مقارنة بين كاشفات الأشعة تحت الحمراء السلبية والنشطة. مستشعر الحركة: ما هو وكيف يعمل؟ فتح الباب تلقائيًا على PIR

مبدأ تشغيل ICSO السلبي.يعتمد مبدأ تشغيل ICS السلبي على تسجيل الإشارات الناتجة عن تدفق الحرارة المنبعث من كائن الكشف. يتم تحديد الإشارة المفيدة عند خرج جهاز استقبال إشعاعي أحادي الموقع خالٍ من القصور الذاتي بواسطة التعبير:

حيث S u هي حساسية فولت لمستقبل الإشعاع، وهي التغير في حجم تدفق الحرارة الساقط على نافذة الإدخال للنظام البصري والناجم عن حركة الجسم في منطقة الكشف.

تتوافق القيمة القصوى مع الحالة التي يكون فيها الكائن بالكامل داخل مجال رؤية ICS. دعونا نشير إلى هذه القيمة باسم

على افتراض أن الخسائر في النظام البصري صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها، فإننا نعبر عنها من خلال معلمات الكائن والخلفية. دع داخل الخلفية، سطحها له درجة حرارة مطلقة T f وانبعاثية ه F، يظهر كائن درجة حرارته المطلقة توب,والانبعاثية إيف. سيتم الإشارة إلى منطقة إسقاط الجسم على مستوى متعامد مع اتجاه المراقبة بواسطة سوي،ومنطقة إسقاط الخلفية في مجال الرؤية هي B f. ثم يتم تحديد حجم تدفق الحرارة الساقط على نافذة الإدخال للنظام البصري قبل ظهور الكائن من خلال التعبير:

أين المسافة من نافذة المدخل إلى سطح الخلفية؟ 1. و - سطوع الخلفية. S BX هي مساحة نافذة الإدخال للنظام البصري.

يتم تحديد كمية التدفق الحراري الناتج عن جسم ما بطريقة مماثلة:

أين ر - المسافة من ICSO إلى الكائن؛ - سطوع الكائن.

في حالة وجود جسم ما، يتم إنشاء تدفق الحرارة الساقط على نافذة المدخل بواسطة الجسم وهذا الجزء من سطح الخلفية الذي لا يتم حجبه بواسطة الجسم، ومن هنا يتم التدفق الحراري الإجمالي

ثم يتم كتابة التغيير في تدفق الحرارة AF على النحو التالي:

على افتراض أن قانون لامبرت صالح للكائن والخلفية، فإننا نعبر عن السطوع لو6و b f من خلال الانبعاثات ودرجات الحرارة المطلقة:

أين هو ثابت ستيفان-بولتزمان؟

بالاستبدال و، نحصل على تعبير عن AF من حيث درجات الحرارة المطلقة وانبعاث الكائن والخلفية:

في المعلمات المعطاةالنظام البصري وجهاز استقبال الإشعاع، يتم تحديد قيمة الإشارة وفقًا للتغير في الإشعاع بالكامل دي.

إن انبعاثية جلد الإنسان عالية جدًا، حيث تبلغ في المتوسط ​​0.99 بالنسبة لجسم أسود بالكامل عند أطوال موجية أكبر من 4 ميكرون. في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف، تكون الخصائص البصرية للجلد قريبة من خصائص الجسم الأسود. تعتمد درجة حرارة الجلد على التبادل الحراري بين الجلد والبيئة. أظهرت القياسات التي تم إجراؤها باستخدام جهاز التصوير الحراري Aga-750 أنه عند درجة حرارة الهواء +25 درجة مئوية، تتراوح درجة الحرارة على سطح كف الشخص ضمن +32...+ 34 درجة مئوية، وعند درجة حرارة الهواء + 19 درجة مئوية - داخل +28...+30 درجة مئوية. وجود الملابس يقلل من سطوع الجسم لأن درجة حرارة الملابس أقل من درجة حرارة الجلد العاري. عند درجة حرارة بيئة+25 درجة مئوية، كان متوسط ​​درجة حرارة سطح الجسم المقاسة لشخص يرتدي بدلة هو +26 درجة مئوية. قد تكون انبعاثية الملابس أيضًا مختلفة عن تلك الموجودة في الجلد العاري.

قد تأخذ المعلمات الأخرى المضمنة في التعبير قيمًا مختلفة اعتمادًا على الموقف المحدد و/أو المهمة التشغيلية.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على عملية توليد الإشارة وأنواع التداخل الرئيسية التي تؤثر على التشغيل الخاطئ لـ ICS السلبي.

إرسال الإشارات.لفهم الأساليب والخوارزميات بشكل أفضل لزيادة مناعة الضوضاء لـ ICS، من الضروري أن يكون لديك فهم للمعايير الأساسية للإشارة - الشكل والسعة والمدة والاعتماد على سرعة الحركة البشرية ودرجة حرارة الخلفية

دعونا نفكر في منطقة كشف شعاع واحدة بطول 10 أمتار وقطر شعاع عند قاعدة المخروط 0.3 متر ويفترض أن الشخص يعبر المنطقة العادية إليها بسرعات قصوى ودنيا على مسافة من جهاز الاستقبال 10،. 5 و 1 م. شكل الإشارة عند عبور العارضة على مسافة 10 م تبدو وكأنها مثلث بحد أقصى عندما تكون المنطقة مغطاة بالكامل. في التين. 4.8.6 يوضح طيف هذه الإشارة. وعندما يتقاطع الشعاع على مسافة أقصر، تأخذ الإشارة شكل شبه منحرف ذو مقدمات شديدة الانحدار، ويأخذ طيف هذه الإشارة الشكل الموضح في الشكل. 4.9.6.

ومن الواضح أن مدة الإشارة تتناسب عكسيا مع سرعة الحركة والمسافة إلى جهاز الاستقبال.

تختلف الإشارة الحقيقية عن الصورة المثالية بسبب التشوهات التي يحدثها مسار التضخيم وتراكب الضوضاء الفوضوية الناتجة عن تقلبات درجة حرارة الخلفية. تظهر في الشكل 1 تسجيلات الإشارات الحقيقية التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز الاستقبال الحراري PM2D المحلي. 4.10. يتم عرض خصائصه الطيفية هنا أيضًا، والتي يتم الحصول عليها عن طريق تمرير إشارات مسجلة بالفعل من خلال محلل الطيف الخاص بالشركة

يتيح لنا تحليل التسجيلات تحديد "النافذة" الطيفية اللازمة لنقل الإشارات المتولدة عند عبور المنطقة في أي مكان في نطاق السرعة بأكمله من 0.1 إلى 15 هرتز. في الوقت نفسه، عند حواف النطاق، قد تضعف الإشارة، حيث أن الكاشف الكهروضوئي له خاصية تردد السعة مع انخفاض في المنطقة قدره 5... 10 هرتز. للتعويض عن ذلك، من الضروري إدخال مضخم تصحيح خاص في مسار معالجة الإشارة، مما يوفر زيادة في استجابة التردد في منطقة 5...20 هرتز.

تباين درجة الحرارة.يتم تحديد سعة الإشارة، كما ذكرنا سابقًا، من خلال التباين في درجة الحرارة بين جسم الإنسان والخلفية التي يتم توجيه الشعاع إليها. وبما أن درجة حرارة الخلفية تتغير بعد التغير في درجة حرارة الغرفة، فإن الإشارة المتناسبة مع اختلافها تتغير أيضًا.

عند النقطة التي تتطابق فيها درجة حرارة الشخص مع الخلفية، تكون قيمة إشارة الخرج صفرًا. في درجات الحرارة المرتفعة تتغير الإشارة.

تعكس درجة حرارة الخلفية في الغرفة حالة الهواء خارج الغرفة مع بعض التأخير بسبب القصور الحراري للمواد الإنشائية للمبنى.

ويعتمد التباين في درجات الحرارة أيضًا على درجة حرارة السطح الخارجي للشخص، أي درجة حرارة السطح الخارجي للشخص. في الغالب من ملابسه. علاوة على ذلك، فإن الظروف التالية مهمة هنا. إذا دخل شخص ما إلى غرفة تم تركيب ICSO فيها من الخارج، على سبيل المثال من الشارع، حيث يمكن أن تختلف درجة الحرارة بشكل كبير عن درجة الحرارة في الغرفة، ففي اللحظة الأولى يمكن أن يكون التباين الحراري كبيرًا. وبعد ذلك، عندما "تتكيف" درجة حرارة الملابس مع درجة حرارة الغرفة، تنخفض الإشارة. ولكن حتى بعد البقاء لفترة طويلة في الداخل، فإن حجم الإشارة يعتمد على نوع الملابس. في التين. يوضح الشكل 4.11 الاعتماد التجريبي لتباين درجة حرارة الشخص على درجة الحرارة المحيطة. يُظهر الخط المتقطع استقراء البيانات التجريبية لدرجات حرارة أعلى من 40 درجة مئوية.

المنطقة المظللة 1 عبارة عن مجموعة من التناقضات حسب شكل الملابس ونوع الخلفية وحجم الشخص وسرعة حركته.

من المهم ملاحظة أن انتقال قيمة تباين درجة الحرارة إلى الصفر يحدث فقط إذا تم إجراء قياسات في نطاق درجة الحرارة 30...39.5 درجة مئوية بعد أن يتكيف الشخص مع غرفة ساخنة لمدة 15 دقيقة. في حالة التطفل على منطقة حساسية ثاني أكسيد الكربون لشخص كان سابقًا في غرفة بدرجة حرارة أقل من 30 درجة مئوية أو في الهواء الطلق بدرجة حرارة 44 درجة مئوية، فإن مستويات الإشارة في نطاق درجة الحرارة 30...39.5 درجة مئوية تقع في المنطقة 2 ولا تصل إلى الصفر.

توزيع درجة الحرارة على سطح الشخص ليس موحدا. وهي أقرب إلى 36 درجة مئوية على الأجزاء المفتوحة من الجسم - الوجه واليدين، ودرجة حرارة سطح الملابس أقرب إلى خلفية الغرفة. لذلك، تعتمد الإشارة عند مدخل الكاشف الكهروحراري على أي جزء من الجسم يتداخل مع منطقة الحساسية الشعاعية.

يتيح لنا النظر في عملية تكوين الإشارة استخلاص الاستنتاجات التالية:

يتم تحديد سعة الإشارة من خلال التباين في درجة الحرارة بين سطح الإنسان والخلفية، والذي يمكن أن يتراوح من أجزاء من الدرجة إلى عشرات الدرجات؛

يكون شكل الإشارة مثلثيًا أو شبه منحرف، ويتم تحديد مدة الإشارة من خلال تقاطع منطقة الشعاع، وعندما تتحرك بشكل طبيعي إلى الشعاع، يمكن أن تتراوح من 0.05 إلى 10 ثوانٍ. عند التحرك بزاوية إلى الوضع الطبيعي، تزداد مدة الإشارة. تقع الكثافة الطيفية القصوى للإشارة في النطاق من 0.15 إلى 5 هرتز؛

عندما يتحرك شخص ما على طول الشعاع، تكون الإشارة في حدها الأدنى ويتم تحديدها فقط من خلال اختلاف درجة الحرارة بين المناطق الفردية من سطح الشخص وتصل إلى أجزاء من الدرجة؛

عندما يتحرك الشخص بين الحزم، لا توجد إشارة عمليا؛

عندما تكون درجة حرارة الغرفة قريبة من درجة حرارة سطح جسم الإنسان، تكون الإشارة في حدها الأدنى، أي. الفرق في درجة الحرارة هو جزء من الدرجة.

يمكن أن تختلف اتساع الإشارات في الحزم المختلفة لمنطقة الكشف بشكل كبير عن بعضها البعض، حيث يتم تحديدها من خلال التباين في درجة حرارة جسم الإنسان ومنطقة الخلفية التي يتم توجيه هذه الحزمة إليها. يمكن أن يصل الفرق إلى عشر درجات.

التدخل في ICSO السلبي.دعنا ننتقل إلى تحليل تأثيرات التداخل التي تسبب التنشيط الخاطئ لـ ICSO السلبي. نعني بالتداخل أي تأثير للبيئة الخارجية أو الضوضاء الداخلية لجهاز الاستقبال غير المرتبط بحركة الإنسان في منطقة حساسية ثاني أكسيد الكربون.

يوجد التصنيف التالي للتداخل:

الحرارية، الناجمة عن تسخين الخلفية عند تعرضها للإشعاع الشمسي، يتدفق الهواء الحراري من تشغيل المشعات، ومكيفات الهواء، والمسودات؛

الكهربائية الناجمة عن التداخل من مصادر الانبعاثات الكهربائية والراديو إلى العناصر الفردية للجزء الإلكتروني من ثاني أكسيد الكربون؛

متأصل، ناتج عن ضجيج جهاز الاستقبال الكهروضوئي ومسار تضخيم الإشارة؛

يرتبط الغرباء بحركة الحيوانات الصغيرة أو الحشرات في منطقة حساسية ثاني أكسيد الكربون على طول سطح النافذة البصرية لإدخال ثاني أكسيد الكربون.

وأهم وأخطر التداخلات هو التداخل الحراري الناتج عن التغيرات في درجة حرارة المناطق الخلفية التي تتجه نحوها مناطق الحساسية للإشعاع. يؤدي التعرض للإشعاع الشمسي إلى زيادة محلية في درجة حرارة الأجزاء الفردية من جدار أو أرضية الغرفة. وفي هذه الحالة، لا يمر التغير التدريجي في درجة الحرارة عبر دوائر الترشيح الخاصة بالجهاز، ولكن تقلبات درجات الحرارة حادة نسبيًا و"غير متوقعة"، ترتبط على سبيل المثال بتظليل الشمس بسبب مرور السحب أو مرور المركبات ، تسبب تداخلاً مشابهًا للإشارة الصادرة من مرور شخص ما. ويعتمد اتساع التداخل على القصور الذاتي للخلفية التي يتم توجيه الحزمة إليها. على سبيل المثال، وقت التغير في درجة الحرارة جدار خرسانيأكثر بكثير من الخشب أو ورق الحائط.

في التين. يتم تقديم تسجيل للتداخل الشمسي النموذجي عند إخراج كاشف كهروحراري أثناء مرور السحابة، بالإضافة إلى طيفها.

وفي هذه الحالة يصل التغير في درجة الحرارة أثناء التداخل الشمسي إلى 1.0...1.5 درجة مئوية، خاصة في الحالات التي يتم فيها توجيه الشعاع إلى خلفية منخفضة القصور الذاتي، على سبيل المثال، على جدار خشبي أو ستارة من القماش. وتعتمد مدة هذا التداخل على سرعة التظليل ويمكن أن تقع ضمن نطاق السرعات المميزة لحركة الإنسان. ومن الضروري ملاحظة ظرف مهم واحد يجعل من الممكن مكافحة مثل هذا التدخل. إذا تم توجيه شعاعين إلى مناطق متجاورة من الخلفية، فإن نوع وسعة إشارة التداخل الناتجة عن التعرض للشمس يكونان متماثلين تقريبًا في كل شعاع، أي. هناك علاقة تدخل قوية. وهذا يسمح للتصميم المناسب للدائرة بقمعها عن طريق طرح الإشارات،

يحدث التداخل الحراري بسبب تأثير تدفقات الهواء المتحركة، على سبيل المثال، المسودات مع نافذة مفتوحة، والشقوق في النافذة، وكذلك أجهزة التدفئة المنزلية - مشعات ومكيفات الهواء. تسبب تدفقات الهواء تغيرًا فوضويًا في درجة حرارة الخلفية، ويعتمد مدى ونطاق التردد على سرعة تدفق الهواء وخصائص سطح الخلفية.

على عكس الإضاءة الشمسية، فإن تداخل الحمل الحراري من أجزاء مختلفة من الخلفية، والذي يعمل حتى على مسافة 0.2...0.3 م، يرتبط بشكل ضعيف مع بعضها البعض ولا يكون لطرحها أي تأثير.

يحدث التداخل الكهربائي عند تشغيل أي مصادر للإشعاع الكهربائي والراديو وأجهزة القياس والأجهزة المنزلية والإضاءة والمحركات الكهربائية وأجهزة الإرسال الراديوي، وكذلك أثناء التقلبات الحالية في شبكة الكابلات وخطوط الكهرباء. تخلق تفريغات البرق أيضًا مستوى كبيرًا من التداخل.

حساسية جهاز الاستقبال الحراري عالية جدًا - مع تغير درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية، تكون إشارة الخرج مباشرة من البلورة جزءًا من ميكروفولت، لذا فإن التداخل من مصادر التداخل بعدة فولتات لكل متر يمكن أن يسبب نبضة تداخل أعلى بآلاف المرات من الإشارة المفيدة. ومع ذلك، فإن معظم الضوضاء الكهربائية لها مدة قصيرة أو حافة شديدة الانحدار، مما يجعل من الممكن تمييزها عن الإشارة المفيدة.

