SENSORES INTELIGENTES PARA SISTEMAS DE SEGURIDAD INTELIGENTES..
UKOV Vyacheslav Sergeevich, Candidato de Ciencias Técnicas
RYCHKOV Sergey Alekseevich
SENSORES “INTELIGENTES” PARA SISTEMAS DE SEGURIDAD INTELIGENTES
Se consideran el estado, las posibilidades de uso y las perspectivas de desarrollo de los sensores de alarma modernos utilizados en sistemas de seguridad inteligentes.
Las principales tendencias en el desarrollo de sistemas de seguridad modernos ( SS) son la automatización, integración e informatización de procesos basados en inteligencia artificial [1]. Estas tendencias se manifiestan más plenamente en el desarrollo de sensores de alarma modernos.(DTS) para sistemas de seguridad. Para mayor claridad al realizar el análisis de la Fig. La figura 1 muestra diagramas de sistemas generalizados de seguridad y soporte vital (SSS) para un objeto y una persona.
Fig. 1. Esquemas de sistemas generalizados de seguridad y soporte vital para personas y objetos
Garantizar la seguridad y la vida incluye una amplia gama de actividades destinadas a proteger contra diversos tipos de amenazas, cuya fuente (y objeto de protección) pueden ser tres partes principales: el hombre, la naturaleza y el medio ambiente tecnogénico (todo lo creado por el hombre).
Se sabe que a la hora de organizar un sistema de protección física de un objeto se utiliza el principio clásico de límites sucesivos., si se violan, las amenazas se detectarán a tiempo y su propagación se evitará mediante barreras confiables. Dichos límites (zonas de seguridad) deben ubicarse secuencialmente, por ejemplo, desde la cerca que rodea el territorio de la instalación hasta la sala principal, particularmente importante. La ubicación óptima de las zonas de seguridad y la colocación en ellas de medios técnicos eficaces de protección (detección y contraataque) forman la base del concepto de protección física de cualquier objeto.
Como regla general , al organizar un sistema de protección física de objetos, se utiliza con mayor frecuencia un esquema de protección física de tres líneas (Fig. 2).
Arroz. 2. Esquema típico de tres líneas de protección física de un objeto
Como es sabido, el vínculo principal del sistema de protección física es la detección (seguridad subsistema de alarma), compuesto por sensores (detectores), medios de transmisión de notificaciones, paneles de control y paneles de monitoreo centralizados.
El componente más importante del subsistema de detección son los sensores de alarma, cuyas características determinan los principales parámetros de todo el sistema de protección. Dado que cada línea de defensa realiza sus propias tareas y tiene sus propias características, se llevaron a cabo análisis adicionales de los sensores de alarma utilizados en los sistemas de protección física de objetos teniendo en cuenta estas características.
Sensores de alarma para garantizar la protección física de los objetos
Al diseñar un sistema de protección, una de las tareas centrales es la selección de los medios de alerta óptimos y, en primer lugar, los sensores de alarma. Actualmente, se han desarrollado y se utilizan una gran cantidad de sensores de alarma diferentes. Consideremos brevemente los principios de funcionamiento, las características distintivas y los métodos de aplicación de los más comunes.
La clasificación de los sensores de alarma modernos para proporcionar protección física se presenta en la Fig. 3.
Fig. 3. Clasificación de los sensores de alarma modernos
para garantizar la protección física de las instalaciones
Breves características y características del uso de sensores de alarma
A partir de los resultados de un análisis del mercado de equipos técnicos de seguridad, en particular, sensores de alarma para sistemas de protección física de objetos, a continuación se detallan sus principales capacidades y características de uso en la organización de un sistema de protección (Tabla 1).
