ЗЕБРА-однопозиционный радиоволновой охранный извещатель нового поколения

23.05.2014

Инженерами ЗАО "Охранная техника" создан уникальный прибор, претендующий на звание самого совершенного на сегодняшний день однопозиционного радиоволнового охранного извещателя.

Системы радиолокации и охранные однопозиционные радиоволновые извещатели имеют практически одинаковую теоретическую основу и видимо одну дату рождения.
Первым отечественным охранным извещателем этого вида можно считать созданный к началу последней войны "радиоуловитель самолетов РУС-1", обнаруживавший факт пролета самолета через контролируемую воздушную зону.
Сейчас системы радиолокации и радионавигации имеют очень широкие возможности. Есть и образцы, предназначенные для кругового или секторного мониторинга и охраны территории, способные зафиксировать и сопровождать одного или нескольких предполагаемых нарушителей на расстоянии до 1км.
Но у охранных радиоволновых извещателей или по зарубежной терминологии- радар-сенсоров свой "славный" путь развития.
В основу всех извещателей данного типа положен известный эффект Доплера. В применении к РЛС – это смещение частоты и фазы отраженного от цели сигнала по отношению к излучаемому, зависящее от скорости движущейся цели и ее дальности от излучателя.
Первые радар-сенсоры использовали непрерывный одночастотный сигнал, имели смеситель для получения биений доплеровской частоты, фильтр разностных частот, детектор и порогово-исполнительное устройство.
Надо сказать, что данный принцип довольно успешно используется и по сей день, в недорогих извещателях для простых условий применения. В линейке оборудования ЗАО "Охранная техника" тоже есть "простые Доплеры" серии ФАНТОМ, работающие в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Выполненные на современной элементной базе, имеющие защищенные корпуса и модификации с выходом через RS-485, они вполне способны решать локальные задачи при охране помещений и отдельных участков периметра.
В таких извещателях уровень сигнала от нарушителя сильно зависит от расстояния. И для каждого расстояния извещатель должен иметь свою чувствительность, которая может изменятся до 80 дБ и более. Поэтому разработчики "Охранной техники" поставили перед собой цель выровнять чувствительность однопозиционных извещателей по длине зоны обнаружения.
Развитие радиолокации подсказало идею использовать многочастотные и многофазные сигналы. Это дало возможность за счет увеличения так называемой информационной базы решить поставленную задачу и значительно достовернее выделить полезный сигнал.
Результатом работ этого направления стал известный российскому, да и зарубежному потребителю, извещатель СП4У40. Он позволил применять радиволновой радарный метод обнаружения в более сложной помеховой обстановке и прекрасно зарекомендовал себя многолетней эксплуатацией. Аналогичные СП4У40 технические решения до сих пор применяют многие российские производители однопозиционных радиволновых извещателей.
Однако современные требования к техническим средствам охраны уже существенно превысили возможности таких датчиков. В сложных условиях периметра, когда требуется четко ограничить зону обнаружения, достоверно обнаружить цель на фоне значительных помех различного характера, извещатели этого класса работают нестабильно или вообще неприменимы.
Параллельное развитие получило и направление, характеризуемое использованием двух поочередно излучаемых сигналов с разными частотами и фазами и совместной обработкой доплеровских сигналов после синхронного двухканального приема. В частности, этого направления придерживается известная американская компания Southwest Microwave, относительно недавно представившая свой новый извещатель Мodel 385. Он способен достаточно точно ограничить дальность действия. Это технология получила название "Range Cut-Off", буквально – обрезание дальности. Может он так же выделить ближнюю зону и установить для нее отдельную низкую чувствительность для снижения воздействия близко движущихся помех. Чувствительность в остальной "не отрезанной" зоне обнаружения гарантируется равномерной и высокой.
Аналогичные функции имеет и радар-сенсор Мurena не менее известной итальянской компании СIAS, представившей его в 2008 году. В качестве особенностей этот производитель указывает использование в алгоритме сенсора так называемой "нечеткой логики" и сравнение сигналов с записанными в память датчика образами.
Весьма дорогой Мodel 385 имеет очень высокую климатическую защиту (работает при 100% влажности), большой запас прочности конструкции (вес с кронштейном 4,5 кг), правда нижний предел эксплуатационной температуры у него всего 35°С.
Оба датчика являются одними из последних разработок указанных компаний и кроме как ценой несомненно выгодно отличаются от извещателей класса СП4У40.
Однако намного эффективнее оказалось формировать зону обнаружения более гибко, с минимальной дискретностью изменяя чувствительность на протяжении всей зоны. А в случае наличия не устраняемых помех, например в середине зоны обнаружения, понизить чувствительность датчика именно на этом участке или совсем отключить участок. В этом случае появится возможность не только отключать дальние участки с движущимся транспортом, но и адаптивно формировать остальную часть зоны обнаружения под конкретный объект без его трудоемкой подготовки, а самую близкую часть отключать только при необходимости.
