Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Радиоволновое средство обнаружения для помещений "Вектор"

В рубрику "Комплексные решения. Интегрированные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Радиоволновое средство обнаружения для помещений "Вектор"

Террористическая угроза, учащение случаев хищения оружия, дорогостоящих материалов, боеприпасов заставляют уделять большое внимание разработке новейших технических средств охраны с использованием современных технологий. Правительствами многих стран, в том числе и России, утверждены программы повышения защищенности особо важных объектов

Р.В.Григорьев
Начальник группы ФГУП СНПО "Элерон"

Средство обнаружения "Вектор" относится к однопозиционным радиоволновым датчикам движения, принцип его действия основан на эффекте Доплера.

Датчики движения, разработанные ФГУП СНПО "Элерон"

ФГУП СНПО "Элерон" занимает лидирующую позицию в разработке, составлении проектов, монтаже и наладке, а также в обслуживании средств охраны. Специалисты ФГУП СНПО "Элерон" имеют большой опыт в разработке физических средств охраны. Одно из направлений их деятельности – разработка радиоволновых датчиков движения, принцип действия которых основан на эффекте Доплера.

Специалистами ФГУП СНПО "Элерон" была разработана обширная серия микроволновых сигнализаторов (СМВ), представляющих собой датчики движения.

В настоящее время ФГУП СНПО "Элерон" выпускает:

  • СМВ-17П – простое в эксплуатации, дешевое средство обнаружения для охраны помещений;
  • СМВ-24 – интеллектуальное средство обнаружения, подходящее для работы как внутри помещений, так и на улице.

Средство "Вектор" разработано взамен СМВ-17П, выпускаемого с 1998 г.

Преимущества средства "Вектор"

При разработке средства "Вектор" были учтены рекомендации организаций, занимающихся составлением проектов размещения средств охраны, и организаций, эксплуатирующих радиотехнические средства охраны. Большое внимание было уделено снижению стоимости и повышению качества изделия.

Использование X-диапазона радиоволн
При использовании средств обнаружения внутри помещений часто стоит задача ограничить зону обнаружения (ЗО) средства так, чтобы исключить влияние движения людей вне помещения. Применение X-диапазона радиоволн позволяет снизить их проникающую способность через стены. Например: железобетонная стена является практически непреодолимой преградой для радиоволн X-диапазона.

Использование X-диапазона также позволило уменьшить размеры средства "Вектор", что достаточно важно при его применении в помещениях, где следует уделять внимание дизайну.

Использование фильтрации по СВЧ
В современном мире все чаще приходится сталкиваться с радиопомехами, связанными с работой всевозможных средств связи (мобильных телефонов, связи Bluetooth, беспроводного Интернета Wi-Fi, радиотелефонов DECT, радиостанций), которые оказывают влияние на работу радиоволновых средств обнаружения, вызывая ложные срабатывания или пропуски нарушителей. Использование X-диапазона радиоволн уже позволило снизить это влияние за счет перехода на более высокую частоту (вышеперечисленные средства связи работают в L-и S-диапазонах), а применение фильтрации по СВЧ свело его к минимуму.


Кроме того, применение фильтрации по СВЧ позволило уменьшить влияние помех от работы электросетей, воздействующих на приемную антенну средства.

Использование низкочастотной фильтрации
Энергосберегающие люминесцентные лампы, получившие широкое распространение, оказывают большое влияние на работу радиоволновых датчиков движения, вызывая ложные срабатывания. Принцип действия люминесцентных ламп основан на периодическом электрическом разряде внутри лампы. Разряд в лампе вызывает отражение радиоволн от лампы, отсутствие разряда – свободное прохождение радиоволн через нее. Создается эффект изменения расстояния до отражающей поверхности, который воспринимается датчиками как наличие движения в ЗО. Применение аналогового режектор-ного фильтра в средстве "Вектор" позволило свести влияние от работы люминесцентных ламп к минимуму.

Жесткое ограничение диапазона частот приемного тракта способствовало снижению влияния на него внешних низкочастотных помех, вызываемых работой офисной техники, производственного оборудования, бытовых приборов.

Возможность синхронизации нескольких средств
Наличие перегородок и громоздкого оборудования в охраняемых помещениях часто вызывает затруднения в использовании одного средства обнаружения для полного перекрытия всего объема помещения. Применение же нескольких аналогичных средств невозможно из-за их взаимного влияния друг на друга. Для решения этой задачи в средстве "Вектор" применена временная синхронизация работы. Каждое средство получает свой интервал времени, в котором оно излучает радиоволны, не мешая работе других средств. Средства "Вектор" соединяются в последовательную цепочку по линии синхронизации. Микроконтроллер ведущего средства (ко входу линии синхронизации которого не подключено предыдущее средство) задает пять временных интервалов, которые занимают первые пять средств в цепочке. Далее временные интервалы повторяются: первый с шестым, второй с седьмым и т.д. Такая система синхронизации обеспечивает стабильную работу бесконечного числа средств при условии, что между средствами с повторяющимися временными интервалами будет значительное расстояние.

