使用優(yōu)質(zhì)材料
選擇鏡面" title="鏡面">鏡面材料:改進菲涅爾透鏡所用的材料,使其具有很好的波長選擇特性,。在容許人體所發(fā)出的紅外光線通過的同時,,盡可能阻擋白光中其他波長的光線,消除白光干擾,。質(zhì)量好的透鏡,,可消除高達20000燭光強度的白光干擾,相當于機場的跑道燈在2米處照射時,,探測器都不會引起誤報,。
雙重屏蔽薄膜:在傳感器前,加貼特殊的傳導濾光膜,,稱為雙重屏蔽薄膜,。此膜的作用,一方面可減少陽光,、汽車前燈,、熒光燈等光源的影響。當早上或傍晚陽光照入室內(nèi)時,,照度可達50000Lux,,而采用此屏蔽后,光照強度達到100000Lux也不會產(chǎn)生誤報,;另一方面此薄膜還具有抗RF無線電頻率干擾的作用,,使探測器具有20V/M或30V/M的抗干擾能力。(20V/M相當于10W的無線發(fā)射機距1m內(nèi)不會產(chǎn)生誤報,,30V/M相當于10W發(fā)射機距0.3m-0.5m,,不會發(fā)生誤報。)
磁力保護繼電器:該繼電器可以防無線電磁干擾和外力破壞,。當探測器附近有強磁場時,,一般繼電器外部缺乏磁場屏蔽,可能無法正常工作,,從而導致探測器失效,。采用磁力保護繼電器,外加的強磁場對繼電器的工作不再產(chǎn)生影響,。
改進光學系統(tǒng)
球形透鏡:探測器在工作時,,其探測范圍在上下、左右要張開一定的角度。而在有效的探測范圍內(nèi),,其各項靈敏度應盡量保證一致,。為了改善探測扇面的均勻特性,采用了球形透鏡,,使透鏡上每個探測區(qū)域的焦距保持一致,,靈敏度不變。
密封光學系統(tǒng):在透鏡和電路板之間采用隔熱塑料盒,,將傳感器置于密封盒內(nèi),,處于相對恒溫的條件,可以減少電路元器件發(fā)熱引起的干擾,;在傳感器周圍采用碳黑海綿對白光進行吸收,可減少外界白光干擾,,同時也起到了防塵,、防潮、防小蟲侵入的作用,。
控制探測區(qū)域:采用幕簾,、防寵物鏡面,避開小動物綷-?;顒拥姆秶?,對其活動的區(qū)域不予探測(如探測區(qū)域高于地面一定距離),又不影響對入侵人員的探測,。
鏡面調(diào)整縮放功能:由于房頂?shù)母叨炔煌?,對吸頂紅外探測器的要求也不同。通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)鏡面,,可改變焦距和探測高度,,以適應不同的環(huán)境要求。
紅外反射聚焦:與紅外傳感器配套的光學系統(tǒng)有三種,,即反射式,、透射式和折射式。其中反射式的靈敏度最高,,探測距離遠,。菲涅爾透鏡屬透射式,靈敏度最低,,折射式居中,。菲涅爾透鏡體積小、密封容易,、穩(wěn)定性好,、價格較低,因此目前國內(nèi)外多采用透射式系統(tǒng)。但采用反射鏡聚集紅外能量,,比菲涅爾鏡片更有效,,因此探測器信號放大電路的增益可以做得較低,信噪比" title="信噪比">信噪比更高,,能較好地防止干擾信號" title="干擾信號">干擾信號引起的誤報,。有少數(shù)國外進口的被動紅外探測器使用了反射法聚焦,因而取得了較好的防誤報效果,。
溫度補償和光敏調(diào)整
溫度補償電路:被動紅外探測器探測的信號強弱與人體和環(huán)境溫度的差別有很大的關系,,一般情況下,人的體溫與環(huán)境溫度相差較多,。當入侵者移動時,,傳感器接收到紅外的變化信號幅度較大而觸發(fā)報警;當環(huán)境溫度與人體溫度接近時,,入侵者在運動時傳感器接收到的紅外變化信號幅度較小,,這樣有可能由于信號小于觸發(fā)閥值而不會報警。因此,,探測器需根據(jù)環(huán)境溫度的變化,,對電路增益進行補償。
