Вібраційний детектор для захисту гнучких огороджень INTREPID ™ Micropoint ™

опубліковано 23 груд. 2014 р., 06:16 Невідомий користувач   [ оновлено 25 груд. 2014 р., 07:09 ]
Нова технологія захисту периметра
Мікрофонний кабель в якості чутливого елемента застосовується для захисту огорож вже протягом багатьох років. Найбільш широкого поширення набули ємнісні, індуктивні, електретних (електрети - діелектрики, що зберігають поляризований стан тривалий час після зняття зовнішнього впливу, що викликав поляризацію), трибоелектричних і п'єзоелектричні технології. Запорукою надійної роботи всіх дротових периметрових коштів є якість огорожі. У всіх перерахованих вище технологіях місце вторгнення визначається з точністю до ділянки, що визначається початком і кінцем чутливого кабелю.
Установка єдиної чутливості для всієї зони є компромісом між імовірністю виявлення в найменш чутливих точках і частотою помилкових тривог - в найбільш чутливих. В цілому, чим більше довжина ділянки, тим більше відбувається помилкових спрацьовувань. До одного блоку обробки підключається, як правило, один або два ділянки, і при необхідності збільшення числа ділянок ціна таких систем значно зростає.


Технологія INTREPID MicroPoint
Унікальність нової технології MicroPoint в тому, що вона не тільки фіксує сам факт наявності обурення чутливого елемента, а й визначає місце виникнення цього обурення з точністю до 3 метрів на ділянці кабелю довжиною до 200 метрів.

Застосування цієї технології надає цілий ряд якісно нових можливостей:
  • Індивідуальна настройка чутливості кожного метра кабелю.
  • Вільне програмне розбиття на зони.
  • Розпізнавання точкового впливу - вражаюче зниження числа помилкових тривог шляхом аналізу просторової характеристики обурення.
Сучасна цифрова процесорна обробка з використанням як тимчасових, так і просторових фільтрів, дозволяє значно знизити рівень помилкових тривог і одночасно підвищити ймовірність виявлення.
Дійсно, якщо відомо в яких місцях по всій довжині ділянки відбуваються обурення, то стає легко зрозуміти, чи мають вони розподілений характер, що свідчить скоріше про природних або штучних перешкодах (дощ, вітер або рух великовантажного транспорту), або зосереджені в одній точці - що являється спробою вторгнення.
  • Визначення розташування перешкоди - можливість точного визначення місця розташування причини виникнення помилкової тривоги.
  • Засоби налаштування та діагностики, що надаються програмним забезпеченням, безпрецедентні для периметрових систем.
Кабель MicroPoint служить не тільки чутливим елементом, по ньому також здійснюється передача даних між пристроями та подається харчування до всіх елементів системи. Передача даних точка-точка допомогою частотної маніпуляції носить назву ICOM-протокол. Він дозволяє віддалено завантажувати і вивантажувати дані в процесорні модулі системи.
Високоефективні конвертери постійного струму дозволяють створити розподілену мережу живлення, яке здійснюється по тому ж кабелю MicroPoint. Відсутність додаткових пристроїв і з'єднань для подачі живлення і передачі даних істотно знижує собівартість установки системи.

Кабель MicroPoint
Ключовим елементом системи є спеціальний кабель MicroPoint. Він являє собою звичайний коаксіальний кабель з двома додатково сформованими каналами, в яких вільно розташовані тонкі чутливі провідники-сенсори. При деформації кабелю, закріпленого на огородженні, виникає рух сенсорів щодо тіла кабелю.

Процес
виявлення
В кабель подається сканувальний імпульс, який створює електромагнітне поле, що розповсюджується всередині коаксіального кабелю між центральною жилою і опліткою зі швидкістю 66% від швидкості світла. Електромагнітна енергія концентрується близько двох провідників-сенсорів, розташованих в сенсорних каналах близько зовнішньої обплетення.
Сенсори відокремлені від екрану поліетиленовим (майларовим) футляром. Будь механічна деформація сенсорів призводить до того, що частина імпульсу відбивається і починає рухатися назад до приймача зі швидкістю рівною 80% швидкості світла. Тимчасова затримка між початком імпульсу і прийомом сигналу, відбитого від деформованої ділянки, є мірою відстані, яку імпульс проходить в кабелі. Такий прийом є стандартним методом визначення дефектів в кабелі, звана імпульсна рефлектометрія (TDR - Time-Domain Reflectometry). На кінцях кабелю встановлюються согласующие опору для зменшення відображення. Все це дуже нагадує роботу радара за визначенням рухомих об'єктів, але тільки всередині кабелю. Щоб визначити навіть найнезначніші відображення, викликані рухом сенсорів, і відрізнити їх від перешкод, використовуються спеціальним чином кодовані імпульси. Процес виявлення показаний на рис. 2.

