Вибрационный детектор для защиты гибких ограждений INTREPID™ Micropoint™

Отправлено 8 дек. 2014 г., 06:40 пользователем Неизвестный пользователь   [ обновлено 9 дек. 2014 г., 04:20 ]
Новая технология защиты периметра

Микрофонный кабель в качестве чувствительного элемента применяется для защиты ограждений уже в течение многих лет. Наиболее широкое распространение получили емкостные, индуктивные, электретные (электреты – диэлектрики, сохраняющие поляризованное состояние длительное время после снятия внешнего воздействия, вызвавшего поляризацию), трибоэлектрические и пьезоэлектрические технологии. Залогом в надежной работы всех проводных периметровых средств является качество ограждения. Во всех вышеперечисленных технологиях место вторжения определяется с точностью до участка, определяемого началом и концом чувствительного кабеля.

Установка единой чувствительности для всей зоны является компромиссом между вероятностью обнаружения в наименее чувствительных точках и частотой ложных тревог – в наиболее чувствительных. В целом, чем больше длина участка, тем больше происходит ложных срабатываний. К одному блоку обработки подключается, как правило, один или два участка, и при необходимости увеличения числа участков цена таких систем значительно возрастает.

Технология INTREPID MicroPoint

Уникальность новой технологии MicroPoint в том, что она не только фиксирует сам факт наличия возмущения чувствительного элемента, но и определяет место возникновения этого возмущения с точностью до 3 метров на участке кабеля длиной до 200 метров.

Применение этой технологии предоставляет целый ряд качественно новых возможностей:
  • Индивидуальная настройка чувствительности каждого метра кабеля
  • Свободное программное разбиение на зоны
  • Распознавание точечного воздействия – поразительное снижение числа ложных тревог путем анализа пространственной характеристики возмущения
Современная цифровая процессорная обработка с использованием как временных, так и пространственных фильтров, позволяет значительно снизить уровень ложных тревог и одновременно повысить вероятность обнаружения.

Действительно, если известно в каких местах по всей длине участка происходят возмущения, то становится легко понять, носят ли они распределенный характер, что свидетельствует скорее о естественных или искусственных помехах (дождь, ветер или движение большегрузного транспорта), или сосредоточены в одной точке – что является скорее попыткой вторжения
  • Определение расположения помехи – возможность точного определения местоположения причины возникновения ложной тревоги
  • Средства настройки и диагностики, предоставляемые программным обеспечением, беспрецедентны для периметровых систем
Кабель MicroPoint служит не только чувствительным элементом, по нему также осуществляется передача данных между устройствами и подается питание ко всем элементам системы. Передача данных точка-точка посредством частотной манипуляции носит название ICOM-протокол. Он позволяет удаленно загружать и выгружать данные в процессорные модули системы.

Высокоэффективные конвертеры постоянного тока позволяют создать распределенную сеть питания, которое осуществляется по тому же кабелю MicroPoint. Отсутствие дополнительных устройств и соединений для подачи питания и передачи данных существенно снижает себестоимость установки системы.

Кабель MicroPoint

Ключевым элементом системы является специальный кабель MicroPoint. Он представляет собой обычный коаксиальный кабель с двумя дополнительно сформированными каналами, в которых свободно расположены тонкие чувствительные проводники-сенсоры. При деформации кабеля, закрепленного на ограждении, возникает движение сенсоров
относительно тела кабеля.

Процесс обнаружения

В кабель подается сканирующий импульс, который создает электромагнитное поле, распространяющееся внутри коаксиального кабеля между центральной жилой и оплеткой со скоростью 66% от скорости света. Электромагнитная энергия концентрируется около двух проводников-сенсоров, расположенных в сенсорных каналах около внешней оплетки.