Использование цифровой обработки сигналов
Развитие современной техники снизило стоимость микроконтроллеров, позволив широко применять их без увеличения стоимости и энергопотребления радиотехнических средств. Применение микроконтроллеров, в свою очередь, позволило получить более стабильные и точные параметры разрабатываемых устройств, делать более функционально насыщенные алгоритмы обработки сигналов, оценивать и обрабатывать тонкую структуру изменения электрического поля при движении нарушителя в ЗО.

В средстве "Вектор" для анализа и обработки сигналов используется малоэнергопотребляю-щий 8-разрядный микроконтроллер с RISС-архитектурой.

Особенностью датчиков движения, основанных на эффекте Доплера, является то, что они максимально эффективно работают, когда нарушитель движется на датчик или от него. Это обусловлено тем, что при уменьшении радиальной составляющей скорости нарушителя значительно расширяется диапазон частот Доплера в сторону низких частот и техническая реализация приемного тракта датчика усложняется. Для решения этой проблемы в средстве "Вектор" применен алгоритм анализа структуры принимаемого сигнала для распознавания движения параллельно датчику. Гибкий алгоритм обработки сигналов позволяет выдавать сигнал срабатывания при движении нарушителя с низкой радиальной скоростью.


Цифровые режекторные фильтры на частоты 50, 100, 150 и 200 Гц, реализованные в программе микроконтроллера, уменьшают влияние электросетей частотой 50 Гц на средство и обеспечивают снижение числа ложных срабатываний, вызванных работой электроприборов. Применение микроконтроллера в средстве "Вектор" позволило обрабатывать более широкий диапазон скоростей нарушителя – от 0,1 до 5 м/с, по сравнению с СМВ-17п (от 0,3 до 3 м/с), а также ввести функцию контроля наличия мощного внешнего сигнала, блокирующего работу средства.

Монтаж средства
Конструкция корпуса средства "Вектор" имеет три крепежные поверхности, расположенные под углом 45 град. друг к другу. Это позволяет устанавливать его на стены или в угол. Уже заложенный в конструкцию наклон антенного модуля позволяет устанавливать средство "Вектор" на высоте от 2 до 4 м без дополнительных кронштейнов. Большая высота установки обеспечивает затрудненный доступ к средству и не мешает располагать мебель и оборудование вдоль стен. Крепление к стене осуществляется двумя саморезами.

Простота эксплуатации
Настройка средства "Вектор" осуществляется всего одним регулировочным элементом – регулятором чувствительности. Для регулировки чувствительности не требуется никакого инструмента. Проконтролировать работоспособность средства можно по светодиодному индикатору, выведенному на его лицевую панель. В дежурном режиме светодиодный индикатор светится, указывая на то, что подано напряжение питания; в режиме срабатывания – гаснет на 3–6 с.

Энергопотребление
В настоящее время в России, в том числе и на правительственном уровне, уделяется огромное внимание снижению энергопотребления и энергосберегающим технологиям. Применение современной элементной базы в средстве "Вектор" позволило снизить его энергопотребление до 0,24 Вт при напряжении витания 12 В.

Безопасность для персонала
Напряжения, использующиеся при работе средства, не превышают 30 В. Уровень электромагнитных излучений на расстоянии 0,5 м – менее 5 мкВт/см2, что существенно ниже нормы энергетической нагрузки на персонал при его круглосуточной работе.

Электромагнитная совместимость
Средство "Вектор" успешно прошло проверку на электромагнитную совместимость в соответствии со II группой исполнения по устойчивости к помехам. Электромагнитная обстановка – средней жесткости с критерием качества функционирования "А" (кроме наносекундных импульсных помех – критерий "В") по ГОСТ Р 50746–2000 и ГОСТ Р 50009–2000. Исследования по электромагнитной совместимости проводились в ФГУ "РостестМосква".

Технические характеристики средства обнаружения "Вектор" Средство "Вектор" обеспечивает:

  • выдачу сигнала срабатывания при проведении дистанционного контроля (ДК) работоспособности;
  • выдачу сигнала вскрытия при нарушении целостности корпуса средства;
  • выдачу сигнала неисправности в виде непрерывного сигнала срабатывания при отсутствии напряжения питания в течение всего времени отсутствия напряжения питания.

Средство обладает возможностью наращивания размеров зоны обнаружения путем установки нескольких средств в одном помещении (до 5 средств). Исключение взаимного влияния средств обеспечивается временной синхронизацией их работы.

Средство может устанавливаться на любые капитальные стены внутри помещений. Остальные технические характеристики представлены в таблице.

Средство "Вектор" выполнено на современной элементной базе по технологии поверхностного монтажа радиоэлементов, что способствовало снижению его габаритных размеров (110х65х40 мм) и уменьшению стоимости. Серийное производство средства "Вектор" начато в 2009 г.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2010
Посещений: 15558

  Автор

 

Григорьев Р. В.

Начальник группы ФГУП СНПО "Элерон"

Всего статей:  1

В рубрику "Комплексные решения. Интегрированные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций