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入侵探測技術

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入侵探測器是用來探測入侵者的移動或其他動作的電子及機械部件所組成的裝置。包括主動紅外入侵探測器、被動紅外入侵探測器、微波入侵探測器、微波和被動紅外複合入侵探測器、超聲波入侵探測器、振動入侵探測器、音響入侵探測器、磁開關入侵探測器、超聲和被動紅外複合入侵探測器等。

1 入侵探測技術 -什麼是入侵探測技術

  入侵探測器是用來探測入侵者的移動或其他動作的電子及機械部件所組成的裝置。包括主動紅外入侵探測器、被動紅外入侵探測器、微波入侵探測器、微波和被動紅外複合入侵探測器、超聲波入侵探測器、振動入侵探測器、音響入侵探測器、磁開關入侵探測器、超聲和被動紅外複合入侵探測器等。

  入侵探測器的功能原理

  每一種入侵探測器都具有在保安區域內探測出入員存在的一定手段,裝置中執行這種任務的部件稱為探測器或感測器。

  理想的入侵探測器僅僅響應人員的存在,而不響應如狗、貓及老鼠等動物的活動,也不響應室內環境的變化,如溫度、濕度的變化及風、雨聲音和振動等。要做到這一點不很容易,大多數裝置不但響應了人的存在,而且.對一些無關因素的影響也產生響應。對報警器的選擇和安裝也要考慮使它對無關因素不作響應,同時信號的重複性要好。

  設計報警裝置時首先要掌握和分析各種入侵行動的特點。入侵者在進入室內時首先要排除障礙,他必須打開門窗,或在牆上、地板和頂棚上開洞。因此可以安裝一些開關報警器,使入侵者剛開始行動時就觸發開關。另一個應考慮的特點是光和紅外線不能透過人體,因此可以利用安裝光電裝置的方法來探測入侵活動。

  還有一個十分重要的特點是人體正常體溫能發射紅外線,利用紅外線感測器就可探測出人體輻射的熱量。此外,入侵者在行竊時不可避免的要發出聲響,使用聲控感測器便可探測室內發出的異常聲響。利用超聲波和微波入侵探測器是根據人體的移動會幹擾超聲波或電磁場的原理而工作的。

  各種探測器有各自不同的工作原理,它們各有優缺點。要使探測器在任何場合都能有效地發揮作用,就應該進行精心選擇、精心安裝,安裝時應儘可能考慮到對探測器的保護措施。

  由於家庭、商店、團體和企業等部門各自的情況不同,使用的入侵探測器也不盡相同。為了獲得最佳保安效果,通常需要根據用戶的實際情況對報警系統進行裁剪,這樣才能使探測器更好地發揮作用。

  沒有入侵行為時發出的報警叫做誤報。誤報可能由於元件故障或某些外界影響而造成,它所產生的惡劣後果是 不堪設想的,最輕的後果是因為增加了許多不必要的麻煩而使人感到厭煩,從而大大降低報警器的可信度。可以設想,如果商店和庫房管理人員經常由於誤報而被從床上叫起,他們就不會願意使用這種報警裝置。最壞的後果是它使警察或保安人員毫無必要地火速趕到現場,這樣他們本身的安全和周圍人們的安全都會受到危害。因此,誤報是報警器的致命弱點。

2 入侵探測技術 -各種類型的探測器

1)微波多普勒入侵探測器

  常常被稱為雷達報警器,因為它實際上是一種多普勒雷達。是應用多普勒原理,輻射一定頻率的電磁波,覆蓋一定範圍,並能探測到在該範圍內移動的人體而產生報警信號的裝置。

  從技術上講,一般要求探測器應由一個或多個感測器和信號處理器組成,探測器應具有能改變探測範圍的方法。

  微波多普勒入侵探測器如果安裝恰當就很難被破壞。利用微波探測器還可以用一台設施來保護兩個以上的房間。微波入侵探測器對於捕獲躲藏起來的竊賊非常有效,只要躲藏的人進入保安區域就會觸發報警器。

  微波入侵探測器的主要缺點是安裝要求較高,如果安裝不當,微波信號就會穿透裝有許多窗戶的牆壁而導至頻繁的誤報。另一個缺點是它會發出對人體有害的微量能量,因此必須將能量控制在對人體無害的水平。此外,微波報警裝置會受到空中交通和國防部門所用的高能量雷達的干擾。

2)超聲波入侵探測器

  超聲波入侵探測器與微波入侵探測器原理一樣,也是應用多普勒原理,通過對移動人體反射的超聲波產生響應,從而引起報警,超聲波入侵探測器利用超聲波的波束探測入侵行為,與微波入侵探測器一樣是最有效的保安設施之一。超聲波報警器必須對保安區域內微小運動非常敏感,同時又不會受氣流的影響。

