1.3.1. Пасивні оптико-електронні інфрачервоні (ІЧ) датчики руху
Для створення системи я вирішив підібрати модулі, які б підходили для створення системи і здійснювали стеження за периметром.
Я вибрав наступні компоненти:
- пасивний інфрачервоний датчик руху;
- GSM модуль;
- сирена.
Розглянемо їх детальніше.
Пасивний інфрачервоний датчик руху
У 21-му столітті все знайомі з ІК-датчиками - вони відкривають двері в аеропортах і магазинах коли ви підходите до дверей. Вони ж виявляють рух і подають сигнал тривоги в охоронної сигналізації.
В даний час пасивні оптико-електронні інфрачервоні (ІЧ) сповіщувачі займають лідируючі позиції при виборі захисту приміщень від несанкціонованого вторгнення на об'єктах охорони. Естетичний зовнішній вигляд, простота монтажу, настройки та обслуговування найчастіше забезпечують їм пріоритет у порівнянні з іншими засобами виявлення.
Пасивні оптико-електронні інфрачервоні (ІЧ) сповіщувачі (їх часто називають датчиками руху або PIR датчиками) виявляють факт проникнення людини в захищається (контрольовану) частина простору, формують сигнал тривожного сповіщення і шляхом розмикання контактів виконавчого реле (реле ПЦС) передають сигнал «тривога» на засоби оповіщення.
В якості засобів оповіщення можуть використовуватися пристрої кінцеві (УО) систем передачі сповіщень (СПІ) або прилад приймально-контрольний охоронно-пожежний (ППКОП). У свою чергу, вищезгадані пристрої (УО або ППКОП) по різних каналах передачі даних транслюють отримане тривожне повідомлення на пульт централізованого спостереження (ПЦС) або місцевий пульт охорони.
Як працює пасивний ІЧ-датчик руху
Принцип роботи пасивних оптико-електронних ІК-сповіщувачів
заснований на сприйнятті зміни рівня інфрачервоного випромінювання температурного фону, джерелами якого є тіло людини або дрібних тварин, а також всіляких предметів, що знаходяться в полі їх зору.
Сенсор, чутливий до інфрачервоного випромінювання в діапазоні 5-15 мкм, виявляє теплове випромінювання від людського тіла. Саме в цей діапазон потрапляє максимум випромінювання від тіл при температурі 20-40 градусів Цельсія.
Чим сильніше нагрітий предмет, тим більше він випромінює.
Для порівняння: інфрачервоні прожектори підсвічування відеокамер, променеві (двохпозиційні) детектори «перетину променя» і пульти управління телевізором працюють в діапазоні довжин хвиль коротше 1 мкм, видима людиною область спектру знаходиться в районі 0,45-0,65 мкм.
Пасивними датчики такого типу називаються, тому що самі вони нічого не випромінюють, тільки сприймають теплове випромінювання від людського тіла.
Проблема полягає в тому, що будь-який предмет при температурі навіть 0º С випромінює досить багато в ІК-діапазоні. Гірше того, випромінює сам детектор - його корпус і навіть матеріал чутливого елемента.
Тому перші такі детектори працювали, якщо тільки сам детектор охолодити, скажімо, до рідкого азоту (-196º С). Такі детектори вельми не практичні в повсякденному житті.
Сучасні масові детектори все працюють по диференціальному принципу - вони не в змозі досить точно виміряти власне величину потоку інфрачервоного випромінювання від рухомого людини (на тлі паразитних потоків від набагато ближче розташованих предметів), але (теж, по суті, на межі чутливості) здатні виявити зміна різниці потоків інфрачервоного випромінювання, що падають на дві сусідні майданчики.
Тобто важливо, що випромінювання від людини фокусує свою увагу виключно на один з майданчиків, і до того ж воно змінюється.
Найбільш надійно детектор спрацьовує, якщо зображення людини потрапить спочатку на одну площадку, сигнал від неї стане більше, ніж від другої, а потім людина пересунеться, так що його зображення потрапить тепер на другу площадку і сигнал у другій виросте, а у першій впаде.
Такі досить швидкі зміни різниці сигналів цілком можна виявити навіть на тлі величезного і непостійного сигналу, викликаного усіма іншими навколишніми предметами (і особливо сонячним світлом).
Мал. 1. Основні елементи входять до складу ІК-сповіщувача
У пасивних оптико-електронних ІК-извещателях інфрачервоне теплове випромінювання потрапляє на лінзу Френеля, після чого фокусується на чутливому піроелемент, розташованому на оптичної осі лінзи.
Пасивні ІЧ-сповіщувачі приймають потоки інфрачервоної енергії від об'єктів і перетворюються піропріемніка в електричний сигнал, який надходить через підсилювач і схему обробки сигналу на вхід формувача тривожного сповіщення (рис. 1).
Для того щоб порушник був виявлений ІК-пасивним датчиком, необхідне виконання наступних умов:
- порушник повинен перетнути в поперечному напрямку промінь зони чутливості датчика;
- рух порушника має відбуватися в певному інтервалі швидкостей;
- чутливість датчика повинна бути достатньою для реєстрації різниці температур поверхні тіла порушника (з урахуванням впливу його одягу) і фону (стіни, підлогу).
ІК-пасивні датчики складаються з трьох основних елементів:
- оптичної системи, формує діаграму спрямованості датчика і визначає форму і вид просторової зони чутливості;
- піропріемніка, реєструючого теплове випромінювання людини;
- блоку обробки сигналів піропріемніка, що виділяє сигнали, обумовлені рухомим людиною, на тлі перешкод природного та штучного походження.
Мал. 2. Зовнішній вигляд PIR сповіщувачів
Залежно від виконання лінзи Френеля пасивні оптико-електронні ІЧ-сповіщувачі мають різними геометричними розмірами контрольованого простору і можуть бути як з об'ємною зоною виявлення, так і з поверхневою або лінійної.
Дальність дії таких сповіщувачів лежить в діапазоні від 5 до 20 м. Зовнішній вигляд цих сповіщувачів представлений на рис. 2.
Перейти до розділу: 1.3.2. оптична система