Tabla 1. Características comparativas de los sensores de alarma
| Nombre de los sensores | Características y principio de funcionamiento | Nota |
| Sensores de tensión perimetral | Este tipo de sensor consta de varias filas de cables tensados conectados a interruptores mecánicos. La más mínima curvatura del cable activa la alarma. Para montar los sensores de tensión se suele utilizar alambre de púas | Los interruptores se instalan en bastidores especiales, que están separados por 60 cm entre sí. El cable se tensa con una fuerza de hasta 45 kg. , el mecanismo de conmutación se activa al doblar el cable más de 2 mm |
| Sensores infraacústicos perimetrales | Se instalan en vallas metálicas y captan las vibraciones sonoras de baja frecuencia de las vallas a medida que se superan | Es posible que estos sensores generen falsas alarmas debido al ruido de la calle procedente de carreteras cercanas |
| Sensores perimetrales de campo eléctrico
|
Los sensores de este tipo constan de dos partes: un emisor y varios receptores. Ambas partes del sensor están hechas de cables eléctricos tendidos entre polos | Durante el paso de un intruso entre el emisor y los receptores, se produce un cambio en el campo eléctrico entre ellos, lo que es un señal de alarma |
| Sensores de vibración perimetrales | Los sensores de este tipo son interruptores de contacto de varios tipos, conectados en serie o en paralelo. Los sensores se montan en postes de vallas o en mallas y se activan en caso de oscilaciones, golpes o vibraciones. Estos sensores suelen estar equipados con microprocesadores para procesar señales de interruptores de contacto, generar y enviar un comando de alarma al puesto central de seguridad. | Según el principio de funcionamiento, los interruptores de contacto de los sensores de vibración son mercurio. , de bola, piezoeléctrico y de péndulo |
| Sensores electretos perimetrales | Fabricado a partir de cable coaxial con dieléctrico polarizado radialmente. Este cable se tiende a través de las vallas perimetrales de la instalación. En el momento de superar la valla, el cable tiembla y, en consecuencia, cambia la señal eléctrica que pasa a través del cable. Al igual que los sensores de vibración, los sensores electretos están equipados con microprocesadores para controlar el nivel umbral de funcionamiento y pueden ajustarse para reconocer impactos causados por el viento, piedras u otros objetos lanzados, animales, pájaros, vibraciones del suelo de vehículos en movimiento, granizo o nieve, terremotos, y el movimiento de las ramas de los árboles | Los sensores perimetrales de vibración y electretos se pueden evitar excavando por debajo o superándolos desde arriba sin tocarlos |
| Sensores infrarrojos de control espacial | El principio de funcionamiento de los sensores se basa en un cambio en la señal del emisor al receptor cuando un intruso se interpone entre ellos. Como emisores se utilizan LED infrarrojos o pequeños sistemas láser. La distancia entre el emisor y el receptor no supera los 100 metros. Generalmente se instalan varios de estos dispositivos en postes especiales para crear una franja de detección vertical de la altura requerida | Para aumentar la confiabilidad, a veces se utiliza la modulación de frecuencia de la señal de radiación. Los sensores pueden perder su funcionalidad en caso de niebla espesa y nevadas |
| Sensores de control de espacio por microondas | Constan de dos partes: un transmisor y un receptor de frecuencia ultraalta, que se instalan en un distancia de hasta 150 metros entre sí amigo. En este espacio entre ellos se crea un campo electromagnético, cuyo cambio al intentar pasar es registrado por el receptor | Para que estos sensores funcionen eficazmente, es necesario que la altura del desnivel del suelo no supere los 5-7 cm y que no haya vegetación en el área de cobertura |
| Sensores sísmicos | Se fabrican dos tipos de sensores de este tipo. El primer tipo es líquido y consta de dos mangueras con líquido colocadas una al lado de la otra en el suelo. Estos sensores se activan cuando la presión en una de las mangueras cambia cuando pasa un intruso. El principio de funcionamiento del segundo tipo de sensores se basa en el efecto piezoeléctrico, en el que la señal eléctrica cambia cuando se aplica presión al elemento piezoeléctrico | Ambos tipos de sensores sísmicos son sensibles a Vibraciones extrañas provocadas, por ejemplo, por el paso de vehículos o por vientos fuertes. Los sensores sísmicos se utilizan para proteger los perímetros de territorios y edificios; se instalan en secreto en el suelo o su revestimiento, debajo de la superficie de paredes y estructuras de edificios |
| Sensores magnéticos | Están hechos de malla de alambre que se coloca en el suelo. Los sensores de este tipo reaccionan al paso de una persona con un objeto metálico de masa suficientemente grande. La presencia de metal provoca cambios inductivos en el campo eléctrico de la malla metálica, lo que genera una alarma. | Los sensores magnéticos son ineficaces cerca de carreteras y vías férreas. Posibles falsas alarmas por descargas de rayos, potentes motores eléctricos y relés |
| Sensores sismomagnéticos | Están hechos en forma de cable eléctrico tendido en el suelo. La señal eléctrica cambia bajo la influencia de perturbaciones sísmicas y magnéticas, por ejemplo, cuando una persona pasa y porta un arma. | Los motivos de las falsas alarmas son los mismos que en el caso de sensores magnéticos |
