Радиоволновые системы

Чувствительным элементом такой системы является пара расположенных параллельно проводников (кабелей), к которым подключены соответственно передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары (“открытой антенны”) образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется и система генерирует сигнал тревоги.

При использовании радиоволновых систем на оградах, кабели устанавливают либо на специальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.

Выпускаются модификации радиоволновых систем также для защиты неогражденных территорий. При этом кабели устанавливают в грунт на глубину 15 — 30 см. Такая система охраны является скрытой, но подвержена сильному влиянию погодных условий, снижающих стабильность ее параметров.

Преимущества радиоволновых систем перед лучевыми — независимость от профиля почвы и точное следование линии ограды.

Характеристика и параметры линейных проводноволновых средств обнаружения ТРАССА/ТРАССА-2:

Средство обнаружения	Зона обнаружения
	Длина, м		Расстояние между проводами, м
	Вариант 2 установки ЧЭ	Вариант 1, 3 установки ЧЭ
ТРАССА	250	200	0,5...1,8
ТРАССА-2 (2 фланга)	500 (2 фланга×250)	400 (2фланга×200)

        Напряжение питания: 12…30В постоянного тока;

        Потребляемый ток: однофланговый вариант: не более 25мА, двухфланговый вариант: не более 35мА.

        Режим работы: непрерывный круглосуточный;

       Рабочая температура: от минус 50ºС до +50ºС (от минус 60ºС -специальный вариант исполнения);

        Вероятность обнаружения – 0,98;

        Наработка на ложное срабатывание 1500 часов;

        Возможность передачи информации по протоколу RS-485;

Особенности:

       Возможность блокирования периметров сложной конфигурации, с поворотами и перепадами по высоте;

 Устойчивая работа в любых погодных условиях;

        Низкое токопортебление;

        Допустимая высота травяного и снежного покрова до 1 м;

        Процессорная обработка сигнала;

        Устойчивая работа при воздействии электромагнитных и радиочастотных полей;

        Дистанционный контроль работоспособности;

        Эффективная встроенная грозозащита;

        Возможность «наращивания» количества участков.

Состав:

Состав	ТРАССА	ТРАССА-2
Блок приемный(ПРМ)	1	1
Блок передающий(ПРД)	1	2
Комплект монтажных частей*	устанавливаются через 4...6 (м)
Чувствительный элемент (кабель типа П274(М))*

Одно из наиболее известных отечественных охранных устройств радиоволнового типа — система “Уран-М.

Двухпроводная линия закрепляется на вертикальных или наклонных кронштейнах (консолях), выполненных из диэлектрика (входят в комплект поставки). В качестве проводников используется провод полевой телефонной связи П-274М, обеспечивающий достаточную механическую прочность и стойкость к атмосферным воздействиям. Длина одной зоны охраны находится в пределах от 10 до 250 м. Расстояние между соседними кронштейнами обычно составляет 6...8 м, в районах с сильными ветрами его рекомендуется уменьшать до 3...4 м.

Для протяженных периметров используют несколько комплектов “Уран-М”. Для исключения влияния соседних зон предусмотрен режим взаимной синхронизации до 22 — 25 отдельных комплектов. Радиоволновые системы можно устанавливать практически на любых жестких оградах (кирпич, бетон, металл).

В состав системы “Уран-М” входят: задающий блок, подключаемый с одной стороны проводной линии, и блок обработки сигналов, подключаемый с другой стороны линии. Задающий блок формирует импульсный высокочастотный сигнал, создающий электромагнитное поле между проводниками. Зона обнаружения имеет в поперечном сечении вид эллипса, в фокусах которого расположены проводники. Расстояние между проводниками обычно составляет 0,4 м; при этом зона обнаружения имеет размер 0,5 х 0,8 м.

Система настраивается для детектирования объекта массой более 30 - 40 кг и не срабатывает при попадании в зону птиц или мелких животных. Система не срабатывает при движении транспорта на расстоянии более 3 м от чувствительных проводников.

Напряжение питания 20...30 В, ток питания — не более 100 мА.

Обеспечен режим дистанционного контроля работоспособности. Охранное устройство устойчиво к воздействию сильного дождя, снега, града и ветра со скоростью до 20 м/сек.

Электронные блоки имеют размеры 255 х 165 х 110 мм, они сохраняют работоспособность в температурном диапазоне от -40 до +40˚С. Конструкция блоков обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех и высокой влажности.

Американская компания Senstar-Stellar предлагает радиоволновое устройство “H-Field” с кабелями, укладываемыми непосредственно в землю.