تحدد الضوضاء الداخلية للكاشف الكهروحراري الحد الأقصى لحساسية IRSO ولها شكل ضوضاء بيضاء. ونتيجة لذلك، لا يمكن استخدام طرق التصفية هنا. وتزداد شدة التداخل مع زيادة درجة حرارة البلورة بمعدل مرتين تقريبًا لكل عشر درجات. تتمتع أجهزة الاستقبال الحرارية الحديثة بمستوى ضوضاء يتوافق مع تغير درجة الحرارة بمقدار 0.05...0.15 درجة مئوية.

الاستنتاجات:

1. يغطي النطاق الطيفي للتداخل نطاق الإشارات ويقع في المنطقة من الكسور إلى عشرات الهرتز.

2. أخطر أنواع التداخل هو إضاءة الخلفية الشمسية، حيث يؤدي تأثيرها إلى زيادة درجة حرارة الخلفية بمقدار 3...5 درجة مئوية.

3. يرتبط التداخل الناتج عن الإضاءة الشمسية للمناطق القريبة من الخلفية ارتباطًا وثيقًا ببعضه البعض ويمكن إضعافه عند استخدام مخطط ثنائي الشعاع لإنشاء ثاني أكسيد الكربون.

4. تداخل الحمل الحراري من الأجهزة المنزلية الحرارية يكون على شكل تقلبات عشوائية في درجات الحرارة تصل إلى 2...3 درجة مئوية في المدى الترددي من 1 إلى 20 هرتز مع ارتباط ضعيف بين الأشعة.

5. يأخذ التداخل الكهربائي شكل نبضات قصيرة أو تأثيرات تدريجية ذات مقدمة شديدة الانحدار؛ ويمكن أن يكون الجهد المستحث أعلى بمئات المرات من الإشارة.

6. الضوضاء الجوهرية لجهاز الاستقبال الحراري، المقابلة للإشارة عندما تتغير درجة الحرارة بمقدار 0.05...0.15 درجة مئوية، تقع في نطاق التردد الذي يغطي نطاق الإشارة، وتزداد بما يتناسب مع درجة الحرارة بمقدار مرتين تقريبًا كل 10 درجات مئوية.

طرق زيادة مناعة الضوضاء لـ ICS السلبي.طريقة القبول التفاضليةلقد أصبح الإشعاع F واسع الانتشار. جوهر هذه الطريقة هو كما يلي: باستخدام جهاز استقبال ذو موقعين، يتم تشكيل منطقتين حساسية منفصلتين مكانيا. يتم طرح الإشارات المولدة في كلتا القناتين بشكل متبادل:

من الواضح أنه لا يمكن لجسم متحرك عبور منطقتين حساسية منفصلتين مكانيًا في نفس الوقت. وفي هذه الحالة تظهر الإشارات في القنوات الواحدة تلو الأخرى، وبالتالي لا تقل سعتها. ويستنتج من الصيغة أن التداخل عند خرج المستقبل التفاضلي يساوي صفراً عندما يتم استيفاء الشروط التالية في وقت واحد:

1. أشكال التداخل في القنوات هي نفسها.

2. سعة التداخل هي نفسها.

3. التدخلات لها نفس الموقع الزمني.

في حالة التداخل الشمسي، يتم استيفاء الشرطين 1 و3 فقط في الحالة التي تكون فيها نفس المادة بمثابة الخلفية في كلتا القناتين أو تكون زوايا سقوط الطاقة الشمسية على الخلفية هي نفسها في كلتا القناتين. أو في كلا القناتين يضرب تدفق الإشعاع الشمسي كامل مساحة الخلفية مما يحد من مناطق الحساسية. في التين. يظهر اعتماد سعة الضوضاء عند خرج المرحلة التفاضلية على سعة الضوضاء عند مدخلها.

المعلمة هي نسبة اتساع تأثيرات التداخل في القنوات. في هذه الحالة، يعني ذلك استيفاء الشرطين 1 و3.

من الشكل. ويمكن ملاحظة أنه مع وجود مصادفة جيدة بما فيه الكفاية لاتساع تأثيرات التداخل في القنوات، يتم تحقيق كبت هذا التداخل بمقدار 5...10 أضعاف. عند القيم U B xi/U ب ×2> 1.2 يتناقص قمع التداخل وتميل خاصية الخرج =/ إلى خاصية مماثلة لجهاز استقبال واحد.

عند التعرض لتداخل الحمل الحراري، يتم تحديد درجة قمعه بواسطة جهاز الاستقبال التفاضلي بدرجة ارتباطه عند النقاط المنفصلة مكانيًا على سطح الخلفية. يمكن تقييم درجة الارتباط المكاني للتداخل الحراري عن طريق قياس شدته باستخدام طرق الاستقبال التفاضلية والتقليدية. وتظهر نتائج بعض القياسات في الشكل. 4.14.

تصفية التردد الأمثل.من الممكن منع التداخل الفعال بهذه الطريقة عندما يكون هناك اختلاف كبير في أطياف تردد الإشارات والتداخل. ويترتب على البيانات المذكورة أعلاه أنه لا يوجد مثل هذا الاختلاف في حالتنا. لذلك، من غير الممكن استخدام هذه الطريقة لمنع التداخل بشكل كامل.

النوع الرئيسي من الضوضاء الذي يحدد حساسية ICS هو ضوضاء جهاز الاستقبال نفسه. ولذلك، فإن تحسين عرض النطاق الترددي لمكبر الصوت اعتمادًا على طيف الإشارة وطبيعة ضوضاء جهاز الاستقبال يجعل من الممكن تحقيق أقصى إمكانات نظام الاستقبال.

الترشيح الطيفي البصري.إن جوهر طريقة الترشيح الطيفي البصري هو نفسه كما في حالة ترشيح التردد الأمثل. باستخدام التصفية الطيفية، يتم منع التداخل بسبب الاختلافات في الأطياف الضوئية للإشارات والتداخل. هذه الاختلافات غائبة عمليا بالنسبة للتداخل الحراري ولمكون التداخل الشمسي الناشئ بسبب التغيرات في درجة حرارة الخلفية تحت تأثير الإشعاع الشمسي، لكن طيف مكون التداخل الشمسي المنعكس من الخلفية يختلف بشكل كبير عن طيف الإشارة. يتم تحديد الكثافة الطيفية لمعان الطاقة لجسم أسود تمامًا بواسطة صيغة بلانك:

أين هو الطول الموجي؟ ك - ثابت بولتزمان؛ تي - درجة حرارة الجسم. ح - ثابت بلانك. ج هي سرعة الضوء.

يتم عرض تمثيل رسومي للوظيفة، التي تم تطبيعها بواسطة، لإشعاع التباين للكائن والإشعاع الشمسي في الشكل. 4.15.

وفقًا للنظرية الكلاسيكية للترشيح الخطي الأمثل، لضمان الحد الأقصى لنسبة الإشارة إلى الضوضاء، يجب أن يتطابق نطاق المرور الطيفي للمرشح البصري مع طيف إشعاع التباين للكائن ويكون بالشكل الموضح في الشكل. 4.15.

يلبي الزجاج الخالي من الأكسجين IKS-33 هذا الشرط تمامًا بين المواد المنتجة تجاريًا.

يوضح الجدول درجة قمع التداخل الشمسي بواسطة المرشحات المحددة لخلفيات مختلفة. 4.1. يوضح الجدول أن أكبر قدر من قمع التداخل الشمسي يتم تحقيقه بواسطة مرشح IKS-33. فيلم البولي إيثيلين الأسود أدنى إلى حد ما من IKS-33.

وبالتالي، حتى عند استخدام مرشح IKS-33، يتم منع التداخل الشمسي بمقدار 3.3 مرة فقط، وهو ما لا يمكن أن يؤدي إلى تحسن جذري في مناعة الضوضاء لجهاز الكشف البصري السلبي.

تصفية التردد المكاني الأمثل.من المعروف أن خصائص الكشف في ظل ظروف الترشيح الخطي الأمثل ترتبط بشكل فريد بنسبة الإشارة إلى الضوضاء. لتقييمها ومقارنتها، من المناسب استخدام الكمية

حيث U هي سعة الإشارة؛ والكثافة الطيفية لقدرة الإشارة؛

الجدول 1. درجة قمع التداخل الشمسي بواسطة مرشحات مختلفة لخلفيات مختلفة

في معناها الفيزيائي، الكمية هي نسبة طاقة الإشارة إلى كثافة القدرة الطيفية للتداخل. ومن الواضح أنه عندما تتغير الزاوية الصلبة لمنطقة الحساسية الأولية، تتغير شدة التداخل المنبعث من الخلفية والدخول إلى قناة الاستقبال. وفي الوقت نفسه، تعتمد سعة الإشارة على الشكل الهندسي لمنطقة الحساسية الأولية. دعونا نكتشف في أي تكوين لمنطقة الحساسية الأولية تصل القيمة μ إلى قيمتها القصوى، والتي نعتبرها أبسط نموذج اكتشاف. دع منطقة حساسية IRSO تكون ثابتة بالنسبة للخلفية، ويتحرك الكائن المكتشف بالسرعة الزاوية Vo6نسبة إلى نقطة المراقبة. منطقة الحساسية والجسم الموجود في المستوى الطبيعي للمحور البصري مستطيلان، والأبعاد الزاوية للجسم ومجال الرؤية صغيرة جدًا بحيث يمكننا أخذها بدرجة كافية من الدقة

حيث هي الزاوية الصلبة التي يكون الكائن مرئيًا فيها؛ هي الزاوية الصلبة لمنطقة الحساسية؛ وهي الحجم الزاوي للكائن المقابل

على التوالي في المستويين الأفقي والرأسي؛ الحجم الزاوي لمنطقة الحساسية في المستويين الأفقي والرأسي، على التوالي؛

سطوع طاقة الجسم B هو نفسه على كامل سطحه، والكثافة الطيفية لسطوع طاقة ضوضاء الخلفية هي نفسها على كامل سطحه. يتم إضافة الإشارة وضوضاء الخلفية. يتحرك الجسم بشكل موحد في مستوى الزاوية "أ". مستقبل الطاقة خالي من القصور الذاتي، تربيعي. يتم تغذية الإشارة من جهاز الاستقبال إلى مرشح مثالي قابل للضبط. ثم سيتم تحديد كثافة القدرة الطيفية لضوضاء الخلفية عند خرج المستقبل بالتعبير:

أين قبطي- معامل انتقال النظام البصري؛ ل ت- معامل إرسال مسار انتشار الإشارة؛ ل ص- المتلقي حساسية.

عندما يعبر جسم ما مجال الرؤية، يتم إنشاء نبضة إشارة عند خرج جهاز الاستقبال، ويتم تحديد شكلها والطيف، إن وجد، من خلال التعبيرات:

حيث U0 عبارة عن نبضة إشارة ذات سعة الوحدة؛ - طيف نبضة إشارة بسعة الوحدة.

بالنسبة للتداخل الذي ينبعث من الخلفية، والذي تكون الكثافة الطيفية لقدرته بالشكل، يتم تحديد قيمة خرج المستقبل الخالي من القصور الذاتي وفقًا للتعبير على النحو التالي

طبيعة اعتماد الكمية على الشكل الموضح في الشكل. 4.16. ويترتب على ما سبق أنه من أجل ضمان الحد الأقصى لنسبة الإشارة/ضوضاء الخلفية، يجب أن يتطابق شكل منطقة الحساسية مع شكل الكائن.

وفي حالة تقلب ضوضاء الخلفية، يتم تحقيق القيمة القصوى لنسبة الإشارة إلى ضوضاء الخلفية عندما يتطابق الشكل الهندسي لمنطقة الحساسية الأولية مع شكل الجسم. وينطبق هذا الاستنتاج أيضًا على حالة التداخل الشمسي النبضي. وهذا ما تؤكده الحقيقة الواضحة وهي أنه عندما تزيد الزاوية الصلبة لمنطقة الحساسية من قيمة مساوية للزاوية الصلبة التي يكون الجسم مرئيًا عندها، فإن سعة الإشارة لا تتغير، ويزداد سعة التداخل الشمسي بما يتناسب مع الزاوية الصلبة لمنطقة الحساسية. وهذا يعني أن طريقة الترشيح الأمثل للتردد المكاني تجعل من الممكن زيادة مناعة الضوضاء لجهاز الكشف البصري السلبي لكل من التداخل الحراري والشمسي.

طريقة النطاق المزدوج لاستقبال الأشعة تحت الحمراء.جوهر هذه الطريقة هو إدخال قناة ثانية في ICS، والتي تضمن استقبال إشعاع الأشعة تحت الحمراء في نطاقات الأشعة تحت الحمراء المرئية أو القريبة من أجل الحصول على معلومات إضافية تميز الإشارة عن التداخل. إن استخدام مثل هذه القناة بالتزامن مع القناة الرئيسية في غرفة واحدة غير فعال، حيث أن الإشارة والتداخل في وجود الإضاءة يتشكلان في كلا النطاقين الطيفيين. يعد استخدام قناة النطاق المرئي أكثر فعالية عند تركيبها خارج المباني المحمية، في أماكن لا يمكن الوصول إليها لحجب هذه القناة بمصادر الضوء الاصطناعي. في هذه الحالة، عندما تتغير الإضاءة الشمسية، تولد القناة إشارة تمنع احتمال تفعيل ICSO تحت تأثير التداخل الشمسي. مع هذه المنظمة، تتيح طريقة النطاق المزدوج القضاء تمامًا على الإنذارات الكاذبة لـ ICS، والتي قد تكون ممكنة بسبب حدوث التداخل الشمسي. إن إمكانية سد القناة الحرارية طوال مدة التداخل واضحة.

الطرق البارامترية لزيادة مناعة الضوضاء لـ ICS.أساس الطرق البارامترية لزيادة مناعة الضوضاء لـ ICSI هو تحديد الإشارات المفيدة بواسطة واحد أو مجموعة من المعلمات المميزة للكائنات التي تسبب ظهور هذه الإشارات. ومن خلال هذه المعلمات، يمكن استخدام سرعة حركة الجسم وأبعاده والمسافة إلى الجسم. في الممارسة العملية، كقاعدة عامة، لا تكون قيم المعلمات المحددة معروفة مسبقًا. ومع ذلك، هناك نطاق معين لتعريفهم. وبالتالي فإن سرعة شخص يمشي أقل من 7 م/ث. يمكن أن يؤدي الجمع بين هذه القيود إلى تضييق نطاق تعريف الإشارة المفيدة بشكل كبير، وبالتالي تقليل احتمالية الإنذارات الكاذبة.

دعونا نفكر في بعض الطرق لتحديد معلمات الكائن أثناء الكشف البصري السلبي عنه. لتحديد سرعة حركة جسم ما، وحجمه الخطي في اتجاه الحركة والمسافة إليه، من الضروري تنظيم منطقتين حساسية متوازيتين، متباعدتين في مستوى حركة الكائن على مسافة أساسية معينة L. ومن ثم يكون من السهل تحديد أن سرعة حركة الجسم طبيعية بالنسبة لمناطق الحساسية

أين هو زمن التأخير بين الإشارات في قنوات الاستقبال.

الحجم الخطي للكائن رفع الكرةفي المستوى الطبيعي لمناطق الحساسية يتم تعريفها على أنها

أين هو ثيو .5 - مدة نبضة الإشارة عند المستوى U=0.5U كحد أقصى.

في ظل الشرط، يتم تحديد المسافة إلى الكائن من خلال التعبير

حيث الحجم الزاوي لمنطقة الحساسية الأولية بالراديان هو مدة مقدمة نبضة الإشارة.

قيم المعلمات المستلمة ووب، b^, D o6 تتم مقارنتها مع مناطق تعريفها، وبعد ذلك يتم اتخاذ قرار بالكشف عن الكائن. في حالة استحالة تنظيم منطقتين حساسية متوازيتين، يمكن أن تكون معلمات نبضة الإشارة بمثابة معلمات تعريف: وقت الارتفاع، ومدة النبضة، وما إلى ذلك. الشرط الأساسي لتنفيذ هذه الطريقة هو النطاق الترددي الواسع لمسار الاستقبال، الضروري لاستقبال الإشارة دون تشويه شكلها، أي. وفي هذه الحالة، يتم استبعاد استخدام طريقة التصفية الأمثل. المعلمة غير المشوهة في عملية الترشيح الأمثل هي مدة التأخير بين الإشارات التي تحدث في القنوات المنفصلة مكانيًا. ولذلك، يمكن إجراء التعريف باستخدام هذه المعلمة دون توسيع عرض النطاق الترددي لمسار الاستقبال. لتحديد إشارة مفيدة في ICS مع منطقة حساسية متعددة الحزم وفقًا للمعلمة m 3، من الضروري أن يتم تشكيلها في مستوى حركة الجسم باستخدام أجهزة استقبال مستقلة.

على سبيل المثال، دعونا ننظر في المناطق لتحديد معلمات نبض الإشارة وقيمة m 3 لموضع ICS أحادي مع منطقة حساسية متعددة الحزم مع القيم الحقيقية للتباعد الزاوي لمنطقة الحساسية الأولية أ ع = 0.015 راد، حجم تلميذ المدخل د = 0.05 م والزاوية بين مناطق الحساسية أ ع = 0.3 راد.