\

За відсутності руху повернутий сигнал формує картину розподілу шумів в кабелі в спокійному стані. Тут знову можна провести аналогію з розподілом сигналу від нерухомих об'єктів, таких як будівлі, в звичайному радарі. Аналоговий сигнал оцифровується в інтервалах, які називаються Cells. Коли порушник розрізає полотно огородження або перелазить через нього, то це точкове вплив змушує сенсори рухатися в їх каналах і саме цей рух і визначається. Цифрова процесорна обробка застосовується для видалення фонового сигналу і виділення складової, що належить до руху сенсорів в кабелі. Після видалення постійної складової аналізується форма залишився сигналу для визначення точного місця вторгнення в одиницях довжини, які називаються subcell. Subcell відповідає 1,1 метра кабелю і є базовим елементом довжини в системі MicroPoint. До процесорного модулю підключаються 2 плеча кабелю, кожне завдовжки до 200 метрів.
Спочатку сканується одне плече (A), потім інше (B). Однією з головних проблем традиційних мікрофонних сенсорів, використовуваних на гнучких огорожах (сітка-рабиця), є схильність їх хибним тривогам під час сильних вітрів і дощів. Локальне обурення, викликане порушником, порівнюється з шумом (енергією), акумульованих по всій довжині кабелю. У випадку з кабелем MicroPoint сигнал від порушника порівнюється з шумом, створюваним тільки ділянкою довжиною 3,3 метра (3 subcells), всередині якого порушник знаходиться. Це призводить до значного збільшення відношення сигнал / шум в порівнянні з традиційними мікрофонними системами.
Збільшення відносини сигнал / шум призводить до значного зменшення частоти помилкових тривог і збільшення ймовірності виявлення. Спеціальні імпульси, що використовуються в системі MicroPoint, не мають постійної складової (сумарний струм імпульсу = 0) і 99% їх енергії припадає на діапазон від 3 до 15 МГц. Це полегшує поєднання частотно-модульованого сигналу передачі даних, що використовує частоту 150-200 кГц і харчування в одному кабелі. Для поділу послідовності детективних імпульсів і частотно-модульованого сигналу передачі даних використовується частотне мультиплексування.

Диференційований рівень чутливості
Однією з головних причин помилкових тривог в традиційних мікрофонних кабельних системах є неоднорідність полотна огорожі. Від добре чи від погано натягнутих панелей приходять різні сигнали. У більшості випадків це означає, що перед установкою чутливого елемента необхідно проводити реконструкцію огорожі, що істотно збільшує вартість і час монтажу. У випадку з кабелем MicroPoint для різних ділянок одного і того ж кабелю можна в процесі калібрування встановлювати різні рівні чутливості.

Довільне програмне розбиття на зони
Число зон у системі задається програмно при налаштуванні і ніяк не пов'язане з кількістю процесорних модулів і відрізків кабелю. Більше того, воно може бути легко змінена в будь-який момент з комп'ютера без виходу на охоронну територію.

Точність виявлення до 3 метрів
Точність виявлення джерела сигналу в системі MicroPoint становить 3,3 метра. Це дозволяє оператору навести поворотну камеру на місце виникнення тривоги, передати точні дані в групу реагування, а також швидко встановити джерело помилкової тривоги.

Індивідуальність налаштувань
Для кожної ділянки кабелю існує 7 параметрів, деякі з яких відносяться до ділянки в цілому, а деякі задаються індивідуально для кожного сегмента. Всі ці значення зберігаються в пам'яті відповідного процесорного модуля.
Число подій перевищення порогового рівня сигналу, після якого буде виданий сигнал тривоги, також задається індивідуально для кожного сегмента, а не для ділянки в цілому.
Будь сегмент будь-якої зони можна програмно перевести в неактивний стан безпосередньо з робочого місця оператора.

Живлення і дані для додаткових датчиків
Система дозволяє підключати додаткові датчики, засновані на інших принципах виявлення.
Живлення для цих датчиків та інформація про їх стан також передаються по кабелю MicroPoint.

Компоненти системи INTREPID MicroPoint

Процесорний модуль PM (Processor Module)
Головним елементом системи MicroPoint INTREPID є процесорний модуль (PM), який контролює дві ділянки чутливого елемента по 200 метрів кожний і здійснює виявлення і локалізацію вторгнення. Плата модуля розміщена в захисному герметичному пластиковому корпусі, який кріпиться на полотно огорожі. Всі кабельні з'єднання підходять до корпусу знизу.
Плата модуля є багатошаровою друкованою платою, на якій встановлені компоненти поверхневого монтажу. Модуль оснащений 16-бітовим процесором, програмованої логічної матрицею більш ніж на 3000 елементів і 2 Мб енергонезалежної Flash-пам'яті. Всі вхідні і вихідні лінії мають ланцюга грозозахисту.
Кожен модуль містить 6 цифрових і 4 аналогових входів, 3 релейних виходів і вихід для живлення додаткових датчиків 150 мА, 12 В. Живлення всієї системи може бути подано до будь-якого процесорного модуля.

Кабель MicroPoint
Спеціалізований кабель є не тільки чутливим елементом, але і служить середовищем передачі даних і подачі живлення для всіх компонентів системи. Зовнішня оболонка кабелю зроблена з поліетилену високої щільності, непристосовного до ультрафіолетових променів і стійкого до погодних умов. Існує броньований варіант кабелю.

З'єднувальний модуль LU (Link Unit)
Основне призначення з'єднувального пристрою - здійснювати зв'язок між процесорними модулями в багатопроцесорних системах. Модуль передає живлення та дані від однієї ділянки кабелю до іншого і в той же час завершує процес детектування на кожній окремій ділянці.
Плата модуля розміщена в захисному герметичному пластиковому корпусі, який кріпиться на полотно огорожі. Кожен модуль містить 4 цифрових входи і вихід для живлення додаткових датчиків 150 мА, 12 В. Живлення на периметрі може бути підключено до будь-якого з'єднувального модулю.

Ізольований з'єднувальний модуль ILU (Isolated Link Unit)
Виконує ті ж функції, що і LU, додатково здійснює гальванічну розв'язку ланцюгів системи. Потрібно встановлювати в системах з кількістю процесорів більше чотирьох.

Релейний модуль RM
Релейний модуль надає 6 релейних Н.О. і Н.З. контактів, а також 6 цифрових і 4 аналогових входів. До одного процесорного модулю може бути підключено до 8 релейних модулів по інтерфейсу RS485. Встановлюється в такий же корпус, як PM і LU.

Мережевий інтерфейс NIM (Network Interface Module)
Інтерфейс призначений для зв'язку всієї системи з комп'ютером по інтерфейсах RS232, RS485 або RS422. Має лічильник реального часу, за якими синхронізується час всіх подій системи. Являє собою плату, яка встановлюється в будь який процесорний модуль. В системі необхідний тільки один мережевий інтерфейс.

Кінцевий пристрій TU (Termination Unit)
Встановлюється в системах з розімкненим топологією і служить завершальній навантаженням на останній ділянці кабелю. Плата модуля розміщена в захисному герметичному пластиковому корпусі, який кріпиться на полотно огорожі.

З'єднувальний пристрій SU
Пристрій призначений для з'єднання двох частин однієї ділянки кабелю при розриві або в разі обходу перешкод, наприклад, воріт. Плата перетворювача живлення PCC (Power converter Card) Ця плата є перетворювачем постійного струму. Вона перетворює зовнішню напругу величиною від 10 до 60 В в напругу +5 В для живлення внутрішніх ланцюгів і +12 В для живлення різних модулів і додаткових датчиків. Також від неї подається харчування в кабель MicroPoint для живлення компонентів системи по мережі. Перед установлена в кожному процесорному модулі (PM) і при необхідності може бути додана до будь-якого з'єднувального (LU) або релейного (RM) модулю.

