水平視場角120 垂直視場角43 垂直視場角 水平視場角 5 報警傳送方式 最大傳輸距離傳送方式 有線傳送 無線傳送 最大傳輸距離 在探測器發(fā)揮正常警戒功能的條件下 從探測器到報警控制器之間的最大有線或無線的傳輸距離 6 探測靈敏度能使探測器發(fā)出報警信號的最低門限信號或最小輸入探測信號 該指標反映了探測器對入侵目標產(chǎn)生報警的反應能力 7 功耗探測器在工作時間的功率消耗 分為靜態(tài) 非報警狀態(tài) 功耗及動態(tài) 報警狀態(tài) 功耗 8 工作電壓探測器工作時的電源電壓 交流或直流 一般用伏特 V 來表示 9 工作電流 I 10 環(huán)境溫度 3 3開關式探測器開關式探測器通常屬于點控制型探測器 通過各種類型開關接點的閉合或斷開狀態(tài)觸發(fā)電路報警 觸發(fā)報警控制器發(fā)出報警信號的方式一般有兩種 一種是短路報警方式 開關接點的閉合 另一種是開路報警方式 開關接點的斷開 3 3 1開關式探測器的基本工作原理基本工作原理如圖2 3所示 圖2 3開關式探測器的基本工作原理 常用的開關式傳感器 磁控開關 微動開關 壓力墊或用金屬絲 金屬條 金屬箔等來代用的多種類型的開關 可以將壓力 磁場力或位移等物理量的變化轉換為電壓或電流的變化 啟動報警控制器發(fā)出報警信號的方式 3 3 2磁控開關 又稱磁控管開關或磁簧開關 1 磁控開關的組成結構及工作原理磁控開關是由永久磁鐵塊及干簧管 又稱磁簧管或磁控管 兩部分組成的 干簧管是一個內(nèi)部充有惰性氣體 如氮氣 的玻璃管 其內(nèi)裝有兩個金屬簧片 形成觸點A和B 如圖2 4所示 圖2 4磁控開關的工作原理 當需要用磁控開關去警戒多個門 窗時 可采用如圖3 5所示的串聯(lián)方式 圖3 5磁控開關的串聯(lián)使用 3 磁控開關的安裝使用要點 1 磁控管的金屬簧片有較好的彈性且易于吸合 同時磁性體必須要有足夠的強度和壽命 以易于安裝且減少誤報 2 要經(jīng)常注意檢查永久磁鐵的磁性是否減弱 否則會導致開關失靈 3 一般普通的磁控開關不宜在鋼 鐵物體上直接安裝 這樣會使磁性削弱 縮短磁鐵的使用壽命 4 磁控開關的有明裝式 表面安裝式 和暗裝式 隱藏安裝式 應根據(jù)防范部位的特點和要求選擇 還有如圖 b 所示的三個接點的撳鍵開關 A B兩點間為常閉接觸 A C兩點間為常開 3 3 3微動開關這種開關做成一個整體部件 需要靠外部的作用力通過傳動部件帶動 將內(nèi)部簧片的接點接通或斷開 最簡單的一種是如圖 a 所示的兩個接點的按鈕開關 只要按鈕被壓下 A B兩點間即可接通 壓力去除 A B兩點間斷開 3 3 4緊急報警開關當在銀行 家庭 機關 工廠等各種場合出現(xiàn)人室搶劫 盜竊等險情或其他異常情況時 往往需要采用人工操作來實現(xiàn)緊急報警 這時 就可采用緊急報警按鈕開關和腳挑式或腳踏式開關 3 3 5壓力墊壓力墊是由兩條平行放置的具有彈性的金屬帶構成 中間有幾處用很薄的絕緣材料 如泡沫塑料 將兩塊金屬條支撐著絕緣隔開 如圖2 9所示 兩塊金屬條分別接到報警電路中 相當于一個接點斷開的開關 圖3 9壓力墊 金屬帶 絕緣材料 壓力墊通常放在窗戶 樓梯和保險柜周圍的地毯下面 當入侵者踏上地毯時 人體的壓力會使兩根金屬帶相通 使終端電阻被短路 從而觸發(fā)報警 如圖3 10所示 圖3 10利用壓力墊報警 3 4微波探測器3 4 1微波 電磁波 的主要特點1 波長很短的 從lmm到lm 頻率從300MHz到300GHz 2 直線傳播 很容易被反射 3 波段寬 波段的頻帶寬度為299700MHz 300MHz一300GHz 4 對非金屬材料 如木材 玻璃 墻 塑料等 有一定的穿透能力 而對金屬物體有良好的反射特性 圖3 11微波的定向傳送 5 波長很短 可以用尺寸較小的天線 如喇叭天線和拋物面天線 把電磁波集中成為一束 像探照燈的光束那樣作定向傳送 如圖3 11所示 所以 微波設備 包括收 發(fā)信機等 比長 中 短波等設備要小 3 4 2微波探測器的種類微波探測器主要有兩種類型 第一種 雷達式微波探測器 第二種 微波墻式探測器 3 4 3雷達式微波探測器雷達式微波探測器是利用無線電波的多普勒效應 實現(xiàn)對運動目標的探測 1 多普勒效應物理學中的多普勒原理告訴我們 在微波段 當以一種頻率發(fā)送時 在微波能覆蓋的范圍內(nèi) 當有移動物體時 將以另一種頻率反射 這樣發(fā)射頻率和反射頻率有一個頻率差異 這種頻率差異與很多因素有關 其中包括移動物體的速度 與探測器的徑向角度等 2 雷達式微波探測器的組成及基本工作原理雷達式是一種將微波收 發(fā)天線共用的探測器 工作原理基于多普勒效應 微波的波長很短 在1mm 1000mm之間 因此很容易被物體反射 微波信號遇到移動物體反射后會產(chǎn)生多普勒效應 即經(jīng)反射后的微波信號與發(fā)射波信號的頻率會產(chǎn)生微小的偏移 反射波頻差 其組成如方框圖2 12所示 圖3 12雷達式微波探測器的基本組成 fo f fo fdf fo fd 如果微波探測器發(fā)射信號的頻率為10GHz 光速C為30萬千m s 則對應人體的不同運動速度V所產(chǎn)生的多普勒頻率如表3 2所示 表3 2對應人體不同運動速度所產(chǎn)生的多普勒頻率 從表中看出 人體在不同運動速度下產(chǎn)生的多普勒頻率是處于音頻頻段的低端 只要能檢出這一較低的多普 勒頻率就能區(qū)分出是運動目標還是固定目標 完成檢測人體運動的傳感報警功能 3 雷達式微波探測器的主要特點 1 雷達式微波探測器對警戒區(qū)域內(nèi)活動目標的探測是有一定范圍的 其警戒范圍為一個立體防范空間 其控制范圍比較大 可以覆蓋60 95 的水平輻射角 控制面積可達幾十 幾百平方米 其探測區(qū)域圖形如圖3 13所示 圖3 13雷達式微波探測器的探測區(qū)域 水平區(qū)域 垂直區(qū)域 水平輻射角 2 微波探測器的發(fā)射能圖與所采用的天線結構有關 如圖3 14所示 采用全向天線 如1 4波長的單極天線 可產(chǎn)生近乎圓球形或橢圓形的發(fā)射范圍 這種能場適合保護大面積的房間或倉庫等處 而采用定向天線 如喇叭天線 可以產(chǎn)生寬淚滴形或又窄又長的淚滴形能圖 適合保護狹長的地點 如走廊或通道等 圖3 14微波場形成的控制范圍能圖 4 雷達式微波探測器安裝使用要點 1 微波段的電磁波由于波長較短 穿透力強 玻璃 木板 磚墻等非金屬材料都可穿透 所以在安裝時不要面對室外 以免室外有人通過引起誤報 使用微波入侵探測器靈敏度不要過高 調(diào)節(jié)到2 3時較為合適 過高誤報會增多 通常是將報警探測器懸掛在高處 距地面1 5 2m左右 探頭稍向下俯視 使其方向性指向地面 并把探測器的探測覆蓋區(qū)限定在所要保護的區(qū)域之內(nèi) 這樣可使因其穿透性能造成的不良影響減至最小 如圖3 15所示 圖中實線所示的覆蓋區(qū)顯然比虛線所示的覆蓋區(qū)要更可靠些 圖3 15微波探測器的安裝 2 微波有較強反射特性 在監(jiān)控防范區(qū)域內(nèi)不應有過大 過厚的物體 特別是金屬物體 如鐵柜等 否則在其后陰影部分會形成探測盲區(qū) 造成防范漏洞或產(chǎn)生反射誤報 圖3 16微波探頭不應對著大型金屬物體 金屬物體 移動汽車 微波探頭 3 微波探測器的探頭不應對準可能會活動的物體 4 微波探測器不應對準日光燈 水銀燈等氣體放電燈光源 5 雷達式微波探測器屬于室內(nèi)應用型探測器 6 當在同一室內(nèi)需要安裝兩臺以上的微波探測器時 它們之間的微波發(fā)射頻率應當有所差異 一般相差25MHz左右 而且不要相對放置 以防止交叉干擾 產(chǎn)生誤報警 2 4 4微波墻式探測器1 微波墻式探測器的組成及基本工作原理微波墻式探測器是一種將微波收 發(fā)設備分置的利用場干擾原理或波束阻斷式原理的微波探測器 微波指向性天線發(fā)射出定向性很好的調(diào)制微波束 工作頻率通常選擇在9至11GHz 微波接收天線與發(fā)射天線相對放置 當接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或探測目標時 由于破壞了微波的正常傳播 使接收到的微波信號有所減弱 以此來判斷在接收機與發(fā)射機之間是否有人侵入 其基本組成如圖2 17所示 圖3 17微波墻式報警器的基本組成 微波束 2 微波墻式探測器的主要特點 1 墻式微波探測器在發(fā)射機與接收機之間的微波電磁場形成了一道看不見的警戒線 可以長達幾百米 寬2到4米 高3到4米 酷似一道圍墻 因此稱為微波墻式探測器或微波柵欄 適用于露天倉庫 施工現(xiàn)場 飛機場 監(jiān)獄 勞改場或博物館等大樓墻外的室外周界場所的警戒防范工作 也可以用它來警戒展覽館 機要大樓等室內(nèi)的狹長走廊 以防壞人進入重要場所 2 采用微波脈沖調(diào)制發(fā)射信號 優(yōu)點 電源耗電少 便于使用備用電源 可延長備用電池的使用壽命 放大器相對頻帶窄 機內(nèi)噪聲小 抗干擾性較強 3 工作可靠性較好 只要安裝得當 誤報漏報率較低 3 微波墻式探測器安裝使用要點 1 當防范區(qū)具有比較開闊 平坦和直線性較好的外周界線時 根據(jù)微波射束的直線性傳播特性 適宜采用兩個相對方向發(fā)射的微波射束組成一個警戒墻 2 當防護區(qū)的外周界線平直度較差 曲折過多或地面高低起伏不平時 則不宜采用微波墻 3 使用中 通常采用L型托架將微波收 發(fā)機安裝在墻上或樁柱上 收 發(fā)機之間要有清晰的視線 如圖2 18所示 圖3 18微波墻式探測器的安裝 4 戶外使用時 可根據(jù)防范區(qū)域外周界的形狀 合理布局幾組對向放置的收 發(fā)機 并注意各設備之間的間隔 如圖3 19所示 圖中T TRANSMITTER 代表發(fā)射機 R RE CEIVER 代表接收機 圖3 19微波墻式探測器的布局 3M T1 T2 R1 R2 T T T T T R R R R R 微波對射入侵探測器 300B型 室外周界探測器 3 5紅外探測器利用紅外線的基本理論和特點制成的探測器稱為紅外探測器 3 5 1紅外線在電磁波譜中的位置 3 5 2主動式紅外探測器 主動式紅外探測器基本模型圖 光學透鏡 它起到將紅外光聚焦成較細的平行光束的作用 以使紅外光的能量能集中傳送 紅外發(fā)光管是置于發(fā)端光學透鏡的焦點上 而光敏晶體管是置于收端光學透鏡的焦點上 如圖3 22所示 圖3 22利用光學透鏡將紅外光聚集成束 紅外發(fā)射管 紅外接收管 紅外光束 采用調(diào)制的紅外光源具有以下幾個優(yōu)點 其一 可以降低電源的功耗 其二 使紅外探測器具有較強的抗干擾能力 提高了工作的穩(wěn)定性 ABS 5A單光束微型 1 主動式紅外探測器的防范布局方式主動式紅外探測器可根據(jù)防范要求 防范區(qū)的大小和形狀的不同 分別構成警戒線 警戒網(wǎng) 多層警戒等不同的防范布局方式 根據(jù)紅外發(fā)射機及紅外接收機設置的位置不同 主動式紅外探測器又可分為對向型安裝方式及反射型安裝方式兩種 1 對向型安裝方式 紅外發(fā)射機與紅外接收機對向設置 圖3 23對向型安裝方式 發(fā)射 接收 發(fā)射1 發(fā)射2 發(fā)射3 接收1 接收2 接收3 單光束型 多光束型 發(fā)射 接收 圖3 24其他類型的多光束組合而成的警戒網(wǎng) 根據(jù)警戒區(qū)域的形狀不同 將多組紅外發(fā)射機和紅外接收機合理配置 構成不同形狀的紅外線周界封鎖線 圖3 25四組紅外收 發(fā)機構成的周界警戒線 紅外發(fā)射探頭 紅外接收探頭 警戒直線距離較長時 采用幾組收 發(fā)設備接力形式 發(fā)射 發(fā)射 接收 接收 目前使用較多的雙光束主動式紅外探測器的防范布局方式 多組紅外發(fā)射機與接收機一起使用 應注意消除射束的交叉誤射 如圖中虛線所示 2 反射型安裝方式 a縮短紅外發(fā)射機與接收機之間的直線距離 便于就近安裝 管理 圖2 28反射型安裝方式 紅外入射光 紅外反射光 b通過反射鏡的多次反射 將紅外光束的警戒線擴展成紅外警戒面或警戒網(wǎng) 圖2 29利用反射型安裝方式所形成的紅外警戒網(wǎng) 反射鏡 3 主動式紅外探測器的主要特點及安裝使用要點 1 屬于線控制型探測器 控制范圍為一線狀分布的狹長空間 2 監(jiān)控距離較遠 可長達百米以上 3 具有體積小 重量輕 耗電省 操作安裝簡便 價格低廉等優(yōu)點 4 用于室內(nèi)警戒時 工作可靠性較高 但用于室外警戒時 受環(huán)境氣候影響較大 