常規(guī)的溫度補償是線性遞增形,,即溫度越高,、補償越大,當環(huán)境溫度高于人體溫度時,,過度的補償顯然是不合理的,,而且容易產(chǎn)生誤報。較好的補償方法是采用拋物線形,,使得探測器在比較大的溫度變化范圍內(nèi),,都能保持靈敏度基本一致。
光敏調(diào)整:由于晝夜光照變化較大,,探測器如果晝夜工作,,則白天與黑夜的工作特性,會產(chǎn)生較大的變化,。探測器電路利用光敏電阻隨光照變化而阻值相應變化的特性,,根據(jù)周圍區(qū)域的亮度和工作的時段,自動調(diào)整接收靈敏度,,確定日/夜不同的工作模式,,可以有效地防止白天強光干擾引起的誤報。
優(yōu)化電路設計
探測器工作電壓" title="工作電壓">工作電壓:工作電壓范圍是探測器的基本參數(shù),,看似簡單,,卻十分重要。探測器工作電壓取值掌握的一條原則,即應低于控制主機的工作電壓,。當交流電中斷,,系統(tǒng)靠備用電池工作的情況下,供電電壓將逐漸降低,,如果探測器工作電壓設計范圍較小,,這時主機尚能正常工作,探測器卻已不能維持正常狀態(tài),,系統(tǒng)將持續(xù)地產(chǎn)生誤報,。
電源濾波:使用電子濾波器,能較好地濾除電源中的雜波對電路造成的干擾,。電子濾波器需濾除的雜波主要是50HZ/60HZ交流電頻率及其諧波,,從而減少電源干擾引起的誤報。
一步觸發(fā)技術:主要用于沒有干擾(如密閉較好的地下室等)而靈敏度要求很高的場合,。在不增加誤報的基礎上,,應用這項技術,移動物體通過探測區(qū)域,,產(chǎn)生一個脈沖即可觸發(fā)報警,反應十分靈敏,。
脈沖計數(shù)技術:菲涅爾透鏡將探測覆蓋的范圍分成一定數(shù)量的探測區(qū),,當相鄰兩個區(qū)之間產(chǎn)生溫度變化時,觸發(fā)一個脈沖信號,。設置多脈沖啟動方式,,在一定程度上可以減少因偶然原因引起的誤報。這種模式下,,探測器通過數(shù)字計數(shù),,計量入侵者從一開始所觸發(fā)扇區(qū)觸發(fā)沿的個數(shù),根據(jù)事先設置的數(shù)字脈沖計數(shù)個數(shù)而觸發(fā)報警信號,。但這種方式,,會使靈敏度有所下降。
能量積聚技術:根據(jù)探測到的信號強度,,判斷能量的大小,,達到閥值時,產(chǎn)生報警,。小型物體由于覆蓋面較小,,如只能占據(jù)鏡面一個探測區(qū)的一部分,或者在遠,、中,、近幾個探測區(qū)域只占一個甚至不到一個區(qū),因而產(chǎn)生的信號強度達不到閥值要求,就不會產(chǎn)生報警,。
防高頻干擾技術:當有高頻干擾時,,干擾信號強度增加,若探測器觸發(fā)的閥值不變,,信噪比隨之下降,,就容易產(chǎn)生誤報。采用防高頻干擾技術后,,探測器的閥值會隨著干擾信號的增強而相應提高,,使信噪比基本保持不變,從而減少因高頻干擾引起的誤報,。
多元探測技術
雙元傳感器探測:在一個探測器內(nèi),,將兩個傳感器按一正一反的方式相連,這樣做的好處是,,當環(huán)境溫度,、光照或其它因素變化時,每個組件同時產(chǎn)生相同的變化信號,,但極性相反,,互相抵消。當有外部侵入時,,紅外源必定在一個給定的時間段內(nèi)出現(xiàn)在一個區(qū),,接著出現(xiàn)在另一個區(qū),兩個組件相繼發(fā)生信號,,組成探測脈沖,。對于雙元紅外探測器,其雙元傳感器的平衡度,,代表了探測器的抗干擾能力,,平衡度越好,抗干擾的能力也越強,。
四元傳感器探測:探測器內(nèi)裝有四個對偶紅外傳感器,,兩個具有正靈敏度,移動的熱源使其產(chǎn)生正的信號,;兩個具有負靈敏度,,移動熱源使其產(chǎn)生負的信號,兩兩正負相接,。探測器設計成只有每部分都探測到信號時才觸發(fā)報警,。由于老鼠一類的小動物,體積較小,,移動時僅能觸發(fā)其中一,、二部分元件產(chǎn)生信號,,因而不會引起報警;而人體積較大,,容易滿足這一條件,。因此,四元紅外探測器對防寵物誤報有較好的效果,。
