安防技术-入侵探测-课件.ppt

安全防范技术 之入侵探测,探测技术概述,安全（技术）的两个基本要素：预防、减灾。对于安防就是：探测和系统加固。探测、安防技术发展始终围绕的核心。借鉴和利用各种技术，实现：探测的目的，发现和表示差异，探测变化；真实的探测，分析、识别特征、评价探测；快速的探测，早期报警，增加反应时间，提高工作效率。系统加固、系统自身的加固是特点，主要因为：系统探测的对象是具有反探测能力、并能对系统发动攻击的人或具有破坏性（爆炸）；应用环境的高可靠性要求；面对高科技犯罪的挑战。安防系统日趋开放，有效的加固（与基础加固相结合）尤为重要。没有加固的系统是不实用的。,探测技术概述,探测设备是安防系统的主导产品，分两大类：入侵探测、探测对象是人的行为，发现在特定地点和时间内人的存在、活动；确定其当前活动的合法性。（本讲座介绍的内容）危险品探测、在各种（特别是隐蔽）条件下，发现某些物质和物品（违禁品、有时也包括人）的存在。两类探测的产品形态和应用方式（技术原理上有些是相同的）差别很大。入侵探测主要是以系统的形式、被动方式工作。危险品探测则主要是利用探测设备去搜索、发现危险品，微量和非接触探测是特点和难点。,探 测,入侵探测,危险品探测,状态探测,物理参数,目标探测,特征识别,理化分析,质谱,射线作用,成像,生物,入侵探测原理,状态探测、从环境状态的变化，判断是否有入侵活动的存在（不是直接探测人的行为），就是状态探测的概念。状态、基础建筑、防护设施及防护对象的物理状态（可以用开关状态来表示），主要有：建筑物门、窗或其它锁定装置的状态（开/闭）；墙体、防护设备的壳体或其它局部的承重和稳定性（是否受到冲击、振动，压力改变）；展柜、保险柜，报警装置和防护对象等的几何位置和相互位置关系等（移动、距离变化）。状态的变化加上适当的限定条件，就可用来判断是否有入侵存在（构成点、线的探测）。构成的各种探测器主要是灵巧的结构性设计，与环境条件结合在一起，看似简单，但巧妙的设计和安装会解决许多复杂技术处理不了的问题。,入侵探测原理,环境的参数探测、检测防范空间内各种物理参数（如温度、照度、辐射强度、电磁场的强度、频率、背景噪声电平等）的变化，可构成各种有效的空间探测手段。如检测温度、辐射强度的变化实现火险探测；检测红外辐射和电磁场的变化实现入侵探测。基本的工作原理有：红外探测、应用最早、最成熟的探测技术，也称为温度探测。物体受热时，原子内部产生的复杂过程引起带电粒子的振动，致使能量转化为一定波长的电磁振荡辐射能，这就是热辐射。换句话说：自然界所有温度高于绝对零度的物质，都会产生热辐射，这种辐射载有物质的特征信息，成为红外探测的客观基础。人体（一些动物）的红外辐射（波长在711m、对应人的体温）是人体区别于其它物体的特征。探测这个辐射，识别这个特征，涉及到另一个物理现象以及由此形成的器件。,入侵探测原理,晶态电介质的自发极化特性、有些压电晶体（如锆钛酸铝系陶瓷）具有自发极化现象，极化强度随温度而变化。在垂直极化轴的表面上温度升高，会有自由电子释放出来，既热释电效应。利用这个原理就可以实现红外（热）探测。电介质 外壳 电源 电极 透视窗 探测信号输出 地 热释电探测、将吸收的红外辐射转换为热能（温度升高），然后再将其转换为电能。响应速度慢、灵敏度低。但经济、简单、可靠，应用非常广泛。量子型红外探测器（光子探测）直接把红外辐射能转换为电能，响应速度快、灵敏度高，主要用于红外成像，一般入侵探测器不采用。,+-+-+-+-+-+-+-+-+-,极化现象 探测元 探测器件,入侵探测原理,都卜勒效应、当辐射源与观察者间存在相对运动时，观察者收到的波动频率与辐射源的频率不同。换句话说：当电磁波在其传播方向的运动物体表面反射时，反射波的频率或相位将发生变化。运动速度V 微波源 反射波 发射波 都卜勒效应 频差（fd=2fSV/c=2V/其中：V 目标径向速度、fS 源频率）称为都卜勒频率。可以看出：都卜勒频率与目标的径向运动速度成正比，与辐射波的波长成反比。表示这种探测方式对运动目标灵敏（速度越快、越容易被探测）。同时、选择较高的源频率也利于实现探测（可产生较高的都卜勒频率，便于电路处理）。