| Interruptores electromecánicos | El funcionamiento de sensores de este tipo se basa en registrar una rotura del circuito eléctrico ante la exposición a un intruso. Se utilizan para monitorear los perímetros de edificios y locales. | Se fabrican dos tipos de sensores: tanto con elementos no destructibles (como botones) como con contactos destructibles al usarlos, por ejemplo. , vidrio conductor o una malla de aluminio |
| Interruptores magnéticos | Sensores de este tipo consisten en un interruptor (el llamado interruptor de láminas), cuyos contactos se abren o cierran bajo la influencia de un imán | El sensor consta de dos partes: móvil y fija. Se instala un imán en la parte móvil, por ejemplo, el marco de una puerta o ventana, y en la parte fija se instala un interruptor de láminas que, cuando se abre la parte móvil, abre el circuito eléctrico y provoca una alarma. |
| Malla de alambre | Se utiliza para detectar intrusiones en una habitación a través de paredes, pisos, techos, puertas, ventanas y otras estructuras. La superficie protegida se cubre con una malla de alambre eléctrico con un tamaño de malla de 10 a 15 cm. La destrucción mecánica de las células de la malla provoca la rotura de los conductores y, en consecuencia, una interrupción del circuito eléctrico | Para camuflar, la malla del sensor se puede cubrir con papel tapiz o materiales de revestimiento |
| Sensores ultrasónicos perimetrales | La acción se basa en el registro de ondas ultrasónicas de un intruso cuando impacta elementos estructurales del perímetro de un edificio o habitación. Se utilizan sensores ultrasónicos tanto pasivos como activos. Los sensores pasivos registran las vibraciones ultrasónicas del aire u otro medio a frecuencias de 18 a 60 kHz, que se producen cuando se intenta destruir estructuras metálicas mecánica o térmicamente | Hay dos tipos de sensores ultrasónicos activos disponibles. El primero utiliza elementos estructurales del perímetro del local protegido. En caso de un impacto como, por ejemplo, al romper el cristal de una ventana, se interrumpe la conexión entre el transmisor y el receptor a través del cristal y se activa el sensor. Los sensores ultrasónicos activos del segundo tipo registran un cambio de frecuencia (señal emitida por el sensor) en un entorno protegido, por ejemplo, al abrir una cerradura o cortar una rejilla metálica |
| Sensores capacitivos | Se utiliza para proteger rejillas metálicas protectoras de líneas de servicios públicos. La acción de los sensores se basa en registrar cambios en la capacitancia eléctrica entre el piso de la habitación y la cerca interna de celosía | |
| Sensores ultrasónicos para monitorización de habitaciones | Los sensores de este tipo con componentes emisores y receptores registran los cambios en la señal de radiación reflejada por el intruso. Para habitaciones de hasta 50 metros cuadrados. Se pueden utilizar sensores monocuerpo. Las habitaciones grandes están protegidas por sensores de dos carcasas: el emisor, ubicado en una carcasa separada, se monta en una pared y el receptor (o varios receptores) se monta en la pared opuesta. La acción del sensor se basa en la interferencia de vibraciones ultrasónicas y el efecto Doppler | Los objetos grandes ubicados en la habitación limitan la acción de dicho sensor, creando áreas de blindaje (“zonas muertas”) ”) en el que el sensor no responde al movimiento de un intruso |
| Sensores de microondas | Operan en el rango de microondas a frecuencias de aproximadamente 10,5 GHz. La emisión y recepción se realizan mediante una sola antena. Los sensores detectan movimiento dentro de la habitación. Su acción se basa en la interferencia de las ondas de radio de onda centimétrica emitidas por el sensor. Son muy eficaces, pero requieren un ajuste cuidadoso | La exposición prolongada a la radiación del sensor es perjudicial para la salud |
| Sensores fotoeléctricos | Las capacidades únicas de estos sensores los hacen indiscutibles en muchas áreas de la ciencia, la industria y los electrodomésticos. En el ámbito de la seguridad, se utilizan activamente en sistemas de protección física de objetos. Tamaño y peso pequeños, alta sensibilidad en un amplio rango espectral, capacidad de analizar imágenes a nivel de hardware: esto es lo que ofrecen los sensores fotoeléctricos modernos en dispositivos de carga acoplada | Al construir sistemas de protección física para objetos, estos sensores le permiten integrar completamente las alarmas de seguridad con los sistemas CCTV |
| Fotointerruptores | El funcionamiento de este tipo de sensores se basa en la interrupción por un intruso de un haz de luz de cualquier rango formado por el filtro correspondiente | |
| Sensores acústicos | Estos sensores incluyen un micrófono y una unidad de procesamiento de señales. Sirven para detectar intrusiones de delincuentes y responder a los sonidos que inevitablemente surgen al intentar entrar en un local protegido. | |
| Sensores barométricos
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Un tipo de sensor muy prometedor que últimamente se utiliza activamente en sistemas de alarma de seguridad. Está diseñado para proteger espacios cerrados. El sensor reacciona a las fluctuaciones de la presión del aire en un área protegida, es resistente al ruido, vibraciones, movimientos de personas y animales, no tiene efectos nocivos, se activa cuando se abren puertas, ventanas, rejillas de ventilación o cuando se abren paredes, techos, puertas. y las ventanas se destruyen | Muy económico (consumo de corriente — no más de 1 mA) y no tiene efectos nocivos para las personas |
| Sensores biométricos
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El principio de funcionamiento de este tipo de sensores se basa en el análisis de parámetros biométricos humanos. Los sensores biométricos (BD) pueden ser de contacto o sin contacto. Según el principio de funcionamiento, las bases de datos se dividen en estáticas, dinámicas y combinadas. Las biofirmas más utilizadas son la forma de la cara y la mano, el patrón de la retina, la piel de los dedos, el color, el iris, las características de la voz, la forma de andar, etc. Según la tecnología de fabricación, los BD se pueden clasificar en televisión, imágenes térmicas, semiconductores, ultrasónicos, piroeléctricos, electroópticos, etc. | Los sensores biométricos se utilizan con mayor frecuencia para identificar personas, ya que proporcionan el más alto nivel de identificación |
| Sensores combinados | Dichos sensores son una estructura única en la que se ubican dos tipos diferentes de sensores, por ejemplo, de sonido e infrarrojos, y funcionan de forma independiente entre sí. Combinados en una sola carcasa, reducen el coste en comparación con el caso en el que se utilizan dos sensores separados | |
| Sensores combinados | Los más eficaces y versátiles en la actualidad son los llamados sensores combinados, en los que, para una mayor eficiencia, se utilizan varios fenómenos físicos. simultáneamente, complementarios entre sí | Realizando los ajustes adecuados se puede obtener un sensor con las características específicas requeridas. Por ejemplo, para obtener una sensibilidad determinada con una probabilidad aceptable de falsa alarma |
Principios físicos del funcionamiento de los sensores modernos
Los principios básicos de funcionamiento de los sensores modernos y sus características se dan en la tabla. 2.
Tabla 2. Principios básicos de funcionamiento de los sensores modernos
| Efecto o fenómeno | Transformación | Esencia |
| Efecto piroeléctrico | Temperatura — electricidad | Aparición de cargas eléctricas en las caras de los cristales al aumentar la temperatura |
| Efecto termoeléctrico | Energía térmica — electrones | Emisión de electrones cuando se calienta un metal en el vacío |
| Efecto electrotérmico Peltier | Electricidad – energía térmica | Absorción (generación) de energía térmica durante la corriente eléctrica en un circuito con conexiones bimetálicas |
| Efecto electrotérmico Thomson | Temperatura y electricidad — energía térmica | Absorción (generación) de energía térmica a diferentes temperaturas de secciones de un circuito homogéneo |
| Conductividad térmica | Térmica energía: cambio en las propiedades físicas | La transferencia de calor dentro de un objeto a un área con una temperatura más baja |
| Radiación térmica | Energía térmica — rayos infrarrojos | Radiación óptica cuando la temperatura de un objeto aumenta |
| Efecto Seebeck | Temperatura — electricidad | La aparición de campos electromagnéticos en un circuito con compuestos bimetálicos a diferentes temperaturas de las capas |
| Efecto fotovoltaico | Luz — electricidad | La aparición de fem en una unión p-n irradiada por luz |
| Efecto de fotoconductividad | Luz — resistencia eléctrica | Cambio en la resistencia eléctrica de un semiconductor cuando se irradia con luz |
| El efecto Zeemann | Luz, magnetismo – espectro | División de líneas espectrales cuando la luz pasa a través de un campo magnético |
| Efecto Raman(dispersión Raman de la luz) | Luz — luz | La aparición en una sustancia de radiación de luz diferente en espectro del monocromático original |
| Efecto Pockels | Luz y electricidad — luz | División de un haz de luz en ordinario y extraordinario al pasar a través de un cristal piezoeléctrico con una tensión eléctrica que se le aplica |
| El efecto Kerr | Luz y electricidad — luz | División de un haz de luz en ordinario y extraordinario en una sustancia isotópica a la que se le aplica un voltaje eléctrico |
| Efecto Faraday | Luz y magnetismo — luz | Rotación del plano de polarización de un haz de luz al pasar a través de una sustancia paramagnética |
| El efecto Hall | Magnetismo y electricidad — electricidad | La aparición de una diferencia de potencial en las caras de un cuerpo sólido cuando una corriente eléctrica pasa a través de él y se aplica un campo magnético |
| El efecto Doppler | Sonido, luz — frecuencia | Cambio de frecuencia cuando los objetos se mueven entre sí |
| Magnetorresistencia | Magnetismo y electricidad — resistencia eléctrica | Aumento de la resistencia eléctrica de un sólido en un campo magnético |
| Magnetoestricción | Magnetismo — deformación | Deformación de un cuerpo ferromagnético en un campo magnético |
| Efecto piezoeléctrico | Presión — electricidad | La aparición de una diferencia de potencial en las caras de un ferroeléctrico bajo presión |
Un análisis de las características técnicas de los sensores modernos muestra que con la introducción de los microprocesadores, los DTS se volvieron cada vez más inteligentes (poseyendo inteligencia artificial) [2]. Actualmente, los llamados sensores con tecnología dual tienen buenas capacidades intelectuales, es decir. sensores combinados. Estas capacidades se pueden ilustrar usando el ejemplo del sensor de seguridad de tecnología dual basado en microprocesador DS970 de Inspection Systems.