5 由于光學系統(tǒng)的透鏡表面是裸露在空氣之中 極易被塵埃等雜物所污染 6 所構成的警戒線或警戒網(wǎng)可因環(huán)境不同隨意配置 使用起來靈活方便 2 5 3被動式紅外探測器直接探測來自移動目標的紅外輻射 1 自然界物體的紅外輻射特性在自然界 任何高于絕對溫度 273度 時物體都將產(chǎn)生紅外光譜 不同溫度的物體 其釋放的紅外能量的波長是不一樣的 如表2 3所示 表3 3不同溫度下物體的紅外輻射峰值波長 結論 物體表面的溫度越高 其輻射的紅外線波長越短 2 被動式紅外探測器的組成及基本工作原理 1 基本工作原理組成框圖 它主要由光學透鏡系統(tǒng) 熱釋電紅外傳感器 放大器 信號處理器組成 光學透熱釋電放大器信號鏡系統(tǒng)傳感器處理器 紅外輻射 2 在被動式紅外探測器中有兩個關鍵性的元件 a熱釋電紅外傳感器 PIR 它能將波長為8一12um之間的紅外信號變化轉變?yōu)殡娦盘?并能對自然界中的白光信號具有抑制作用 因此在被動式紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi) 當無人體移動時 熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度 當人體進人警戒區(qū) 通過菲涅爾透鏡 熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號 因此 紅外探測器的基本概念就是感應移動物體與背景物體的溫度的差異 b菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡有兩種形式 即折射式和反射式 菲涅爾透鏡作用有兩個 一是聚焦作用 即將紅外信號折射 反射 到熱釋電元件PIR上 第二個作用是將警戒區(qū) 視場 內(nèi)分為若干個感光區(qū)和非感光區(qū) 使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式使PIR獲得變化的紅外信號 這樣熱釋電元件PIR就能產(chǎn)生與之變化相對應的電信號 3 單波束型被動紅外探測器 圖2 31采用反射式光學系統(tǒng)的被動紅外報警器 利用曲面反射鏡將來自目標的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上 紅外輻射 這種方式的探測器警戒視場 感光 角較窄 一般僅在5 以下 但作用距離較遠 可長達百米 因此 又可稱為是直線遠距離控制型被動紅外探測器 適合用來保衛(wèi)狹長的走廊和通道以及封鎖門窗和圍墻等 視場 探測器 4 多波束型被動紅外探測器多波束型被動紅外探測器就是采用性能優(yōu)良的紅外塑料透鏡 多層光束結構的菲涅耳透鏡 結構如圖3 33所示 圖3 33三層多視場菲涅耳透鏡組 采用不同光束結構的聚焦式菲涅耳透鏡光學系統(tǒng) 可形成垂直整體形幕簾式以及小角度長距離與大角度近距離的視場組合 如圖3 34所示為其中的幾種 圖3 34不同規(guī)格紅外透鏡鏡頭產(chǎn)生的視場圖 采用多視場菲涅耳透鏡 將來自視場范圍的紅外輻射經(jīng)透射 折射 聚焦后匯集在紅外傳感器元件PIR上 多波束型被動式紅外探測器的警戒視場角比單波束型被動式紅外探測器的警戒視場角要大得多 水平視場角可大于90 垂直視場角最大也可達90 但其作用距離較近 一般只有幾米到十幾米 一般來說 視場角增大時 作用距離將減小 因此多波束被動式紅外探測器又可稱為是大視角短距離控制型被動式紅外探測器 5 防止被動紅外探測器 PIR 產(chǎn)生誤報的幾項技術措施 1 產(chǎn)生誤報的原因a外界的因素 外界的熱光源 尤其是白光光源 如陽光 照明光源等 外界的射頻信號 b內(nèi)部因素 內(nèi)部由于器件的噪聲和干擾等 如光熱釋感應器的信號瞬變等 2 采取的技術措施a采用溫度補償電路 放大器增益的補償特性是呈線性遞增形式 如圖3 35所示 圖2 35線性補償特性 人體溫度 放大器增益的補償特性是呈拋物線遞增形式 如圖3 36所示 圖2 36拋物線補償特性 人體溫度 37 b采用二元紅外光敏元件 PIR 傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元 而且制成的兩個電極化方向正好相反 環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用 使其產(chǎn)生熱釋電效應相互抵消 于是探測器無信號輸出 雙元紅外光敏元件 二元紅外光敏元件 PIR 與多視場菲涅耳透鏡組合使用 q t 可采用 脈沖計數(shù) 方式工作 c防射頻干擾的措施 表面貼片技術 表面貼片式元件 SMD 是直接貼焊在電路板上 沒有引腳線 因此沒有相當于構成射頻干擾 RFI 所必需的 天線 從而使到探頭的防射頻干擾達到10V m 該指標的含義是一個100W的無線設備在3米處發(fā)射而不會引起誤報 d采用濾光抑制的防白光干擾措施為了僅僅對人體的波長為10 m左右的紅外輻射敏感 在PIR的輻射照面上通常覆蓋有特殊的防白光鏡片 白光 如車頭燈 電筒等發(fā)出的光通常是PIR誤報的原因 而被動紅外探測器的菲涅爾鏡片有效消除白光的干擾達到2000燭光強度 該指標相當于機場的跑道燈在2米處照射探頭而不會誤報 使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用 e防小動物措施防小寵物是被動紅外探測器的一種重要的功能 每個生產(chǎn)廠家對抗小寵物干擾的處理方式是不一樣的 有 物理方式 通過菲涅爾透鏡的分割方式的改變來降低由于小寵物引起誤報的概率 效果有限 信號處理分析方式 對探測到的信號進行數(shù)據(jù)采集 然后分析其中的信號周期 幅度 極性 這些因素具體反應出移動物體的速度 熱釋紅外能量的大小 以及單位時間內(nèi)的位移 探測器中的微處理器將采集的數(shù)據(jù)進行分析比較 由此判斷移動物體可能是人還是小動物 采用四元紅外光敏元件 交替極性脈沖計數(shù) 小動物移動只有一組脈沖輸出 人體移動有兩組脈沖輸出 被動紅外探測器采用交替極脈沖計數(shù)以識別雙元紅外元件輸出的正負極性的脈沖信號 只有人體移動才能觸發(fā)正負極性脈沖 