Сенсоры отделены от экрана полиэтиленовым (майларовым) футляром. Любая механическая деформация сенсоров приводит к тому, что часть импульса отражается и начинает двигаться обратно к приемнику со скоростью равной 80% скорости света. Временная задержка между началом импульса и приемом сигнала, отраженного от деформированного участка, является мерой расстояния, которое импульс проходит в кабеле. Такой прием является стандартным методом определения дефектов в кабеле, называемым импульсная рефлектометрия (TDR – Time-Domain Reflectometry). На концах кабеля устанавливаются согласующие сопротивления для уменьшения отражения. Все это очень напоминает работу радара по определению движущихся объектов, но только внутри кабеля. Чтобы определить даже самые незначительные отражения, вызванные движением сенсоров, и отличить их от помех, используются специальным образом кодированные импульсы. Процесс обнаружения показан на рис. 2.

При отсутствии движения возвратившийся сигнал формирует картину распределения шумов в кабеле в спокойном состоянии. Здесь опять можно провести аналогию с распределением сигнала от неподвижных объектов, таких как здания, в обычном радаре. Аналоговый ответный сигнал оцифровывается в интервалах, которые называются Cells. Когда нарушитель разрезает полотно ограждения или перелезает через него, то это точечное воздействие заставляет сенсоры двигаться в их каналах и именно это движение и определяется. Цифровая процессорная обработка применяется для удаления фонового сигнала и выделения составляющей, относящейся к движению сенсоров в кабеле. После удаления постоянной составляющей анализируется форма оставшегося сигнала для определения точного места вторжения в единицах длины, которые называются subcell. Subcell соответствует 1,1 метра кабеля и является базовым элементом длины в системе MicroPoint. К процессорному модулю подключаются 2 плеча кабеля, каждое длиной до 200 метров.

Сначала сканируется одно плечо (A), затем другое (B). Одной из главных проблем традиционных микрофонных сенсоров, используемых на гибких ограждениях (сетка-рабица), является подверженность их ложным тревогам во время сильных ветров и дождей. Локальное возмущение, вызванное нарушителем, сравнивается с шумом (энергией), аккумулированным по всей длине кабеля. В случае с кабелем MicroPoint сигнал от нарушителя сравнивается с шумом, создаваемым только участком длиной 3,3 метра (3 subcells), внутри которого нарушитель находится. Это приводит к значительному увеличению отношения сигнал/шум по сравнению с традиционными микрофонными системами.

Увеличение отношения сигнал/шум приводит к значительному уменьшению частоты ложных тревог и увеличению вероятности обнаружения. Специальные импульсы, используемые в системе MicroPoint, не имеют постоянной составляющей (суммарный ток импульса = 0) и 99% их энергии приходится на диапазон от 3 до 15 МГц. Это облегчает совмещение частотно-модулированного сигнала передачи данных, использующего частоту 150–200 кГц и питания в одном кабеле. Для разделения последовательности детектирующих импульсов и частотно-модулированного сигнала передачи данных используется частотное мультиплексирование.

Дифференцированный уровень чувствительности

Одной из главных причин ложных тревог в традиционных микрофонных кабельных системах является неоднородность полотна ограждения. От хорошо или от плохо натянутых панелей приходят разные сигналы. В большинстве случаев это означает, что перед установкой чувствительного элемента необходимо проводить реконструкцию ограждения, что существенно увеличивает стоимость и время монтажа. В случае с кабелем MicroPoint для разных участков одного и того же кабеля можно в процессе калибровки устанавливать различные уровни чувствительности.

Произвольное программное разбиение на зоны

Число зон в системе задается программно при настройке и никак не связано с количеством процессорных модулей и отрезков кабеля. Более того, оно может быть легко изменено в любой момент с компьютера без выхода на охраняемую территорию.

Точность обнаружения до 3 метров

Точность обнаружения источника сигнала в системе MicroPoint составляет 3,3 метра. Это позволяет оператору навести поворотную камеру на место возникновения тревоги, передать точные данные в группу реагирования, а также быстро установить источник ложной тревоги.

Индивидуальность настроек

Для каждого участка кабеля существует 7 параметров, некоторые из которых относятся к участку в целом, а некоторые задаются индивидуально для каждого сегмента. Все эти значения хранятся в памяти соответствующего процессорного модуля.