Este sensor combina un detector de infrarrojos pasivo con una lente de Fresnel y un detector Doppler de microondas. Tiene dos tipos de patrones de radiación: estándar (21×21 m) y «Haz» — 30×3 m. Se logra una buena adaptabilidad a diversas condiciones externas ajustando de forma independiente la sensibilidad de cada detector. Se genera una señal de alarma siempre que los detectores de infrarrojos y microondas registren simultáneamente una infracción en su zona de seguridad. En este caso, los parámetros de amplitud y tiempo de las señales de cada uno de los detectores deben corresponder al estado de alarma. A continuación, la señal del detector de infrarrojos es procesada por el circuito «Analizador de movimiento», que verifica la forma y las características de sincronización de la señal. El microprocesador se ajusta automáticamente a la velocidad del movimiento y la amplitud de su señal. Este analizador no da falsas alarmas ante perturbaciones provocadas por corrientes de aire frío y caliente, unidades de calefacción y aire acondicionado, interferencias de la luz solar, rayos y faros de automóviles. El “Analizador de movimiento” proporciona dos niveles de sensibilidad del detector de infrarrojos.
El circuito de adquisición y procesamiento de señales del detector de microondas identifica y bloquea fuentes de falsas alarmas repetidas y proporciona una adaptación flexible a las perturbaciones de fondo. El algoritmo operativo utilizado reduce significativamente la probabilidad de una falsa alarma y mantiene una alta confiabilidad en el registro de una violación real de la zona de seguridad. Entre otras cosas, este sensor también proporciona función “antienmascaramiento”, función de “control de presencia”, protección contra manipulaciones y autoprueba automática de detectores IR y MV.
Una tendencia característica del desarrollo tecnológico global de la última década ha sido el surgimiento de tecnologías integrales, incluidas tecnologías de microsistemas.[3]. El factor iniciador que contribuyó al desarrollo dinámico de la tecnología de microsistemas fue la aparición de los llamados sistemas microelectromecánicos, MEMS, en los que las conexiones galvánicas están en estrecha interacción con los movimientos mecánicos. Una característica especial de los MEMS es el hecho de que en ellos los componentes eléctricos y mecánicos se forman a partir de una base común (por ejemplo, un sustrato de silicio) y, como resultado del uso de la tecnología para formar estructuras volumétricas, es posible obtener microsistemas. equipos con altas características operativas y técnicas (peso-dimensional, peso, energía, etc.), que inmediatamente atrajeron la atención de los especialistas: desarrolladores de equipos especiales.
El uso de tecnologías MEMS en sistemas electrónicos modernos puede aumentar significativamente su funcionalidad. Utilizando procesos similares a los de fabricación de chips de silicio, los diseñadores de dispositivos MEMS crean estructuras mecánicas en miniatura que pueden interactuar con su entorno y actuar como sensores que transmiten información a los circuitos electrónicos integrados con ellos. Los sensores son el uso más común de la tecnología MEMS: se utilizan en giroscopios, acelerómetros, medidores de presión y otros dispositivos.
Hoy en día, casi todos los coches modernos utilizan acelerómetros MEMS para activar los airbags. Los sensores de presión microelectromecánicos se utilizan ampliamente en las industrias automotriz y de aviación. Los giroscopios se utilizan en una variedad de dispositivos, desde complejos equipos de navegación para naves espaciales hasta joysticks para juegos de computadora. Los dispositivos MEMS con espejos microscópicos se utilizan para producir pantallas e interruptores ópticos.