才觸發(fā)警報一般脈沖計數(shù)功能只是單純計數(shù)雙元紅外元件輸出的脈沖信號 對電器干擾引發(fā)的脈沖會誤觸發(fā)警報 6 被動式紅外探測器的主要特點及安裝使用要點任何一種被動式紅外探測器在其出廠說明書上都有感應視區(qū)的模型圖 在這個模型上我們可以了解 探測器應該安裝的高度 探測器下視區(qū)的角度應是多少 最遠的警戒距離 最寬的警戒作用范圍 警戒角度 可視感應帶的方向有了這些信息就可以對被動式紅外探測器有一個基本的了解 對正確使用被動式紅外探測器將有很大的幫助作用 1 使用要點 1 被動式紅外探測器屬于空間控制型探測器 2 由于紅外線的穿透性能較差 在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)不應有障礙物 否則會造成探測 盲區(qū) 3 為了防止誤報警 不應將被動式紅外探測器探頭對準任何溫度會快速改變的物體 特別是發(fā)熱體 4 應使探測器具有最大的警戒范圍 使可能的入侵者都能處于紅外警戒的光束范圍之內(nèi) 并使入侵者的活動有利于橫向穿越光束帶區(qū) 這樣可以提高探測的靈敏度 5 被動式紅外探測器的產(chǎn)品多數(shù)都是壁掛式的 需安裝在離地面約2 3m的墻壁上 6 在同一室內(nèi)安裝數(shù)個被動式紅外探測器時 也不會產(chǎn)生相互之間的干擾 7 注意保護菲涅耳透鏡 8 基于上述原因 被動式紅外探測器基本上屬于室內(nèi)應用型探測器 2 安裝注意事項 根據(jù)說明書確定正常的安裝角度 不宜面對玻璃門窗 不宜正對冷熱通風口或冷熱源 注意非法入侵路線 3 6超聲波探測器1 機械振動波 聲波 20 20000Hz頻率范圍內(nèi) 能引起人耳聽覺的可聞聲波信號 超聲波 高于20000Hz頻率的聲波信號 次聲波 低于20Hz頻率的聲波信號2 超聲波探測器 利用人耳聽不到的超聲波段 20000Hz以上 的機械振動波來作為探測源 專門用來探測移動物體的空間型探測器 3 超聲波探測器的分類根據(jù)其結構和安裝方法的不同可分為兩種類型 多普勒型超聲波探測器 收 發(fā)兩個超聲波換能器合置于同一殼體內(nèi) 工作原理基于聲波的多普勒效應 聲場型超聲波探測器 收 發(fā)兩個超聲波換能器分別放置在不同的位置 工作原理不同于一般的多普勒效應 3 6 1超聲波換能器1 作用 將高于20000Hz頻率以上的電信號轉換成為機械振動波信號 聲波信號 2 超聲波傳感器 常用的有兩種 壓電晶體傳感器 磁致伸縮傳感器 1 壓電晶體傳感器 壓電效應 所謂壓電效應 就是指在外力的作用下誘發(fā)極化 在壓電材料 如石英 酒石酸鉀鈉 鈦酸鋇等一些離子型晶體的電介質(zhì) 中產(chǎn)生一個電場的現(xiàn)象 如果外力發(fā)生變化 如從拉應力變?yōu)閴簯?電場的方向也要隨之改變 也就是說 壓電材料能夠對外界機械壓力產(chǎn)生電反應 逆壓電效應 相反 電信號也能夠使它們產(chǎn)生壓力 使壓電材料發(fā)生形變 V V FF d d d d 壓電效應 逆壓電效應 電源E 這種能夠將機械能和電能相互轉化的能力對傳感器來說是非常有用的 例如 超聲波發(fā)射裝置的換能器是利用壓電晶體的逆壓電效應而制成的 超聲波接收裝置的換能器是利用壓電晶體的正壓電效應而制成的 2 磁致伸縮換能器 鐵 鈷 鎳及其合金與鐵氧化體等材料 其長度能隨著所處磁場的強度或伸或縮的現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應 磁致伸縮換能器又可分為金屬的和鐵氧體的兩類 金屬換能器 機械強度高 單位面積輻射功率大 工作性能穩(wěn)定 電聲效率較低 鐵氧體 磁致伸縮換能器的電聲效率較高 但機械強度低 單位面積幅射功率小 3 超聲波換能器發(fā)射的能場分布 1 收 發(fā)合置型 多普勒型超聲波探測器 其發(fā)射的超聲波的能場分布具有一定的方向性 一般為面向方向區(qū)域呈橢圓形能場分布 控制面積可達幾十平方米 2 收 發(fā)分置型 聲場型探測器 兩個換能器分別放置在不同的位置 它的發(fā)射機與接收機多采用非定向型 即全向型 換能器或半向型換能器 非定向型換能器產(chǎn)生半球型的能場分布模式 半向型產(chǎn)生錐形 猶如鮮花主瓣 能場分布模式 收 發(fā)分置的超聲波探測器警戒范圍大 可控制幾百立方米空間 多組使用可以警戒更大的空間 3 6 2多普勒型超聲波探測器1 工作原理超聲波探測器主要是由發(fā)射機 接收機和信號處理電路幾部分所組成 將發(fā)射機與接收機合置的多普勒型超聲波探測器的基本組成如下圖所示 聲波與電磁波的多普勒效應的原理完全相同 多普勒型超聲波探測器模型圖 2 安裝多普勒型超聲波探測器通常裝在天花板或墻上 如圖所示 安裝在天花板上安裝在墻上安裝兩個探頭 3 6 3聲場型超聲波探測器1 工作原理聲場型超聲波探測器工作原理與前述的多普勒超聲波探測器有所不同 其探測靈敏度也與移動人體的運動方向無關 電路結構如圖所示 振驅放檢判蕩動大波決 發(fā)送換能器接收換能器 2 安裝收 發(fā)機分置的超聲波探測器其控制空間可達幾百立方米 由于可以采用數(shù)對以至十幾對收 發(fā)機并聯(lián)使用的方式 故可以根據(jù)房間的大小分別采用一發(fā) 一收 一控 三發(fā) 三收 一控和六發(fā) 三收 一控等多種不同的布局系統(tǒng) 達到警戒更大空間范圍的目的 如圖所示 安裝在同一側天花板上 異側一發(fā)一收安裝三發(fā)三收安裝 發(fā)射換能器 接受換能器 3 超聲波探測器利用超聲波的哪些特性 1 超聲波有良好的指向性 在超聲波探測中 聲源的尺寸一般都大于波長數(shù)倍以上 聲束能集中在特定方向上 2 超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射 折射 波型轉換 利用這些特性 可以獲得從異質(zhì)界面反射回來的反射波及不同波型 從而達到探測的目的 4 在超聲波探測中為什么要使用脈沖波 1 可使瞬時內(nèi)發(fā)射能量很大 而總能量不大 2 可做時標用 測量超聲波在空間的傳播時間 從而對目標進行定位 3 可顯著減少發(fā)射波與反射波之間干涉區(qū)的長度 4 從工程技術上比較容易制造出脈沖波的超聲波探測器 3 6 