Число событий превышения порогового уровня сигнала, после которого будет выдан сигнал тревоги, также задается индивидуально для каждого сегмента, а не для участка в целом.

Любой сегмент любой зоны можно программно перевести в неактивное состояние непосредственно с рабочего места оператора.
Питание и данные для дополнительных датчиков

Система позволяет подключать дополнительные датчики, основанные на других принципах обнаружения. Питание для этих датчиков и информация об их состоянии также передаются по кабелю MicroPoint.

Компоненты системы INTREPID MicroPoint

Процессорный модуль PM (Processor Module)

Главным элементом системы MicroPoint INTREPID является процессорный модуль (PM), который контролирует два участка чувствительного элемента по 200 метров каждый
и осуществляет обнаружение и локализацию вторжения. Плата модуля размещена в защитном герметичном пластиковом корпусе, который крепится на полотно ограждения. Все кабельные соединения подходят к корпусу снизу.

Плата модуля является многослойной печатной платой, на которой установлены компоненты поверхностного монтажа. Модуль оснащен 16-битным процессором, программируемой логической матрицей более чем на 3000 элементов и 2 Мб энергонезависимой Flash-памяти. Все входные и выходные линии имеют цепи грозозащиты.

Каждый модуль содержит 6 цифровых и 4 аналоговых входа, 3 релейных выхода и выход для питания дополнительных датчиков 150 мА, 12 В. Питание всей системы может быть подано к любому процессорному модулю.

Кабель MicroPoint

Специализированный кабель является не только чувствительным элементом, но и служит средой передачи данных и подачи питания для всех компонентов системы. Внешняя оболочка кабеля сделана из полиэтилена высокой плотности, невосприимчивого к ультрафиолетовым лучам и стойкого к погодным условиям. Существует бронированный вариант кабеля.

Соединительный модуль LU (Link Unit)

Основное назначение соединительного устройства – осуществлять связь между процессорными модулями в многопроцессорных системах. Модуль передает питание и данные от одного участка кабеля к другому и в то же время завершает процесс детектирования на каждом отдельном участке.

Плата модуля размещена в защитном герметичном пластиковом корпусе, который крепится на полотно ограждения. Каждый модуль содержит 4 цифровых входа и выход для
питания дополнительных датчиков 150 мА, 12 В. Питание на периметре может быть подключено к любому соединительному модулю.

Изолированный соединительный модуль ILU (Isolated Link Unit)

Выполняет те же функции, что и LU, дополнительно осуществляет гальваническую развязку цепей системы. Требуется устанавливать в системах с количеством процессоров больше четырех.

Релейный модуль RM

Релейный модуль предоставляет 6 релейных Н.О. и Н.З. контактов, а также 6 цифровых и 4 аналоговых входа. К одному процессорному модулю может быть подключено до 8 релейных модулей по интерфейсу RS485. Устанавливается в такой же корпус, как PM и LU.

Сетевой интерфейс NIM (Network Interface Module)


Интерфейс предназначен для связи всей системы с компьютером по интерфейсам RS232, RS485 или RS422. Имеет счетчик реального времени, по которым синхронизируется время всех событий системы. Представляет собой плату, которая устанавливается в любой процессорный модуль. В системе необходим только один сетевой интерфейс.

Оконечное устройство TU (Termination Unit)

Устанавливается в системах с разомкнутой топологией и служит завершающей нагрузкой на последнем участке кабеля. Плата модуля размещена в защитном герметичном пластиковом корпусе, который крепится на полотно ограждения.

Соединительное устройство SU

Устройство предназначено для соединения двух частей одного участка кабеля при разрыве или в случае обхода препятствий, например, ворот. Плата преобразователя питания PCC (Power converter Card) Эта плата является преобразователем постоянного тока. Она преобразует внешнее напряжение величиной от 10 до 60 В в напряжение +5 В для питания внутренних цепей и +12 В для питания различных модулей и дополнительных датчиков. Также от нее подается питание в кабель MicroPoint для питания компонентов системы по сети. Предустановлена в каждом процессорном модуле (PM) и при необходимости может быть добавлена к любому соединительному (LU) или релейному (RM) модулю.