Los microinterruptores y dispositivos resonantes fabricados con tecnología MEMS demuestran pérdidas óhmicas más bajas y un factor de alta calidad con consumo de energía y dimensiones reducidos, mejor repetibilidad y una gama más amplia de parámetros variables. En biotecnología, el uso de dispositivos MEMS permite crear dispositivos de un solo chip baratos pero de alto rendimiento para descifrar cadenas de ADN y desarrollar nuevos medicamentos y otras preparaciones especiales («laboratorio en un chip»). Además, también es necesario tener en cuenta el amplio mercado de las impresoras de inyección de tinta, cuyos cartuchos utilizan dispositivos MEMS de microfluidos que crean y liberan microgotas de tinta bajo el control de señales eléctricas.
Según los expertos, el desarrollo de la tecnología de microsistemas puede tener el mismo impacto en el progreso científico y tecnológico que la aparición de la microelectrónica en la formación y el estado actual de los principales campos de la ciencia y la tecnología. En un futuro próximo, podemos esperar la creación de microsistemas de sensores para dispositivos de detección de diversos olores, lo que, por supuesto, mejorará significativamente la ciencia forense y ayudará a resolver el problema de la identificación personal biométrica sin contacto y el control de actividades ilegales.
Ejemplos de resolución de problemas no tradicionales usando DTS
Veamos las posibilidades modernas para resolver problemas no tradicionales utilizando TTS usando ejemplos de cómo organizar el control oculto del acceso no autorizado a las instalaciones.
Control oculto de acceso no autorizado a las instalaciones mediante canal IR
Quizás la opción más sencilla para organizar el control encubierto del acceso no autorizado (NSA) a un local sea el uso de dos ordenadores personales portátiles (PPC). Como panel de control se pueden utilizar computadoras de cualquier clase que tengan un puerto de infrarrojos estándar que cumpla con los requisitos de la Infared Data Association (IrDA) y proporcionen transmisión de datos inalámbrica. Para resolver este problema, los PPK se utilizan en estado cerrado en un modo de funcionamiento económico con una batería interna. La única condición requiere visibilidad directa entre los puertos IR del panel de control. Si es necesario, se puede utilizar un espejo doméstico.
También son posibles otras opciones para el control sin contacto de NSD utilizando dispositivos periféricos que tienen un puerto IR estándar. Un usuario capacitado puede ejecutar un software especial en un lenguaje de alto nivel. Si es necesario, es posible notificar urgentemente al usuario de forma automática indicando la hora del NSD (mensaje SMS a través del teléfono móvil (MT)). Esta opción se implementa en modo de comunicación inalámbrica sin conexión por cable desde el MT al panel de control. El MT se enciende brevemente en el momento del NSD.
Control oculto del acceso no autorizado a las instalaciones mediante una microcámara de vídeo
Para resolver este problema, son posibles las siguientes opciones principales:
Usar un panel de control doméstico con una microcámara de video incorporada (MVC)
En este caso, el panel de control, en modo fuera de línea, toma fotografías continuamente del lugar de posible acceso no autorizado (por ejemplo, puertas) y las registra en el disco duro de la computadora. Si hay una necesidad urgente de notificar sobre una anomalía, se utiliza un programa de análisis de imágenes que, cuando la imagen cambia (aparece una anomalía), emite un comando para enviar un mensaje SMS sobre una anomalía indicando el momento de la infracción.
Se utiliza un panel de control doméstico con una cámara de microvideo externa
En este En este caso, se utiliza cualquier panel de control del hogar con una microcámara de video externa conectada (es posible una opción con una cámara WEB conectada vía USB, puerto al panel de control y acceso inalámbrico a Internet).
Las opciones específicas para implementar el control encubierto de dispositivos de control no volátiles en una sala utilizando medios técnicos disponibles públicamente, incluidas varias combinaciones de las opciones discutidas anteriormente, están determinadas por las tareas que se resuelven, las capacidades y la situación operativa específica.
Se utiliza un sensor combinado “Micro-Foto”
La conclusión lógica sobre la necesidad de Integrar sensores IR con una cámara de vídeo para detectar sustancias no intrusivas en un objeto controlado se ha implementado hoy en el equipo “Micro-Foto”. Utilizándolo puedes proporcionar:
- camuflaje eficaz que no llama la atención, en forma de un sensor de alarma de seguridad estándar;
- vigilancia por vídeo de objetos las 24 horas;
- fotografía oculta con activación automática de señales desde el dispositivo incorporado -en sensores de movimiento detectores de vídeo e infrarrojos;
- acumulación de hasta 20 000 marcos de fotos en una tarjeta Flash en miniatura extraíble;
- entrada de imágenes desde la tarjeta a una PC a través de un puerto estándar;
- ver marcos de fotos en una computadora, editarlos y archivarlos
- ;programación de parámetros de disparo, incluida la configuración de la calidad de los fotogramas, la adaptación a la iluminación del objeto en términos de contraste y brillo, la configuración del número de fotogramas tomados cuando se activan los detectores, etc.;
- acceso codificado mediante un Control remoto por infrarrojos.