Такая система предназначена для охраны открытых пространств, подступов к объектам и т.п. Два параллельных кабеля (приемный и передающий) закапываются в любой грунт на грубину 10 — 15 см и на расстоянии примерно 2-х метров друг от друга. Вокруг кабелей над поверхностью почвы формируется электромагнитное поле (зона обнаружения) шириной 3м и высотой 1 м. Максимальная длина одной зоны обнаружения — 150 м. Кабели подключаются соответственно к приемнику и передатчику (или к общему приемо-передающему блоку — трансиверу).

Эффективность детектирования нарушителя обеспечивается тем, что для выбранной частоты человеческое тело представляет собой как бы антенну размером в 1/4 длины радиоволны и поэтому нарушитель сильно изменяет параметры принимаемого сигнала.

Алгоритм обработки сигналов в системе “H-Field” предполагает выполнение трех условий:

- масса попавшего в зону объекта должна быть больше заранее установленного значения (масса человеческого тела);

- объект должен двигаться со скоростью, не меньшей определенного значения (в диапазоне скоростей человека);

- оба указанных условия выполняются в заданном интервале времени.

Система “H-Field” обеспечивает скрытную установку датчиков при произвольном профиле линии охраны. Кабели нечувствительны к сейсмическим и акустическим воздействиям, их можно монтировать в грунте, под асфальтовыми дорогами и др.

Одна из современных радиоволновых технологий обнаружения получила наименование RAFID — Radio Frequency Intruder Detection (Радиочастотное Детектирование Вторжения). Эта охранная система создана английской компанией Geoquip, широко известной своими периметральными системами на сенсорных микрофонных кабелях.

В простейшем случае система RAFID содержит пару “Излучающих Фидеров” (ИФ), один из которых является излучающей, а другой — приемной антенной радиочастотного поля. Выходной сигнал приемника непрерывно контролируется анализатором.

ИФ представляет собой специально сконструированный коаксиальный кабель, содержащий внутренний провод, изолированный диэлектриком от внешнего экрана. Внешний экран может представлять собой медную оплетку, похожую на оплетку обычного коаксиального кабеля.

Особенностью ИФ являются так называемые “порты”, т.е. отверстия в экране, расположенные с регулярными интервалами. Конструкция кабеля обеспечивает излучение электромагнитного поля при пропускании по нему тока. Вблизи обоих кабелей формируется невидимое электромагнитное поле, конфигурация которого зависит от взаимного расположения ИФ.

Попавший в радиочастотное поле объект изменяет фазу и амплитуду принимаемого сигнала (эффект Допплера), в результате чего анализатор генерирует сигнал тревоги.

Кабели располагают параллельно друг другу и монтируются на жесткой стене или другом ограждении, обеспечивая зону детектирования. (Расстояние между кабелями и их расположение определяются конкретными требованиями заказчика и условиями детектирования).

Кабели системы RAFID устанавливаются на жестких оградах (бетон, кирпич, дерево) или непосредственно в грунте. Количество линий кабеля (2 или 3) и их расположение на ограде определяются задачей, стоящей перед охранной системой. Так, если нужно регистрировать нарушителя, пытающегося перелезть через ограду, то кабели располагаются вблизи средней линии ограды (примерно на половине ее высоты). При этом вблизи нижней части ограды может быть оставлена нечувствительная зона — “аллея для животных”, на которых не должна реагировать система. Если же нужно обнаружить нарушителя, только приближающегося к линии периметра, то в этом случае один из кабелей крепят в нижней части ограды или в почве на некотором расстоянии от стены.

Для обработки сигналов в системе применен мощный процессор, позволяющий проводить “обучение” системы непосредственно на объекте. Процессор содержит в памяти как типовые сигналы вторжения, так и не тревожные сигналы от окружающей обстановки (проходящий транспорт и т.п.). При совпадении реально регистрируемого сигнала с одним из записанных в памяти тревожных образов система выдает сигнал тревоги.

Система практически не подвержена влиянию таких атмосферных факторов, как дождь, туман, град, снег, дым и применяется в различных климатических зонах.

Вибрационные системы с сенсорными кабелями

Принцип действия таких систем основан на использовании трибоэлектрического эффекта. Иными словами, возникновение ЭДС между проводниками в чувствительном элементе при его деформации. Полученный от чувствительного элемента сигнал усиливается, селектируется и обрабатывается микропроцессором, где и принимается решение о выдаче сигналов тревоги или неисправности на станционную аппаратуру по двум возможным каналам связи посредством размыкания контрольного шлейфа или по цифровому промышленному интерфейсу RS-485.

Чувствительным элементом таких систем обычно является сенсорный кабель, преобразующий механические вибрации в электрический сигнал. Кабель крепят либо непосредственно к ограде, либо к специальному легкому металлическому козырьку над ней. Сигналы кабеля обрабатываются анализатором, который в соответствии с заданным алгоритмом выдает сигнал тревоги.