傳感器陣列探測:采用八個獨立紅外傳感器,,按陣列式處理,每個傳感器均都具有真實移動識別人體的功能,。傳感器陣列接收到的信號,,統(tǒng)一進行比較處理,以此來準確區(qū)分人體移動信號或是環(huán)境其它因素產(chǎn)生的干擾信號,。
智能判斷技術
智能判斷:內(nèi)部加裝微處理器芯片,,運用模糊數(shù)學等原理,對信號的周期,、振幅,、持續(xù)時間、極性進行分析,。通過對人與動物反射頻譜的大量分析,,建立內(nèi)容豐富的識別數(shù)據(jù)庫,比較人活動與其它因素引起變化模式的區(qū)別,,來確定是否報警,,以提高報警的正確性。
方向判斷:方向探測功能是指探測器可以判別物體運動的方向,,只有符合預先指定方向的運動物體才會引起報警。一般實現(xiàn)的方法是在探測器內(nèi)安裝2個傳感器,,根據(jù)其先后觸發(fā)的次序,,來進行判斷,然后確定是否為入侵,。比如人由室外進入到室內(nèi)可觸發(fā)報警,,由室內(nèi)走出室外則不會報警。
無線系統(tǒng)技術
滾動碼技術:滾動碼是在傳輸代碼之前采用了先進的非線性位加密技術,,產(chǎn)生具有極高保密性的滾動編碼,。每一次發(fā)送的代碼都是唯一的、不規(guī)則的,、且不重復,,使得任何通過非法捕捉和掃描跟蹤等破譯手段都難以實現(xiàn),其主要優(yōu)點是安全性好,。目前采用的滾動碼通信集成電路,,將序列號,、加密密鑰及同步計數(shù)值等數(shù)據(jù)綷-加密后,產(chǎn)生了32位高度保密的滾動碼,。其中16位同步計數(shù)值每次傳輸后都要更新,,所以加密出來的數(shù)據(jù)每次都不同,并且在不知道密鑰的情況下,,從以前的密碼中也無法推知后續(xù)的密碼,。32位的密碼再加上34位的明碼會被遙控器一起發(fā)送出去,這樣的組合達到了7千億億之多,,一般情況下,,無法被破解。
擴頻通信技術:在無線抗干擾技術中,,可以包括很多手段,,如高頻自適應抗干擾技術、高速跳頻技術,、超窄帶技術等,,但由于成本和體積的限制,真正已用到無線探測器的是頻譜擴展技術,,簡稱為擴頻技術,。其工作原理是將把通信信號隱藏在噪聲之中,采用很寬的頻帶形成偽噪聲通信,,只要對功率進行有效的控制,,就可以對合成噪聲的波形實施編碼和解碼,因此也稱為偽噪聲通信,。這種技術,,有很強的抗干擾能力。
探測器的防護
防遮檔:為了防止人為的將被動紅外探測器屏蔽,,使其失效,,一般的方法是在被動紅外探測器中,加入主動紅外探測功能,,若在幾十厘米之內(nèi),,有遮檔現(xiàn)象,發(fā)射的紅外光將反射回探測器內(nèi),,使其報警,。
防噴膠" title="噴膠">噴膠:防噴膠與防遮擋有相似之處,都需加短距離的主動紅外探測,。當探測器表面被噴膠后,,會使透鏡的折射系數(shù)產(chǎn)生變化,從而引起主動紅外能量的反射,,返回探測器內(nèi),,引起報警,。
防砸:在探測器內(nèi)裝有震動傳感器,惡意破壞時會觸發(fā)震動傳感器,,引發(fā)報警,。
PCB設計和生產(chǎn)工藝
表面貼片技術:采用表面貼片(SMD)技術,縮短引線產(chǎn)生的寄生電抗(包括寄生電感,、寄生電容和寄生電導等),,此工藝可以較好地改善探測器的防射頻干擾能力。
電路板設計:適當安排電路板的布線,,尤其注意地線的布設,,可以明顯地減少外界電磁干擾、電涌對探測器的影響,。
結束語
探測器采用的技術還有不少,,如與微波探測或空氣振動探測相接合的雙鑒探測,因探測原理不同而產(chǎn)生的量子型紅外探測等等,,本文難以全部包攬,。因篇幅有限,對涉及到的一些技術原理,,也無法講深講透,,用意是讓使用者有初步的了解,以便正確地選擇和應用,。