Рис. 37. Радиолучевая система ERMO 482Х фирмы CIAS (Италия)
Новые датчики отличаются от своих «аналоговых» предшественников наличием встроенных систем цифровой обработки сигналов. Система позволяет не просто регистрировать появление посторонних объектов в зоне чувствительности, а сохранять в энергонезависимой памяти характерные образы, связанные с вторжением нарушителя (идущий, бегущий или ползущий человек). Сигналы на выходе приемного 6лока сравниваются с хранимыми в памяти типовыми образами и при совпадении с эталоном система генерирует сигнал тревоги Датчик отслеживает параметры окружающих условий и автоматически корректирует алгоритм обработки сигналов.
Программа настройки датчика ERM0482X позволяет сформировать чувствительную зону с сечением не в виде круга, а в виде вертикально ориентированного эллипса. Это позволяет отстраиваться от влияния деревьев, оград и других предметов, расположенных на краях чувствительной зоны. Во встроенной памяти системы ERM0482X хранятся 100 «аналоговых» событий (изменения уровня сигнала, температура воздуха, напряжение питания) и 256 «цифровых» событий (сигналы тревоги, изменения параметров системы и др.). Для дистанционной диагностики и настройки датчиков с помощью компьютера и специальной программы MWATEST используется интерфейс RS485. Однопозиционные радиолучевые датчики, объединяющие в одном корпусе передатчик и приемник, часто используются для охраны участков периметра небольшой протяженности. Американская компания Perimeter Products, Inc. выпускает так называемые Тактические Микроволновые Портативные Сенсоры (Tactical Microwave Portable Sensors) серии TMPS-21000
23.Радиоволновые системы
Чувствительным элементом такой системы является два или несколько расположенных параллельно проводников (кабелей), к которым подключены передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей такой открытой антенны образуется объемная чувствительная зона, поперечное сечение которой зависит от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется, и система генерирует сигнал тревоги. В конце 1990-х годов канадская компания Senstar-Stellar выпустила систему Perimitrax, в которой в качестве активных кабелей используются специально разработанные коаксиальные кабели с продольными зазорами во внешних оплетках. Отличительная черта кабелей состоит в том, что ширина зазора оплетки увеличивается по мере удаления от приемо-передающего блока. Этим достигается однородность чувствительности вдоль всей зоны охраны (длина зоны до 200 м). Датчики системы Perimitrax выпускаются в двух вариантах. В первом варианте сенсор представляет собой пару из коаксиальных кабелей, конструктивно объединенных в общей защитной оболочке с внешним сечением 8,5x15 мм. Во втором варианте сенсор состоит из пары отдельных кабелей, располагаемых на расстоянии 2 м друг от друга. Излучатели и приемники системы работают на двух фиксированных частотах -- 40,675 и 40,685 МГц. По заявлениям изготовителей, система обеспечивает 99%-ную вероятность обнаружения нарушителя массой более 34 кг.
С 1996 г. английская компания Geoquip выпускает радиоволновую систему RAFID. Два параллельных коаксиальных кабеля выполняют роль передающей и приемной антенн. Медная оплетка кабелей имеет регулярные отверстия, обеспечивающие излучение и прием электромагнитного поля. Система RAPID устанавливается на жестких оградах (бетон, кирпич, дерево) или непосредственно в грунте. Для обработки сигналов применен цифровой процессор, обрабатывающий сигналы изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала. Выбор алгоритмов обработки позволяет гибко настраивать систему в зависимости окружающих условий и выбранного критерия срабатывания (приближение человека к стене, движение вдоль стены, перелезание через стену и т.п.).
В 2003 г. компания Geoquip объявила о выпуске «быстроразворачиваемой» версии радиоволновой системы, получившей название RAFID-RDS. Новая система предназначена для охраны временных объектов и применяется в основном для военных целей. Сенсорные кабели укладываются непосредственно на грунт; электронные блоки системы снабжены специальными разъемами и могут быть дополнены радиоканальной аппаратурой передачи сигналов тревоги. Итальянская компания GPS Standard в 2002 г. объявила о выпуске радиоволновой системы RFC, предназначенной для скрытой установки под землей (Рис. 3). Современные методы обработки сигналов позволяют обнаруживать и классифицировать различные объекты (человек, автомобиль, собака и т.п.), которые находятся на линии охраны или пересекают ее.
Рис. 38. Электронный блок и сенсорные кабели радиоволновой системы RFC фирмы GPS Standard (Италия)
24.Системы с волоконно-оптическими кабелями
Волоконно-оптические кабели, используемые обычно для передачи информации, можно использовать и в качестве датчиков для периметральных охранных систем.