Именно такие функции и были реализованы в новом извещателе ЗАО "Охранная техника", получившем название ЗЕБРА.
Извещатель производится серийно, успешно реализуется и получает хорошие отзывы. Поэтому сегодня мы можем смело заявлять о состоявшихся инновационных технических решениях и высоких пользовательских качествах ЗЕБРЫ.
В извещателе применяется зондирующий сигнал со сложной частотной модуляцией и обработкой линейчатого спектра смешанного сигнала, включающего множество доплеровских гармоник, расположенных на участках спектра, однозначно связанных с расстоянием от точки излучения до равноудаленных точек пространства, ограниченного зоной обнаружения.
При этом алгоритм обработки сигналов, включающий как цифровую фильтрацию с применение быстродействующего сигнального процессора, так и интеллектуальную обработку, позволяет с высокой достоверностью выделить сигнал от движущегося нарушителя на фоне влияющих факторов и помех различного характера: метеопомех, помех от ложных малоразмерных целей, элементов рельефа, промышленных помех и импульсных электромагнитных излучений.
Зона обнаружения в этом извещателе фактически разделена на множество подзон (участков). Каждая подзона - это по сути самостоятельный охранный датчик конкретного пространственного расположения в пределах зоны обнаружения. И каждая подзона-датчик получила возможность установки своей чувствительности, а именно усиления и порога срабатывания. В реальности это делается с переносного компьютера или с центрального пункта охраны по RS-485, а просто отключать подзоны и устанавливать общую чувствительность можно органами ручного управления под герметичной крышкой.
Такова основополагающая технология обнаружения однопозиционных радиоволновых извещателей ЗЕБРА.
Следует заметить, что и Мodel 385 и Мurena, имеющие фактически три управляемых участка, значительно ограничены в описанных выше функциях, как и практически все отечественные извещатели.
Рассмотрим основные возможности извещателя ЗЕБРА, предоставляющего пользователю действительно уникальные качества.
Вы можете, применив компьютер, соединиться с извещателем по USB или RS-485, увидеть сигналы в каждой подзоне, оценить помеховую обстановку и произвести предварительную регулировку чувствительности. Проведя "ход-тест", вы окончательно настроите извещатель по всей линии зоны обнаружения и определите конкретное пространственное положение подзон.
Далее Вы можете точно ограничить дальность обнаружения и полностью исключить помехи за пределами зоны (транспорт, пешеходы, край причала и т.д.).
Вы можете значительно изменить чувствительность в непосредственной близости от извещателя и,тем самым, подавить помехи от малоразмерных целей (птицы, летящий мусор и т.д.), сохранив при этом обнаружительную способность. Если таких помех много, можно отключить самую ближнюю подзону.
Но Вы можете не беспокоиться о возможности умышленного или неумышленного экранирования датчика. В нем предусмотрен режим АНТИМАСКИНГ, обнаруживающий эти действия.
Вы можете значительно уменьшить чувствительность (или полностью отключить) в одной или нескольких смежных подзонах, приходящихся на место, где присутствует не устраняемая помеха, например любимое Вами растение. При этом таких зон может быть несколько и не только в конце или начале ЗО. Но во всех остальных подзонах номинальная чувствительность и необходимая обнаружительная способность при этом сохранятся.
Отключив несколько подзон, Вы можете организовать постоянные или временные санкционированные проходы, например для персонала охраны, или проезды.
Вы можете оставить активными только одну или несколько подзон (сколько потребуется) и блокировать строго определенный участок, игнорируя все движения объектов за ее пределами. Один из показательных примеров: охрана мест перехода через периметр труб, возвышающихся над ограждением. Поставьте ЗЕБРУ и уберите смешные "ёжики" емкостного ТСО (если Вы его еще используете) или "страшные" клубки колючей проволоки.
Если у Вас сложный периметр с глубокими и узкими участками, тупиками, низинами, угловыми зданиями и Вам не удается просто и дешево решить задачу охраны применением только двухпозиционных извещателей, то используйте на этих участках извещатели ЗЕБРА, и Вы сможете максимально эффективно решить эту проблему.
Вы можете взять под охрану не участок периметра, а отдельное место, например складирования груза, если направите извещатель сверху вниз и включите только подзоны "накрывающие" груз. Вас не будут беспокоить птицы, пролетающие над грузом, как это часто происходит при применении "обычного Доплера".
Заказав варианты исполнения извещателя – "штора" или "веер", Вы сможете взять под охрану внешние и внутренние стены здания, стены ангара, склада, ряд окон, двери, ворота , потолок и площадь склада. При этом специальные формы зоны обнаружения снижают возможность переотражений от поверхностей объекта и снижают вероятность ложных тревог.
Если конфигурация Вашего объекта сложна и для охраны потребуется несколько извещателей, то возникает вероятность их взаимного влияния. Но Вы можете применить модификации ЗЕБРЫ с четырьмя частотными литерами. Это успешно решает большинство такого рода задач.
Радар сенсоры Мodel 385 и Мurena работают на разных частотах, Х- и К- диапазона соответственно. В первом случае меньше влияние вибрации опоры, движущихся помех, формируется более широкая зона обнаружения. Во втором случае снижается действие электромагнитных излучений, например от систем радионавигации, зона обнаружения более узкая, что повышает возможности применения на периметре. ЗЕБРА же предлагается пользователю сразу в двух исполнениях, с разными частотами, соответствующими указанным выше диапазонам, но с одинаковыми функциональными характеристиками. В случае применения извещателя с частотой 24 Ггц (К-диапазон), в России Вы можете не получать разрешение ГКРЧ на использование частоты. Такие извещатели серии ЗЕБРА имеют в названии индекс – "(24)", извещатели без такого индекса работают в Х-диапазоне.
Пользуясь удобным графическим интерфейсом, Вы можете с обычного переносного компьютера, без применения специальных отдельно приобретаемых приборов, через USB-кабель, установив программное обеспечение, настраивать извещатель после монтажа или в процессе эксплуатации. ПО имеется на сайте предприятия в свободном доступе.
Извещатель имеет высокие эксплуатационные характеристики, работает при температуре -40...+85°С, выпускается в уличном исполнении, а также и в взрывозащищенном исполнении.
Как уже было отмечено, извещатель имеет интерфейс RS-485 и позволяет сетевое использование, как в составе сигнализационных комплексов, выпускаемых предприятием, так и в составе любой интегрированной технической системы безопасности, имеющей дружественные интерфейс и протокол обмена.
По мнению специалистов предприятия многие технические решения, используемые в приборе, уникальны. Поэтому ЗАО "Охранная техника" направило в ФИПС заявку на выдачу патента на изобретения. Заявка принята и проходит экспертизу по существу.
Деление зоны обнаружения на подзоны и формирование сигналов, отражающих состояние каждой подзоны, позволило использовать извещатель как средство распределенного мониторинга и охраны с локализацией вторжения с точностью до размеров подзоны (для извещателя ЗЕБРА-30 это около 2,5м). При передаче сигналов по RS-485, а эта возможность заложена в протокол информационного обмена, Вы получаете извещатель, способный указать место предполагаемого нарушения периметра, например для направления туда видеокамеры, включения прожектора, информирования службы охраны. Заметим, что все эти по сути своей адресные периметровые датчики не видимы и присутствуют в пространстве вдоль линии периметра, не требуя физического ограждения.
Совместно с одним из наших партнеров, занимающихся созданием интегрированных систем безопасности, эта функция извещателя была проверена практически. Результаты испытаний самые обнадеживающие. Предприятие готово к сотрудничеству с "интеграторами" по аппаратно-программному совмещению оборудования и поставкам специальных серий ЗЕБРЫ.
В последние годы большой популярностью стали пользоваться комбинированные извещатели, в основном импортного производства, совмещающие в одном корпусе датчики двух физических принципов обнаружения. При обработке сигналов датчиков по логике "И" значительно повышается помехоустойчивость при максимальном использовании чувствительности.
Большинство ранее известных извещателей такого типа объединяют обычный микроволновый радар-сенсор и инфракрасный детектор движения (PIR-сенсор). Уровень применения этих приборов в основном ограничивается бытовыми сигнализациями.
Инженеры ЗАО "Охранная техника" создали более совершенный комбинированный охранный извещатель, включающий радиоволновой датчик, работающий по инновационной технологии ЗЕБРЫ и надежный инфракрасный охранный модуль. Название серии этих извещателей – ЦИКЛОП.
Основная логика обработки сигналов и выдачи тревожного извещения в ЦИКЛОПе -логика "И". Но, по желанию заказчика, может быть передан предварительный тревожный сигнал при срабатывании одного из датчиков. А передача сигналов по RS-485 предоставляет пользователю самому выбирать логику работы. Последние варианты исполнения изготавливаются по отдельному заказу.
Все это позволило объединить в ЦИКЛОПЕ высокую помехоустойчивость и адаптационные возможности ЗЕБРЫ и дополнительное методическое повышение помехоустойчивости за счет комбинированного способа обнаружения. В результате был создан и в настоящее время серийно выпускается высоконадежный комбинированный извещатель, не имеющий мировых аналогов.
Отзывы о работе ЗЕБРЫ и ЦИКЛОПА можно найти по данной ссылке.
Все выше изложенное дает нам право заявить, что нами создан действительно уникальный прибор, претендующий на звание самого совершенного на настоящее время радиоволнового однопозиционного извещателя.
В заключении хотелось бы отметить, что возможности ЗЕБРЫ и других извещателей, использующих эту уникальную технологию, далеко не исчерпаны. В стадии разработки варианты с увеличенным количеством подзон, варианты с усовершенствованным алгоритмом обработки и рядом других новшеств. Но уже в базовых серийных исполнениях извещателя – ЗЕБРА-30, ЗЕБРА-60, ЗЕБРА-30(24), ЗЕБРА-60(24), ЗЕБРА-100(24) заложены все описанные выше основополагающие возможности.