4超聲波探測器的主要特點及安裝使用要點1 超聲波探測器屬于空間控制型探測器2 室內(nèi)的密封性要求高 不應有大容量的空氣流動 不能有過多的門窗且需緊閉 應該避開通風設備及氣體的流動 3 房間的隔音性能要好 以減少外界噪聲引起的誤報 4 超聲波對物體沒有穿透性能 因此使用時應避免物體的遮擋 玻璃 隔板 房門等對超聲波的反射能力較差 不應正對安裝 5 超聲波是以空氣作為傳輸介質(zhì)的 因此空氣的溫度和相對濕度會影響其探測靈敏度 當溫度為21 相對濕度38 時 超聲波的衰減最為嚴重 探測范圍也最小 3 7聲控探測器利用聲電傳感器做成的監(jiān)聽頭對監(jiān)控現(xiàn)場進行立體式空間警戒的探測系統(tǒng)通常稱為聲控探測器 2 7 1聲控探測器的組成及基本工作原理1 作用聲控探測器是用來探測人侵者在防范區(qū)域室內(nèi)的走動或進行盜竊和破壞活動 如撬鎖 開啟門窗 搬運 拆卸東西等 時所發(fā)出的聲響 并以探測聲音的聲強來作為報警的依據(jù) 2 結構特點系統(tǒng)結構比較簡單 只需在防護區(qū)域內(nèi)安裝一定數(shù)量的聲控頭 把接收到的聲音信號轉換為電信號 并經(jīng)電路處理后送到報警控制器 當聲音的強度超過一定電平時 就可觸發(fā)電路發(fā)出聲 光等報警信號 其基本組成如圖所示 聲控報警系統(tǒng)主要是由聲控頭和報警監(jiān)聽控制器兩個部分所組成 聲控頭置于監(jiān)控現(xiàn)場 控制器置于值班中心 K 3 7 2聲控探測器的主要特點及安裝使用要點1 聲控探測器屬于空間控制型探測器2 聲控探測器與其他類型的探測器一樣 一般也設置有報警靈敏度調(diào)節(jié)裝置3 采用選頻式聲控報警電路可進一步解決在特定環(huán)境中使用聲控報警器誤報問題 3 8振動探測器警戒對象 1 建筑物振動入侵探測器 當入侵者對建筑物進行打擊時 例如 入侵者在進行鑿墻 鉆洞 破壞門 窗 等破壞活動時能夠響應其引起的機械沖擊并產(chǎn)生報警信號的探測裝置 2 地音振動入侵探測器 對入侵者在探測范圍內(nèi)的地面行走或車輛行駛產(chǎn)生的機械沖擊引起的振動信號能產(chǎn)生報警的探測裝置 3 保險柜振動入侵探測器 當保險柜受到打擊或正常開啟時能響應其引起的振動并產(chǎn)生報警信號的探測裝置 3 8 1振動探測器的基本工作原理1 振動探測器的基本工作原理如圖所示 2 術語 1 振動入侵探測器 在警戒區(qū)內(nèi)能對入侵者引起的機械振動 沖擊 而發(fā)出報警的探測裝置 2 振動傳感器 振動入侵探測器中 能敏感振動沖擊并將其轉換成電信號的部件 3 適調(diào)放大器 振動入侵探測器中 能將傳感器輸出的電信號變換并放大到觸發(fā)器所需電平的部件 4 觸發(fā)器 在振動入侵探測器中 能將適調(diào)放大器輸出電平轉換成繼電器開關狀態(tài)的部件 2 8 2常用的幾種振動探測器震動傳感器是震動探測器的核心部件 常用的震動傳感器有位移式傳感器 機械式 速度傳感器 電動式 加速度傳感器 壓電晶體式 電子式全面型振動傳感器等多種類型 震動探測器基本上屬于面控制型探測器 1 位移 機械 式振動探測器位移 機械 式振動探測器是一種振動型的機械開關 類型有多種 常見的有水銀式 重錘式 鋼球式 當直接或間接受到機械沖擊震動時 水銀珠 鋼珠 重錘都會離開原來的位置而出發(fā)報警 這種傳感器靈敏度低 控制范圍小 只適合小范圍控制 如門窗 保險柜 局部的墻體 鋼珠式雖然可以用于建筑物 但只有4m 左右 很少使用 1 開關觸點常閉式機械震動傳感器 A B C是三根固定垂直放置的金屬桿 D是一個圓球 A B C 為三塊鑲箝在球體上的金屬片 平時圓球表面與三個金屬桿的頂端接點A B C相接觸 其接線如圖 b 所示 將上述組件封裝在同一殼體內(nèi) 即可形成一種特殊結構的觸點常閉的開關 振動傳感器 ABC A B C 報警電路 A ABB C C 2 開關觸點常開式機械震動傳感器 在一塊金屬板上有一個圓孔 在圓孔中心懸有一根細圓金屬棒 棒與板孔之間留有少許的空隙 即構成一個極為簡單的觸點常開式機械振動傳感器 金屬板 金屬棒 2 慣性棒電子式振動探測器 慣性棒震動傳感器由懸掛于兩支鍍金接觸棒之間的鍍金慣性棒構成 接觸任何一端都可構成封閉回路 傳感器因此接收到入侵者的震動沖擊并將信息傳給分析器 在安裝時要注意使探測器上標明的D或N方向垂直向下 D方向向下的交叉金屬架呈60 靈敏度較低 N方向向下的交叉金屬架呈90 靈敏度較高 如圖所示 N方向向下垂直D方向向下垂直 60 慣性棒震動傳感器安裝方法有較大靈活性 可安于垂直或傾斜的墻壁和屋頂上 在常規(guī)靈敏度 N 下 慣性棒和接觸棒安裝成90度角 在低靈敏度 D 下 慣性棒和接觸棒裝成60度角 因此調(diào)整靈敏度時只需將傳感器旋轉180度 采用1至8次多重計數(shù) 可調(diào)整輸入靈敏度和撞擊反應強度 最大程度避免警報錯誤 3 電子式全面型振動探測器所謂全面型振動探測器是指該探測器可以探測到由各種入侵方式 如爆炸 焊槍 錘擊 電鉆 電鋸 水壓工具等所引發(fā)的振動信號 但對在防范區(qū)內(nèi)人員的正常走動則不會引起誤報 它包含了對振動頻率 振動周期和振動幅度三者的分析 三組感應器感應三種不同的振動方式 從而有效地探測出非法入侵所產(chǎn)生的振動 但卻抑制了環(huán)境的干擾因素 其信號分析原理如圖所示 探測振動頻率 如錘擊 鑿 4 電動式振動 速度 探測器 1 組成結構電動式傳感器 它是由永久磁鐵 線圈 彈簧 阻尼器和殼體等組成 如圖所示 2 工作原理當外殼受到振動時 就會使永久磁鐵和線圈之間產(chǎn)生相對運動 由于線圈中的磁通不斷地發(fā)生變化 根據(jù)電磁感應定律 在線圈兩端就會產(chǎn)生感應電動勢 此電動勢的大小與線圈中磁通的變化率成正比 即 中為線圈中的磁通 N為線圈的匝數(shù) 將線圈與報警電路相連 當感應電動勢的幅度大小與持續(xù)時間滿足報警要求時 即可發(fā)出報警信號 3 特點a 傳感器靈敏度高 控制范圍大 穩(wěn)定性較好 b 磁鐵在線圈中的垂直加速位移尤為敏感 c 極高的探測率 適合周界的鋼絲網(wǎng)面振動入 侵 地音振動入侵和建筑物振動入侵探測 d 加工工藝要求較高 因此價格比較高 5 壓電晶體振動 加速度 探測器壓電式探測器的心臟是一片壓電材料 通常是一種表現(xiàn)出獨特壓電效應的人工極化的鐵電陶瓷片 當受到機械應力時 不論張力或壓縮 在它的兩個極面上會產(chǎn)生一個與所加的應力成正比的電荷 即應力越大電荷越多 由此電荷的大小來判斷震動的幅度 同時籍此電路來調(diào)整靈敏度 它適合地音振動入侵探測器和建筑物振動入侵探測器 3 8 3振動探測器的主要特點及安裝使用要點振動探測器基本上屬于面控制型探測器 室內(nèi)應用時明裝 暗裝均可 通常安裝于可能入侵的墻壁 天花板 地面或保險柜上 振動式探測器安裝面應為干燥的平面 與探測面應緊貼牢固安裝 否則不易感受到震動3 安裝于墻體時 距地面高度2 2 4 為宜 探測器垂直于墻面 4 地下使用時埋入深度為10 左右 不宜埋入土質(zhì)松軟地帶 5 振動探測器安裝的位置應遠離強振動干擾源 如旋轉的電機 變壓器 風扇 空調(diào) 如無法避開振動源 則視振動源振動情況 距離振動源1 3米 6 注意在振動探測器頻率范圍內(nèi)的高頻震動 超聲波的干擾容易引起誤報 7 電動式振動探測器主要用于室外掩埋式周界報警系統(tǒng) 3 9雙技術探測器雙技術報警探測器又稱為雙鑒器 復合式探測器或組合式探測器 是將兩種探測技術結合以 相與 的關系來觸發(fā)報警 即只有當兩種探測器同時或者相繼在短暫時間內(nèi)都探測到目標時才可發(fā)出報警信號 3 9 1由單技術探測器向雙技術探測器的發(fā)展各種探測器有其優(yōu)點 但也有其不足之處 單技術的微波探測器對物體的振動 如門 窗的抖動等 往往會發(fā)生誤報警 而被動紅外探測器對防范區(qū)域內(nèi)任何快速的溫度變化 或溫度較高的熱對流等也往往會發(fā)生誤報警 為了減少探測器誤報問題 人們提出互補雙技術方法 即把兩種不同探測原理的探測器結合起來 組成雙技術的組合探測器又稱雙鑒探測器 雙鑒探測器可集兩者的優(yōu)點于一體 取長補短 對環(huán)境干擾因素有較強的抑制作 環(huán)境因素對照表 3 9 2雙技術探測器的種類人們對幾種不同探測技術的方案進行了多種不同組合試驗 如超聲波 微波雙技術探測器 雙被動紅外雙技術探測器 微波 被動紅外雙技術探測器 超聲波 被動紅外雙技術探測器 玻璃破碎聲響 振動雙技術探測器等 并對幾種雙技術探測器的誤報率進行了比較 如表所示 由表中看出 其中以微波 被動紅外雙技術探測器的誤報率為最低 比其他幾種類型的雙技術探測器的誤報率可降低約270倍 比采用各種單技術探測器的誤報率可降低約421倍 實踐證明 把微波與被動紅外兩種探測技術加以組合 是最為理想的一種組合方式 因此 獲得了廣泛的應用 此外 玻璃破碎雙技術探測器也是應用較多的一種雙鑒器 3 9 3微波 被動紅外雙技術探測器1 微波 被動紅外雙技術探測器的工作原理 1 結構原理a 將兩種探測技術的系統(tǒng)部件封裝在同一個殼體內(nèi) b 將兩種探測器輸出信號共同送到 與門 電路 只有當兩種探測技術的傳感器都探測到移動人體時 其輸出為 1 高電平 觸發(fā)報警 c 采用以被動紅外探測技術為主 微波探測技術為輔的工作方式 即在被動紅外探測器探測到可疑目標時 再輔以微波探測器確認 d 其基本工作電原理圖如下所示 與門 報警閥值電路 2 微波 被動紅外雙技術探測器場能結構圖 圖中 細線所示為紅外探測視區(qū) 粗線所示為微波探測視區(qū) 3 微波 被動紅外雙技術探測器安裝要求 1 在警戒范圍內(nèi)兩種探測器的靈敏度盡可能保持均衡 2 探測器軸線與警戒區(qū)的方向成45 夾角為最佳說明 微波探測器一般對縱向移動目標最敏感 而被動紅外探測器則對橫向切割視區(qū)的人體移動最敏感 因此為使這兩種探測傳感器都處于較敏感狀態(tài) 在安裝微波 被動紅外雙鑒探測器時 宜使探測器軸線與警戒區(qū)的方向成45 夾角 4 提高工作可靠性所采取的技術措施 1 采用雙邊獨立浮動閥值技術 IFT技術 又稱動態(tài)閾值調(diào)節(jié)技術 人體信號 報警 報警閥值固定 報警閥值不固定 干擾信號 不報警 a b 2 組成三鑒探測器或四鑒探測器為了更好地達到低漏報率 低誤報率和高準確探測率的要求 在雙鑒探測技術基礎上采用智能分析與控制技術 a 技術組成 采用被動紅外 微波監(jiān)控技術和微處理器智能分析技術的雙鑒探測器稱為三鑒探測器 在三鑒探測器的基礎上再采用IFT技術的探測器稱為四鑒探測器 b 工作原理三鑒探測器仍是以紅外探測為主導 微波探測為輔助 微處理器進行智能化分析處理的綜合探測技術 當被動紅外探測器與微波探測器發(fā)現(xiàn)目標后 并在兩種信號均有效的情況下 通過微處理器識別確認 符合報警輸出條件時 由微處理器給出報警信號 使探測器在整體性能上更趨優(yōu)越 和穩(wěn)定 c 三鑒探測器電路結構模型 報警輸出 三鑒探測器工作過程 i 被動紅外傳感器感受移動人體目標溫度與背景溫度差異 並將溫度差異轉換成模擬電信號 ii 合置式微波探測器根據(jù)多普勒效應探測人體移動目標 並將人體目標的移動速度轉換成電信號頻率的變化 iii 放大器對傳感器輸出的微弱模擬電信號進行幅度放大 iv A D轉換器將放大后的模擬電信號轉換成數(shù)字電信號v 微波監(jiān)控器接受微處理器指令 控制及檢測微波探測系統(tǒng)的工作狀態(tài)vi 微處理器分別對經(jīng)過數(shù)字化處理的被動紅外探測信號和微波探測信號進行智能化分析處理 在被動紅外探測器發(fā)出有效報警信號同時由微處理器發(fā)出指令 通過微波監(jiān)控器控制微波探測器進入工作狀態(tài) 并在兩種探測信號均有效的情況下 由微處理器識別確認后給出報警信號 3 設置幾種微波工作頻率供選擇 根據(jù)安裝現(xiàn)場干擾情況 任意選取其中一種頻率作為該雙鑒探測器工作頻率 4 采用K 波段微波技術 a 電波名稱 40GHZ27GHZ18GHZ12GHZ8GHZ4GHZ2GHZ1GHZ b K波段微波的優(yōu)點i K 波段微波信號的波長短 可將微波信號局限在室內(nèi) 這無疑可以進一步減少潛在的誤報因素 參看下表所表明的微波信號受到墻壁和窗戶阻擋后的典型衰減值 ii 可以實現(xiàn)微波視區(qū)成型技術例 采用不同波段不同形狀的微波天線所形成的探測視區(qū) 其中細線為紅外探測區(qū) 