Деформация оптического кабеля, прикрепленного к эластичной ограде, изменяет его оптические параметры (показатель преломления и др.) и, как следствие, характеристики прошедшего через волокно излучения. В 2000 г. канадская компания Senstar-SteUar выпустила волоконно-оптическую охранную систему IntelliFIBER.
Сенсорный кабель содержит две оптических жилы в защитной оболочке; сенсор крепится непосредственно к ограде (Рис. 4). В качестве процессора в системе использован электронный блок ранее разработанной системы Intelli-Flex, дополненный интерфейсами для подключения оптического кабеля. Максимальная протяженность одной зоны охраны с волоконно-оптическим сенсором составляет 2 км.
Рис. 39. Волоконно-оптический датчик системы IntelliFIBER на сетчатой ограде
Аналогичное по назначению оборудование выпускают английская компания Remsdaq (система SabreFonic), израильская фирма TRANS Security Systems and Technology (система F-7000-FODS) и др. Одним из применений волоконно-оптических систем является защита подводных рубежей -- границ акваторий, морских буровых установок и т.п. Датчики таких систем выполняют в виде ячеистых сеток из оптических кабелей (системы Aquamesh фирмы Remsdaq, F-8000-Marinet фирмы TSS и др.). По всей сети распространяется импульсное ИК излучение. Системы выдают сигнал тревоги при натяжении или при обрыве волокна в любой из ячеек сети.
Американская компания Fiber SenSys inc. выпускает несколько волоконно-оптических периметральных систем серии Fiber Defender. Модель FD-205 предназначена как для охраны оград и стен, так и для подземной установки. В последнем случае система регистрирует человека, идущего по поверхности специально подготовленного грунта. Максимальная протяженность одной зоны охраны составляет 2000 м. Система использует цифровую обработку сигналов сенсоров; процессор системы (Рис. 5) позволяет автоматически адаптировать параметры системы в зависимости от шумов ограды, создаваемых ветром, а также отстраиваться от шумов идущего рядом транспорта.
Рис. 40. Процессор системы FD-205 с волоконно-оптическими кабелями (фирма Fiber SenSys Inc., США)
Процессоры монтируются на ограде. До 127-ми процессоров можно включить в единую систему с помощью одного коммуникационного волоконного кабеля.
Система FD-208 предназначена для объектов с неблагоприятными условиями для работы электронной аппаратуры (электромагнитные помехи, агрессивные среды и т.п.). Все процессоры устанавливаются в стойке на посту охраны, который может быть удален от периметра на расстояние до 10 км.
Все периметральные волоконно-оптические охранные системы характеризуются невосприимчивостью сенсорных кабелей к электромагнитным и радиочастотным помехам. Они показывают достаточно высокую эффективность главным образом на легких сетчатых оградах, подвергающихся значительным деформациям при попытках их преодоления. На более тяжелых оградах требуется применение более чувствительных сенсорных кабелей, регистрирующих достаточно слабые вибрации среды.
25.Вибрационно-чувствительные системы с сенсорными кабелями
В начале 1970-х годов канадская компания Stellar выпустила систему Е-4 с коаксиальным вибрацибнно-чувствительным кабелем, работающим на трибоэлектрическом эффекте. При деформациях такого кабеля в диэлектрике, расположенном между центральным проводником и проводящей оплеткой, возникает электризация, регистрируемая как разность потенциалов между проводниками кабеля. С 1995 г. фирма Senstar-Stellar выпускает комплекс Intelli-Flex с цифровым процессором сигналов. Сенсорный кабель устанавливается на сетчатые или легкие решетчатые ограды и регистрирует попытки перелезть через ограду, перекусить ее ячейки или приподнять сетку. Двухзонный процессор позволяет защитить периметр протяженностью до 2х300 м. С 1998г. процессоры системы Intelli-Flex выпускаются также в сетевой версии, что позволяет организовывать многозонные системы охраны с передачей сигналов тревоги по общему кольцевому кабелю (интерфейс RS-485).
Комплексы с коаксиальными виброчувствительными кабелями трибоэлектрического типа выпускаются и другими зарубежными фирмами: системы серии Flexiguard (Advanced Perimeter Systems, Великобритания), системы CPS и WPS (GPS Standard, Италия), системы FenceSecure и WallSecure (Harper Chalice, Великобритания), система Copperhead фирмы Fiber SenSys Inc. (США) и др. К наиболее совершенным виброчувствительным распределенным сенсорам относятся специальные электромагнитные микрофонные кабели. Для таких сенсоров характерно высокое отношение сигнал/шум, обусловленное низкоомной природой датчика.