- acceso codificado mediante un control remoto por infrarrojos.
- acceso codificado mediante un control remoto por infrarrojos.
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La filmación se realiza automáticamente mediante una microcámara de video oculta que sigue las órdenes de los detectores de infrarrojos y de video. El usuario del equipo sólo necesita instalar el soporte sobre el que se ubica el equipo “Micro-Foto” en forma de sensor de seguridad estándar, y conectar el adaptador a la red. Para ver y analizar marcos de fotos, debe retirar la tarjeta Flash del producto “Micro-Foto” y cargar el metraje en su computadora.
Tendencias y perspectivas de desarrollo de los sensores de alarma
Basándonos en los resultados de la investigación, podemos concluir brevemente que los sensores de alarma modernos tienen las siguientes principales tendencias de desarrollo:
- integración de diferentes principios operativos (por ejemplo, tecnologías duales: infrarrojos y microondas en una sola carcasa);
- integración de sensores con comunicaciones;
- integración de microsistemas;
- uso de procesamiento informático (microprocesador);
- presencia de inteligencia artificial;
- descentralización, autocomprobación y autonomía de trabajo.
Quizás los cambios más revolucionarios en las características operativas y técnicas de los sensores se produjeron después de la introducción del procesamiento de señales por microprocesador (MPS) [2], que permitió garantizar aún más todas las tendencias de desarrollo anteriores. Esta conclusión puede confirmarse con el ejemplo de los sensores de rotura de cristales modernos que utilizan un analizador de señales por microprocesador que reconoce los componentes espectrales característicos que se producen cuando se rompe el cristal.
En particular, los sensores de la serie DS1100 deDetection Systems utilizan un analizador de señal basado en microprocesador que monitorea la señal analógica en una amplia gama de frecuencias. La alarma se activa sólo si los componentes espectrales de la señal y su dinámica temporal de cambio corresponden al conjunto de datos de referencia. En este caso, se reduce la probabilidad de una falsa alarma y se garantiza un funcionamiento fiable del sensor en condiciones difíciles. Estos sensores están diseñados para proteger vidrio simple, templado y reforzado, así como vidrio recubierto con película. El modo de prueba le permite verificar el nivel de ruido externo, realizar un monitoreo separado del nivel de ruido infrabajo y de alta frecuencia y determinar la ubicación óptima del sensor incluso en condiciones difíciles.
Teniendo en cuenta las perspectivas de desarrollo de DTS, no podemos dejar de centrarnos en los sensores magnetorresistivos de película fina eficaces., en el que se utiliza el efecto magnetorresistivo, es decir Cambio en la resistencia eléctrica de un material bajo la influencia de un campo magnético externo. Los elementos principales de la estructura del sensor son dos capas ferromagnéticas hechas de aleaciones de Co, Ni, Fe y separadas por una capa de metal no magnético: Cu, Ag, Au, etc. Como capa fijadora, que crea un intercambio, se suelen utilizar películas. interacción con la capa ferromagnética más cercana para su fijación FeMn, FeIr, NiO.
Entre los campos de aplicación de los sensores magnetorresistivos se encuentran dispositivos para medir la intensidad de campos magnéticos constantes y alternos (magnetómetros), instrumentos de navegación (brújulas electrónicas), molinetes, dispositivos de aislamiento galvánico, sensores de posición angular y lineal, conjuntos de sensores (matrices) para diagnóstico de placas de circuitos impresos y productos fabricados con materiales ferromagnéticos, sensores para automóviles (tacómetros), cabezales de reproducción combinados para discos y cintas magnéticas, sistemas de seguridad.
Quizás la influencia más fuerte en el desarrollo de La DTS en los últimos años ha sido ejercida por dispositivos fotovoltaicoscon transferencia de carga (CTTC). En estos dispositivos de estado sólido, los paquetes de carga se transfieren al dispositivo de salida debido al movimiento de la posición de los pozos potenciales. El umbral de sensibilidad del FPCD corresponde a la percepción de la imagen de un objeto a la luz de las estrellas. Actualmente, los FCD son el principal elemento base en las siguientes áreas:
- sistemas de televisión domésticos (formatos VHS, SVHS, HDTV, etc.);
- sistemas de televisión especializados: seguridad, medicina, análisis de imágenes en movimiento, investigación científica, transporte;
- visión técnica de robots;
- dispositivos de introducción de imágenes en ordenadores;
- cámaras digitales ;
- dispositivos de medición sin contacto;
- astronomía terrestre y espacial;
- detección remota de la Tierra desde el espacio;
- sistemas de seguridad.