粗線為微波探測區(qū) 以11米長度的房間為例 另 在K波段時 當調(diào)整微波探測器的靈敏度時 微波視區(qū)形狀始終保持不變 5 采用雙電子溫度補償措施 6 采用白片菲涅耳透鏡片 7 使用電子濾波器 8 增加俯視區(qū)反射鏡式光路系統(tǒng) 9 進一步提高雙鑒器的抗射頻干擾能力 3 微波 被動紅外雙技術探測器的主要特點及安裝使用要點 1 雙技術探測器比單技術探測器的價格要貴些 但其可靠性要遠高于單技術探測器 2 安裝時要使兩種探測器的靈敏度都達到最佳狀態(tài)是比較難做到的 3 對環(huán)境干擾因素有較強的抑制作用 因而對安裝環(huán)境的要求不十分嚴格 通常只要按照使用說明書的要求進行安裝即可滿足防范要求 安裝和使用都更為方便 2 9 4超聲波 被動紅外雙技術探測器1 采用與微波 被動紅外雙鑒器相同的原理 將超聲波與被動紅外兩種探測技術組合在一起 2 超聲波 被動紅外雙鑒器不宜安裝在通風好 空氣流動大的位置 因為這一環(huán)境因素不僅會使室內(nèi)超聲波的能量分布發(fā)生變化而導致超聲波探測器的誤報警 同時也會因空氣流動所引起的背景物體的溫度發(fā)生變化 而引起紅外探測器的誤報警 3 超聲波不會穿過墻壁或窗門探測 所以對室外的一切移動物體不會造成誤報警 在這一點上優(yōu)于前一種雙技術探測器 2 9 5一體式 組合式 和分體式 分離式 雙技術探測器的區(qū)別1 一體式 組合式 雙鑒探測器將兩種探測器裝在同一殼體內(nèi) 并通過 與門 電路處理后 實現(xiàn)報警的雙技術探測器就構成了一體式雙鑒器 2 分體式 分離式 雙鑒探測器將兩種探測器分別安裝在兩個殼體內(nèi) 并放置在室內(nèi)的不同位置 而最終再將兩個探測器的輸出信號送到與門電路處理后再實現(xiàn)報警 這樣的雙技術探測器就構成了分體式雙鑒器 3 分體式 分離式 雙鑒探測器優(yōu)點采用分體式雙鑒器雖然在安裝上增加了麻煩 但可以進一步提高雙鑒器的探測率 因為無論是超聲波多普勒型探測器還是微波多普勒型探測器均對面向或背向探測器的徑向移動有著最大的探測靈敏度 而被動紅外探測器則對橫向穿越光束控制區(qū)的移動人體有著最大的探測靈敏度 如果在安裝時將這兩種探測器的徑向安排成相互垂直的狀態(tài) 則對移動人體的探測靈敏度將會提高 4 分體式 分離式 雙鑒探測器最佳安裝方位 超聲波探測器或微波探測器 被動紅外探測器 3 10玻璃破碎探測器1 作用專門用來探測玻璃破碎功能的一種探測器 當入侵者打碎玻璃試圖作案時 即可發(fā)出報警信號 2 主要分類 1 聲控型的單技術玻璃破碎探測器 2 聲控型與振動型雙技術玻璃破碎探測器 3 次聲波與玻璃破碎高頻聲響雙技術玻璃破碎探測器 3 10 1聲控型單技術玻璃破碎探測器的基本工作原理1 電路結構模型聲控型玻璃破碎探測器與前述的聲控探測器的工作原理很相似 其組成方框圖如圖所示 10 15KHz 2 工作原理玻璃破碎時發(fā)出響亮而刺耳的聲響頻率是處于在 10 15 KHZ的高頻段范圍之內(nèi) 將帶通放大器的帶寬選在 10 15 KHz的范圍內(nèi) 就可將玻璃破碎時產(chǎn)生的高頻聲音信號取出 從而觸發(fā)報警 但對人的走路 說話 雷雨聲等產(chǎn)生的聲響頻率卻具有較強的抑制作用 從而可以降低誤報率 3 10 2聲控 振動型雙技術玻璃破碎探測器聲控 振動型雙技術玻璃破碎探測器是將聲控探測與振動探測兩種技術組合在一起 只有同時探測到玻璃破碎時發(fā)出的高頻聲音信號和敲擊玻璃引起的振動時 才能輸出報警信號 因此 與前述的聲控式單技術玻璃破碎探測器相比 可以有效地降低誤報率 增加探測系統(tǒng)的可靠性 它不會因周圍環(huán)境中其他聲響而發(fā)生誤報警 因此 可以全天時 24小時 地進行防范工作 3 10 3次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙鑒玻璃破碎探測器1 次聲波產(chǎn)生的原因次聲波是頻率低于20Hz的聲波 屬于不可聞聲波 1 經(jīng)過實驗分析表明 當敲擊門 窗等處玻璃 此時玻璃還未破碎確 時 會產(chǎn)生一個超低頻的彈性振動波 這種機械振動波屬于次聲波范圍 當玻璃破碎時 發(fā)出的是一種高頻聲波 2 房間內(nèi)部與外部的環(huán)境 在溫度 濕度 氣壓 氣流等方面存在著一定的差異 2 次聲波探測技術采用具有選頻作用的聲控探測技術 即可探測到次聲波的存在 其簡化方框圖如圖所示 3 次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙技術玻璃破碎探測器次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙技術玻璃破碎探測器只有當探測到玻璃破碎時產(chǎn)生的次聲波和高頻聲響時才會觸發(fā)報警 采用此種探測器可以有效的減少誤報警 4 玻璃破碎探測器的主要特點及安裝使用要點 1 玻璃破碎探測器適用于一切需要警戒玻璃防碎的場所 2 安裝時應將聲電傳感器正對著警戒的主要方向 3 安裝時要盡量靠近所要保護的玻璃 盡可能地遠離噪聲干擾源 以減少誤報警 4 不同種類的玻璃破碎探測器 根據(jù)其工作原理的不同安裝位置不一樣 有的需要安裝在窗框旁邊 一般距離框5cm左右 有的可以安裝在靠近玻璃附近的墻壁或天花板上 但要求玻璃與墻壁或天花板之間的夾角不得大于90 以免降低其探測力 次聲波 玻璃破碎高頻聲響雙鑒式玻璃破碎探測器安裝方式比較簡易 可以安裝在室內(nèi)任何地方 只需滿足探測器的探測范圍半徑要求即可 其安放位置如圖所示 5 也可以用一個玻璃破碎探測器來保護多面玻璃窗 6 窗簾 百頁窗或其他遮蓋物會部分吸收玻璃破碎時發(fā)出的能量 7 探測器不要裝在通風口或換氣扇的前面 也不要靠近門鈴 以確保工作可靠性 9 目前的探測器還將玻璃破碎探測器與磁控開關或者被動紅外探測器組合在一起 3 11入侵報警系統(tǒng)的信號傳輸方式1 入侵報警系統(tǒng)信號的傳輸路徑 被探測物理量 入侵探測器 區(qū)域控制器 集中控制器 外圍設備 上級報警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 報警控制信號 遠程 集中控制型系統(tǒng)模型圖 入侵探測器 擴充模塊 報警主機 外圍設備 上級報警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 報警控制信號 遠程 被探測物理量 主機型系統(tǒng)模型圖 總結 信號的流向及對信號處理的要求決定了系統(tǒng)各設備之間的聯(lián)接關系系統(tǒng)內(nèi)各設備安裝的地域位置要求不同 決定了各設備之間的傳輸方式說明 聯(lián)接方式的選取必須以便利 經(jīng)濟 高效 安全 可靠為原則 2 入侵報警系統(tǒng)信號的傳輸方法 一般有 有線 無線 有線 無線三種方式 例如 入侵探測器與防盜報警控制器之間的信號傳輸有 1 有線 有四路 六路 八路 十六路等 2 無線 有四路 六路 八路 十六路等 3 有線 無線 有八路無線 八路有線 四路無線 四路有線等 3 11 1有線傳輸1 傳輸媒介 平行線 雙絞線 市內(nèi)電話電纜 屏蔽 或不屏蔽 通用多芯線纜等 2 傳輸方式 專用線路傳輸 借用線路傳輸 1 專用線路傳輸專用線路傳輸是專為報警系統(tǒng)信號的傳輸而敷設 不作它用 專用線路信號傳輸按信號收集方式分有兩類 1 并行信號傳輸方式 多線制傳輸 控制器對探測電信號的收集方式 采用一點對多點方式 各探測器輸出的探測電信號獨自傳送 不共線 多線制傳輸模式 控制器 探測器 DS7400在自帶八防區(qū)或再增補使用DS7433八防區(qū)擴充模塊情況下采用的傳輸方式 特點 a 根據(jù)控制器的輸入端口便可以區(qū)分防區(qū)地址 b 系統(tǒng)中的某一點失靈 只會使系統(tǒng)的一部分收到損害 c 報警反應快 不易受干擾 可靠性較高 缺點 a 線路成本費用高 工程布線或系統(tǒng)維修麻煩 b 擴容不便 2 串行信號傳輸方式 總線制 各探測點均設有一個地址編碼器作為探測器的區(qū)分標記 各探測器輸出的探測信號連同其編碼器輸出的地址碼一起 按先后次序沿公共線 總線 串行送入控制器 總線制傳輸模式 DS7400主機在采用DS7430單總線擴充模塊和DS7457i或DS7465單防區(qū)擴充模塊情況下的傳輸方式 3 串 並行信號傳輸方式 總 分線結合制 控制器 SSSSSS 擴充模塊擴充模塊擴充模塊 總線 DS7400主機采用DS7430單總線擴充模塊和DS7432八防區(qū)擴充模塊傳輸方式 總線制特點 a 便于系統(tǒng)的大型化 總線制使用線材少 線路施工量低 維護 擴充方便 b 線上並接不同功能 不同種類的探測器 c 便于系統(tǒng)智能化 通過編碼技術 實施遠程遙控 遙測作業(yè) 從而完成對探測器工作狀態(tài)的遠程控制和自動檢測任務 d 便于系統(tǒng)組網(wǎng) 由區(qū)域控制器構成基本報警系統(tǒng) 然后用總線將若干基本系統(tǒng)的區(qū)域控制器與集中控制器連接起來 構成實際中常用的區(qū)域 集中兩級報警網(wǎng) 它的防區(qū)布局可十分靈活 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 一 並行 並行傳輸組網(wǎng)方式 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 ADAD AD 二 串行 串行傳輸組網(wǎng)方式 區(qū)域控制器 集中控制器 區(qū)域控制器 區(qū)域控制器 三 串行 並行傳輸組網(wǎng)方式 總線制缺點 a 總線制傳輸對信號處理技術要求較高 b 系統(tǒng)可靠性不如并行信號傳輸方式 分線制傳輸 當某一傳輸節(jié)點短路時將造成整個總線癱瘓 解決辦法 設置短路保護器 根據(jù)采用總線數(shù)目的不同 現(xiàn)有總線制主要分為4總線制 3總線制 2總線有極性制 2總線無極性制等類型 其中 2總線制特別是2總線無極性制作為近年發(fā)展起來的一種新技術 以其良好的性能 已顯露出它的發(fā)展優(yōu)勢 總線發(fā)展趨勢 2 借用線路傳輸方式 1 借用公用電話網(wǎng) PSTN 集中控制器 上級報警指揮中心 監(jiān)控現(xiàn)場附近 本地值班控制中心 區(qū)域控制器 二級本地電話網(wǎng)全覆蓋網(wǎng)絡結構 匯接局 終端局終端局終端局 遠程 特點 a 無警情時不占用線路 對電話正常使用毫無影響 b 便于報警信號的遠距離傳輸 適合城市或大型企事業(yè)單位內(nèi)部進行遠距離 大范圍組網(wǎng) c 報警及時性 安全性和可靠性方面不如專線傳輸方式 2 公共網(wǎng)絡傳輸 各報警防區(qū)通過網(wǎng)絡傳輸設備與報警控制主機采用公共網(wǎng)絡相聯(lián) 公共網(wǎng)絡可以是有線網(wǎng)絡 無線網(wǎng)絡 也可以是它們的組合 利用建筑物內(nèi)已建好的各種網(wǎng)絡 電話網(wǎng) 電力網(wǎng) 等傳輸報警信號十分方便 是一種頗具發(fā)展的傳輸方式 a 借用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng) 中心主處理機 多串口卡 PC 集中控制站 1 集中控制站 N 區(qū)域控制站 區(qū)域控制站 E1 DDN ISDN 區(qū)域控制站 區(qū)域控制站 報警顯示器 E1 E1 E1 E1 麥克風 網(wǎng)絡名稱解釋 E1 2048Kbit s標準接口DDN 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)ISDN 綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)PSTN 公用電話網(wǎng) 區(qū)域控制站 煙感 門禁 紅外 遠端處理器 RMP 報警控制器 集中控制站 特點 a 借用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)可以在一條線路上實現(xiàn)語音 傳真 可視圖文 圖像和數(shù)據(jù)等各種信息的傳輸 b 采用數(shù)字信道 可以獲得較高的通信質(zhì)量和可靠性 b 借用電力網(wǎng)線 1 通過載波方式將報警信號調(diào)制在電力線的空閑頻段 2 載波頻率必須遠高于5