  超聲波報警裝置的有效性取決於能量在保安區域內多次反射。像牆壁、桌子和文件櫃這樣的硬表面對聲波具有很好的反射作用,而地毯、窗帘和布等軟質材料則是聲波的不良反射體。因此,具有堅硬牆壁這樣反射表面的小區域,比裝有壁毯和許多窗帘的辦公室所需的感測器少。充滿軟質材料的區域最好使用其他保安方法。

  另外,如果房間里通風很好,或是房間的某個部位在加溫,使空氣流動較大,就會使相對安裝的超聲波報警器發生誤報。因為在空氣流動較大的情況下,如果發射信號順風時,發出的超聲波到達接收機的速度就會較靜止時快,這樣一來,駐波波形就會被破壞,從而觸發報警器。

3)主動紅外入侵探測器

  發射機與接收機之間的紅外輻射光束,完全或大於給定的百分比部分被遮斷能產生報警狀態的探測裝置。

  主動紅外入侵探測器一般由單獨的發射機和接收機組成,收、發機分置安裝,性能上要求發射機的紅外輻射光譜應在可見光光譜之外。為防止外界干擾,發射機所發出的紅外輻射必須經過調製,這樣當接收機收到接近輻射波長的不同調製頻率的信號,或者是無調製的信號后,就不會影響報警狀態的產生和干擾產生的報警狀態。

4)被動紅外入侵探測器

  當人體在探測範圍內移動,引起接收到的紅外輻射電平變化而能產生報警狀態的探測裝置。

  對靈敏度的要求是,當人體正常著裝,以每秒一步的速度,在探測範圍內任意作橫向運動,連續步行不到3米,探測器便能產生報警狀態。

  被動紅外入侵探測器採用熱釋電紅外探測元件來探測路動目標。只要物體的溫度高於絕對零度,就會不停地向四周輻射紅外線,利用移動目標(如人、畜、車)自身輻射的紅外線進行探測。

  與其他類型的保安設備比較,被動紅外入侵探測器具有如下特點:

  1、不需要在保安區域內安裝任何設備,可實現遠距離控制;

  2、由於是被動式工作,不產生任何類型的輻射,保密性強,能有效地執行保安任務;

  3、不必考慮照度條件,晝夜均可用,特別適宜在夜間或黑暗條件下工作;

  4、由於無能量發射,沒有容易磨損的活動部件,因而功耗低、結構牢固、壽命長、維護簡便、可靠性高。

5)微波和被動紅外複合入侵探測器

  將微波和被動紅外兩種單元組合於一體,且當兩者都處於報警狀態才發出報警的裝置。這種複合探測器由微波單元、被動紅外單元和信號處理器組成,並裝在同一機殼內。微波和紅外探測範圍大小相當且重疊,在機殼內有調節兩者重疊的裝置。

6)機電探測器

  最簡單的入侵探測器,由圍繞保護區域的閉合電路所組成,一旦入侵者進入該區域,即會破壞電路而觸發報警。

  機電探測器包括:

  1、金屬箔探測器。最常用的機電探測器是將金屬箔或金屬帶裝在門窗上形成探測電路的組成部分,由於入侵行為而損壞金屬箔時就會觸發報警;

  2、門窗開關。門窗開關可用於機電入侵報警器;

  3、玻璃破碎探測器。在各類偷盜案件中,案犯以暴力手段打破玻璃門窗而侵入室內作案的案例佔有相當大的比例,因此玻璃破碎探測器在防盜報警中具有很大的使用價值;

  4、傾斜與振動開關。顧名思義,所謂傾斜開關或振動開關就是能敏感傾斜或振動而進行開、關的器件。

  機電探測器最基本的優點是它的工作原理簡單,電路元件很少,因此可靠性相對較高。只要安裝與維護得當,再加裝備份的隱蔽開關,報警器可具有較好的保安性能,它可作為較高級報警系統的極好後備系統;另外,由於機電探測器可以看得見並易於識別,所以對大多數「業餘」竊賊和破壞分子有一定的威懾作用,對於慣犯也有一定迷惑作用。比如說,當他發現機電報警器后,便會信心十足地先設法損壞報警器,然後放心地開始作案,這時他就可能觸發更高級的報警系統。

  但是機電探測器不可能保護所有可能進入保護區的通道,即使所有的門窗都裝上這種探測器,入侵者仍可穿過牆壁、頂棚或地板而侵入室內。機電探測器的另一缺點是它的安裝問題,如果缺乏想象力和安裝經驗,就不易取得好的效果。它的敏感元件十分暴露,容易被案犯處理后失效。

7)光電探測器

  光電探測器利用光線具有直線傳播的特點,因此它適合於探測出入口或較開闊而沒有物體阻擋光束的區域。如果區域較大,可以使用鏡子來反射光。光電探測器的主要缺點是,它不適用於短而又不直的通道。若用於短而不直的通道,則需使用多面鏡子,而每面鏡子的安裝位置不準或被沾染污物都會造成誤報。另外入侵者還可能利用鏡子反射光束,使光束不被阻斷的方法潛入保安區內而不被探測出來。

8)光探測器

  光探測器是一種不用光源驅動的光探測器。這種裝置可自動測出保安區內的光線強度,並能對突然的變化作出反應。

9)紅外體溫探測器

  紅外體溫探測器是光探測器的另一種形式,它可由入侵者身體發出的熱能觸發。這種探測器不會響應室溫上升或下降的變化。但是當溫度約等於人體溫度的目標(如入侵者)從敏感區域進入非敏感區域時,報警器就能檢測出輻射的差別,並觸發報警。紅外體溫探測器的靈敏度很高,而且不容易被破壞。但如果入侵者的體溫與室內環境的溫度一致,那麼報警器就會失效,實際上這是很難實現的。

10)接近探測器

  接近探測器是一種當入侵者接近它(但還未碰到它)時能觸發報警的探測裝置。在室外應用接近探測器時很容易發生誤報,必須在應用時採取特殊的措施。最常見的影響是溫度和濕度的變化,下雨時,影響就更大了,要採用高級的絕緣材料來支承放感導線,以便將雨水的影響減小到最低限度。

  接近探測器更適用於室內,如對寫字檯、文件櫃等一些特殊物件提供保護。通常被保護的物件是金屬的,實際上可以構成保護電路的一部分。敏感導線接到柜子的框架上,作為敏感電路中電容器的一個極板。

  接近探測器非常適合於對特定物件的保護。它的最突出優點是可以很方便地將被保護物體當作電路的一部分,因而只要有人試圖破壞系統時,就會立即觸發報警。

  接近探測系統的主要優點是多用性和通用性,它幾乎可用來保護任何物體,而且不會被幾米以外的干擾所激發。一旦有人靠近珠寶箱、文件櫃行竊時,便會觸發報警,但在附近的正常業務工作可以照常進行。

  接近探測系統的主要缺點是太靈敏,如果為了適應某一種應用而把靈敏度調得太高時,容易造成頻繁的誤報。與其他系統不同,它不可能將電源插頭一插就能使系統正常工作,而必須進行一定的調整,使誤報的概率降低到最低限度。

11)音響入侵探測器

  除了可用於門戶的入口控制以外,還可用來監控入侵者出現的區域,但這時警衛人員必須一直監聽著是否有入侵行動所發出的聲音。但另一方面,入侵者一般又都是儘可能地不出聲的,尤其是一個警衛要監控幾個不同的區域時困難就更大了。增加一個觸發電路便可克服上述缺點。

  音響入侵探測器材有許多局限性。在正常條件下,當背景雜訊在很寬的範圍內變化時,這種探測器很容易造成誤報。對於門窗上掛有較厚的帘子、地面鋪有厚地毯的場合也不適用。此外,有的部門機械設備晝夜自動地接通斷開會產生不停的聲音,這時也不宜使用上述探測器。音響入侵探側器的突出優點是,它可用來鑒別引起報警的原因。

12)振動入侵探測器

  振動探測器與音響入侵探測器實質上是相同的。振動系統的感測器是一個振動探測器,這種探測器必須要有機械位移才能產生信號;振動探測器材最適合於如文件櫃、保險箱等貴重、機要特殊物件的保護,也適宜於與其他系統結合使用,來防止盜賊破牆而入。振動探測器的有效性與應用的正確與否有很大關係。它常常用來對某些一般情況下有人員在活動的保護區內的特殊物件提供保護。

3 入侵探測技術 -入侵探測技術市場應用分析

  從2005年起,一種基於視頻運動分析檢測技術的入侵探測器技術開始在中國出現,但基本上都是屬於國外的品牌或產品,暫時還沒有國內的成熟技術所轉化出的產品。但國內有很多研究單位或機構都對此技術進行了研究,並取得了很好的研究成果,相信不久的將來,以國內的視頻運動分析檢測技術為核心的入侵探測產品便可以出現在市場上。

  從入侵探測技術的市場上來看,隨著監控技術的進一步發展,監控領域也越來越擴大,可以說在許多土木建設、工程項目中,監控已成為「標配」,無處不在的監控遍布我們生活的每一個角落。

  與此同時,對於入侵探測技術的需求也越來越大。監控系統發展了,攝像頭越來越多,監管人員不可能隨時盯著每一個攝像頭,這就需要採用一種自動報警的技術代替監控人員對目標區域或目標周界實現監測,一旦發現入侵則及時報警,提醒監管人員注意,以加強安全防範。

  目前來說,紅外對射、激光對射、震動電纜等入侵探測技術是較為成熟的技術,應用也非常廣泛,並且在短時間內仍將是市場的主流。但隨著基於視頻運動分析檢測技術的入侵探測技術的發展,這一新的技術將越來越受到人們的關注,其應用也會越來越廣,適應性也會越來越強,也必將成為未來入侵探測技術市場的主角。

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