Электромагнитные сенсорные кабели впервые были выпущены в 1984 г. английской компанией Geoquip для системы Guardwire. В 1996 г. фирма Geoquip разработала более совершенный электромагнитный микрофонньй кабель серии Defensor, предназначенный как для легких, так и для тяжелых металлических оград. Сенсорный кабель (Рис. 6) содержит два подвижных проводника, расположенных между протяженными полимерными магнитами.
Рис. 41 Структура сенсорного кабеля системы Defensor фирмы Geoquip
При вибрации кабеля проводники перемещаются в зазорах между магнитами и в них возникает электрическое напряжение, обрабатываемое анализатором. Для минимизации внешних наводок проводники сформированы в виде витой пары. Анализатор системы Defensor выполняет двухканальную обработку сигналов, необходимую для регистрации перелезания через ограду или ее разрушения.
В последние годы наблюдается тенденция к созданию вибрационно-чувствительных систем с централизованной архитектурой. На ограде монтируется только сенсорный кабель, все электронные блоки обработки сосредоточены на посту охраны. Одно из преимуществ такой системы -- возможность централизованной обработки сигналов с компенсацией шумов методом сравнения фоновых сигналов от двух соседних зон охраны. Кроме того, при такой архитектуре системы на периметре объекта отсутствуют активные электронные элементы и источники питания, что снижает опасность повреждения оборудования. Примером централизованной виброчувствительной системы является комплекс CentrAlert фирмы Geoquip. Модульная конструкция блоков цифровой обработки позволяет расширять систему до 512-ти зон, оптимизируя конфигурацию под конкретный объект. Ограничением систем с централизованной архитектурой является максимальное расстояние, на которое можно передавать сигналы сенсора. Это расстояние определяется потерями в соединительных кабелях. Так, в системе CentrAlert, использующей микрофонные кабели серии Defensor, максимальная длина соединительного кабеля составляет примерно 2,5 км.
Одной из актуальных проблем в области периметральных систем с виброчувствительными кабелями является проблема локализации вторжения в пределах зоны охраны. Обычно протяженность отдельной зоны составляет несколько сот метров, и определение места вторжения с точностью до 10-30 метров существенно повысило бы возможность оперативного задержания нарушителя. Одним из примеров решения такой задачи является система Intrepid фирмы Sowthwest Microwave (США). Экранированный сенсорный кабель с парой подвижных проводников представляет собой двухпроводную линию, в которой при деформациях возникает нестационарная неоднородность. Посылаемый в двухпроводную линию зондирующий электрический импульс отражается от этой неоднородности, а время задержки регистрируется анализатором, позволяющим локализовать вторжение с точностью до 3 метров.
Австралийская компания Future Fibre Technologies (FFT) недавно сообщила о создании волоконно-оптической системы Secure Fence, которая позволяет определить место вторжения с точностью с точностью ± 50 м при длине сенсора 40-60 км. Интересно, что модификация этой системы, названная Secure Pipe, предназначена для защиты нефтепроводов от несанкционированных врезок с целью хищения нефтепродуктов. Зондирующие лазерные импульсы пропускаются через оптическое волокно, прикрепленное к нефтепроводу. Подробный анализ отраженных импульсов дает информацию о попытках повреждения трубы и позволяет определить место вторжения с точностью ± 150 м.
26.Активные лучевые ИК-датчики
Лучевые инфракрасные системы обычно состоят из передатчика и приемника, располагаемых в зоне взаимной видимости. Такой датчик формирует сигнал тревоги при прерывании луча, попадающего на фотоприемный блок. Отличительная особенность активных лучевых систем -- возможность создания очень узкой зоны обнаружения. Для повышения устойчивости и надежности датчики делают многолучевыми (обычно используют 2 или 4 независимых луча).
Практически все современные зарубежные ИК-лучевые охранные приборы объединяют в общем корпусе двухлучевую или четырехлучевую систему. На российском рынке широко представлены ИК-лучевые датчики фирм С&К, Visonic, Optex, Alarmcom и др.
На Рис. 7 показаны блоки двухлучевого ИК-датчика серии АХ фирмы Optex (Япония). Блоки выполнены в корпусах из ударопрочного пластика, прозрачного для ИК излучения. Чувствительность датчика изменяется регулятором допустимого времени перекрытия лучей. Он позволяет изменять время срабатывания от 500 мс (медленно идущий человек) до 50 мс (очень быстро бегущий человек). Двухлучевые датчики позволяют перекрывать зону высотой 10-20 см и применяются в основном для организации сигнальных барьеров вдоль прямолинейных участков стен или крыш. Для организации барьеров высотой более 0,5 м применяют многолучевые ИК датчики.