淺析入侵探測器技術(shù)與未來市場發(fā)展趨勢

淺析入侵探測器技術(shù)與未來市場發(fā)展趨勢

防盜報(bào)警系統(tǒng)主要是由主機(jī)和探測器等組成，而探測器在防盜報(bào)警系統(tǒng)中又發(fā)揮著前端探測的作用；因此，探測器的性能穩(wěn)定與否將直接關(guān)系到整個(gè)防盜報(bào)警系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。在多年的研究和發(fā)展過程中，由于誤報(bào)、漏報(bào)、干擾等問題一直是防盜報(bào)警系統(tǒng)行業(yè)需要攻克的技術(shù)難題。所以廠家們只能盡最大的努力，通過自身的技術(shù)創(chuàng)新盡可能地降低這些問題發(fā)生的幾率，以獲得用戶的認(rèn)可。

????? 據(jù)某些專業(yè)人士介紹，在防盜報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警主機(jī)在技術(shù)上已經(jīng)相對比較成熟，今后會向集成更多路數(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化、有線無線整合等方向延伸，在技術(shù)上并沒有太大的變化。而探測器技術(shù)五花八門，技術(shù)的研究與發(fā)展的空間比較大，因而防盜報(bào)警系統(tǒng)的創(chuàng)新都集中體現(xiàn)在探測器的技術(shù)變革之上，所以，廠家們將會把探測器的技術(shù)研究作為防盜報(bào)警技術(shù)的重心。而經(jīng)過廠家們長期的技術(shù)研發(fā)與整合，市場上的探測器技術(shù)呈多元化方向發(fā)展。

多元化的探測新技術(shù)

????? 多光束技術(shù)

????? 在眾多的探測技術(shù)中，紅外探測是最常見的一種探測技術(shù)；而在主動(dòng)式紅外探測器中，單光束技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)難以滿足人們對探測器的要求。據(jù)HoneywellSecurity有關(guān)人士表示，主動(dòng)紅外探測器技術(shù)主要采用一發(fā)一收，屬于線形防范，目前已經(jīng)從最初的單束發(fā)展到了多束，這樣能有效減少誤報(bào)，加強(qiáng)防范的可靠性。為了擴(kuò)大防范范圍，克服普通主動(dòng)紅外對射防范范圍不足的缺點(diǎn)，很多廠家研制出了多束光柵式主動(dòng)紅外對射，它實(shí)際上是單光束主動(dòng)紅外技術(shù)的延伸。

????? 據(jù)了解，探測器的紅外光束一發(fā)一收，筑起了一個(gè)安全防護(hù)區(qū)域，而一旦有物體遮擋住了紅外光束，探測器便會反應(yīng)出紅外線信號中斷從而報(bào)警，起到防盜作用。而單光束的紅外對射只有一組對射線，這使得探測器的覆蓋范圍只有很小區(qū)域，因而給小偷等犯罪分子有機(jī)可乘，因此，具有多組光束、可從不同方向和角度交叉對射的多光束技術(shù)被催生出來。這種技術(shù)使得光束覆蓋范圍增大且變的更為復(fù)雜，大大增強(qiáng)了防范的安全性，有效地降低了誤報(bào)、漏報(bào)的發(fā)生。

????? 防遮擋、噴涂和寵物檢測技術(shù)

????? 探測器在工作的時(shí)候經(jīng)常會受到一些人為的故意破壞或者其他物體不慎進(jìn)入的干擾，從而發(fā)生誤報(bào)或漏報(bào)的情況，而針對于此，各種避免的探測措施也隨之不斷被研究出來，那么最主要的幾種技術(shù)是防遮擋、防噴涂和防寵物技術(shù)。

????? 據(jù)Bosch相關(guān)人士介紹，由于移動(dòng)探測器通?；谔綔y入侵者輻射熱量的被動(dòng)紅外線（PIR）技術(shù)，往往只要遮蓋住探測器就能輕易騙過。防遮擋系統(tǒng)就是在探測器鏡頭被覆蓋或被擋住時(shí)觸發(fā)警報(bào)，而今天的防遮擋探測器的先進(jìn)程度進(jìn)一步提高，即使將透明發(fā)膠噴到鏡頭上也會觸發(fā)警報(bào)。因此，一種被稱之為“多點(diǎn)防遮擋和集成噴涂檢測”技術(shù)就能充分保證探測器的探測可靠性。它包括鏡后測光功能、紅外線接收器反射功能和集成噴涂檢測等功能，鏡后測光功能可防止物質(zhì)流過探測器正面；紅外線接收器反射功能可防止物體接近或遮擋探測器。若在金庫、保險(xiǎn)庫等場所中安裝了具有防遮擋技術(shù)的探測器，搶劫分子就不會輕易得手。

????? 貓、狗、鳥等動(dòng)物（甚至包括小孩）無意識進(jìn)入探測區(qū)域造成的誤報(bào)情況時(shí)常發(fā)生，而為了避免這種情況的發(fā)生，防寵物入侵探測技術(shù)就是專門針對小動(dòng)物而研究設(shè)計(jì)的。例如，HoneywellSecurity就專門針對這種情況研究了“運(yùn)動(dòng)曲線分析”防寵物探測技術(shù)，該技術(shù)主要根據(jù)人（包括大人、小孩）與小動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式不同，進(jìn)而由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析，采用微處理技術(shù)融入到探測器里，這樣寵物（40kg以下）不論在什么區(qū)域活動(dòng)，探測器都不會報(bào)警。這樣探測技術(shù)便為特殊情況做出了特殊處理，從而防止了誤報(bào)的發(fā)生。

????? 微波墻技術(shù)

????? 在科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展環(huán)境下，許多新的探測技術(shù)不斷地涌現(xiàn)出來，而為了更好地適應(yīng)各種安防等級不同的應(yīng)用場所，廠家們也是盡顯渾身解數(shù)，不斷創(chuàng)新和改良自己的探測技術(shù)，以滿足應(yīng)用的需求。

?電站、監(jiān)獄、軍事設(shè)施、高風(fēng)險(xiǎn)工業(yè)區(qū)域等高風(fēng)險(xiǎn)等級的防護(hù)場所，探測器需要有高穩(wěn)定性和高抗漏報(bào)功能，因此，微波墻探測器是其最好的選擇。深圳市華際電子系統(tǒng)有限公司的總經(jīng)理余剛談到，微波墻包含了獨(dú)立的發(fā)射器單元和接收器單元，面對面安裝,防護(hù)范圍最遠(yuǎn)不超過允許長度，微波形成一個(gè)實(shí)體的柵欄，能有效地防止非法入侵。它能對低于200米的探測范圍進(jìn)行數(shù)字信號分析；降低如惡劣天氣等干擾因素，以及環(huán)境改變等引發(fā)誤報(bào)的可能，因而是高防護(hù)場所的有效保障。

????? 太陽能全無線對射探測技術(shù)

????? 太陽能全無線紅外探測技術(shù)的興起與應(yīng)用是探測技術(shù)發(fā)展的又一亮點(diǎn)。太陽能無線對射利用太陽能供電，信號通過無線發(fā)送，不必再敷電源線和信號線，真正做到全無線工作，較大程度地解決了施工維護(hù)麻煩的難題，它的工作原理與傳統(tǒng)的有線對射基本相同，但探測器功率必須降低，否則太陽能板面積過大不利于生產(chǎn)和使用。

????? 據(jù)寧波恒博通訊設(shè)備有限公司的市場部經(jīng)理史敬介紹，太陽能紅外對射探測器內(nèi)置了可充電鋰電池，供電部分采用太陽能板供電，這樣就可以循環(huán)利用太陽能，無需敷設(shè)電源線纜。一般來說太陽能板為非晶硅，不需要太陽直射就能產(chǎn)生電能，安裝環(huán)境大大擴(kuò)展。另外，太陽能板的供電能力要遠(yuǎn)大于對射的功耗，保證晚上無光線和連續(xù)陰雨天也能照常工作。并且，對射內(nèi)置了無線發(fā)送模塊，報(bào)警信號用無線傳輸，在符合國家相關(guān)政策法規(guī)的前提下，盡可能用大功率的發(fā)射模塊，以保證對射探測器與主機(jī)間的有效無線傳輸距離。因此，太陽能紅外探測器的出現(xiàn)為用戶提供了不同的選擇。