固定的微波源（fS：10GHz）向空间幅射电磁波，并接收反射波，通常人的运动可产生几十至几百Hz的都卜勒频率。检测这个变化即可实现运动探测。,运动目标,入侵探测原理,利用超声波源构成的报警器也是这一原理。显然其探测效果不如微波源。建立频谱分析的概念很重要，因为实际运动的目标不是一个简单运动（多种运动的复合体），产生的都卜勒反射不是单一频率，是多个频率成份的复杂波形，进行频谱的分析，才能使探测真实、有效。微波探测装置的智能化从该方向入手，其它的探测方式，如驻波探测、雷达探测以此为基础。电磁场探测、检测空间交变电磁场、静电场、磁场的变化可实现探测。其工作原理是：当导体通过电磁场（或位置发生变化）时，将改变其分布(场强、方向)，因为：电磁场会在导体中产生涡流，一部份电磁能量转变为热能消耗掉，同时、一部份改变其传播方向（被反射），也损失一部份能量（从接收单元的角度看）。检测电磁场的这个变化，可以探测出电磁场中是否有导体通过或导体的分布发生了变化。,入侵探测原理,人体、车辆等是一种导体，当它们通过设定的电磁场时，或在其中位置发生改变时，接收装置收到的场强的就会改变。微波对射、泄漏电缆就是这个工作原理。电磁场的变化包括强度、方向两个参数，目前我们主要是探测强度的变化，如能实现两者共同的分析，特别是对电磁场方向的分析，将会使电磁场探测达到一个新有高度。电磁感应定律表明：导体在磁场中运动（切割磁力线）时，会产生感生电流。许多电测量装置应用这个原理，如把振动或物体的位移与设定在一磁场中导体的振动联系起来，就可以实现入侵探测。震动电缆、震动传感器的工作原理就是如此。导体接近或通过电抗性器件（电容、电感）将改变其参数值（电容值、电感值），使相应的电参数（振荡频率）发生改变，就是静电探测的原理。电容式报警器和地磁线圈等工作于此原理。,入侵探测原理,声波探测、物体在振动或破碎时发出特有（固有）频率的振荡是物资、物体的一种特征，其频率通常在声波（超声、次声）的范围内。检测这个特征可以用来判断物体的状态（振动、破碎），这就是声波探测的原理。检测特定频率的声波，玻璃破碎探测器是最常用和最典型的声波探测器。它检测玻璃破碎时产生的特殊声波（1015khz）和破碎前产生的次声。检测谐振现象，通过谐振腔（音叉）来探测振动是一种好的方法，它不是状态探测。检测背景噪声，监听设备输出的音频信号电平（声级）可反映防范区内的背景噪声。当其超过一定的阀值时，发出报警，这就是声控报警器的工作原理，也是一种声波探测。声控报警器是把探测与复核结合在一起，通过监听或频谱的分析可有效地排出误报警。,入侵探测原理,光的传输特性、传输介质的变化，如空气中的阻碍物、烟尘、光纤的变形等会改变光的传输特性，产生反射、散射、增加损耗。基于这一原理可构成光电式(主动红外）探测器和多种光纤报警器。目标探测、直接探测监控目标（防范对象或防护对象）的状态。以图像分析为基础实现目标探测，是目前安防技术研究的重点，主要有：视频探测、电视本来就是一种亮度探测，通过亮度电平的分析进行探测早已应用于安防系统，但不是目标探测。利用图像信息的二维的特点，通过图像分析得出监控目标的运动轨迹是一种有效的探测方式，又称运动探测。多维视频探测、采用多个摄像机，从不同角度（正交）监控同一个目标，然后、利用图像算法，形成对目标多维的、唯一的探测。可以排除防范空间内的非监控目标的干扰，具有极高的真实性。,入侵探测原理,目标的分离和跟踪、将监控目标从图像背景中分离出来（如MPEG-4的VOP），计算其运动矢量，可实现上述的运动探测，还可以实现目标的跟踪。人观察图像也是一种目标探测（目视解释系统），现在我们追求自动（机器）解释。它是以图像技术为核心的，因此、在视频技术中会重点介绍。特征识别、赋予防范对象或防护对象可识别的特征（授予其一个特征载体、利用其本身某一特征），通过适当的识别方式，判断其是否处于正常（安全）的状态，判断其活动的合法性。特征识别的典型应用是出入口系统，也广泛地应用于入侵探测或防盗、抢系统。特征是与监控目标结合一起的，有些特征还是从其自身提取的，所以它是一种目标探测，是一种真实性很高的探测。这些技术和应用通常在出入控制技术中作以论述。