Una de las direcciones para un mayor desarrollo de DTS es la búsqueda de enfoques fundamentalmente nuevos para la creación de sensores modernos. Como ejemplo, consideremos la implementación de un dispositivo de protección contra el acceso no autorizado de una persona a un área controlada basándose en interacciones de torsión. Este dispositivo fue desarrollado en la Universidad Estatal de Penza (PSU).
Actualmente, para proteger contra NSD se utilizan varios sensores para detectar el movimiento de objetos, incluidos los basados en el efecto Doppler. La principal desventaja de estos sensores es la posibilidad de fallo si la velocidad de movimiento cae por debajo del límite. Por tanto, un problema muy urgente es la búsqueda de nuevos principios para detectar movimientos humanos lentos y muy lentos (hasta un centímetro por hora) en un sector controlado a una distancia de varios metros. Los desarrolladores de PSU aprovecharon el hecho de que una persona es un objeto biológico que tiene un biocampo complejo, que incluye un componente energético e informativo, por lo que una persona puede ser considerada como una fuente de un campo de torsión complejo.
En la teoría de la interacción energía-información, se conoce el efecto de cambiar la frecuencia del reloj cuando se expone a un campo de torsión externo. Por lo tanto, se tomó como base un sensor de tiempo con un oscilador maestro electrónico que reacciona a los cambios en la situación de torsión en la habitación cuando aparece una persona. Durante los experimentos también se desarrolló una metodología de investigación que permitió distinguir los efectos de torsión de otros. Durante tres años se ha trabajado para crear elementos sensibles a los efectos de los campos de torsión e identificar su influencia en la sensibilidad y selectividad espacial del sensor.
Desarrollado sensor de campo de torsión fue sometido a exhaustivos estudios experimentales, como resultado de los cuales se estableció:
- un sensor de tiempo electrónico colocado en una carcasa de pantalla electromagnética multicapa conectada a tierra responde a los movimientos humanos respecto al sensor a una distancia de varios metros;
- el valor observado de la respuesta del sensor a los movimientos humanos, expresado como un cambio relativo en el período o frecuencia del oscilador maestro, se puede utilizar en diversas aplicaciones prácticas;
- varias soluciones de circuito y diseño permiten obtener la propiedad de direccionalidad espacial del sensor, así como aumentar su sensibilidad.Los resultados prácticos obtenidos sobre la creación de un sensor de campo de torsión son muy prometedores y de indudable interés para los desarrolladores no sólo de medios de protección contra campos nocivos, sino también de medios de seguimiento de interferencias sin impacto sobre diversos objetos.
Así, los sensores de alarma, que son una parte esencial de cualquier sistema de seguridad moderno, determinan las principales características operativas y técnicas del sistema de seguridad, se están desarrollando dinámicamente y tienen buenas perspectivas de mayor desarrollo.
Conclusiones
Un análisis del estado y las tendencias de desarrollo de los sensores de alarma para la protección contra el acceso no autorizado a locales controlados mostró lo siguiente.
- Actualmente, los TTS son los componentes de los sistemas de protección física de objetos que se desarrollan más dinámicamente.
- Los DTS integrados con tecnología doble y triple tienen las mejores características de todos los existentes.
- Los microsistemas y los sensores de torsión son muy prometedores para resolver problemas no tradicionales de protección física de locales, en particular, para la identificación biométrica sin contacto.
- Las principales direcciones de un mayor desarrollo de TTS son la integración, el procesamiento por microprocesador y la inteligencia artificial. , autocomprobación, descentralización, introducción de nuevos fenómenos y procesos físicos.
- El uso de DTS es muy eficaz para resolver problemas no tradicionales de protección física de locales.
- Nueva microelectrónica Las tecnologías afectan significativamente la composición y las características de rendimiento de los DTS modernos, en particular, el uso de sensores fotoeléctricos de estado sólido con acoplamiento de carga permite una integración óptima del sistema CCTV en el sistema de protección física de la instalación.
Literatura
1. Ukov V.S., Rychkov S.A. Nuevas tecnologías de objetos inteligentes: confort más seguridad./Equipos especiales, 2004, nº 4.
2. Sensores y microordenadores: Transl. del japonés L.: Energoatomizdat, 1986.
3. Ukov V.S. Equipo especial de microsistema./Equipo especial, 2003, nº 4.