Адаптер RS-232 (232A)

Невеликий модуль зі штепсельних з'єднанням призначений для підключення ліній RS232 інтерфейсу до системи INTREPID. Може використовуватися окремо або паралельно з мережевим інтерфейсом NIM.

Адаптер RS422 / RS485 (422 / 485A)
Невеликий модуль зі штепсельних з'єднанням призначений для підключення ліній RS485 або RS422 інтерфейсу до системи INTREPID. Може використовуватися окремо або паралельно з мережевим інтерфейсом NIM.

Архітектура системи

До кожного процесорного модулю PM підключаються 2 плеча чутливого кабелю довжиною до 200 метрів кожне. Далі по черзі підключаються з'єднувальні та процесорні модулі так, щоб між двома PM завжди був один LU. Охороняється контур може бути як замкнутим, так і розімкненим. У разі замкнутого контуру остання ділянка останнього з'єднувального модуля з'єднується з першим процесорним модулем. У разі відкритої ділянки або одиничного процесорного модуля на кінцях кабелю встановлюються кінцеві пристрої TM.
Релейні модулі підключаються до процесорних модулів. Додаткові датчики можуть підключатися до процесорного модулю PM, з'єднувального модулю LU або релейного модулю RM.
У системі з 4 процесорними модулями і менш живлення подається тільки до одного PM, якщо процесорних модулів більше 4, то до двох.
Мережевий інтерфейс NIM встановлюється тільки в один процесорний модуль. Через нього відбувається конфігурація, настройка і моніторинг всієї системи. В одній системі MicroPoint може бути до 8 процесорних і 8 релейних модулів. До одного комп'ютера може бути підключено до 8 таких систем.

Програмне забезпечення

Програма Site Manager
Програмний пакет Site Manager призначений для програмування і налаштування всіх компонентів охоронної сигналізації INTREPID. Працює в середовищі Windows. Складається з двох частин: Drawing Tool (програма малювання) і Installation / Service Tool (сервісна / інсталяційна програма). Drawing Tool (програма малювання) Програма призначена для промальовуванн
я плану об'єкта і розташування на ньому всіх модулів системи INTREPID і додаткових датчиків. Під малюнок може бути підкладена карта об'єкта або його фотографія з великої висоти. Це найперший етап в інсталяційному процесі.

Installation / Service Tool (сервісна / інсталяційна програма)

Програма використовується під час встановлення і налаштування системи і потім для локального або віддаленого моніторингу та обслуговування. У програмі використовуються файли, створені в програмі Drawing Tool. На цьому етапі робляться всі

установки, задаються всі зв'язки і настроюються всі параметри. Після опису та налаштування всієї системи проводиться калібрування, в процесі якої послідовно по всьому полотну огорожі створюються певні дії. Отримані результати записуються і зберігаються у всіх процесорних модулях. Всі численні параметри налаштування зберігаються як в програмі, так і в процесорних модулях. На дисплей можна вивести графіки стану кабелю в реальному часі, так само як і графіки стани, які були отримані в момент налаштування і зберігаються в пам'яті, що дає можливість сервісній службі швидко встановити і ліквідувати проблему. Порівнюючи значення поточної чутливості із записаним можна легко визначити зміни на об'єкті, наприклад, якщо огорожу було пошкоджено. Використання цієї програми замінює застосування осцилографів, вольтметрів та інших вимірювальних і записувальних приладів в традиційних системах і всі дії можуть проводитися з приміщення охорони або віддалено - з офісу сервісної служби по телефонній лінії з використанням модему.

Програма Site Manager є інструментом інженера.

Програма Map Monitor

Програма являє собою графічну карту об'єкта, яка точно відображає місце вторгнення. Вона використовується службою охорони для визначення, оцінки та реагування на виниклу на периметрі тривогу. Всі дії в цій програмі охоронець може здійснювати за допомогою 3 кнопкової миші. У цьому випадку клавіатура просто відключається від комп'ютера.
Якщо знову підключити клавіатуру і ввести пароль, то можна отримати доступ до протоколу подій і робити невеликі зміни на мапі.
Програма Map Monitor є інструментом служби охорони.
Comments