,入侵探测原理,以上几种探测原理，依据工作方式又可归纳为：主动探测、在防范空间（区域）内预先设定一个环境（电磁、气候等），然后、检测其特征参数的变化，来实现探测。设定阀值作开关量的探测；对参数变化（幅度、方向的变化和变化率）的分析作模拟量探测。微波探测、特征识别都有是主动探测方式。因建立的环境条件是可控制和设定的，探测灵敏度、抗干扰性可调节，环境适应性可控。被动探测、监测防范空间内自然环境参数的变化，来实现探测。同主动探测一样，也可以采用不同的分析方法。被动红外和视频探测是典型的被动探测方式。可以形象地说：主动探测就是探测装置要发出某种能量（不包括装置自然的辐射和工作时产生的相关辐射）；被动探测就是探测装置不发出任何能量，这种定义还是比较科学的。,常用入侵探测器,入侵探测器的分类、可从不同的角度进行探测器的分类，主要有：按探测区域分类：根据可以监控的区域，可分为点、线、面和空间探测器。探测器的监控区域与安装方式和应用环境有关，如点、线探测器都可以形成面的监控，但形成不了空间监控。按探测原理分类：如上节的各原理，还可更具体的分类，如被动红外、微波等。按应用分类：如防盗/防火、室内/室外、周界和违禁品探测等。依安装的设施分类：如保险柜报警器、汽车防盗器，通常是一些专门应用的探测器。其它分类方法：主动/被动（按工作方式）；机械/电子（按技术结构）；静态/运动（按工作特点）等。探测器分类有助于了解它的原理和适应性。,常用入侵探测器,磁开关、最典型的状态探测、开关类探测器。利用干簧管开关和磁体构成（带有防破坏机构）。干簧管 磁力线 干簧管开关与磁体间的位置关系，决定其通断，两者的安装距离与磁体的磁感应强度有关。优点是可靠、低价、不受环境干扰、便于安装；缺点是易被破坏，对金属结构要有专用产品。拉线、行程开关、压力垫等都是同类的开关报警器。它们可形成点、线、面的静态探测。它们本身不能实现早期报警、但可与建筑基础结合构成周界防范，利于安防系统的快速反应。紧急按擎（手动按钮）、一种由人触发（报警复核后）的状态探测装置，通常是要立即反应的。为防止误触发，要有锁定装置。,N 磁体 S,常用入侵探测器,主动红外探测器、由光源（发射端）和探测器（接收端）组成。通常、光束被阻断产生报警。直射式 反射式 反射物 光源、发射红外光（波长1m左右,红外大气窗口），由光学系统聚成细小的光束。通常采用脉冲调制（很大的占空比）以提高电源效率、防止相互间及杂散光的干扰。主要器件有LED和LD，发光功率是重要指标，关系到探测距离。LED经济、适用，LD抗干扰性好。探测器、接收光束，分析探测输出产生报警。由光电二极管、光学系统和处理电路组成。通过阻断时间（通常最短阻断（遮光）时间设为20ms）、次数设置、调节和多束系统探测输出的分析（相与、时序关系）提高抗干扰能力。,发,收,发,收,常用入侵探测器,发/收单元透光罩、除防护外，还应有滤光作用（特别是对接收单元），应能滤去背景光中的大部分能量（主要为可见光），使光电器件在全天候应用时，处于基本相同的环境条件。设备还应有用于调整用的光学系统。优点：可靠、安装方便、与基础设施或防护对象结合，可构成多种防范方式（单/多束、直/反（多次）射）。缺点：易受干扰，易被规避。室外应用时，要考虑各种环境、气候因素进行冗余设计。光电式烟雾探测也是一种主动红外探测器。光纤探测器的工作原理与主动红外相同，只是光的传输介质不同。有人认为光纤探测是最好的一种探测方式，它不受电磁干扰，还可通过对反射信号的分析（强度、时间），精确地计算出探测对象的位置和分类，而且安装方式隐蔽，环境适应性好。,常用入侵探测器,被动红外探测器、由探测元、光学系统和处理电路三个部分组成：探测元、探测器的核心器件，接收光学系统聚焦的红外辐射，将热能转换电能（流），预放后输出。探测元的结构（数量、形状、位置）设计是改进探测器的重要方法，与光学系统结合、使探测输出产 生空间位置（时间、极性）差、能 量（辐度）差、经信号分析，提 高探测灵敏度、抑制干扰、实现 智能化探测。菲涅尔镜组（光学系统）单元 双元 四元 双S元 被动红外探测器 探测元的结构,探测元,处理电路,常用入侵探测器,光学系统、有透射和反射方式，基本功能是；聚焦能量、将红外辐射聚焦于探测元（焦平面）。