В устройстве "Багульник-М" датчиком для обнаружения человека, вызывающего механические воздействия на козырёк в виде спирали из армированной колючей ленты, сетке "Рабица" и т.д., являются распределенные по длине два чувствительных элемента - 2Х205м.

Основные характеристики:

- количество охраняемых участков: 2;

- длина охраняемого участка: до 200 метров;

- вероятность обнаружения нарушителя - 0.95;

- время наработки на ложное срабатывание не менее 720 часов для участка 200 м;

- время готовности после подачи питания не более 30 сек;

- время готовности после выдачи сигнала срабатывания не более 5 сек;

- вид выходного сигнала: размыкание "сухих" контактов реле на время нахождения нарушителя в зоне обнаружения, но не менее, чем на 3 секунды;

- передача информации на ПК - последовательный интерфейс RS-485.

Датчик "Багульник-М" не срабатывает от птиц и мелких животных, от проезжающего автотранспорта, ветровых нагрузок при скорости ветра до 20 м/с.

Проверка работоспособности датчика может осуществляться дистанционно. Питание датчика осуществляется постоянным напряжением 12...36 В. Мощность, потребляемая датчиком не более 0.15 Вт при напряжении питания 24 В. Габаритные размеры изделия 180х70х80 мм. Установленный срок службы изделия – 8 лет.

Датчик "Багульник-М" рассчитан на круглосуточную работу в условиях открытого пространства и сохраняет свои характеристики при температуре окружающей среды от минус 50 ˚С до плюс 50 ˚С и относительной влажности воздуха до 98 % при температуре 35 ˚С.

В широко известных российских периметральных системах Арал и Дельфин в качестве чувствительного элемента используется многопроводный телефонный кабель. При деформации кабеля в изолирующих оболочках наводятся электрические заряды (трибоэлектрический эффект), которые создают импульсные потенциалы между проводниками. Чувствительный элемент является своеобразным протяженным микрофоном, поэтому такой кабель иногда называют также микрофонным.

Система Арал предназначена для установки на сварных металлических сетках типа ССЦП. В качестве чувствительного элемента используется 10-парный телефонный кабель типа ТППэп 10х2х0,35, который на ограде высотой около 2-х метров рекомендуется монтировать в два прохода. На сетчатых козырьках, устанавливаемых по торцу бетонных или кирпичных оград, сенсорный кабель монтируют обычно в один проход. Кабель подключается к электронному блоку системы (анализатору), который обрабатывает сигналы сенсора и выдает сигнал тревоги, если нарушитель пытается перерезать ограду или перелезть через нее. Длина зоны обнаружения в благоприятных условиях может достигать 500 м, однако рекомендуемая длина реальной зоны обычно не превышает 250-300 м.

Электронный блок системы Арал имеет габариты 95х225х320 мм; он питается от источника постоянного тока с напряжением 10 - 30 В, номинальная потребляемая мощность - 0,5 Вт, диапазон рабочих температур от -50^О до +50^ОС. Система снабжена элементами грозозащиты.

Более совершенная система Дельфин-М по своим техническим характеристикам и тактике применения аналогична системе Арал, но отличается более современными схемными решениями. Дельфин-М также предназначен для защиты оград из сварных металлических сеток; рекомендуемая длина одной зоны охраны составляет 250 м (до 500 м для прямых однородных участков периметра). Система Дельфин-М обеспечивает возможность калибровки чувствительности под конкретную ограду и позволяет автоматически отстраиваться от индустриальных помех. Электронный блок Дельфин-М выполнен в пылевлагозащищенном корпусе с габаритами 90х220х330 мм; потребляемая мощность составляет 0,1 Вт при напряжении питания 20-30 В, диапазон рабочих температур от -50^О до +50^ОС.

В комплект поставки систем Арал и Дельфин-М, кроме чувствительного кабеля и электронного блока входят также соединительные кабели, участковый шкаф для размещения одного или двух электронных блоков и набор принадлежностей для монтажа. В комплектную поставку, предусматривающую установку козырька, входят также сама сетка, специальные стойки и элементы крепления сетки.

В большинстве зарубежных вибрационных периметральных систем используется специальный коаксиальный кабель, работающий также на трибоэлектрическом эффекте. Такой кабель применен, например, в системе Intelli-Flex, выпускаемой американской компанией Senstar-Stellar. Трибоэлектрический коаксиальный кабель позволяет защищать ограды из сварной решетки или проволочной сетки типа “рабица”. Система регистрирует попытки перелезть через ограду, перекусить ее ячейки или приподнять сетку.