يتم تحديد مدة النبضة عند مستوى الصفر بواسطة التعبير

نطاق تعريف مدة النبضة لنطاق السرعة V يا 6 =0.1.7.0 م/ث، هل tio =0.036...4.0 ث. النطاق الديناميكي

نطاق تحديد مدة النبض عند مستوى 0.5U كحد أقصى هو بالفعل 0.036...2.0 ثانية، والنطاق الديناميكي

يتم تحديد مدة جبهة نبض الإشارة من خلال التعبير

من أين يأتي نطاق التعريف والديناميكية

يتراوح

يمكن تحديد مدة التأخير بين النبضات التي تحدث في القنوات المجاورة بواسطة الصيغة:

نطاق تحديد قيمة التأخير هو 0...30 ثانية. بالنسبة للقيمة المقبولة d=0.05 m ومدى المدى D o6 = 1...10 m، نطاق الكشف هو 4.5...14.0، والنطاق الديناميكي هو 3.1.

عند d=0 النطاق الديناميكي لجميع النطاقات افعل6=0...10 م.

وبالتالي، فإن معلمة التعريف الأكثر استقرارًا هي القيمة m 3 /tf.

بسبب تزامن ظهور التداخل الشمسي في القنوات المنفصلة مكانيا المذكورة في القسم. 4.3، من الممكن ضبطه بالكامل باستخدام المعلمة

يتيح استخدام القنوات المستقلة زيادة مقاومة الجهاز للتداخل الحراري، حيث يتم اتخاذ القرار النهائي بشأن الكشف فقط في حالة اكتشاف الإشارات في قناتين على الأقل خلال فترة زمنية معينة يحددها الحد الأقصى للتأخير المحتمل للقناة. نبض الإشارة بين القنوات. في هذه الحالة، يتم تحديد احتمالية الإنذار الخاطئ من خلال التعبير

أين هو الرادار 1. RLSG - احتمال وجود إنذار كاذب في القنوات الفردية.

تحليل مقارن لطرق زيادة مناعة الضوضاء في ICS.إن الطرق التي تمت مناقشتها أعلاه لزيادة مناعة الضوضاء في ICSO متنوعة تمامًا سواء من حيث جوهرها المادي أو من حيث تعقيد التنفيذ. كل واحد منهم على حدة لديه مزايا وعيوب معينة. ولتسهيل مقارنة هذه الطرق على أساس مجمل الصفات الإيجابية والسلبية، سنقوم بتجميع جدول مورفولوجي. 4.2.

يوضح الجدول أنه لا توجد طريقة واحدة يمكنها قمع كل التداخلات بشكل كامل. ومع ذلك، فإن الاستخدام المتزامن لعدة طرق يمكن أن يزيد بشكل كبير من مناعة الضوضاء لـ ICSO مع تعقيد بسيط للجهاز ككل. بناءً على الجمع بين الصفات الإيجابية والسلبية، فإن التركيبة الأكثر تفضيلاً هي: الترشيح الطيفي + ترشيح التردد المكاني + الطريقة البارامترية.

دعونا نفكر في الأساليب والأدوات الرئيسية المطبقة عمليًا في ICSS الحديثة، والتي تتيح لك ضمان احتمالية عالية بدرجة كافية للاكتشاف مع الحد الأدنى من تكرار الإنذارات الكاذبة.

ولحماية جهاز الاستقبال من التعرض للإشعاع خارج النطاق الطيفي للإشارة، يتم اتخاذ التدابير التالية:

نافذة الإدخال الخاصة بوحدة البيرومودول مغطاة بلوحة جرمانيوم لا تنقل الإشعاع بطول موجة أقل من 2 ميكرون.

نافذة المدخل لثاني أكسيد الكربون بالكامل مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة، والذي يوفر صلابة كافية للحفاظ على الأبعاد الهندسية وفي نفس الوقت لا ينقل الإشعاع في نطاق الطول الموجي من 1 إلى 3 ميكرومتر؛

الجدول 2. طرق زيادة مناعة الضوضاء في ICSO

	الصفات الإيجابية	الصفات السلبية
التفاضلي		مناعة منخفضة الضوضاء للتداخل غير المرتبط
تصفية التردد	قمع جزئي للتدخل الشمسي والحمل الحراري	تعقيد التنفيذ للأنظمة متعددة القنوات
الترشيح الطيفي	سهولة التنفيذ. قمع جزئي للتدخل الشمسي.	لا يتم قمع التدخل الحملي
النطاق المزدوج	قمع كامل للتداخل الشمسي، مسار معالجة بسيط	إمكانية حجب المنتج بمصادر الضوء الخارجية. لا يتم قمع التدخل الحملي. الحاجة إلى قناة بصرية إضافية
تصفية التردد المكاني الأمثل	قمع جزئي للخلفية والتداخل الشمسي. سهولة التنفيذ	ضرورة استخدام أجهزة استقبال ذات شكل خاص للمنطقة الحساسة
الطرق البارامترية	قمع جزئي للضوضاء الخلفية. قمع التدخل الشمسي الكبير	تعقيد مسار المعالجة

تصنع عدسات فريسنل على شكل دوائر متحدة المركز ومختومة على سطح نافذة المدخل مصنوعة من مادة البولي إيثيلين ذات طول بؤري يتوافق مع الحد الأقصى لمستوى الإشعاع المميز لدرجة حرارة جسم الإنسان. سوف تصبح إشعاعات الأطوال الموجية الأخرى "غير واضحة" عند المرور عبر هذه العدسة، وبالتالي يتم تخفيفها.

تتيح هذه التدابير تقليل تأثير التداخل من مصادر خارج النطاق الطيفي بآلاف المرات وضمان قدرة ICSO على العمل في ظروف الإضاءة الشمسية القوية، واستخدام مصابيح الإضاءة، وما إلى ذلك.

من الوسائل القوية للحماية من التداخل الحراري استخدام جهاز استقبال حراري ثنائي الموقع مع تكوين منطقة حساسية ثنائية الشعاع. تحدث إشارة مرور الإنسان بشكل متسلسل في كل من الحزمتين، ويرتبط التداخل الحراري بشكل كبير ويمكن تخفيفه عن طريق الاستخدام أبسط مخططالطرح. تستخدم جميع منظمات ICSO السلبية الحديثة عناصر ذات صفيحتين، كما تستخدم أحدث الموديلات أيضًا عناصر حرارية رباعية.

في بداية نظرنا في خوارزميات معالجة الإشارات، يجب تقديم الملاحظة التالية. يمكن استخدام مصطلحات مختلفة لتعيين خوارزمية، نظرًا لأن الشركة المصنعة غالبًا ما تعطي اسمًا فريدًا لخوارزمية معالجة معينة وتستخدمها تحت علامتها التجارية الخاصة، على الرغم من أنها في جوهرها قد تستخدم بعض طرق تحليل الإشارات التقليدية التي تستخدمها شركات أخرى.

خوارزمية الترشيح الأمثللا يتضمن استخدام سعة الإشارة فحسب، بل كل طاقتها، أي حاصل ضرب السعة والمدة. ميزة إعلامية إضافية للإشارة هي وجود جبهتين - عند مدخل "الشعاع" وعند مخرجه، مما يسمح لك بضبط العديد من التداخلات التي لها شكل "خطوة". على سبيل المثال، في IKSO Vision-510، تقوم وحدة المعالجة بتحليل القطبية الثنائية والتماثل لشكل الإشارة من خرج جهاز الاستقبال الكهروضوئي التفاضلي. ويتمثل جوهر المعالجة في مقارنة الإشارة بعتبتين، وفي بعض الحالات، مقارنة سعة ومدة الإشارات ذات الأقطاب المختلفة. من الممكن أيضًا الجمع بين هذه الطريقة والعد المنفصل لتجاوزات العتبات الإيجابية والسلبية. أعطت شركة PARADOX لهذه الخوارزمية اسم تحليل الدخول/الخروج.

نظرًا لحقيقة أن التداخل الكهربائي له مدة قصيرة أو حافة شديدة الانحدار، فمن الأكثر فعالية لزيادة المناعة ضد الضوضاء استخدام خوارزمية التفكيك - تحديد حافة شديدة الانحدار وحظر جهاز الإخراج طوال مدة عمله. بهذه الطريقة، يتم تحقيق التشغيل المستقر لثاني أكسيد الكربون حتى في ظل ظروف التداخل الكهربائي والراديو المكثف في النطاق من مئات كيلو هرتز إلى واحد جيجا هرتز عند شدة المجال حتى SE/m. تشير جوازات السفر الخاصة بـ ICSO الحديثة إلى مقاومة تداخل الترددات الكهرومغناطيسية والراديو بشدّة مجال تصل إلى 20...30 فولت/م.

التالي طريقة فعالةزيادة مناعة الضوضاء هو استخدام الدائرة "العد النبضي"يحتوي مخطط الحساسية لـ COs "الحجم" الأكثر شيوعًا على بنية متعددة الحزم. وهذا يعني أنه عند تحريك شخص ما، تعبر عدة أشعة متتالية. علاوة على ذلك، فإن عددها يتناسب طرديا مع عدد الأشعة التي تشكل منطقة الكشف عن ثاني أكسيد الكربون والمسافة التي يغطيها الشخص. يختلف تنفيذ هذه الخوارزمية اعتمادًا على تعديل SO. غالبا ما تستخدم التثبيت اليدويالتبديل لحساب عدد معين من البقول. من الواضح، في هذا الصدد، مع زيادة عدد النبضات، تزداد مناعة الضوضاء في ICSO. لكي يعمل الجهاز، يجب على الشخص عبور عدة أشعة، ولكن هذا قد يقلل من قدرة الجهاز على الكشف بسبب وجود “المناطق الميتة”. يستخدم PARADOX ICSO خوارزمية معالجة الإشارات الحاصلة على براءة اختراع لجهاز الاستقبال APSP pyro، والتي توفر التبديل التلقائي لحساب النبض اعتمادًا على مستوى الإشارة. بالنسبة للإشارات عالية المستوى، يقوم الكاشف على الفور بإنشاء إنذار، ويعمل كعتبة، وبالنسبة للإشارات منخفضة المستوى، فإنه يتحول تلقائيًا إلى وضع عد النبض. وهذا يقلل من احتمالية الإنذارات الكاذبة مع الحفاظ على نفس القدرة على الكشف.

يتم استخدام خوارزميات حساب النبض التالية في ICSO Enforcer-QX:

SPP - يتم إجراء حساب النبض فقط للإشارات ذات الإشارات المتناوبة؛

SGP3 - يتم حساب مجموعات النبضات ذات القطبية المعاكسة فقط. هنا، تحدث حالة إنذار عند ظهور ثلاث مجموعات من هذا القبيل خلال فترة زمنية محددة.

في أحدث تعديلات ICSO، يتم استخدام دائرة لزيادة مناعة الضوضاء "استقبال مكيف".هنا، يقوم حد الاستجابة تلقائيًا بمراقبة مستوى الضوضاء، وعندما يزيد، فإنه يزيد أيضًا. ومع ذلك، هذه الطريقة ليست خالية من العيوب. في نمط الحساسية متعدد الحزم، من المحتمل جدًا أن يتم توجيه حزمة واحدة أو أكثر إلى منطقة ذات تداخل شديد. يؤدي هذا إلى تعيين الحد الأدنى من حساسية الجهاز بأكمله، بما في ذلك تلك الحزم التي تكون فيها شدة التداخل ضئيلة. وهذا يقلل من الاحتمالية الإجمالية لاكتشاف الجهاز بأكمله. للتخلص من هذا العيب، يُقترح "تحديد" الأشعة ذات الحد الأقصى لمستوى الضوضاء قبل تشغيل الجهاز وتظليلها باستخدام شاشات خاصة غير شفافة. في بعض التعديلات على الأجهزة يتم تضمينها في حزمة التسليم.

يمكن إجراء تحليل مدة الإشارات عن طريق الطريقة المباشرة لقياس الوقت الذي تتجاوز فيه الإشارة عتبة معينة، وفي مجال التردد عن طريق تصفية الإشارة من خرج جهاز الاستقبال الحراري، بما في ذلك استخدام عتبة "عائمة"اعتمادا على نطاق تحليل التردد. يتم تعيين عتبة الاستجابة عند مستوى منخفض ضمن نطاق تردد الإشارة المطلوبة وعلى مستوى أعلى خارج نطاق التردد هذا. تم دمج هذه الطريقة في Enforcer-QX IKSO وحصلت على براءة اختراع تحت اسم IFT.

نوع آخر من المعالجة مصمم لتحسين خصائص ICSO التعويض التلقائي لدرجة الحرارة.في نطاق درجة الحرارة المحيطة 25...35 درجة مئوية، تنخفض حساسية جهاز الاستقبال الحراري بسبب انخفاض التباين الحراري بين جسم الإنسان والخلفية، ومع زيادة أخرى في درجة الحرارة، تزيد الحساسية مرة أخرى، ولكن "بالعلامة المعاكسة". في ما يسمى بدوائر تعويض درجة الحرارة "التقليدية"، يتم قياس درجة الحرارة وعندما ترتفع، يتم زيادتها تلقائيًا بقوة أكبر. في "حقيقي"أو "في اتجاهين"للتعويض، يؤخذ في الاعتبار زيادة التباين الحراري لدرجات الحرارة فوق 25...35 درجة مئوية. يضمن استخدام التعويض التلقائي لدرجة الحرارة حساسية ثابتة تقريبًا للأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع من درجات الحرارة. يتم استخدام هذا التعويض الحراري في ICSO من PARADOX وS&K SYSTEMS.

يمكن تنفيذ أنواع المعالجة المذكورة بالوسائل التناظرية أو الرقمية أو المدمجة. في ICSO الحديثة، يتم استخدام أساليب المعالجة الرقمية بشكل متزايد باستخدام وحدات التحكم الدقيقة المتخصصة مع ADC ومعالجات الإشارات، مما يسمح بمعالجة مفصلة للبنية "الدقيقة" للإشارة لتمييزها بشكل أفضل عن ضجيج الخلفية. في الآونة الأخيرة، ظهرت تقارير حول تطوير ICSO الرقمي بالكامل، والتي لا تستخدم العناصر التناظرية على الإطلاق. في ICSO هذا، يتم تغذية الإشارة من خرج جهاز الاستقبال الحراري مباشرة إلى محول تناظري إلى رقمي بنطاق ديناميكي عالي ويتم تنفيذ جميع المعالجة في شكل رقمي. يتيح لك استخدام المعالجة الرقمية بالكامل التخلص من "التأثيرات التناظرية" مثل التشوهات المحتملة للإشارة وتحولات الطور والضوضاء الزائدة. يستخدم Digital 404 خوارزمية معالجة الإشارات الحاصلة على براءة اختراع من SHIELD، والتي تتضمن APSP، ويحلل معلمات الإشارة مثل السعة والمدة والقطبية والطاقة ووقت الارتفاع وشكل الموجة ووقت البداية والنظام. تتم مقارنة كل تسلسل من الإشارات مع الأنماط المقابلة للحركة والتداخل، وحتى يتم التعرف على نوع الحركة وإذا لم يتم استيفاء معايير الإنذار، يتم تخزين البيانات في الذاكرة لتحليل التسلسل التالي أو يتم منع التسلسل بأكمله. أتاح الاستخدام المشترك للدرع المعدني وقمع ضوضاء البرامج زيادة مقاومة Digital 404 للتداخل الكهرومغناطيسي والترددات الراديوية إلى 30...60 فولت/م في نطاق التردد من 10 ميجا هرتز إلى 1 جيجا هرتز.

ومن المعروف أنه نظراً للطبيعة العشوائية للإشارات المفيدة والمتداخلة، فإن أفضل خوارزميات المعالجة هي تلك التي تعتمد على نظرية الحلول الإحصائية. انطلاقا من تصريحات المطورين، بدأ استخدام هذه الأساليب في أحدث نماذج IKSO من S&K SYSTEMS.

بشكل عام، من الصعب جدًا الحكم بشكل موضوعي على جودة المعالجة المستخدمة، بناءً على بيانات الشركة المصنعة فقط. قد تكون العلامات غير المباشرة لثاني أكسيد الكربون الذي يتمتع بخصائص تكتيكية وتقنية عالية هي وجود محول تناظري إلى رقمي ومعالج دقيق وكمية كبيرة من برامج المعالجة المستخدمة.

تغطي أنشطة متجرنا للمراقبة بالفيديو عبر الإنترنت مجموعة كاملة من معدات أنظمة الأمن والسلامة، والتي تشمل:

وأكثر بكثير

تقوم شركتنا بتنفيذ عمليات التسليم في جميع أنحاء روسيا، وتقوم بتسليم البضائع حتى إلى المناطق النائية في البلاد. نحن نحاول إرضاء العميل الأكثر تطلبًا.