光学调制、光学系统形成交错的探测区和盲区，使运动目标的辐射受到空间调制。从而使探测输出由静态值转换为交变信号。同时也决定了设备的探测范围。滤光作用、人体辐射为10m 探测区左右（大气窗口之一），光学系 水平视图统（探测器的透光窗）滤去环境辐射，提高抗干扰性。菲涅尔镜组是最常用的透射式光学系 安装面统。菲涅尔镜是平面化的凸透镜。探测区 垂直视图 菲涅尔镜 地面,常用入侵探测器,还有其它形式的光学系统，构成不同的应用，如吸顶式、幕帘式等。对于多元探测器，由于探测元的空间位置使探测区产生分裂（探测区/盲区数量加倍），并出现各探测元的探测时间差，利于提高灵敏度和抑制干扰。信号处理（电路）、首先是微弱信号处理，由于光学调制，探测输出为脉冲串（频率为V/D，V为探测对象的运动速度、D为运动方向上相邻探测区的间距）。通过计数、能量积分和多元探测信号的处理，产生探测器的（报警）输出。被动红外是应用最广泛（各种开关控制）的探测技术，也是安防系统中应用最多的产品。优点：空间探测（便于构成各种防范空间）、被动的工作方式（之间无干扰）、安装方便，适宜室内环境，是高可靠性的探测器。缺点：温度特性差，环境（背景）温度接近人体温度时灵敏度降低，易受防范区内热源的干扰。,常用入侵探测器,微波探测器、微波是频率很高的无线电波(波长在1mm-0.1m）,由于波长与探测对象的几何尺寸相当,容易被反射，适宜作为主动探测源。微波探测器由微波源（发射单元）和接收单元组成，通常是发、收一体的方式，也有分置或一发多收方式。都卜勒效应是其工作原理。微波源、发射微波信号（连续或脉冲），天线的结构决定电磁场的分布（形成防范区），通常是定向天线（窄、宽波瓣）。安装面 半功率点 为方向角 微波振荡器是关键器件，要求有很高的频率稳定度和足够的 功率输出。目前基本上采用固体器件。接收单元、接收由 天线的（水平）方向性图 背景和探测对象反射的微波信号，检测是否有都卜勒频率fd出现，产生探测器输出（报警）。,常用入侵探测器,通过频率分析可对目标的运动速度作出判断，可以消除干扰（对应人的运动速度，fd 在30-600Hz范围）。共用天线的发、收一体型设备，发、收信号的隔离非常重要。微波电路不是集中参数的概念，探测器的设计和元器件独具特点。优点：空间探测（无盲区）、室内应用可靠性好。缺点：易受干扰（电磁（工频调制）、相互间、环境（穿透性）。超声波探测器原理与之相同，但应用于较少。对射微波探测器、发射器、接收器相向设置而成。发射天线产生窄波瓣微波辐射，电磁辐射区（探测区）接收端检测场 发 收强的变化，产生探测器输出。对射微波探测器 工作原理是：导体通过探测区时，将改变（不是阻断）接收端处的电磁场强（不是都卜勒效应）。,常用入侵探测器,驻波探测器、微波源发出辐射，对接收波形进行分析实现探测。不是分析反射波形，而是分析发射波与反射波在接收端处迭加的波形（可能为驻波），因此、称驻波探测器（真正驻波探测在技术上有一定难度）。对于固定的、小空间（展柜），这种方法很有效。电磁式振动探测器、利用电磁感应将振动转换为线圈两端的感应电动势输出。通常将探测器固定防护对象（保险柜等或埋设地下）上，当其被搬动或冲击（发生振动），探测器产生（报警）输出。电磁式探测器具有较高的灵敏度。压电式探测器、利用压电材料的压电效应（受到某方向的压力时，在特定方向两个相对电极上输出电压发生变化（感应电荷量发生变化），检测防范部位或对象静压力的变化或发生振动。是一种电磁探测，不同于压力垫。压电式探测器通常也要与防护对象安装在一起。墙体震动探测及玻璃破碎探测是典型应用。,常用入侵探测器,玻璃破碎报警器、玻璃破碎时发出声音的频率为10-15kHz（主要由晶态结构决定，与面积、厚度和安装有关），破碎前产生次声（振动），是玻璃的特征。通过频率（振动）分析,识别它，监测玻璃的状态。声波探测、通常用驻极体话筒作传感器，采 探测输出 用滤波电路提取特征。声波探测 振动探测、利用簧片开关作传感器（其结构对低频和小幅度振动有阻尼作用，固有频率与玻璃特征频率相同）。当玻璃破碎时产生报警。可在电路上对簧片的振动频率作分析，因此、不是简单的状态探测。新型声波分析式玻璃破碎探测器利用微处理器对传感器接收的各种（防范区域内的）声频信号进行分析，判断是否有玻璃破碎时的特征频率，产生探测输出（报警）。其误报率是极低。,驻极体话筒,滤波（带通、低通）,信号处理,常用入侵探测器,声波分析还可用于其它物体（装置）状态的探测。采用一种探测方式构成单技术探测，利用两种方式形成双技术探测。主要有：声波与次声双鉴玻璃破碎探测器、超低频检测次声，随后再检测到特定声波。声波与振动双鉴玻璃破碎探测器。先探测振动，然后检测到特定声波。优点：可靠性高、安装方便（与防护面结合），适于建筑周界的防护。有专用测试仪器（频率源）。缺点：容易被规避。声控报警器、通常利用驻极体话筒拾取防范区内的声音信号，放大后，进行声级（音频电平）检测。当其超出正常值时，产生报警。声控报警器具有监听功能，同时又是报警复核的一种手段。采用平衡传输是抑制干扰的有效方法。与玻璃破碎探测器不同，是一种空间探测方式，不是频率分析，是声级检测。,常用入侵探测器,双技术（双鉴）探测器、两种技术（不同探测原理）有机的组合。不是任两种技术都可组合，要具有：互补性、技术上（灵敏度、抗扰性）的优势互补；相容性、互不干扰，可形成相同的探测区（同为点、线、面、空间探测）。不是简单地相与（探测器的串、并组合），根据两种技术的特点进行加权，形成有一定智能的探测。在一种技术失效时要变为单技术探测。微波被动红外双技术探测器、白线区：微波 玻璃破碎双鉴探测器是最常用的产品，技术组合符合上述要求。有些周界探测技术可以组成双鉴，市场上有三鉴之说、实为双鉴。双鉴器 优点：室内（空间）探测的高挡产品，误报率低、可靠性高。粉线区：红外 缺点：价格相对高。双鉴器的探测区,常用入侵探测器,周界入侵探测器、可以形成封闭性探测区的各种探测器都可成为周界入侵探测器，但与周界的物理形态相匹配的主要有：振动电缆探测器、典型的线型探测，利用电磁感应原理，检测由振动 固定导体产生的感生电流。空隙中可活动的 可移动导体 导体，受振动产生感生电流，通过 振动电缆与固定导体形成的回路输出检测信号，两组输出通常是反向的，可提高探测灵敏度。泄露电缆探测器、通过专门加工（开口、为使电缆在一定长度范围内能均匀地向外辐射能量，开口的尺寸和间距沿电缆长度方向变化）的电缆向外辐射或接收电磁波来检测设定电磁场的变化。通常两根电缆平行布设，一根发射电磁波（设定电磁场），一根接收。当导体通过探测区域时，接收电缆检测电磁场的变化，产生探测（报警）输出。,空隙,S,N,永磁材料,N,S,常用入侵探测器,泄露电缆通常采用埋地方式构成周界探测系统。基本系统、每200m左右一段作为一个探测器（形成一个探测区），多个探测区组成完整的周界防范。级连系统、多个探测区通过隔离器级连起来，由一个控制器集中管理，探测电缆也是信号传输和供电电缆。隔离器主要是隔离射频信号（VHF、UHF），对检测信号和电源是通畅的。0.71m 探测区 2030cm 2m 同向耦合 埋地方式 3.5m 隔离器 终端器 级连系统 优点：全天候工作、隐蔽性、抗扰性好、探测几率高，适用于高安全要求，长距离周界的应用。缺点：系统维护要求高、价格相对高。,TX,RX,控制单元,发收单元,发收单元,发收单元,常用入侵探测器,光纤探测系统、检测光纤中光传输特性的变化。检测光功率的损耗是常用的方式，当入侵活动引起光缆（纤）变形时，使一部份传输模转换为非传播模或反射，引起接收端检测光功率的降低。对反射波的时域测量可以确定入侵发生的部位。光纤探测系统主要是埋地或布设在围栏上应用。其它周界入侵探测器，如张力线、微音电缆、电场感应等都是专门针对室外周界环境的。主动红外和微波对射也是构成周界探测的手段。汽车防盗报警器、以防护对象命名的探测器。由车的入侵探测器（主要是开关类）和控制单元、通信单元组成。单机型、对入侵发出本地警告（没有通信单元）；联网型、通信单元将报警信息传送出去（中心、车主）、通常具有移动目标定位功能。应与物理防护手段结合使用，保证系统有足够的延迟能力。,常用入侵探测器,视频探测器、检测图像局部亮度电平的变化。摄像机是亮（照）度传感器，探测区（图像窗口）、灵敏度由视频探测器（后置设备）设定。通过多窗口设置、并对报警的顺序和间隔进行分析，形成运动探测。基于数字视频，实现视频探测非常方便，很多DVR都具有这个功能。是电视监控的一部份，探测后可立即复核或作为自动录像的触发信号。探测区（窗口）设置 针对防范对象的目标探测是视频探测的方向。上述各种探测器为经典探测技术，安防技术由此起步，现仍为探测系统的主流产品。是入侵探测系统科技书主要介绍的内容，本讲座也是如此。它们有一些本质的缺陷，其所探测的环境状态和物理参数的变化与人的行为（入侵）不是唯一对应的，必须加以相关的限定条件，才可以作出判断。因此、从某种意义上讲；误报警是不可避免的。,入侵探测系统模式,入侵探测系统的基本（探测器应用的典型）模式：探测器、构成适当的防范空间，具有足够的灵敏度，可自检、自供电，有防破坏措施。控制器、完成系统的显示、监控和存贮功能，系统的人机交互及报警信号外送，探测器供电。所谓区域和集中是相对的。入侵探测系统的三个技术环节（系统的组成）：前端设备 通信（传输）控制设备 探测器（探测区）、报警、状态（上传）、显示、监控、存贮 前端控制器（键盘）、设置与控制（下传）、状态设置（布/撤防）、其它辅助设备。线路（有/无线）及 自检/自诊断、应答、发/收设备。与其它系统连动、报警信号外送。,集中控制器,区域控制器,D,区域控制器,D,入侵探测系统模式,入侵探测系统的通信方式：有线方式、经典的系统模式，区域性专线网是典型。实时性好、不通过中间环节实现立即报警，是开销最小（价格、采用设备量）、最可靠和安全的方式。高风险单位的报警系统多采用这种方式。在小区的范围内，利用公共信息网络（电话、有线电视、三表）也是有线传输的方式，要采用附加设备，会产生附加的报警延时。无线方式、利用无线信道和通信设备来实现报警信息的传输。具有传输距离远，布点灵活、通信链路安全性好的特点，但要占用频率资源的（国家仅规定了很少的几个频点为无线报警频率），设备价格相对较高，双向通信（系统状态监控、功能设置）和报警复核（声、像传送）比较困难。尤其是信道堵塞的问题（多点同时报警）很难解决，抗干扰性差。目前为止、还没有一个真正的无线系统在运行。,入侵探测系统模式,小无线系统、小区域内采用无线方式构成报警网络（一家一户、一层楼、一个小单位），然后再通过有线方式与报警中心实现联网，就是小无线+有线方式。是一种灵活、实用的方式，在家居安防系统中应用很普遍。前端控制器与探测器均内置无线发/收单元，构成一个小无线系统（小区域覆盖），具有探测系统的全部功能，并能将报警信号外送（通过有线或公用网络）。小无线系统的工作频率和功率均在允许自由使用的范围内（微功率5mW以下、2GHz以上）。构建系统不对建筑物作任何改动，方便、快捷。探测器自供电，设备的微功耗和高效电池是关键。这种方式与局域无线网络（如兰牙技术）及信息家电网络化的趋势合拍，技术上相通，因此、安防系统有可能与这些通用技术结合在一起，成为智能建筑、智能住宅的一部份。,入侵探测系统模式,专线系统的传输方式、专线系统是最具安防特点和常用的模式（技术书籍均对它作详细论）。以探测器与控制器间的连线方式分类，有两种基本方式：多线制、每个探测器与控制器之间都有独立的通信回路（信号传输不共线、探测器间是相对独立的），对于控制器探测信号是并行输入（同时制传输）。通常表示为n+X线制，4线：供电、自检、信号、地。n为每个探测器都要独立 ST：选通线设置的线，X为共线数。最简单的n+1方式、每个探测器一条信号线（n），n+4线制共用一条地线。这种方式通过物理连接区别探测器（定义探测器或防范区的地理信息），又称点对点的连接。最大的特点是报警信号传输、状态监测的同时制，优点：环节少、可靠、适于小系统和星形结构。缺点：用线多、显示（状态和地理信息）不方便。,报警控制器,D1,D2,DN,入侵探测系统模式,总线制、所有的探测器都并接在总线上。每个探测器具有自己的地址码，系统采用顺序制通信（巡检）。典型的四总线制设置选址、信号、检测、电源和地线。二总线则用两线完成供电、自检、选址和获取信息等功能。四总线 总线制利用地址编码赋予每个探测器（防范区）以地理信息。通过同一回路实现探测器与控制器的通信（码分多址）。优点：适于大型、分布式系统，布线简单。