Электронный блок системы Intelli-Flex анализирует количество импульсов в заданном временном окне (перерезание ограды), а также интегральную энергию сигнала при длительных воздействиях (перелезание).

На стандартном для США и Европы ограждении из сетки высотой до 2,5 м кабель можно устанавливать в один проход; двухпроходная конфигурация рекомендуется для обеспечения большей надежности. В последнем случае кабель крепится вдоль верхней и нижней кромок на расстояниях, равных одной трети высоты ограды. Максимальная длина защищаемой зоны может достигать 300 м (2х300 м при использовании двухзонного анализатора).

Для настройки системы Intelli-Flex используется специальный программатор, который подключается к электронному блоку и фиксирует сигналы, сопровождающие попытки реального преодоления периметра. Записанные программатором сигналы используются затем в качестве критериев обнаружения вторжения. Для каждой зоны охраны требуется индивидуальная настройка анализатора на нескольких участках зоны. Предусмотрена возможность установки на каждом анализаторе специального погодного датчика для мониторинга текущих погодных условий и адаптации алгоритма обработки сигналов.

Двухзонный электронный блок обработки (анализатор) системы Intelli-Flex имеет размеры 260х210х108 мм. Питание осуществляется от источника напряжением 11 - 24 В; потребляемый ток - 70 мА. Диапазон рабочих температур - от -40^О до +70^ОС.

Английская компания Advanced Perimeter Systems (APS) выпускает систему Flexiguard, также использующую в качестве чувствительного элемента специальный коаксиальный трибоэлектрический кабель. Для типовых периметров система выпускается в двух основных модификациях: FG2000 - для легких металлических оград (сетка типа “рабица” и сварная проволочная решетка) и FG2500 - для так называемых “палисадных” европейских оград, выполненных из штампованных стальных тонкостенных элементов.

Система FG5000 фирмы APS предназначена для охраны периметров взрывоопасных объектов - нефтехимических предприятий, газовых станций, складов взрывчатых веществ и т.п. Модификация FG3000 используется для охраны стен и крыш зданий.

Сенсорный кабель Flexiguard крепится непосредственно к сетчатой ограде с помощью пластиковых стяжек, устанавливаемых через каждые 100 мм. Кабель отличается высокой гибкостью и прочностью, что упрощает процесс его монтажа. Сенсор подключается к анализатору FS200, оснащенному системой автоматического контроля окружающей среды. Эта система позволяет отстроиться от сигналов, вызванных климатическими воздействиями (дождь, ветер, град), и тем самым заметно снизить частоту ложных срабатываний.

Максимальная длина зоны охраны составляет 300 м; для управления системой фирма APS выпускает специальные контрольные панели FG10 и FG20 на 10 и 20 зон соответственно. Кроме визуального контроля сигналов тревоги эти панели позволяют прослушивать звуковые сигналы сенсора, помогающие идентифицировать тип вторжения.

Система PPS2 (турецкой компании Perpro) предназначена для охраны оград из сеток, проволочных решеток и колючей проволоки. Она характерна тем, что реагирует только на растяжения ячеек ограды и нечувствительна к вибрациям. Сенсорный кабель монтируется на сетке не вдоль прямой линии, а в виде зигзагов, что повышает эффективность регистрации нарушителя, перелезающего через ограду. Кабель срабатывает при внешнем растягивающем воздействии величиной от 5 до 200 кг. Для защиты ограды из сетки или колючей проволоки высотой 2,5 м требуется от 3-х до 5-ти проходов сенсора.

Вибрационно-сейсмические системы

Эти системы, также как и системы с виброчувствительными кабелями, реагируют на колебания или деформации контактирующей с ними среды. Однако здесь обычно используются датчики, устанавливаемые непосредственно в грунт или на массивные стены, и регистрирующие низкочастотные (сейсмические) колебания (смещения) почвы или стены.

Системы, как правило, обеспечивают скрытую установку и позволяют защитить как огражденные, так и неогражденные периметры.

Российская система Дуплет относится к сейсмомагнитометрическим средствам обнаружения. Чувствительным элементом устройства является специальный кабель КТПЭДЭП 10х2х0.5 с двойным экранированием, укладываемый непосредственно в грунт на глубине 30 - 40 см вдоль охраняемого периметра. Кабель регистрирует как сейсмические сигналы (колебания грунта), возникающие при прохождении нарушителя, так и локальные изменения магнитного поля при движении ферромагнитных предметов. Три линии кабеля располагаются параллельно на расстоянии 1 м друг от друга, обеспечивая зону чувствительности шириной 3 м; максимальная протяженность одной зоны равна 500 м.

Замаскированность подземных сенсоров делает систему невидимой для нарушителя. При необходимости под землей можно установить и электронные блоки, поместив их в специальные контейнеры.