يفهم متخصصو Aktiv-SB تفاصيل تشغيل أنظمة الأمن والمراقبة بالفيديو ليس فقط في موسكو، ولكن أيضًا في المناطق النائية ذات الظروف المناخية الصعبة. سيقدم لك موظفونا الخيارات الأكثر ملاءمة من حيث الأداء الوظيفي والتكلفة، وسيخبرونك بقدراتهم وتبرير الحاجة إلى استخدام أنظمة تقنية معينة.
يوفر البيت التجاري لأنظمة الأمان Aktiv-SB الخدمة والضمان لصيانة المعدات المباعة، ويقبل البضائع ذات الجودة غير الكافية ويفحصها، ويستبدل المعدات المعيبة.

عملاؤنا هم المنظمات التجارية والمستهلكون النهائيون وشركات التركيب و مؤسسات الدولة. يمكن لأكثر من 50.000 مستخدم مسجل لموقع الشركة الوصول إلى قاعدة بيانات يتم تحديثها باستمرار للوثائق الفنية وشهادات الأنظمة الحديثةالأمن، وكذلك المشاركة في البرنامج التابع والعروض الترويجية الخاصة التي تجريها الشركة.

من أجل تسهيل علاقاتنا مع العملاء، فإننا نتعاون مع منظمات التركيب المستعدة لتركيب أنظمة المراقبة بالفيديو مهما كانت درجة تعقيدها وسوف تأتي دائمًا لمساعدتكم. لذلك، إذا لزم الأمر، لا يمكنك شراء المعدات منا فحسب، بل يمكنك أيضًا، على سبيل المثال، طلب تركيب أنظمة المراقبة بالفيديو أو إجراء صيانة لأنظمة الأمان الأخرى.

يعتمد عمل هايبر ماركت الأنظمة الأمنية لدينا على مبادئ الصدق والانفتاح واللياقة. نحن ننظر إلى المستقبل بثقة ونسعى جاهدين للتطوير والتحسين كل يوم.

مستشعر الحركة بالأشعة تحت الحمراء

من الابتكارات التي دخلت حياتنا، نطاقها واسع، فلم تعد "فضولاً" وبدأ استخدامها في كل مكان. بطبيعة الحال، الناس مهتمون بهذا الجهاز. تمكنت من العثور على منشور للمؤلف الذي تناول هذا الموضوع بتفصيل كبير، كما يقولون، لا يزيد ولا ينقص.

أقدم انتباهكم مقال من مجلة "Radioamator" للمؤلف ن.ب. فلاسيوك، مدينة كييف.

جهاز استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية

يتم توفير مستشعر حركة يعمل بالأشعة تحت الحمراء السلبية بقوة 220 فولت تقريبًا مع ضوء كشاف هالوجين وهو مصمم كجهاز واحد. يطلق عليه اسم سلبي لأنه لا يضيء المنطقة الخاضعة للتحكم بالأشعة تحت الحمراء، ولكنه يستخدم إشعاع الأشعة تحت الحمراء في خلفيته، وبالتالي فهو غير ضار تمامًا.

الغرض من مستشعر الأشعة تحت الحمراء والتطبيق العملي

تم تصميم المستشعر لتشغيل الحمل تلقائيًا، على سبيل المثال ضوء كشاف، عندما يدخل جسم متحرك إلى منطقة التحكم الخاصة به ويقوم بإيقاف تشغيله بعد مغادرة الكائن للمنطقة. يتم استخدامه لإنارة واجهات المنازل وساحات المرافق ومواقع البناء وغيرها.

البيانات الفنية لجهاز استشعار PIR موديل 1VY7015

يبلغ جهد إمداد المستشعر والجهاز بأكمله ~ 220 فولت، والاستهلاك الحالي للمستشعر نفسه في وضع الأمان هو 0.021 أمبير، وهو ما يتوافق مع استهلاك طاقة قدره 4.62 واط. وبطبيعة الحال، عند تشغيل مصباح هالوجين بقدرة 150 أو 500 واط، يزداد استهلاك الطاقة وفقًا لذلك. الحد الأقصى لنصف قطر الكشف عن جسم متحرك (أمام المستشعر) 12 مترًا، منطقة الحساسية في المستوى الأفقي 120...180 0، تأخير الإضاءة قابل للتعديل (بعد مغادرة الجسم لمنطقة التحكم) من 5... 10 ثوانٍ إلى 10 ... 15 دقيقة. نطاق درجة حرارة التشغيل المسموح به هو -10...+40 درجة مئوية. الرطوبة المسموح بها تصل إلى 93٪.

يمكن أن يكون مستشعر الأشعة تحت الحمراء في أحد الأوضاع التالية. "الوضع الأمني" حيث يراقب "بيقظة" المنطقة الخاضعة للتحكم ويكون جاهزًا لتشغيل المرحل التنفيذي (التحميل) في أي وقت. "وضع الإنذار" ، حيث يقوم المستشعر ، باستخدام مرحل تنفيذي ، بتشغيل الحمل منذ دخول جسم متحرك إلى المنطقة الخاضعة للتحكم. "وضع السكون"، حيث يكون المستشعر في حالة التشغيل (تحت التيار)، أثناء النهار، ولا يستجيب للمحفزات الخارجية، ومع بداية الشفق (الظلام) يتحول تلقائيًا إلى "وضع الأمان". تم تصميم هذا الوضع لتجنب تشغيل الإضاءة أثناء النهار. بعد توصيل الطاقة، يبدأ المستشعر في "وضع التنبيه" ثم ينتقل إلى "وضع الأمان".

تُباع أيضًا أجهزة استشعار مماثلة بشكل منفصل. يتم استخدامها على نطاق أوسع بكثير من المجموعة (مصابيح كشاف مع مستشعر)، ووفقًا لوضع مصدر الطاقة، يمكن تصميمها لجهد يبلغ ~ 220 فولت أو = 12 فولت.

مبدأ عمل جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية

يتم تركيز الأشعة تحت الحمراء الخلفية للمنطقة الخاضعة للتحكم باستخدام الزجاج الأمامي (العدسة) على ترانزستور ضوئي حساس للأشعة تحت الحمراء. يتم تضخيم الجهد المنخفض القادم منه بمساعدة مكبرات الصوت التشغيلية (op-amps) للدائرة الدقيقة المضمنة في دائرة المستشعر. في ظل الظروف العادية، يتم إلغاء تنشيط مرحل مفتاح الحمل الكهروميكانيكي. بمجرد ظهور جسم متحرك في المنطقة الخاضعة للتحكم، تتغير إضاءة الترانزستور الضوئي، ويخرج جهدًا متغيرًا إلى دخل مضخم العمليات. تؤدي الإشارة المضخمة إلى عدم توازن الدائرة، مما يؤدي إلى تشغيل مرحل يقوم بتشغيل حمل، مثل مصباح الإضاءة. بمجرد أن يغادر الكائن المنطقة، يستمر المصباح في التوهج لبعض الوقت، اعتمادًا على الوقت المحدد لمرحل الوقت الإلكتروني، ثم ينتقل إلى حالته الأولية - "وضع الأمان".

يظهر الرسم التخطيطي لمستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي للنموذج 1VY7015 في الشكل 1.

بالمقارنة مع أجهزة استشعار IR 1 2V المماثلة، فإن دوائر هذا النموذج بسيطة. يتم رسمها وفقا لمخطط الأسلاك. نظرًا لأن الشركات المصنعة لم تحدد جميع عناصر الراديو في مخطط الأسلاك، كان على المؤلف أن يفعل ذلك بنفسه. على لوحة مقاس 80x68 مم، يتم وضع عناصر الراديو المثبتة دون استخدام عناصر CHIP.

الغرض من عناصر الراديو الرئيسية في مخطط الدائرة

1. وحدة إمداد طاقة الاستشعار غير محولة، مصنوعة باستخدام مكثف التبريد C2 بسعة 0.33 μF × 400 V. بعد جسر المعدل، يقوم صمام ثنائي زينر ZD (1 N4749) بتعيين جهد قدره 25 فولت، والذي يستخدم ل قم بتشغيل لف التتابع K1 ، والمثبت DA1 (78L08 ) من 25 فولت يستقر 8 فولت ، والذي يستخدم لتشغيل شريحة LM324 والدائرة بأكملها بشكل عام. المكثف C4 هو مكثف تنعيم، وSZ يحمي المستشعر من التداخل عالي التردد.

2. الترانزستور الضوئي بالأشعة تحت الحمراء ثلاثي الأطراف PIR D203C هو "العين الساهرة" للمستشعر، وعنصره الرئيسي، وهو الذي يصدر "الأمر" لتشغيل المرحل التنفيذي عندما تتغير خلفية الأشعة تحت الحمراء للمنطقة الخاضعة للتحكم بسرعة. مدعوم من +8 فولت من خلال المقاوم R15. المكثف C13 هو مكثف تنعيم، وC12 يحمي الترانزستور الضوئي من التداخل عالي التردد.

3. شريحة LM324N (القيمة السوقية 0.1 دولار) - مكبر الصوت الرئيسي للمستشعر. يتكون من 4 مضخمات تشغيلية، متصلة على التوالي (4-3-2-1) بواسطة دائرة الاستشعار (عناصر الراديو R7، C6، D1، D2، R21، D3)، مما يضمن تضخيم عالي للإشارة المنتجة بواسطة الترانزستور الضوئي IR والحساسية العالية للمستشعر بأكمله. يتم تشغيله بواسطة 8 فولت ("زائد" - دبوس 4، "ناقص" - دبوس 11).

4. الغرض من طراز التتابع الكهروميكانيكي K1 LS-T73 SHD-24VDC-F-A هو تشغيل الحمل ، أو بالأحرى ، توفير ~ 220 فولت له. يتم توفير الجهد +25 فولت لملف التتابع بواسطة الترانزستور VT1 . يبلغ جهد التشغيل المقدر لملف التتابع 24 فولتًا ، وتسمح جهات الاتصال الخاصة به ، وفقًا للنقش الموجود على العلبة ، بتيار قدره 10 أمبير عند ~ 240 فولت ، مما يثير الشكوك حول قدرة مثل هذا التتابع الصغير الحجم على التبديل حمولة 2400 واط. غالبًا ما يبالغ المصنعون الأجانب في تقدير معلمات عناصرهم الراديوية.

5. الترانزستور VT1 من النوع SS9014 أو 2SC511. معلمات الحد الرئيسية: Uke.max=45 V, lk.max=0.1 A. يوفر تشغيل/إيقاف تشغيل المرحل K1 اعتمادًا على نسب الجهد (دبوس 1 من LM324N والمجمع VT2) على قاعدته.

6. تم تصميم الترانزستور الجسري (R5، R6، R7، VR2، CDS photoresistor) VT2 (SS9014، 2SC511) لإنشاء أحد وضعي تشغيل المستشعر: "وضع الأمان" أو "وضع السكون". يتم ضمان الوضع المطلوب من خلال إضاءة المقاوم الضوئي CDS (هذا هو الذي يشير إلى المستشعر، مع تغير مقاومته مع الإضاءة، سواء كان ذلك ليلاً أو نهارًا من خلال موضع شريط تمرير المقاوم المتغير VR2 (DAY LIGHT). لذلك، عندما يكون شريط تمرير المقاوم المتغير في وضع "النهار"، يعمل المستشعر ليلاً ونهارًا، وفي وضع "الليل" - فقط في الليل، وأثناء النهار يكون في وضع "السكون".

7. يوفر مرحل الوقت الإلكتروني القابل للتعديل (C14، R22 VR1) تأخيرًا زمنيًا لإيقاف تشغيل المصباح المضيء من 5...10 ثوانٍ إلى 10...15 دقيقة بعد مغادرة الجسم للمنطقة الخاضعة للتحكم. يتم توفير التعديل

المقاوم المتغير الوقت VR1.

8. يقوم المقاوم المتغير SENS VR3 بتنظيم حساسية المستشعر عن طريق تغيير عمق ردود الفعل السلبية في المرجع رقم 3.

9. دائرة المخمد R1C1 تمتص ارتفاعات الجهد التي تحدث عند تشغيل/إيقاف مصباح الهالوجين.

10. تضمن عناصر الراديو المتبقية (على سبيل المثال، R16-R20 R11، R12، وما إلى ذلك) التشغيل العادي لمضخم التشغيل لشريحة LM324N.

عند البدء في إصلاح مستشعر الأشعة تحت الحمراء، يجب أن تتذكر أن جميع العناصر الراديوية الخاصة به تخضع لجهد الطور، وهو ما يهدد الحياة. عند إصلاح مثل هذه الأجهزة، يوصى بتشغيلها عبر محول العزل. يعمل المستشعر بشكل موثوق ونادرًا ما يحتاج إلى إصلاحات، ولكن في حالة تلفه، يبدأ الإصلاح بفحص خارجي للوحة دوائره. إذا لم يتم العثور على أي ضرر، فيجب عليك التحقق من جهد الخرج لمصدر الطاقة (25 و8 فولت). يمكن أن يفشل جهاز إمداد الطاقة وأي عنصر آخر في الدائرة (الدوائر الدقيقة والترانزستورات والمثبت والمكثفات والمقاومات) بسبب ارتفاع الجهد في شبكة الإمداد أو ضربات البرق، ولسوء الحظ، لا يتم توفير الحماية منها في دائرة الاستشعار. يمكن للمختبر التحقق من صلاحية كل هذه العناصر، باستثناء الدائرة الدقيقة. إذا كنت تشك في أنها لا تعمل، فيمكن استبدال الدائرة الدقيقة. قد تكون الحلقة الضعيفة في المستشعر هي جهات اتصال التتابع K1، حيث أنها تقوم بتبديل تيارات تدفق كبيرة لمصباح الهالوجين، ويتم فحص أدائها باستخدام جهاز اختبار.

يتكون إعداد مستشعر الأشعة تحت الحمراء من التثبيت الصحيح لثلاث مقاومات ضبط موجودة في الجزء السفلي من المستشعر (الشكل 2).

ماذا تنظم هذه المقاومات؟

الوقت - يضبط وقت التأخير لإيقاف تشغيل مصباح الهالوجين بعد مغادرة الجسم الذي تسبب في تشغيله للمنطقة الخاضعة للتحكم. نطاق الضبط من 5...10 ثانية إلى 10...15 دقيقة.

ضوء النهار - يضبط المستشعر على "وضع الأمان" أو "وضع السكون" أثناء النهار. من وجهة نظر فيزيائية، فإن موضع شريط تمرير المقاومة المتغيرة يسمح أو يمنع المستشعر من العمل في ظل ظروف إضاءة معينة. نطاق الإضاءة قابل للتعديل 30 لوكس. لذلك، إذا تم تشغيل المنظم عكس اتجاه عقارب الساعة (اضبطه على علامة "الهلال")، فإن المستشعر يعمل فقط في الظلام، و"ينام" أثناء النهار. إذا قمت بتدويره إلى الموضع الأقصى عكس اتجاه عقارب الساعة (علامة "الشمس الصغيرة")، يعمل المستشعر أثناء النهار والليل، أي. طوال اليوم. في موضع متوسط ​​بين هذه القيم، يمكن للمستشعر التبديل إلى "وضع الأمان" بالفعل عند الغسق. يتحول المستشعر إلى أحد الأوضاع المذكورة أعلاه تلقائيًا.

SENS - يضبط حساسية المستشعر، أي. يضبط مساحة (أو نطاق) أكبر أو أصغر من المنطقة الخاضعة للتحكم.

عيوب جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء

عيوب مستشعر الأشعة تحت الحمراء ~220 فولت هي إنذاراته الكاذبة. يحدث هذا عندما تتحرك فروع الأشجار أو الشجيرات الموجودة في منطقة خاضعة للرقابة؛ من سيارة عابرة، أو بتعبير أدق، من حرارة محركها؛ من مصدر حرارة متغير، إذا كان موجودا تحت المستشعر؛ من التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة بسبب هبوب الرياح. من البرق ومصابيح السيارة الأمامية من مرور الحيوانات (الكلاب والقطط)؛ عندما يومض مصدر الطاقة، يتم تشغيل المستشعر ويستمر المصباح في الإضاءة لبعض الوقت. تشمل عيوب المستشعر الموصوفة أعلاه حالة عدم التشغيل في غياب الجهد ~ 220 فولت. ويمكن تقليل عدد الإنذارات الكاذبة عن طريق تغيير موضع المستشعر.

الغرض من الزجاج الأمامي هو عدسة مستشعر الأشعة تحت الحمراء. لتوسيع المنطقة المراقبة للتحكم بمقدار 120 درجة وحتى 180 درجة، يتم تصنيع عدسة المستشعر بشكل نصف دائري أو كروي. أثناء تصنيعها (الصب)، يتم توفير العديد من العدسات المستطيلة على جانبها الداخلي. يقسمون القطاع الخاضع للسيطرة إلى مناطق صغيرة. تقوم كل عدسة، من قسمها الخاص، بتركيز الأشعة تحت الحمراء في مركز الترانزستور الضوئي. يؤدي تقسيم المنطقة الخاضعة للتحكم إلى أقسام إلى حقيقة أن المنطقة الخاضعة للتحكم تصبح على شكل مروحة (الشكل 3).