探測靈敏度的大大提高

????? 探測器的前端透鏡直接影響到探測的角度和距離。以往的紅外探測器主要采用傳統(tǒng)的單波束PIR反射聚焦式光學(xué)系統(tǒng)和多波束型透鏡聚焦式光學(xué)系統(tǒng)，這些鏡片經(jīng)常會產(chǎn)生在探測范圍內(nèi)紅外探測不均勻而引起誤報(bào)的問題。而目前出現(xiàn)了基于“均勻一致的紅外透鏡”技術(shù)以解決上述問題。例如，半球面透鏡的使用大大改善了前兩者焦距變化而造成的靈敏度不均衡的缺陷，是一種新型的探測鏡片。

??? 單波束反射聚焦系統(tǒng)是利用曲面反射鏡將來自目標(biāo)的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上；這種方式的探測器境界視場角較窄，一般在5°以下，但作用距離較遠(yuǎn)，可長達(dá)百米。而多波束型菲涅爾透鏡則為多層光束結(jié)構(gòu)，這種透鏡是用特殊塑料一次成型，若干個(gè)小透鏡排列在一個(gè)弧面上。警戒范圍在不同方向呈多個(gè)單波束狀態(tài)，組成立體扇形感熱區(qū)域，構(gòu)成立體警戒。該菲涅爾透鏡自上而下分為幾排，上面透鏡較多，下面較少。其水平可以大于90°，垂直視場角最大也可以達(dá)到90°，在探測靈敏度上已經(jīng)大大高于單波束反射鏡片的技術(shù)。雖然如此，但是菲涅爾透鏡由于焦距的不同在探測靈敏度上還是存在著不均勻的問題。

??? 對此，華際余剛表示，傳統(tǒng)的菲涅爾透鏡采用的是“標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，廣角部分鏡頭看遠(yuǎn)處，變焦部分看近處”，因而安裝高度、探測距離的遠(yuǎn)近對靈敏度影響大，并且探測器正下方容易有死角，需要帶支架安裝或配置下視窗防護(hù)，而半球面鏡頭的使用則可以有效地解決靈敏度的均衡問題，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：半球面鏡頭結(jié)構(gòu)不同距離的探測物體焦距相等，這便改善了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭由于焦距變化引起靈敏度不均衡的問題。另外，在一定半徑范圍，相同焦距的球面鏡頭比標(biāo)準(zhǔn)菲涅爾鏡頭覆蓋的面積更大，探測角度可達(dá)到大約110°（而非傳統(tǒng)探測器的90°），并可以完全避免探測器在安裝正下方的死角。因此，半球面鏡的使用使得探測器的覆蓋范圍、靈敏度和可靠性都有較大的提升。

紅外感應(yīng)單元的有效改進(jìn)

測器的探測過程中，被動(dòng)紅外感應(yīng)單元的工作穩(wěn)定性是衡量探測器好壞的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。在室內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到由于探測器易受氣流等各種風(fēng)源的變化而造成誤報(bào)，或者又因?yàn)橄募镜母邷丶碍h(huán)境的封閉造成探測范圍縮短而形成的漏報(bào)，這兩種情況都是探測器不穩(wěn)定的表現(xiàn)。

????? 由于長期以來，防盜報(bào)警行業(yè)總是力圖在探測性能和防誤報(bào)警兩方面取得平衡，結(jié)果是往往避免了誤報(bào)警卻嚴(yán)重影響了探測性能，例如，PIR移動(dòng)探測器就是靠室內(nèi)溫度與人體溫度的差異來區(qū)分入侵報(bào)警的，因而它主要是以室溫為標(biāo)準(zhǔn)，一旦有入侵，因人體溫度而使防區(qū)發(fā)生溫差，探測器就能檢測到，這便很容易使得誤報(bào)幾率增加。而目前，一種“動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償”技術(shù)能基本解決這一問題，它采用高級算法，在室溫高于或接近人體體溫時(shí)能漸進(jìn)式地降低靈敏性。這樣一來探測器就可以在任何溫度下探測到入侵者，同時(shí)盡量將誤報(bào)率保持在最低水平。深圳市豪恩科技股份有限公司報(bào)警產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理郭志華表示，溫度補(bǔ)償技術(shù)有效地降低了探測器的“溫度感應(yīng)”，使得誤報(bào)情況大大減少。不僅如此，豪恩研究的軟件抗白光技術(shù)也在很大程度上避免了車燈、白熾燈及戶外太陽光照射等給探測器帶來的誤報(bào)情況。