缺点：设备较复杂（有些简单探测器采用总线制使系统变复杂）。从字面上看：好象多线制与总线制是连线数量的差别。其实不然、其区别的本质在探测器（防范区）的识别和信息（探测、监控）的交换方式。总线制不一定比多线制用线少。,报警控制器,D1,DN,电源、选址信号自检地,入侵探测系统模式,混合方式、两种线制结合的方式。一个系统采用两种线制，可以是探测器至区域控制器、区域控制器至集中控制器分别采用不同的线制，也可以是不同区域内采用不同的线制。通信模块（不同于区域 多线控制器）常是混合式的 总线重要单元。它与探测器是多线制连接，并赋于探测器地址码，通过总线与控制器连接。混合线制 混合线制要求控制器（同总线制）具有识别探测器（防范区）解码功能。防范区可理解为一个探测器的探测范围，也可是几个探测器共同构成的探测区域，通信模块对此应有识别功能。小无线+有线、专网+公网也是混合的通信方式，这些系统要求采有专用的设备，目前还没有统一的标准。,报警控制器,D1,DN,通信模块,通信模块,D11,D1N,入侵探测系统模式,探测器的组合、通过探测器输出端间的连接，将多个探测器形成一个输出（视为一个探测器）与控制器连接。可用于防范区的组合和扩展。常用方式有：串接组合、探测器的报警输出设置为常闭方式，这样几个探测器可以串接起来，当其中一个探测器发生报警，就可产生报警。并接组合、探测器的报警输出设置为常开方式，几个探测器并接起来。同样、当其中一个探测器发生报警，就可产生报警。以上组合方式又称为“或”组合，可以提高系统的探测几率（降低漏报率），但会增加误报率。相对的“与”组合，探测器报警输出方式和连接与之相反。可以降低误报率，但也降低了探测几率。探测器组合（不同于双鉴）在设计上可认为是多重探测手段，但、控制器只把它视为一个探测器或一个防范区。,入侵探测系统特点,入侵探测系统的特点、由系统的防范对象与应用环境的特殊性所形成，主要有：系统不是闭路的、系统探测的物理量并不是系统控制的目标，从技术上讲系统不闭环。不同于一般自动化系统，要实现防范目标，必须考虑一些非技术的因素。防范空间的状态通常不能用物理参数来线性的描述，只能通过阈值的设定将其转化为开关状态。使探测结果的信息量较少，不利于智能处理。系统加固、系统（入侵报警）探测、监控的目标是具有反探测、反监控能力、并能对系统和设备发动攻击的人，他们可能改变和影响系统自身工作状态（能够规避探测，并能对系统发动攻击）。系统必须采用适当的加固措施来提高系统防破坏能力，提高系统的安全性。高可靠性要求、报警是低几率事件，要求有极高的可靠性，系统要维持长时间的、不间断的工作。,探测系统的加固,系统加固技术、提高防破坏能力（外力、技术）：物理层、防止对设备（前端）、通信线路的破坏；传输层、防止通信的中断和干扰；、数据层、通过加密和认证防止窃密和伪造；系统层、监控系统的状态，发现对系统的破坏；管理层、防止非法改变系统设置、记录和授权。（这些层次的划分和内容与通常的信息安全体系不同）被动方式、传输线路只有传送报警信号时才有信号流过，平时是无法知道系统是否出现故障的。必须发出检测信号对线路进行监测才能发现故障。主动方式、传输线路一直有一连续信号流过，系统只要被破坏就可立即发现。两种方法反应系统加固的两种指导思想；一是采用适当的加固措施，然后被动地接收状态改变的信息；另一种是建立加固措施的同时，建立一个监测环境（设定典型的监控点和监测参数），形成在线监控方式，主动地发现异常情况，保证系统的正常运行。,入侵探测系统评价,探测系统的评价、可从设备/系统、技术/效果等不同的角度：探测灵敏度、用技术参数（位移、速度、温度、频率、压力、变形量、阻断时间等）表示。由探测原理所决定。可用对探测目标的反应程度来表示。探测范围、用距离、面积、角度等表示。与探测器的工作原理及结构设计有关：如被动红外探测器的光学系统、微波探测器的天线辐射决定其探测范围。探测灵敏度与探测范围是相关的技术参数：在规定探测灵敏度时，可探测的范围。为适应环境、提高可靠性，系设计时要有冗余。技术参数的测试要在实验室进行，通常的评价（工程检测）是测试其实际效果，用步行测试法（模仿入侵）实际测试对探测目标的反应能力。