ونتيجة لذلك، فإن المستشعر "يرى" الدخيل فقط في المنطقة السوداء، وفي المنطقة البيضاء يكون "أعمى". هذه المناطق، اعتمادًا على عدد وحجم العدسات، لها تكوين محدد من قبل المصممين. يتيح استخدام المعالجات الدقيقة التخلص من عدد من عيوب هذه المستشعرات المذكورة أعلاه. العدسة هي عنصر رئيسي مهممستشعر الأشعة تحت الحمراء. يعتمد ذلك على مدى "رؤية" المستشعر أفقيًا وعموديًا. تحتوي بعض مستشعرات الأشعة تحت الحمراء على عدسات قابلة للتبديل تعمل على إنشاء منطقة مراقبة لمهمة محددة. يجب أن يكون زجاج العدسة سليمًا (غير مكسور)، وإلا فلن يمكن التنبؤ بتكوين المنطقة الخاضعة للتحكم.

1.إضاءة الغرف المختلفة، أي: تشغيل/إيقاف الإضاءة تلقائيًا في المداخل والمستودعات والشقق (المنازل) وساحات المزارع والمزارع. للقيام بذلك، اعتمادًا على الموقف، يمكنك استخدام إما مجموعات أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الموضحة أعلاه مع الأضواء الكاشفة أو أجهزة الاستشعار المباعة بشكل منفصل. قم بتثبيت المجموعة على أشياء ثابتة على ارتفاع 2.5...4.5 م (الشكل 4).

يمكن تصميم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء المنفعلة التي تباع بشكل منفصل لجهد إمداد الطاقة إما ~220 فولت أو +12 فولت. بالنسبة للإضاءة، من الأفضل استخدام مستشعرات ~220 فولت، فهي رخيصة نسبيًا وتوفر أيضًا ~220 فولت للحمل، لذلك يسهل توصيل المصابيح الكهربائية بها.

ويظهر في الشكل 6 أحد المتغيرات لهذا المستشعر، وهو طراز USA 1009.

يحتوي على مقاومتي ضبط فقط: تأخير الوقت، الذي ينظم وقت إيقاف الحمل بعد مغادرة الجسم للمنطقة الخاضعة للتحكم، والتحكم في الضوء، الذي يسمح أو يحظر تشغيل المستشعر أثناء النهار. الحد الأقصى للحمل المسموح به هو 1200 واط. تبلغ زاوية الرؤية للمنطقة الخاضعة للتحكم 180 درجة، ويبلغ الحد الأقصى لطولها 12 مترًا.

تخرج من المستشعر ثلاثة أسلاك ملونة مخصصة لتوصيل الشبكة والتحميل. في الشكل 7

يُظهر رسمًا تخطيطيًا لتوصيل هذا المستشعر بمصباح منفصل ~ 220 فولت، والذي يمكن استخدامه أيضًا كمصباح طاولة.

عند توصيل المستشعر بالأسلاك الكهربائية الموجودة في المنزل (الشقة)، أي. بالنسبة للمصابيح والمفاتيح الكهربائية المثبتة بالفعل، من المهم العثور على السلك المشترك للمستشعر بشكل صحيح ودمجه مع الأسلاك الكهربائية. الشكل 8، أ، ب يوضح المخططات الخاصة بقسم الأسلاك الكهربائية قبل تشغيل المستشعر وبعد تشغيله.

إذا كنت تستخدم جهاز استشعار لإضاءة شرفة المنزل، فمن الأفضل تثبيت جهاز الاستشعار نفسه بالقرب من المصباح الكهربائي.

يؤدي استخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء في دوائر الإضاءة إلى توفير الطاقة بشكل كبير وتوفير الراحة عند تشغيلها/إيقاف تشغيلها تلقائيًا.

2. التشغيل التلقائي للإضاءة في الشقق والمنازل. في مثل هذه الحالة، من الأفضل تكييف المستشعر مع مصباح الطاولة، بحيث يمكن إطفاؤه بسهولة عند عدم الحاجة إليه.

3. إخطار صاحب المنزل بوصول الضيوف. في هذه الحالة، يجب توجيه المستشعر إلى بوابة السياج أو المساحة القريبة منه، وللحصول على إشعار صوتي، استخدم جرسًا أو كاشف صوت آخر يعمل بجهد ~ 220 فولت.

4. أمن ساحة المنزل، المرآب، المزرعة، المكتب، الشقة. لهذا الغرض، يمكنك أيضًا استخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الرخيصة الموصوفة أعلاه والتي تعمل بقوة 220 فولت تقريبًا. ومع ذلك، فإن هذه المستشعرات لها عيب كبير: إذا انقطعت الشبكة، فإنها لا تعمل، لذلك يتم استخدامها فقط لحماية الكائنات غير المهمة . لا تحتوي أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التي تعمل بجهد +12 فولت على هذه العيوب، حيث يتم تزويدها بسهولة بالطاقة الاحتياطية من البطاريات. ولهذا الغرض، تم تطوير جهاز استقبال وتحكم صغير (RCD)، يتم تركيبه على الحائط. يحتوي على مصدر طاقة وبطاريات 12 فولت 4 أمبير أو 7 أمبير ومكونات إلكترونية. يتم توصيل جميع أجهزة الاستشعار الخاصة بالكائن المحمي بلوحة تحكم واحدة، مما يوفر لها مصدر طاقة موثوقًا به، ويستقبل إشارات الإنذار منها وينقلها إلى الأمان. في حالة عدم وجود الأمن، يمكنك توصيل صفارات الإنذار الصوتية القوية بلوحة التحكم، والتي سوف تخيف المتسللين. وبالتالي، لحماية الأشياء المهمة، يجب استخدام مجموعات لوحة التحكم المزودة بمستشعرات IR بقوة 12 فولت؛ ويتم سحب كابل قياسي بأربعة أسلاك بينهما (سلكان لقوة 12 فولت، واثنان لإشارة الإنذار). لا يتم تثبيت مقاومات الضبط الخارجية على مستشعرات IR +12 V، حيث يتم نقل بعض وظائفها إلى "الملء الإلكتروني" لجهاز لوحة التحكم.

لحماية حديقتك، يجب تركيب مستشعرات الأشعة تحت الحمراء بحيث لا يمكن ملاحظتها، وإلا فقد تتعرض للتلف. للقيام بذلك، يمكن تركيب أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء بالقرب من النوافذ داخل المنزل، مع توجيه عدستها نحو الكائنات المحمية. ولحماية الشقق والمكاتب يتم تركيب حساسات الأشعة تحت الحمراء في زوايا الغرف، ولحماية الجراجات والمزارع يتم توجيه عدساتها عند بوابة الدخول.

كما ذكرنا سابقًا، فإن مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الرخيصة التي تبلغ 220 فولت و12 فولت تقريبًا لها عدد من العيوب، مثل تشغيل المستشعر عند مرور الكلاب أو القطط أو الفئران. وللقضاء على هذه الظاهرة لا بد من تركيب حساس IR داخل المنزل على عتبة النافذة وتوجيهه نحو الفناء ووضعه أمامه. شاشة واقية(الشكل 9).

في هذه الحالة يتم تشكيل "منطقة عمياء" بين الأرض ومنطقة التقاط حساس الأشعة تحت الحمراء، حيث لا يستجيب الحساس لصغار المتسللين، ولكنه سيتفاعل مع شخص عابر، حيث أن الشخص أعلى في الطول من هذا منطقة.

في أجهزة الاستشعار الجديدة بجهد 12 فولت، قام المصممون، من خلال تعقيد الدائرة وتصميم المستشعر، بإزالة هذا العيب. وبالتالي، فإن مستشعر الأشعة تحت الحمراء الإسرائيلي Crow SRX-1100 يحتوي على معالج دقيق مضاف ومثبت باعث راديو الميكروويف، والذي يحدد حجم الدخيل، ويقارنه بالعتبات المحددة ويقرر ما إذا كان سيتم إعطاء أمر للإنذار أم لا.

قام المصممون من اليابان ودول أخرى بحل هذه المشكلة بطريقة مختلفة. لقد وفرت إزاحة (داخل مستشعر الأشعة تحت الحمراء) للوحة الإلكترونية مع الترانزستور الضوئي لأعلى أو لأسفل بالنسبة إلى نقطة التركيز للعدسات الزجاجية. ونتيجة لذلك، يتم قطع الأجزاء الحساسة السوداء الأقرب إلى الأرض، ويتم إنشاء "منطقة عمياء" بالقرب من الأرض، حيث "لا يرى" المستشعر الحيوانات الصغيرة. يمكن تعديل ارتفاع النقطة العمياء بنفس إزاحة اللوحة الإلكترونية. هناك طرق أخرى لمنع أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء من الاستجابة لمرور الحيوانات الصغيرة. تم حل مشكلة تشغيل مستشعر الأشعة تحت الحمراء عند إضاءته بواسطة البرق أو المصابيح الأمامية للسيارة. وبطبيعة الحال، كل هذه التحسينات تجعل أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية أكثر تكلفة، ولكنها تزيد من موثوقية الأمن.

في القرن الحادي والعشرين، أصبح الجميع على دراية بأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء - فهي تفتح الأبواب في المطارات والمتاجر عندما تقترب من الباب. كما أنها تكتشف الحركة وتطلق إنذارًا في نظام الإنذار الأمني. في الوقت الحالي، تحتل أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء الكهروضوئية (IR) مكانة رائدة عند اختيار حماية المباني من التطفل غير المصرح به على المنشآت الأمنية. غالبًا ما يمنحها المظهر الجمالي وسهولة التركيب والتكوين والصيانة الأولوية على وسائل الكشف الأخرى.

تكتشف كاشفات الأشعة تحت الحمراء الإلكترونية الضوئية السلبية (IR) (التي يطلق عليها غالبًا أجهزة استشعار الحركة) حقيقة اختراق الإنسان للجزء المحمي (المتحكم فيه) من الفضاء، وتولد إشارة إنذار، ومن خلال فتح جهات اتصال المرحل التنفيذي (المراقبة) مرحل المحطة)، يرسل إشارة "إنذار" إلى جهاز الإنذار. يمكن استخدام الأجهزة الطرفية (TD) لأنظمة نقل الإشعارات (TPS) أو لوحة التحكم في إنذار الحريق (PPKOP) كأجهزة تحذير. بدورها، تقوم الأجهزة المذكورة أعلاه (CU أو لوحة التحكم) بإرسال إشعار الإنذار المستلم عبر قنوات نقل البيانات المختلفة إلى محطة المراقبة المركزية (CMS) أو وحدة التحكم الأمنية المحلية.

كيف يعمل مستشعر الحركة PIR؟

يعتمد مبدأ تشغيل أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية على إدراك التغيرات في مستوى الأشعة تحت الحمراء لخلفية درجة الحرارة، والتي تكون مصادرها جسم الإنسان أو الحيوانات الصغيرة، وكذلك جميع أنواع الكائنات في مجالها من الرؤية.

في أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية، يضرب الإشعاع الحراري بالأشعة تحت الحمراء عدسة فريسنل، وبعد ذلك يتم تركيزه على عنصر كهربي حراري حساس يقع على المحور البصري للعدسة (الشكل 1).

تستقبل كاشفات الأشعة تحت الحمراء المنفعلة تدفقات من طاقة الأشعة تحت الحمراء من الأجسام ويتم تحويلها بواسطة جهاز استقبال كهربي حراري إلى إشارة كهربائية، يتم إرسالها من خلال مكبر للصوت ودائرة معالجة الإشارة إلى مدخلات مشغل الإنذار (الشكل 1)1.

لكي يتم اكتشاف الدخيل بواسطة مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي، يجب استيفاء الشروط التالية:

يجب على الدخيل عبور شعاع منطقة حساسية المستشعر في الاتجاه العرضي؛
يجب أن تتم حركة الجاني ضمن نطاق سرعة معين؛
ويجب أن تكون حساسية المستشعر كافية لتسجيل الفرق في درجة الحرارة بين سطح جسم الجاني (مع مراعاة تأثير ملابسه) والخلفية (الجدران، الأرضية).

تتكون أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية من ثلاثة عناصر رئيسية:

نظام بصري يشكل النمط الاتجاهي للمستشعر ويحدد شكل ونوع منطقة الحساسية المكانية؛
جهاز استقبال حراري يسجل الإشعاع الحراري البشري؛
وحدة معالجة الإشارات بجهاز الاستقبال الحراري، والتي تفصل الإشارات الصادرة عن شخص متحرك عن خلفية التداخلات ذات المنشأ الطبيعي والاصطناعي.

اعتمادًا على تصميم عدسة فريسنل، تتميز أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية بأبعاد هندسية مختلفة للمساحة الخاضعة للتحكم ويمكن أن تكون إما بمنطقة كشف حجمية أو بمنطقة سطحية أو خطية. يتراوح مدى هذه الكاشفات من 5 إلى 20 مترًا. مظهرتظهر هذه الكاشفات في الشكل. 2.

النظام البصري

تتميز أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الحديثة بمجموعة واسعة من أنماط الإشعاع المحتملة. منطقة الحساسية لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء عبارة عن مجموعة من الأشعة ذات التكوينات المختلفة التي تتباعد عن المستشعر في اتجاهات شعاعية في مستوى واحد أو عدة مستويات. نظرًا لأن كاشفات الأشعة تحت الحمراء تستخدم أجهزة استقبال كهروحرارية مزدوجة، فإن كل شعاع في المستوى الأفقي ينقسم إلى قسمين:

قد تبدو منطقة حساسية الكاشف كما يلي:

واحد أو عدة عوارض ضيقة مركزة في زاوية صغيرة؛
عدة حزم ضيقة في المستوى الرأسي (حاجز شعاعي)؛
شعاع واحد عريض في المستوى الرأسي (ستارة صلبة) أو على شكل ستارة متعددة المراوح؛
عدة عوارض ضيقة في مستوى أفقي أو مائل (منطقة سطحية أحادية الطبقة) ؛
عدة عوارض ضيقة في عدة مستويات مائلة (منطقة حجمية متعددة المستويات).
في هذه الحالة، من الممكن التغيير على نطاق واسع طول منطقة الحساسية (من 1 م إلى 50 م)، وزاوية الرؤية (من 30 درجة إلى 180 درجة، بالنسبة لأجهزة استشعار السقف 360 درجة)، وزاوية الميل لكل شعاع (من 0 درجة إلى 90 درجة)، عدد الأشعة (من 1 إلى عدة عشرات).

يرجع التنوع والتكوين المعقد لأشكال منطقة الحساسية في المقام الأول إلى العوامل التالية:

رغبة المطورين في ضمان التنوع عند تجهيز الغرف بتكوينات مختلفة - غرف صغيرة، وممرات طويلة، وتشكيل منطقة حساسية ذات شكل خاص، على سبيل المثال مع منطقة ميتة (زقاق) للحيوانات الأليفة بالقرب من الأرض، وما إلى ذلك؛
الحاجة إلى ضمان حساسية موحدة لكاشف الأشعة تحت الحمراء على الحجم المحمي.

يُنصح بالتطرق إلى متطلبات الحساسية الموحدة بمزيد من التفصيل. تكون الإشارة عند خرج الكاشف الكهروحراري أكبر، مع تساوي جميع العوامل الأخرى، وكلما زادت درجة تداخل الدخيل في منطقة حساسية الكاشف، وقل عرض الشعاع والمسافة إلى الكاشف. لاكتشاف الدخيل على مسافة كبيرة (10...20 مترًا)، من المستحسن ألا يتجاوز عرض الشعاع في المستوى الرأسي 5 درجات...10 درجات، وفي هذه الحالة، يحجب الشخص الشعاع بالكامل تقريبًا مما يضمن أقصى قدر من الحساسية. وعلى مسافات أقصر، تزداد حساسية الكاشف في هذا الشعاع بشكل كبير، مما قد يؤدي إلى إطلاق إنذارات كاذبة، على سبيل المثال، من الحيوانات الصغيرة. لتقليل الحساسية غير المتساوية، يتم استخدام الأنظمة البصرية التي تشكل عدة أشعة مائلة، في حين يتم تثبيت كاشف الأشعة تحت الحمراء على ارتفاع أعلى من ارتفاع الإنسان. وبالتالي يتم تقسيم الطول الإجمالي لمنطقة الحساسية إلى عدة مناطق، وعادة ما يتم جعل الحزم "الأقرب" للكاشف أوسع لتقليل الحساسية. وهذا يضمن حساسية ثابتة تقريبًا عبر المسافة، مما يساعد من ناحية على تقليل الإنذارات الكاذبة، ومن ناحية أخرى، يزيد من قدرة الكشف عن طريق إزالة المناطق الميتة بالقرب من الكاشف.

عند بناء الأنظمة البصرية لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء يمكن استخدام ما يلي:

عدسات فريسنل هي عدسات ذات أوجه (مجزأة)، وهي عبارة عن لوحة بلاستيكية بها عدة أجزاء من العدسة المنشورية مختومة عليها؛
بصريات المرآة - يتم تثبيت العديد من المرايا ذات الشكل الخاص في المستشعر، مع تركيز الإشعاع الحراري على الكاشف الكهروضوئي؛
البصريات المدمجة باستخدام كل من المرايا وعدسات فريسنل.
تستخدم معظم أجهزة استشعار PIR عدسات فريسنل. تشمل مزايا عدسات فريسنل ما يلي:
بساطة تصميم الكاشف بناءً عليها؛
سعر منخفض؛
القدرة على استخدام مستشعر واحد في تطبيقات مختلفة باستخدام عدسات قابلة للتبديل.

عادة، يشكل كل جزء من عدسة فريسنل شعاعًا خاصًا به من نمط الإشعاع. إن استخدام تقنيات تصنيع العدسات الحديثة يجعل من الممكن ضمان حساسية الكاشف بشكل شبه ثابت لجميع الحزم بسبب اختيار وتحسين معلمات كل جزء من أجزاء العدسة: منطقة المقطع، وزاوية الميل والمسافة إلى جهاز استقبال البيرو، والشفافية، الانعكاسية، درجة إلغاء التركيز. في الآونة الأخيرة، تم إتقان تقنية تصنيع عدسات فريسنل ذات الهندسة الدقيقة المعقدة، مما يعطي زيادة بنسبة 30٪ في الطاقة المجمعة مقارنة بالعدسات القياسية، وبالتالي زيادة في مستوى الإشارة المفيدة من الشخص على مسافات طويلة. المادة التي تصنع منها العدسات الحديثة توفر الحماية لمستقبل البيرو من الضوء الأبيض. يمكن أن يحدث التشغيل غير المرضي لمستشعر الأشعة تحت الحمراء بسبب تأثيرات مثل التدفقات الحرارية الناتجة عن تسخين المكونات الكهربائية للمستشعر، وسقوط الحشرات على أجهزة الكشف الكهروضوئية الحساسة، وإعادة انعكاسات الأشعة تحت الحمراء المحتملة من الأجزاء الداخلية للكاشف. وللتخلص من هذه التأثيرات، يستخدم أحدث جيل من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء حجرة خاصة محكمة الغلق بين العدسة وجهاز الاستقبال الحراري (البصريات المغلقة)، على سبيل المثال، في مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الجديدة من PYRONIX وC&K. وفقا للخبراء، فإن عدسات فريسنل الحديثة ذات التقنية العالية ليست أقل شأنا في خصائصها البصرية من البصريات المرآة.

نادرًا ما يتم استخدام البصريات المرآة باعتبارها العنصر الوحيد في النظام البصري. يتم إنتاج أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ذات البصريات المرآة، على سبيل المثال، من قبل SENTROL وARITECH. تتمثل مزايا البصريات المرآة في القدرة على التركيز بشكل أكثر دقة، ونتيجة لذلك، زيادة الحساسية، مما يسمح لك باكتشاف الدخيل على مسافات طويلة. إن استخدام العديد من المرايا ذات الأشكال الخاصة، بما في ذلك المرايا متعددة الأجزاء، يجعل من الممكن توفير حساسية ثابتة تقريبًا للمسافة، وهذه الحساسية على المسافات الطويلة أعلى بنسبة 60% تقريبًا من عدسات فريسنل البسيطة. باستخدام البصريات المرآة، من الأسهل حماية المنطقة القريبة الموجودة مباشرة أسفل موقع تركيب المستشعر (ما يسمى بمنطقة مكافحة التخريب). قياسًا على عدسات فريسنل القابلة للاستبدال، تم تجهيز مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ذات البصريات المرآة بأقنعة مرايا قابلة للاستبدال وقابلة للفصل، والتي يسمح لك استخدامها بتحديد الشكل المطلوب لمنطقة الحساسية ويجعل من الممكن تكييف المستشعر مع التكوينات المختلفة للمباني المحمية .

تستخدم أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء الحديثة عالية الجودة مزيجًا من عدسات فريسنل والبصريات المرآة. وفي هذه الحالة يتم استخدام عدسات فريسنل لتشكيل منطقة حساسية على مسافات متوسطة، كما يتم استخدام البصريات المرآة لتكوين منطقة مضادة للعبث تحت المستشعر ولتوفير مسافة كشف طويلة جداً.

استقبال بايرو:

يركز النظام البصري إشعاع الأشعة تحت الحمراء على جهاز استقبال كهروحراري، والذي يستخدم في مستشعرات الأشعة تحت الحمراء محول كهروضوئي حساس للغاية من أشباه الموصلات قادر على تسجيل فرق يبلغ عدة أعشار الدرجة بين درجة حرارة جسم الشخص والخلفية. يتم تحويل التغير في درجة الحرارة إلى إشارة كهربائية، والتي، بعد المعالجة المناسبة، تطلق إنذارًا. تستخدم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء عادةً عناصر حرارية مزدوجة (تفاضلية، DUAL). ويرجع ذلك إلى حقيقة أن عنصرًا حراريًا واحدًا يتفاعل بنفس الطريقة مع أي تغير في درجة الحرارة، بغض النظر عما إذا كان سببه جسم الإنسان أو، على سبيل المثال، تسخين الغرفة، مما يؤدي إلى زيادة وتيرة الإنذارات الكاذبة . في الدائرة التفاضلية، يتم طرح إشارة أحد العناصر الحرارية من عنصر آخر، مما يجعل من الممكن قمع التداخل المرتبط بالتغيرات في درجة حرارة الخلفية بشكل كبير، وكذلك تقليل تأثير الضوء والتداخل الكهرومغناطيسي بشكل كبير. تظهر الإشارة الصادرة من شخص متحرك عند مخرج العنصر الكهروضوئي المزدوج فقط عندما يعبر الشخص شعاع منطقة الحساسية وتكون إشارة ثنائية القطب متناظرة تقريبًا، قريبة الشكل من فترة الشكل الجيبي. لهذا السبب، يتم تقسيم الحزمة نفسها لعنصر كهروحراري مزدوج إلى قسمين في المستوى الأفقي. في أحدث نماذج أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، من أجل تقليل تكرار الإنذارات الكاذبة بشكل أكبر، يتم استخدام العناصر الحرارية الرباعية (رباعية أو مزدوجة مزدوجة) - وهما مستشعران كهربائيان حراريان يقعان في مستشعر واحد (عادةً ما يتم وضع أحدهما فوق الآخر). يتم جعل نصف قطر المراقبة لمستقبلات البيرو مختلفة، وبالتالي لن يتم ملاحظة مصدر حراري محلي للإنذارات الكاذبة في كلا مستقبلي البيرو في نفس الوقت. في هذه الحالة، يتم اختيار هندسة وضع أجهزة الاستقبال الحرارية ودائرة الاتصال الخاصة بها بحيث تكون الإشارات الصادرة من شخص ذات قطبية معاكسة، ويتسبب التداخل الكهرومغناطيسي في ظهور إشارات في قناتين من نفس القطبية، مما يؤدي إلى الكبت من هذا النوع من التدخل. بالنسبة للعناصر الحرارية الرباعية، يتم تقسيم كل شعاع إلى أربعة (انظر الشكل 2)، وبالتالي فإن الحد الأقصى لمسافة الكشف عند استخدام نفس البصريات ينخفض ​​إلى النصف تقريبًا، لأنه من أجل الكشف الموثوق، يجب على الشخص، مع ارتفاعه، حجب كلا الحزمتين من اثنين من الكهروحرارية أجهزة الكشف. يمكن زيادة مسافة الكشف عن العناصر الحرارية الرباعية باستخدام بصريات دقيقة تشكل شعاعًا أضيق. هناك طريقة أخرى لتصحيح هذا الوضع إلى حد ما وهي استخدام العناصر الحرارية ذات الهندسة المتشابكة المعقدة، وهو ما تستخدمه شركة PARADOX في أجهزة الاستشعار الخاصة بها.

كتلة معالجة الإشارات

يجب أن تضمن وحدة معالجة الإشارات في جهاز الاستقبال الحراري التعرف الموثوق على الإشارة المفيدة الصادرة عن شخص متحرك على خلفية من التداخل. بالنسبة لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، فإن الأنواع الرئيسية ومصادر التداخل التي يمكن أن تسبب إنذارات كاذبة هي:

مصادر الحرارة ووحدات تكييف الهواء والتبريد؛
حركة الهواء التقليدية
الإشعاع الشمسي ومصادر الضوء الاصطناعي.
التداخل الكهرومغناطيسي والراديو (المركبات ذات المحركات الكهربائية، واللحام الكهربائي، وخطوط الكهرباء، وأجهزة إرسال الراديو القوية، والتفريغ الكهروستاتيكي)؛
الصدمات والاهتزازات.
الإجهاد الحراري للعدسات.
الحشرات والحيوانات الصغيرة.

يعتمد تحديد وحدة المعالجة للإشارة المفيدة على خلفية التداخل على تحليل معلمات الإشارة عند خرج الكاشف الكهروحراري. هذه المعلمات هي حجم الإشارة وشكلها ومدتها. الإشارة الصادرة من شخص يعبر شعاع منطقة حساسية حساس الأشعة تحت الحمراء هي إشارة ثنائية القطب متناظرة تقريبًا، وتعتمد مدتها على سرعة حركة الدخيل، والمسافة إلى المستشعر، وعرض الشعاع، ويمكن حوالي 0.02...10 ثانية مع نطاق مسجل لسرعات الحركة يبلغ 0,1...7 م/ث. تكون إشارات التداخل في الغالب غير متناظرة أو لها مدة مختلفة عن الإشارات المفيدة (انظر الشكل 3). الإشارات الموضحة في الشكل تقريبية للغاية، وفي الواقع كل شيء أكثر تعقيدًا.

المعلمة الرئيسية التي يتم تحليلها بواسطة جميع أجهزة الاستشعار هي حجم الإشارة. في أبسط أجهزة الاستشعار، هذه المعلمة المسجلة هي الوحيدة، ويتم تحليلها من خلال مقارنة الإشارة بعتبة معينة تحدد حساسية المستشعر وتؤثر على تكرار الإنذارات الكاذبة. من أجل زيادة مقاومة الإنذارات الكاذبة، تستخدم أجهزة الاستشعار البسيطة طريقة حساب النبض، والتي تحسب عدد المرات التي تجاوزت فيها الإشارة العتبة (أي، في جوهرها، عدد المرات التي عبر فيها الدخيل الشعاع أو عدد الحزم التي عبرها). في هذه الحالة، لا يتم إصدار إنذار في المرة الأولى التي يتم فيها تجاوز العتبة، ولكن فقط إذا أصبح عدد التجاوزات، خلال فترة زمنية معينة، أكبر من قيمة محددة (عادة 2...4). عيب طريقة حساب النبض هو تدهور الحساسية، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص بالنسبة لأجهزة الاستشعار ذات منطقة الحساسية مثل ستارة واحدة وما شابه ذلك، عندما لا يتمكن الدخيل من عبور شعاع واحد فقط. من ناحية أخرى، عند حساب النبضات، من الممكن حدوث إنذارات كاذبة بسبب التداخل المتكرر (على سبيل المثال، الكهرومغناطيسي أو الاهتزاز).

في أجهزة الاستشعار الأكثر تعقيدًا، تقوم وحدة المعالجة بتحليل القطبية الثنائية والتماثل لشكل الإشارة من خرج جهاز الاستقبال الكهروضوئي التفاضلي. قد يختلف التنفيذ المحدد لهذه المعالجة والمصطلحات المستخدمة للإشارة إليها1 من مصنع لآخر. ويتمثل جوهر المعالجة في مقارنة الإشارة بعتبتين (إيجابية وسلبية)، وفي بعض الحالات، مقارنة حجم ومدة الإشارات ذات الأقطاب المختلفة. من الممكن أيضًا الجمع بين هذه الطريقة والعد المنفصل لتجاوزات العتبات الإيجابية والسلبية.

يمكن إجراء تحليل مدة الإشارات إما بطريقة مباشرة لقياس الوقت الذي تتجاوز فيه الإشارة عتبة معينة، أو في مجال التردد عن طريق تصفية الإشارة من خرج جهاز الاستقبال الحراري، بما في ذلك استخدام "مقياس عائم". عتبة، اعتمادا على نطاق تحليل التردد.

هناك نوع آخر من المعالجة مصمم لتحسين أداء مستشعرات الأشعة تحت الحمراء وهو التعويض الحراري التلقائي. في نطاق درجة الحرارة المحيطة البالغ 25 درجة مئوية...35 درجة مئوية، تنخفض حساسية جهاز الاستقبال الحراري بسبب انخفاض التباين الحراري بين جسم الإنسان والخلفية؛ ومع زيادة أخرى في درجة الحرارة، تزداد الحساسية مرة أخرى ولكن "بالعلامة المعاكسة". وفي ما يسمى بدوائر التعويض الحراري "التقليدية"، يتم قياس درجة الحرارة ويتم زيادة الكسب تلقائيًا مع ارتفاعه. مع التعويض "الحقيقي" أو "ثنائي الاتجاه"، يؤخذ في الاعتبار زيادة التباين الحراري لدرجات الحرارة التي تزيد عن 25 درجة مئوية...35 درجة مئوية. يضمن استخدام تعويض درجة الحرارة التلقائي حساسية ثابتة تقريبًا لمستشعر الأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع من درجات الحرارة.

يمكن تنفيذ أنواع المعالجة المذكورة بالوسائل التناظرية أو الرقمية أو المدمجة. بدأت مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الحديثة بشكل متزايد في استخدام أساليب المعالجة الرقمية باستخدام وحدات التحكم الدقيقة المتخصصة مع ADC ومعالجات الإشارات، مما يسمح بمعالجة تفصيلية للبنية الدقيقة للإشارة لتمييزها بشكل أفضل عن ضوضاء الخلفية. في الآونة الأخيرة، كانت هناك تقارير عن تطوير أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الرقمية بالكامل والتي لا تستخدم العناصر التناظرية على الإطلاق.
وكما هو معروف، ونظراً للطبيعة العشوائية للإشارات المفيدة والمتداخلة، فإن أفضل خوارزميات المعالجة هي تلك التي تعتمد على نظرية الحلول الإحصائية.

عناصر حماية أخرى لكاشفات الأشعة تحت الحمراء

تستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء المخصصة للاستخدام المهني ما يسمى بالدوائر المضادة للإخفاء. جوهر المشكلة هو أن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التقليدية يمكن تعطيلها من قبل متسلل عن طريق الشريط أو الطلاء على نافذة الإدخال الخاصة بالمستشعر أولاً (عندما لا يكون النظام مسلحًا). لمكافحة هذه الطريقة لتجاوز أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، يتم استخدام مخططات مكافحة الإخفاء. تعتمد الطريقة على استخدام قناة إشعاع خاصة بالأشعة تحت الحمراء، والتي يتم تشغيلها عند ظهور قناع أو عائق عاكس على مسافة قصيرة من المستشعر (من 3 إلى 30 سم). تعمل الدائرة المضادة للإخفاء بشكل مستمر أثناء تعطيل النظام. عندما يتم الكشف عن حقيقة الإخفاء بواسطة كاشف خاص، يتم إرسال إشارة حول هذا الأمر من المستشعر إلى لوحة التحكم، والتي، مع ذلك، لا تصدر إنذارًا حتى يحين وقت تسليح النظام. في هذه اللحظة سيتم تزويد المشغل بمعلومات حول الإخفاء. علاوة على ذلك، إذا كان هذا الإخفاء عرضيًا (حشرة كبيرة، أو ظهور جسم كبير لبعض الوقت بالقرب من المستشعر، وما إلى ذلك) وبحلول وقت ضبط المنبه، كان قد تم تطهيره، فلن يتم إصدار إشارة الإنذار.

عنصر أمان آخر تم تجهيز جميع أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الحديثة تقريبًا به هو مستشعر العبث بالتلامس، والذي يشير إلى محاولة فتح غلاف المستشعر أو اقتحامه. يتم توصيل مرحلات مستشعر العبث والإخفاء بحلقة أمان منفصلة.

للتخلص من مستشعر الأشعة تحت الحمراء الذي يصدر من الحيوانات الصغيرة، يتم استخدام عدسات خاصة ذات منطقة ميتة (زقاق الحيوانات الأليفة) من مستوى الأرض إلى ارتفاع حوالي 1 متر، أو يتم استخدام طرق خاصة لمعالجة الإشارات. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن معالجة الإشارات الخاصة تسمح بتجاهل الحيوانات فقط إذا كان وزنها الإجمالي لا يتجاوز 7...15 كجم، ويمكنها الاقتراب من المستشعر بما لا يزيد عن 2 متر، لذلك إذا كان هناك قطة تقفز منطقة محمية، فإن هذه الحماية لن تساعد.

للحماية من التداخل الكهرومغناطيسي والراديو، يتم استخدام التركيب السطحي الكثيف والدرع المعدني.

تركيب أجهزة الكشف

تتمتع كاشفات الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية بميزة ملحوظة مقارنة بالأنواع الأخرى من أجهزة الكشف. إنه سهل التثبيت والتكوين والصيانة. أجهزة الكشف من هذا النوعيمكن تركيبها على السطح المسطح للجدار الحامل وفي زاوية الغرفة. هناك أجهزة كشف يتم وضعها على السقف.

إن الاختيار الكفء والاستخدام الصحيح من الناحية التكتيكية لمثل هذه الكاشفات هو مفتاح التشغيل الموثوق للجهاز ونظام الأمان بأكمله ككل!

عند اختيار أنواع وعدد أجهزة الاستشعار لضمان حماية كائن معين، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار الطرق والأساليب المحتملة لاختراق الدخيل، والمستوى المطلوب من موثوقية الكشف؛ تكاليف اقتناء وتركيب وتشغيل أجهزة الاستشعار؛ ميزات الكائن الخصائص التكتيكية والفنية لأجهزة الاستشعار. إحدى ميزات أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية هي تنوعها - باستخدامها من الممكن منع الوصول والاختراق لمجموعة واسعة من الغرف والهياكل والأشياء: النوافذ وواجهات العرض والعدادات والأبواب والجدران والأسقف والفواصل والخزائن والأشياء الفردية ، الممرات، أحجام الغرف. علاوة على ذلك، في بعض الحالات، لن تكون هناك حاجة إلى عدد كبير من أجهزة الاستشعار لحماية كل هيكل؛ وقد يكون كافيًا استخدام جهاز استشعار واحد أو أكثر مع تكوين منطقة الحساسية المطلوبة. دعونا نلقي نظرة على بعض ميزات استخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء.

المبدأ العام لاستخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء هو أن أشعة منطقة الحساسية يجب أن تكون متعامدة مع الاتجاه المقصود لحركة الدخيل. يجب اختيار موقع تركيب المستشعر بحيث يتم تقليل المناطق الميتة الناتجة عن وجود أجسام كبيرة في المنطقة المحمية التي تحجب العوارض (على سبيل المثال، الأثاث، النباتات المنزلية). إذا كانت أبواب الغرفة مفتوحة إلى الداخل، فيجب أن تفكر في إمكانية إخفاء الدخيل بأبواب مفتوحة. إذا لم يكن من الممكن إزالة البقع الميتة، فيجب استخدام أجهزة استشعار متعددة. عند حظر الكائنات الفردية، يجب تثبيت المستشعر أو أجهزة الاستشعار بحيث تمنع أشعة منطقة الحساسية جميع الأساليب الممكنة للكائنات المحمية.

يجب مراعاة نطاق ارتفاعات التعليق المسموح بها والمحددة في الوثائق (الحد الأدنى والحد الأقصى للارتفاعات). ينطبق هذا بشكل خاص على أنماط الإشعاع ذات الحزم المائلة: إذا تجاوز ارتفاع التعليق الحد الأقصى المسموح به، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض الإشارة من المنطقة البعيدة وزيادة المنطقة الميتة أمام المستشعر، ولكن إذا كان ارتفاع التعليق أقل من الحد الأدنى المسموح به، سيؤدي ذلك إلى انخفاض في اكتشاف النطاق مع تقليل المنطقة الميتة تحت المستشعر في نفس الوقت.

1. يتم تثبيت أجهزة الكشف ذات منطقة الكشف الحجمي (الشكل 3، أ، ب)، كقاعدة عامة، في زاوية الغرفة على ارتفاع 2.2-2.5 متر. وفي هذه الحالة، فإنها تغطي حجم الغرفة بالتساوي غرفة محمية.

2. يفضل وضع الكاشفات على السقف في الغرف ذات الأسقف العالية من 2.4 إلى 3.6 م، وتتميز هذه الكاشفات بمنطقة كشف أكثر كثافة (الشكل 3، ج)، كما أن تشغيلها أقل تأثراً بالأثاث الموجود.

3. تُستخدم أجهزة الكشف ذات منطقة الكشف السطحية (الشكل 4) لحماية المحيط، على سبيل المثال، الجدران غير الدائمة، وفتحات الأبواب أو النوافذ، ويمكن استخدامها أيضًا للحد من الوصول إلى أي أشياء ثمينة. وينبغي توجيه منطقة الكشف الخاصة بهذه الأجهزة، كخيار، على طول جدار به فتحات. يمكن تركيب بعض أجهزة الكشف مباشرة فوق الفتحة.

4. تستخدم أجهزة الكشف ذات منطقة الكشف الخطية (الشكل 5) لحماية الممرات الطويلة والضيقة.

كيفية خداع كاشف الأشعة تحت الحمراء

العيب الأولي لطريقة الكشف عن الحركة السلبية بالأشعة تحت الحمراء هو أن الشخص يجب أن يكون مختلفًا بشكل واضح في درجة الحرارة عن الأشياء المحيطة به. عند درجة حرارة الغرفة 36.6 درجة مئوية، لن يميز أي كاشف الشخص عن الجدران والأثاث. والأسوأ من ذلك: كلما اقتربت درجة حرارة الغرفة من 36.6 درجة مئوية، كلما كانت حساسية الكاشف أسوأ. تعوض معظم الأجهزة الحديثة هذا التأثير جزئيًا عن طريق زيادة الكسب عند درجات حرارة من 30 درجة إلى 45 درجة (نعم، تعمل أجهزة الكشف أيضًا بنجاح عند اختلاف درجة الحرارة المعاكس - إذا كانت الغرفة +60 درجة، فسيقوم الكاشف باكتشاف الشخص بسهولة؛ بفضل التنظيم الحراري النظام، سيحافظ جسم الإنسان على درجة حرارة حوالي 37 درجة مئوية). لذلك، عندما تكون درجة الحرارة الخارجية حوالي 36 درجة مئوية (والتي غالبا ما توجد في البلدان الجنوبية)، فإن أجهزة الكشف تفتح الأبواب بشكل سيء للغاية، أو على العكس من ذلك، بسبب الحساسية العالية للغاية، فإنها تتفاعل مع أدنى ريح.

علاوة على ذلك، من السهل حماية نفسك من كاشف الأشعة تحت الحمراء بأي شيء في درجة حرارة الغرفة (ورقة من الورق المقوى) أو ارتداء معطف فرو سميك وقبعة حتى لا تبرز يديك ووجهك، وإذا مشيت ببطء كافٍ، لن يلاحظ كاشف الأشعة تحت الحمراء مثل هذه الاضطرابات الصغيرة والبطيئة.

هناك أيضًا توصيات أكثر غرابة على الإنترنت، مثل مصباح الأشعة تحت الحمراء القوي، والذي، إذا تم تشغيله ببطء (مع باهتة عادية)، فسيؤدي إلى إخراج كاشف الأشعة تحت الحمراء عن النطاق، وبعد ذلك يمكنك المشي أمامه حتى بدون معطف فرو. ومع ذلك، تجدر الإشارة هنا إلى أن أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الجيدة في هذه الحالة ستعطي إشارة عطل.

وأخيراً معظم قضية معروفةكاشفات الأشعة تحت الحمراء – اخفاء. عندما يتم تعطيل النظام، خلال ساعات العمل أثناء النهار، ستأتي كزائر إلى المبنى المطلوب (متجر، على سبيل المثال)، واغتنم اللحظة التي لا ينظر فيها أحد، وقم بحظر كاشف الأشعة تحت الحمراء بقطعة من الورق أو قم بتغطيته بفيلم غير شفاف ذاتي اللصق أو املأه برذاذ الطلاء. وهذا مناسب بشكل خاص للشخص الذي يعمل هناك بنفسه. قام صاحب المتجر بحظر الكاشف بعناية خلال النهار، وتسلق النافذة ليلاً، وأخرج كل شيء، ثم أزال كل شيء واتصل بالشرطة - لقد سرقوا الرعب، لكن الإنذار لم ينجح.

للحماية من هذا الإخفاء، توجد التقنيات التقنية التالية.

1. في أجهزة الاستشعار المدمجة (IR + الميكروويف)، من الممكن إصدار إشارة خطأ إذا اكتشف مستشعر الميكروويف إشارة راديوية منعكسة كبيرة (اقترب شخص ما جدًا أو وصل مباشرة إلى الكاشف)، وتوقف مستشعر الأشعة تحت الحمراء عن إنتاج الإشارات . في معظم الحالات في الحياه الحقيقيهوهذا لا يعني النية الخبيثة للمجرم، ولكن إهمال الموظفين - على سبيل المثال، سدت الكاشف كومة عالية من الصناديق. ومع ذلك، بغض النظر عن النية الخبيثة، إذا تم حظر الكاشف، فهذا اضطراب، وإشارة "العطل" هذه مناسبة جدًا.

2. تحتوي بعض لوحات التحكم على خوارزمية تحكم عندما تكتشف الحركة بعد تعطيل الكاشف. أي أن غياب الإشارة يعتبر عطلاً حتى يمر شخص ما أمام الحساس ويصدر إشارة عادية "هناك حركة". هذه الوظيفة ليست مريحة للغاية، لأنه في كثير من الأحيان يتم نزع سلاح جميع المباني، حتى تلك التي لن يدخلها أحد اليوم، ولكن اتضح أنه في المساء، من أجل تسليح المبنى مرة أخرى، سيتعين عليك الدخول في كل شيء الغرف التي لم يكن هناك أحد فيها أثناء النهار، ولوّح بيديك أمام المستشعرات - ستتأكد لوحة التحكم من تشغيل المستشعرات وستسمح لك بلطف بتسليح النظام.

3. أخيرًا، هناك وظيفة تسمى "المنطقة القريبة"، والتي تم تضمينها ذات مرة في متطلبات GOST الروسية والتي غالبًا ما يطلق عليها خطأً "مكافحة الإخفاء". جوهر الفكرة: يجب أن يحتوي الكاشف على حساس إضافي ينظر مباشرة إلى الأسفل، تحت الكاشف، أو مرآة منفصلة، ​​أو عدسة خاصة صعبة بشكل عام، حتى لا تكون هناك منطقة ميتة بالأسفل. (معظم أجهزة الكشف لها زاوية رؤية محدودة وتتجه بشكل عام للأمام و60 درجة لأسفل، لذلك توجد منطقة ميتة صغيرة أسفل الكاشف مباشرة، على مستوى الأرض على بعد حوالي متر من الجدار). ومن المعتقد أن عدوًا ماكرًا سيظهر بطريقة أو بأخرى. قادر على الدخول إلى هذه المنطقة الميتة ومن هناك قم بحجب (قناع) عدسة مستشعر الأشعة تحت الحمراء، ثم تجول بوقاحة في جميع أنحاء الغرفة بأكملها. في الواقع، عادة ما يتم تركيب الكاشف بحيث لا يكون هناك طريقة للدخول إلى هذه المنطقة الميتة دون تجاوز مناطق حساسية المستشعر. حسنًا، ربما من خلال الجدار، لكن العدسات الإضافية لن تساعد في منع المجرمين من اختراق الجدار.

التدخل والإيجابيات الكاذبة

عند استخدام أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار إمكانية حدوث إنذارات كاذبة بسبب أنواع مختلفة من التداخل.

يمكن أن يؤدي التداخل ذو الطبيعة الحرارية أو الضوئية أو الكهرومغناطيسية أو الاهتزازية إلى إطلاق إنذارات كاذبة من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء. على الرغم من أن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الحديثة تتمتع بدرجة عالية من الحماية من هذه التأثيرات، إلا أنه لا يزال من المستحسن الالتزام بالتوصيات التالية:

للحماية من تدفقات الهواء والغبار، لا ينصح بوضع المستشعر على مقربة من مصادر تدفقات الهواء (التهوية، النافذة المفتوحة)؛
تجنب التعرض المباشر للمستشعر لأشعة الشمس والضوء الساطع؛ عند اختيار مكان التثبيت، ينبغي مراعاة إمكانية التعرض للضوء لفترة قصيرة في الصباح الباكر أو عند غروب الشمس، عندما تكون الشمس منخفضة فوق الأفق، أو التعرض للمصابيح الأمامية للمركبات المارة بالخارج؛
أثناء التسليح، يُنصح بإيقاف تشغيل المصادر المحتملة للتداخل الكهرومغناطيسي القوي، ولا سيما مصادر الضوء التي لا تعتمد على المصابيح المتوهجة: مصابيح الفلورسنت، والنيون، والزئبق، والصوديوم؛
لتقليل تأثير الاهتزازات، يُنصح بتثبيت المستشعر على رأس المال أو الهياكل الداعمة؛
لا يوصى بتوجيه المستشعر نحو مصادر الحرارة (الرادياتير، الموقد) والأشياء المتحركة (النباتات، الستائر)، تجاه وجود الحيوانات الأليفة.

يحدث التداخل الحراري بسبب تسخين خلفية درجة الحرارة عند تعرضها للإشعاع الشمسي، ويتدفق الهواء الحراري من تشغيل مشعات أنظمة التدفئة، ومكيفات الهواء، والمسودات.
التداخل الكهرومغناطيسي - الناجم عن التداخل من مصادر الانبعاثات الكهربائية والراديو إلى العناصر الفردية للجزء الإلكتروني من الكاشف.
يرتبط التداخل الخارجي بحركة الحيوانات الصغيرة (الكلاب والقطط والطيور) في منطقة اكتشاف الكاشف. دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في جميع العوامل التي تؤثر على التشغيل العادي لكاشفات الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية.

التداخل الحراري

وهذا هو العامل الأكثر خطورة، والذي يتميز بالتغيرات في خلفية درجة الحرارة المحيطة. يؤدي التعرض للإشعاع الشمسي إلى زيادة محلية في درجة حرارة الأجزاء الفردية من جدران الغرفة.

يحدث التداخل الحراري بسبب تأثير تدفقات الهواء المتحركة، على سبيل المثال من المسودات مع نافذة مفتوحة، والشقوق في فتحات النوافذ، وكذلك أثناء تشغيل أجهزة التدفئة المنزلية - المشعات ومكيفات الهواء.

التداخل الكهرومغناطيسي

وتحدث عند تشغيل أي من مصادر الإشعاع الكهربائي والراديو، مثل أجهزة القياس والأجهزة المنزلية والإضاءة والمحركات الكهربائية وأجهزة الإرسال الراديوي. يمكن أيضًا أن يحدث تداخل قوي بسبب ضربات البرق.

تدخل غريب

يمكن أن تكون الحشرات الصغيرة مثل الصراصير والذباب والدبابير مصدرًا فريدًا للتداخل في أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية. إذا تحركوا مباشرة على طول عدسة فريسنل، فقد يحدث إنذار كاذب لهذا النوع من الكاشف. يشكل ما يسمى بالنمل المنزلي خطرًا أيضًا، والذي يمكنه الدخول إلى داخل الكاشف والزحف مباشرة على العنصر الكهروضوئي.

طرق تحسين أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء

منذ عشر سنوات، تحتوي جميع أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء تقريبًا على معالج دقيق قوي إلى حد ما، وبالتالي أصبحت أقل عرضة للتداخل العشوائي. يمكن لأجهزة الكشف تحليل التكرار والمعلمات المميزة للإشارة، والاستقرار طويل المدى لمستوى إشارة الخلفية، مما أدى إلى زيادة كبيرة في المناعة ضد التداخل.

أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، من حيث المبدأ، لا يمكن الدفاع عنها ضد المجرمين الذين يقفون خلف شاشات غير شفافة، ولكنها عرضة لتأثير التدفقات الحرارية من معدات التحكم في المناخ والإضاءة الخارجية (من خلال النافذة). على العكس من ذلك، فإن أجهزة استشعار الحركة بالموجات الدقيقة (الراديو) قادرة على إنتاج إشارات كاذبة، والكشف عن الحركة خلف الجدران الشفافة الراديوية، خارج المباني المحمية. كما أنهم أكثر عرضة للتداخل اللاسلكي. يمكن استخدام كاشفات IR + الميكروويف المدمجة وفقًا لنظام "AND"، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية حدوث إنذارات كاذبة، ووفقًا لنظام "OR" للمباني ذات الأهمية الخاصة، والذي يلغي عمليًا إمكانية التغلب عليها.

لا تستطيع أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التمييز بين شخص صغير وكلب كبير. يوجد عدد من أجهزة الاستشعار التي يتم فيها تقليل الحساسية لحركات الأجسام الصغيرة بشكل كبير من خلال استخدام أجهزة استشعار ذات 4 مناطق وعدسات خاصة. في هذه الحالة، يمكن تمييز الإشارة الصادرة عن شخص طويل القامة ومن كلب قصير مع بعض الاحتمالات. عليك أن تفهم جيدًا أنه من المستحيل، من حيث المبدأ، التمييز تمامًا بين مراهق جاثم وكلب روتويللر الذي يقف على رجليه الخلفيتين. ومع ذلك، يمكن تقليل احتمالية حدوث إنذار كاذب بشكل كبير.