????? 而華際電子的余剛則表示，為了解決環(huán)境影響探測器的問題，其代理的以色列科隆公司就特別設(shè)計(jì)了“四源熱釋紅外傳感器”,這種傳感器與傳統(tǒng)的“雙源熱釋紅外傳感器”不同。它能實(shí)現(xiàn)對探測區(qū)域被動(dòng)紅外探測的高靈敏度和各種干擾源信號進(jìn)行分析。當(dāng)“四源熱釋電元件”感應(yīng)到惡劣環(huán)境中的熱運(yùn)動(dòng)變化后，系統(tǒng)會將這些包含了被探測物體的形狀、持續(xù)時(shí)間、速度、大小的信號送入到“ASIC芯片”中進(jìn)行處理分析，從而實(shí)現(xiàn)對紅外感應(yīng)源是否應(yīng)該觸發(fā)報(bào)警作出正確判斷。因此，這使得紅外探測器的準(zhǔn)確度有了較大的提高，減少了誤報(bào)。

????? 綜上所述，為了減少探測器誤報(bào)、漏報(bào)的問題，許多行業(yè)人士將紅外感應(yīng)單元進(jìn)行大幅度改進(jìn)以適應(yīng)燈光、溫度等環(huán)境的影響，這使探測器技術(shù)的進(jìn)一步提升又向前邁出了成功的一步。

微處理芯片的不斷升級

????? 微處理芯片是探測器的又一核心部件；由于技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能、三鑒等升級型探測器上都集成了微處理器芯片，當(dāng)紅外或微波感應(yīng)單元被觸發(fā)后需要將這些相關(guān)信息送入到微處理器中進(jìn)行分析，但由于微處理器芯片的功能有限、只能進(jìn)行一些基本信息和算法的判斷，同時(shí)探測器主板上的元器件配置也比較多，因而探測器的微處理芯片所承受的壓力也隨之不斷提高。

????? 而為了更好地保證探測器穩(wěn)定安全的運(yùn)行，廠家們也紛紛開始開拓新的集成芯片，而探測器的“大腦-智能分析單元”技術(shù)的研發(fā)就是一個(gè)新的亮點(diǎn)，華際電子的余剛介紹，為了面向行業(yè)應(yīng)用，以色列科隆專門研究了專門應(yīng)用于探測器的專用集成電路即ASIC芯片。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，ASIC芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度已經(jīng)從5000個(gè)與非門增至1億個(gè)，新一代ASIC芯片已經(jīng)包含了“存儲器和信號處理器單元”，從而能夠?qū)t外或微波感應(yīng)單元被觸發(fā)后送來的相關(guān)信息進(jìn)行全面快速的分析，這為探測器鏡片和升級的傳感器單元發(fā)揮出最大的效能提供了一個(gè)強(qiáng)大的功能支持，從而使得探測器本身因?yàn)樵骷栴}出現(xiàn)故障的機(jī)率進(jìn)一步降低。通過該芯片的使用，探測器的信號處理能力、光學(xué)設(shè)計(jì)、溫度補(bǔ)償、防干擾、探測區(qū)域的均衡靈敏度和捕捉性能都得到了有效的提升，大大改善了探測性能。

多種技術(shù)集于一身

????? 由于探測器的技術(shù)種類非常多樣，探測器技術(shù)已經(jīng)開始向集中化方向邁進(jìn)。Bosch的技術(shù)人員就表示，Professional系列探測器便是成功運(yùn)用“傳感器數(shù)據(jù)融合”技術(shù)的探測設(shè)備。該技術(shù)采用一組復(fù)雜的算法來收集以下五種傳感器檢測的信號：長距和中短距防區(qū)PIR（提供雙倍的檢測信號，探測能力更強(qiáng)）、自適應(yīng)微波多普勒雷達(dá)系統(tǒng)、白光強(qiáng)度傳感器和室溫傳感器（提供“動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償”功能）。該探測器會處理來自所有傳感器的數(shù)據(jù)，從而提高探測器的性能。