Адаптер RS-232 (232A)


Небольшой модуль со штепсельным соединением предназначен для подключения линий RS232 интерфейса к системе INTREPID. Может использоваться отдельно или параллельно с сетевым интерфейсом NIM.

Адаптер RS422/RS485 (422/485A)

Небольшой модуль со штепсельным соединением предназначен для подключения линий RS485 или RS422 интерфейса к системе INTREPID. Может использоваться отдельно или параллельно с сетевым интерфейсом NIM.
Архитектура системы

К каждому процессорному модулю PM подключаются 2 плеча чувствительного кабеля длиной до 200 метров каждое. Далее поочередно подключаются соединительные и процессорные модули так, чтобы между двумя PM всегда был один LU. Охраняемый контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым. В случае замкнутого контура последний участок последнего соединительного модуля соединяется с первым процессорным модулем. В случае открытого участка или одиночного процессорного модуля на концах кабеля устанавливаются оконечные устройства TM.

Релейные модули подключаются к процессорным модулям. Дополнительные датчики могут подключаться к процессорному модулю PM, соединительному модулю LU или релейному модулю RM.

В системе с 4 процессорными модулями и менее питание подается только к одному PM, если процессорных модулей больше 4, то к двум.

Сетевой интерфейс NIM устанавливается только в один процессорный модуль. Через него происходит конфигурация, настройка и мониторинг всей системы. В одной системе MicroPoint может быть до 8 процессорных и 8 релейных модулей. Кодному компьютеру может быть подключено до 8 таких систем.

Программное обеспечение

Программа Site Manager

Программный пакет Site Manager предназначен для программирования и настройки всех компонентов охранной сигнализации INTREPID. Работает в среде Windows. Состоит из двух частей: Drawing Tool (программа рисования) и Installation/Service Tool (сервисная/инсталляционная программа). Drawing Tool (программа рисования) Программа предназначена для прорисовки плана объекта и расстановки на нем всех модулей системы INTREPID и дополнительных датчиков. Под рисунок может быть подложена карта объекта или его фотография с большой высоты. Это самый первый этап в инсталляционном процессе.

Installation/Service Tool (сервисная/инсталляционная программа)

Программа используется во время установки и настройки системы и позже для локального или удаленного мониторинга и обслуживания. В программе используются файлы, созданные в программе Drawing Tool. На этом этапе делаются все установки, задаются все связи и настраиваются все параметры. После описания и настройки всей системы производится калибровка, в процессе которой последовательно по всему полотну ограждения создаются определенные воздействия. Полученные результаты записываются и хранятся во всех процессорных модулях. Все многочисленные параметры настройки хранятся как в программе, так и в процессорных модулях.

На дисплей можно вывести графики состояния кабеля в реальном времени, так же как и графики состояния, которые были получены в момент настройки и хранятся в памяти, что дает возможность сервисной службе быстро установить и ликвидировать проблему. Сравнивая значение текущей чувствительности с записанным можно легко определить изменения на объекте, например, если ограждение было повреждено. Использование этой программы заменяет применение осциллографов, вольтметров и других измерительных и записывающих приборов в традиционных системах и все действия могут проводиться из помещения охраны или удаленно – из офиса сервисной службы по телефонной линии с использованием модема.

Программа Site Manager является инструментом инженера.


Программа Map Monitor

Программа представляет собой графическую карту объекта, которая точно отображает место вторжения. Она используется службой охраны для определения, оценки и реагирования на возникшую на периметре тревогу. Все действия в этой программе охранник может осуществлять с помощью 3 кнопочной мыши. В этом случае клавиатура просто отключается от компьютера.

Если снова подключить клавиатуру и ввести пароль, то можно получить доступ к протоколу событий и производить небольшие изменения на карте.

Программа Map Monitor является инструментом службы охраны.

Производитель:

Поставщик:

Потребитель:
Comments