وقبل بضع سنوات، ظهرت أجهزة استشعار أكثر تعقيدًا - تحتوي على 64 منطقة حساسة. في الواقع، هذا جهاز تصوير حراري بسيط يحتوي على مصفوفة عناصر مقاس 8 × 8. مجهزة بمعالج قوي، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء هذه قادرة على تحديد الحجم والمسافة إلى هدف دافئ متحرك، وسرعة واتجاه حركته - قبل 10 سنوات، كانت هذه المستشعرات تعتبر قمة التكنولوجيا للصواريخ الموجهة، والآن أصبحت تستخدم للحماية من اللصوص العاديين.

أخطاء التثبيت

تشغل أخطاء التثبيت مكانًا خاصًا في التشغيل غير الصحيح أو غير الصحيح لكاشفات الأشعة تحت الحمراء الإلكترونية الضوئية السلبية عند تنفيذ العمل على تثبيت هذه الأنواع من الأجهزة. دعونا ننتبه إلى الأمثلة الصارخة للوضع غير الصحيح لكاشفات الأشعة تحت الحمراء لتجنب ذلك في الممارسة العملية.

في التين. 6 أ؛ 7 أ و 8 أ يوضحان التثبيت الصحيح والصحيح لأجهزة الكشف. ما عليك سوى تثبيتها بهذه الطريقة وليس بأي طريقة أخرى!

في الأشكال 6 ب، ج؛ تقدم 7 b وc و8 b وc خيارات للتثبيت غير الصحيح لكاشفات الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية. مع هذا التثبيت، قد يتم تفويت عمليات الاقتحام الحقيقية للمباني المحمية دون إصدار إشارة "إنذار".

لا تقم بتركيب أجهزة الكشف الكهروضوئية السلبية بطريقة تجعلها معرضة للأشعة المباشرة أو المنعكسة ضوء الشمسوكذلك المصابيح الأمامية للمركبات المارة.
لا تقم بتوجيه منطقة اكتشاف الكاشف نحو عناصر التسخين في أنظمة التدفئة وتكييف الهواء، وعلى الستائر والستائر التي قد تتمايل بسبب التيارات الهوائية.
لا تضع أجهزة الكشف الضوئية الإلكترونية السلبية بالقرب من مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي.
قم بإغلاق جميع فتحات كاشف الأشعة تحت الحمراء الضوئية الإلكترونية السلبية بمادة مانعة للتسرب مرفقة مع المنتج.
تدمير الحشرات الموجودة في المنطقة المحمية.

يوجد حاليًا مجموعة كبيرة ومتنوعة من أدوات الكشف، والتي تختلف في مبدأ التشغيل والنطاق والتصميم وخصائص الأداء.

يعد الاختيار الصحيح لكاشف الأشعة تحت الحمراء الضوئي الإلكتروني السلبي وموقع تركيبه هو مفتاح التشغيل الموثوق لنظام الإنذار الأمني.

تحميل:
1. أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء المقاومة للحيوانات الأليفة - من فضلك أو للوصول إلى هذا المحتوى
2. وسائل الكشف البصري - من فضلك أو

مستشعر الحركة هو جهاز يسمح لك بتحديد أي حركات في منطقة مسؤوليتك. عادة ما يستخدم المستوى المنطقي للإلكترونيات الرقمية كإشارة استجابة. ونتيجة لذلك، يصبح من الممكن اكتشاف وجود حركة في إطار أنظمة الإنذار والإضاءة والتحكم الآلي في الأبواب وما إلى ذلك.

أنواع ومبادئ تشغيل أجهزة استشعار الحركة

أجهزة استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية

في الأدب المحلي، نتحدث غالبًا عن أجهزة استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR). هذه الفئة من المنتجات لديها عدد من العيوب. عادةً، يعمل مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي بناءً على التأثير الكهروحراري: فهو يستشعر الحرارة من مسافة بعيدة. يتكيف المطورون، كقاعدة عامة، مع درجة حرارة جسم الإنسان ويلتقطون موجات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة في منطقة 10 ميكرون. وهذا أقل بكثير من الإشعاع المرئي؛ أتذكر الفيلم الذي شارك فيه آرني العظيم ومطاردة المفترس. استجاب الجهاز الحسي للكائن الفضائي لموجات الحرارة.

لهذا السبب، يمكن خداع مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية. لا يتم استخدامها في أنظمة الإنذار الخطيرة. يحتوي مستشعر الحركة الكهروحرارية على بلورة تعمل على تحويل طول موجي محدد إلى شحنة كهربائية. للقضاء على التداخل عند الإدخال يوجد مرشح على شكل عدسة سيليكون. إنه يحد بشكل كبير من طيف الإشعاع الوارد، على سبيل المثال، من 7 إلى 15 ميكرون، مما يقلل من مستوى التداخل الخارجي.

كقاعدة عامة، يتكون النظام من جزأين من أجل تسجيل الخلفية الخارجية في وقت واحد. وتنقسم نافذة الشريحة التي تنقل الإشعاع إلى جزأين متكافئين، كل منهما يواجه بعيدًا عن المركز. ونتيجة لذلك، إذا دخل جسم دافئ متحرك إلى مجال رؤية النافذة، فسيصبح الفرق واضحًا على الفور. ويؤكد المطورون أنه بفضل عدسات فريسنل، فإن قوة تبلغ حوالي 1 ميكروواط كافية للحصول على استجابة. في ضوء ما سبق، تتطلب معظم أجهزة استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية وقتًا وتدريبًا. لفترة قصيرة، يجب ألا تدخل أي أجسام متحركة إلى مجال رؤية العدسات.

تستمر الفترة لمدة تصل إلى دقيقة، ويجوز بعد ذلك استخدام مستشعر الحركة. يختلف مبدأ نقل الإشارة. كقاعدة عامة، تنتج الشركة المصنعة جهاز استشعار ووحدة تحكم متعددة الوظائف مقابلة ضمن سلسلة من الدوائر الدقيقة، مع مهام العمل مع نوع المعدات المصاحبة. هذا يجعل من الممكن إنشاء أنظمة معقدة. يتوافق المستوى، على سبيل المثال، مع وحدة منطقية CMOS، أو ينتج سلسلة من النبضات بتردد محدد. ومن المعروف أن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية، مع القدرة على تكوين هذه المعلمة، مما يجعل الرقائق أكثر مرونة.

يوجد مكبر للصوت بالداخل لتوليد الاستجابة المطلوبة. وهذا يتطلب مصدر طاقة خارجي. مخطط الموصل بسيط للغاية:

1. ساق السلطة.
2. التأريض (الدائرة صفر).
3. إخراج إشارة المعلومات.

عيوب أجهزة استشعار الحركة بالأشعة تحت الحمراء السلبية

أي شخص على دراية بالإلكترونيات يدرك عيوب أجهزة الاستشعار الموصوفة أعلاه: يتم حماية الإشعاع بسهولة. يكفي وضع جسم صلب في مجال رؤية المستشعر لتعطيل تشغيل النظام. لن يصل الإشعاع الحراري إلى العنصر الحساس بعد الآن. على سبيل المثال، يولد الشخص الذي يرتدي ملابسه استجابة أقل بكثير.

وبالإضافة إلى ذلك، النطاق محدود. تتحدد من خلال حساسية العنصر وقوة الإشعاع الحراري للجسم. في معظم الحالات، بضعة أمتار فقط، مما يفرض قيودا على الاستخدام.

تعتبر درجة حرارة الوسط ذات أهمية كبيرة؛ فمع انخفاضها، سيبدأ نمط درجة الحرارة في الانخفاض على مقياس التردد، مما يؤدي إلى تشويه حساسية المستشعر. يعتبر الخيار الذي تطل فيه نافذة المستشعر الأولى على الشارع والثانية على الغرفة أمرًا مثيرًا للجدل. عليك أن تعتمد على توصيات الشركة المصنعة فيما يتعلق بشروط الاستخدام.

قاطعات الليزر

أجهزة استشعار الليزر مشهورة في الأفلام التي تتحدث عن بنوك المال. هذه تقنية لإصلاح الحركة على خط مستقيم. يتم وضع مصدر الإشعاع وجهاز الاستقبال مقابل بعضهما البعض. عندما يقع جسم بينهما، يتم إنشاء إشارة إنذار. يكون الليزر غير مرئي في بعض الأحيان، واستخدام علب الغاز الخاصة التي تتوهج تحت تأثير الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة فوق البنفسجية ليس من اختراع صانعي الأفلام. تُستخدم ظاهرة التلألؤ لتحديد موقع المسارات غير المرئية.

مع زيادة الطول الموجي، تنخفض خصائص اتجاه الإشعاع بشكل حاد، ولم تعد نطاقات الراديو تستخدم كأشعة. بخصوص ترددات عاليةقادرة على المرور عبر العوائق مثل الأشعة السينية، فهي غير مناسبة للاستخدام لأسباب واضحة.

أجهزة الاستشعار على أساس تأثير دوبلر

تضم المجموعة عائلتين منفصلتين: أجهزة استشعار الحركة بالموجات فوق الصوتية والميكروويف. ويستند مبدأ التشغيل على تأثير واحد. اكتشف دوبلر هذه الظاهرة في عام 1842، من خلال مراقبة أنظمة النجوم المزدوجة والأجرام السماوية الأخرى. وبعد ثلاث سنوات، أثبت بويس-بالوت أن التحول في الطيف قد لوحظ أيضًا بالنسبة لمصادر الصوت.

لاحظ كل سكان العاصمة وسكان المدن الكبرى الأخرى أن صافرة القطار المقترب كانت أعلى من صافرة القطار المغادر. وبالتالي، فإن الشخص الموهوب موسيقيًا إلى حد ما قادر على تحديد ما إذا كان القطار يقترب من المنصة أم يهرب. هذا هو تأثير دوبلر: أي موجة تنبعث من جسم ما يتم إدراكها بواسطة مراقب ثابت وفقًا للسرعة النسبية للحركة. يعتمد حجم التحول في الطيف على السرعة.

يبدو النجم المتراجع أكثر برودة قليلاً مما هو عليه في الواقع: سينزاح الطيف إلى أسفل مقياس التردد. على العكس من ذلك، فإن لون الشخص الذي يقترب يبدو أكثر دفئا. ويلاحظ تأثير مماثل في أي نطاق: الراديو والصوت وغيرها. لقد خمن القراء بالفعل كيفية عمل أجهزة استشعار تأثير دوبلر. ينبعث اهتزاز بالموجات فوق الصوتية أو تردد الراديو في الهواء، ويتم اكتشاف الاستجابة. في وجود الأجسام المتحركة، تتغير الصورة بشكل جذري: فبدلاً من موجة منبعثة متجانسة، يتم استقبال مجموعة كاملة من الترددات المختلفة في التردد عن الموجة الأصلية.

ميزة هذه الطريقة: أن الإشعاع ينحني بسهولة حول العوائق أو يمر عبرها. ولكن يتم تسجيل الحركة فيما يتعلق بأي كائنات، بما في ذلك الجماد. درجة حرارة الجسم لا يهم. تعتمد خصائص تشغيل النظام على تردد الإشعاع. على سبيل المثال، يُحظر استخدام نطاق الراديو إلى حد كبير. تم ترك نوافذ صغيرة، تم تحريرها من قبل لجنة حكومية خاصة. ليس للموجات فوق الصوتية أي قيود، ولكنها ضارة بسمع الإنسان (حتى لو لم يتم الشعور بها بشكل مباشر). على سبيل المثال، يعمل مبيدو الكلاب والصراصير ضمن النطاق المحدد.

لذلك، فإن حماية أجهزة استشعار الحركة بالموجات فوق الصوتية والترددات اللاسلكية أكثر صعوبة في الحماية.

أجهزة استشعار الحركة المقطعية

الكلمة تشبه المعدات الطبية حسب المطورين، وتعني وجود شبكة من أجهزة الإرسال النشطة في النظام. يعمل المجمع في نطاق 2.4 هرتز المسموح به، حيث تعمل أجهزة مودم WiFi وأفران الميكروويف وعدد من الأجهزة. مما يفرض قيودًا على الفور: من المفترض أن يحد النظام من استخدام المنتجات المذكورة أعلاه.

يعتمد التأثير على الامتصاص المعروف لجزيئات الماء بتردد 2.4 هرتز. يدخل السائل الأكثر شيوعا على هذا الكوكب إلى جسم كائن حي بكثرة، مما يجعل من الممكن بناء صورة في الداخل. تمر الموجات ذات التردد 2.4 هرتز عبر الجدران بسهولة نسبية، ومن الممكن تغطية مساحات كبيرة نسبيًا ذات تكوين معقد. يتم تثبيت شبكة من أجهزة الإرسال والاستقبال، على غرار نقاط وصول WiFi، على الأرض.

يقوم نظام كمبيوتر معقد بتحليل التوزيع الميداني. وهذا يعني مرحلة تدريب يتم فيها تقييم ظروف انتشار الموجة في غرفة معينة. وفي المستقبل، وباستخدام خوارزميات خاصة، يستطيع النظام الإشارة إلى موقع أي أجسام في الفضاء. من الممكن أيضًا اكتشاف الأجسام الحية الساكنة. عندما يدخل شكل من أشكال الحياة البيولوجية إلى منطقة عمل الأمواج، تبدأ قوتها في التلاشي وفقا لقوانين معينة. يتم تحويل الطاقة إلى حرارة، كما يحدث في فرن الميكروويف. ونتيجة لذلك، يصبح من الممكن توليد إشارة إنذار.

لا تشكل الباعثات خطورة على البشر، وقد تم توحيد قوة التشغيل وفقًا للقانون. المسؤول المحلي مدعو، بدءًا من حجم معين، إلى تسجيل النظام بالطريقة المحددة. أجهزة الاستشعار أغلى من غيرها المقدمة في المراجعة. كما أن أجهزة الدوبلر تكلف الكثير.

كاميرات الفيديو كأجهزة استشعار

اليوم، تحتوي معظم كاميرات الفيديو الرقمية على خيار التقاط الحركة. يصبح من الممكن تسجيل إشارة على المسجل وإصدار إنذار بالطريقة المحددة. المستشعر كافٍ تمامًا لاحتياجات المنظمة. يتم تحديد عملية التسجيل وبداية ونهاية تسجيل الحدث من خلال إمكانيات المعدات الفردية.

الميزة الإضافية الكبيرة للنظام هي القدرة على العمل تلقائيًا وفرصة تسجيل الإجراءات غير القانونية إذا لزم الأمر. ويعتبر العائق الوحيد هو قانون الحياة الخاصة للمواطنين. يقترح التمييز بوضوح بين الأعمال غير القانونية وغيرها. ولا تنشر المعلومات الواردة بالمخالفة للقانون.

للعمل في الظلام، يتم استخدام مسجلات الأشعة تحت الحمراء مع الإضاءة التي لا غنى عنها للمناظر الطبيعية المحيطة. هناك برامج تعليمية على الإنترنت تقترح إنشاء مسجل للأشعة تحت الحمراء من عدسة الكاميرا للتصوير الليلي. يتم تجميع الإضاءة الخلفية على أساس الثنائيات التقليدية للأشعة تحت الحمراء. يعتمد نطاق التصوير في هذه الحالة بشكل كبير على قوة الأشعة تحت الحمراء. لأغراض التضخيم، يوصى باستخدام العاكسات.

استخدام أجهزة استشعار الحركة

غالبًا ما يواجه استخدام أجهزة استشعار الحركة قيودًا معينة. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية هي الأبسط في هذا الصدد، واستخدامها غير موحد بأي شكل من الأشكال. حيث تبدأ الموجات فوق الصوتية والموجات الراديوية - يُقترح حساب العواقب بعناية. الليزر ليس آمنًا، الملصق التحذيري الموجود على طابعة الليزر ليس مزحة. فالإشعاع المتماسك يحترق عبر شبكية العين ليس أسوأ من حرق الورق، مما يسبب إصابة خطيرة.

ترتبط بشكل وثيق بأجهزة استشعار الحركة أنظمة الكشف عن وجود الدخان في الغرفة. في هذه الحالة، يتم استخدام ظاهرة تغيير شروط مرور الإشعاع، بالإضافة إلى تأثير دوبلر. الطرق الكيميائية البحتة نادرة جدًا.

تستخدم أجهزة استشعار الحركة في الأنظمة:

• التنبيه والأمن.
• ضوابط الباب.
• مجمعات ترفيهية
• إضاءة.

يعتمد نطاق التطبيقات فقط على خيال المؤلفين، ولهذا السبب ينتج المصنعون الأجانب أنظمة متكاملة مع القدرة على دمجها في أنظمة أكثر تعقيدًا. لذلك، لتغطية منطقة معينة، يجوز تجميع مجموعة من أجهزة الاستشعار مثل المنشئ. تتمتع أنظمة التصوير المقطعي بأكبر قدر من المرونة في هذا الصدد، ولكنها أيضًا أكثر تكلفة. تعد أبسط أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أكثر ملاءمة للتحكم في الكائنات الفردية، مثل الأبواب.