,入侵探测系统评价,探测响应、系统对异常情况的反应速度，用时间来度量。是指从探测器被触发到显示探测的时间。系统有多种响应（方式）：立即响应、高风险部位，系统对探测应立即响应，发出报警信号。探测响应应小于1秒；通过中间环节响应、采用中间传输设备，系统响应应小于30秒；复核后响应、对一般风险的部位，先对探测进行评价（复核），确认后报警。系统探测响应（包括复核的时间）主要由复核手段决定。记录必要信息、低风险部位，系统仅记录相关的信息（时间、地点或相关的图像），或启动联动机构。探测几率、探测入侵的或然率，探测器的技术指标，与漏报率相对，显然探测包括误码报警。系统探测几率是构成系统的全部探测元件（在一个入侵路径上）总的探测几率。PD=1-PDi,入侵探测系统评价,理论上、探测几率不可能是1（100%），主要因为：探测器本身的故障（可靠性）、失效导致漏报；环境的限制和干扰、灵敏度降低或产生盲区；被探测目标的规避、屏蔽、破坏等；误报过多导致的信任度降低等。经大量试验与统计分析，探测器有如下分类；高探测几率（大于97%）、主要有双鉴、多元被动红外、具有自适应功能的电缆、视频探测等；普通探测几率（90%97%）、被动红外、微波对射、电缆探测、多束主动红外等 低探测几率（90%83%）、普通的门磁开关、单束主动红外等。误报率、全部探测结果中误报警（没有入侵发生而发出报警）的几率。由于对误报警的理解不同、又要求大量的统计数据，无法实际测量。其它、主要是电子产品的技术指标，如环境的适应性、各种探测器的专用指标，对安装的特殊要求。,探测技术发展趋势,安防技术发展的核心 安防技术在其发展过程中始终围绕“探测”这个核心，坚持“系统加固”的特点。实现真实的探测、始终追求的目标。改进传统的探测技术、探测器件和技术的研究，包括新探测元件和探测元的设计(多元、结构)、信号的处理（能量分析、频率分析）和系统智能化；新的探测技术、以图像和特征识别技术为基础，实现目标探测。入侵探测系统将从状态探测、物理量探测向目标探测转变，从入侵目标探测转变为入侵过程的探测；新的成像方法、（毫米波、THz、红外）视频监控将从可见光范围扩大到不可见光范围，从几何图象的分析扩展到对光谱、波谱、物谱的分析。实现远距离、非接触条件下对隐蔽目标的探测。,探测技术发展趋势,系统加固的新概念、最基本的特点。系统加固包括基础加固和安防系统自身的加固。安防正从现实世界向虚拟世界扩展，不仅要保护有形的，也要保护无形的财富。加固技术必须产生新概念（目前的加固技术基本上是在二十年前的技术基础和系统模式上形成的，局限于物理层的防护）以适应之：防范高科技犯罪、是安防系统面对的新威胁。新的加固技术、不仅能防范物理上的攻击、破坏（动能的冲击），还要防范技术上的入侵。加强系统监控功能、系统状态监控要有效、及时地响应对安防系统的入侵。将安全融入基础技术之中、使之成为其本源的内容（电子交易、通信、智能建筑、网络等）。促进安防技术与相关技术的融合，建立全新的安全概念。整体加固、综合加固体系，从物理、网络、系统、信息、数据到管理多层次的加固。涉及实体、认证、加密、防伪、制度等技术和方面。,探测技术发展趋势,新的系统模式、技术融合是必然趋势。安防技术的发展、应用领域的拓展将促进新的系统模式的出现。突破系统专用和封闭的特征、利用公共的信息网络为平台形成开放的、自主生成、可扩展的结构。与技术系统结合的模式、不再存在一个独立的安防系统，而是与基础技术系统结合在一起。对运行必安全、运行既安全的系统尤为如此。专用系统的高安全性、专用系统仍是高安全需求的选择。但系统将有更严格的安全考虑、更完善的加固措施。每一新的系统模式将意味着一个新的应用领域、根据应用环境的要求和特点，可能构筑在其他技术系统上的，可能与其他社会服务功能结合在一起。系统模式的研究要顺应技术的融合这一科技发展的大趋势，带动安防产品的开发，拓展其应用，特别是推动安防走上社会服务业的方向。,静电场探测,四线静电传感结构图,双防区震动电缆配置,铁丝线探测系统,F：外力、D：中心的位移,光纤探测、光纤敷设地栅栏内,地震检测器的管道探测,基 本 型,感应模块（发/收单元）,退耦器,泄露电缆基本单元,感应电缆：发、收同铠发、收双铠,（级 连 型）,