入侵探测与报警技术-安防教程

第一章入侵探测与报警技术安防技术基础入侵探测与报警技术前一页入侵探测与报警技术是将先进的科学技术（如传感器技术、电子技术、计算机信息技术、通信技术等）应用于探测非法入侵和防止盗窃等犯罪活动的重要技术手段。入侵探测与报警技术概述入侵探测器入侵探测报警控制器入侵报警系统本章主要内容前一页入侵探测与报警技术概述•基本概念•系统的基本组成•基本功能和性能要求•在安防系统中的作用前一页前一页基本概念入侵探测与报警技术是将先进的科学技术（如传感器技术、电子技术、计算机技术、通信技术等）应用于探测非法入侵和防止盗窃等犯罪活动的重要技术手段。由入侵探测与报警技术组成的入侵探测报警系统是各种类型的安全防范报警技术系统中应用最广泛的一种，它可以协助人们担任防入侵、防盗等警戒工作。入侵探测与报警技术概述前一页基本概念在防范区内利用不同种类的入侵探测器可以构成警戒点、警戒线、警戒面或空间警戒区，形成一个多层次、多方位的立体交叉的安全防范报警网。一旦发生入侵，报警系统立即发出声、光报警信号，并显示出报警的具体地址，通知值班人员立即采取必要的措施，并且还可以自动向上一级接警中心报警。入侵探测与报警技术概述前一页基本概念因此，建立入侵探测报警系统是减少发案率、提高破案率、维护社会治安的一项有效的措施，是社会治安综合治理向现代化迈进的必不可少的重要技术手段。入侵探测与报警技术概述前一页系统基本构成系统主要由报警探测器、报警控制器、传输系统、通信系统及保安警卫力量所组成。是一个人、机相结合的安全防范报警系统。入侵探测与报警技术概述前一页系统基本构成入侵探测与报警技术概述前一页系统基本构成入侵探测与报警技术概述前一页基本功能和性能要求1．功能要求按照产品说明书正确安装后，在正常环境情况下使用和执行正确的操作时，应能完成产品标准所规定的入侵探测和报警的所有功能。入侵探测与报警技术概述前一页基本功能和性能要求2．灵敏度和探测范围3．误率要低4．漏报率要低（不可出现漏报）5．防破坏保护入侵探测与报警技术概述前一页基本功能和性能要求6、电源适用范围7、电源功耗8、备用电源入侵探测与报警技术概述前一页基本功能和性能要求9、稳定性要求10、耐久性要求11、抗干扰要求12、可靠性要求入侵探测与报警技术概述前一页在安防系统中的作用入侵探测报警系统是技术防范系统中极其重要的一个组成部分，它在技术防范工作中具有举足轻重的作用，是打击和预防犯罪（特别是盗窃犯罪）的有力武器。入侵探测与报警技术概述前一页在安防系统中的作用应用范围十分广泛具有快速反应能力具有威慑作用，减少发案率节省大量的人力、物力和财力入侵探测与报警技术概述入侵探测器•入侵探测器概述•微波探测器•红外探测器•开关式探测器•超声波探测器•声控探测器•震动探测器•双技术探测器前一页前一页入侵控测器的作用入侵探测器是专门用来探测入侵者的移动或其他动作的由电子及机械部件所组成的装置。通常是由各种类型的传感器和信号处理电路组成，又称为入侵报警探头。安装在防范的场所，用来探测所需报警的目标。将感知到的各种形式的物理量转化成符合报警控制器处理的电信号，进而通过报警控制器启动报警装置。入侵探测器概述前一页入侵控测器的作用入侵探测器系统的最前端的输入部分，是整个报警系统中的关键部分。各种类型的入侵探测器利用不同的原理来探测目标，如人体移动、玻璃破碎、物体振动、门窗开关、声音等等，探测器电路将获取到的这些信息进行适当的处理和逻辑判断，再向报警控制器输出启动报警的信号。入侵探测器概述前一页入侵控测器的分类按用途或使用的场所：户内型、户外型、周界、重点物体防盗等等。按探测原理：微波式探测器、红外式探测器、开关式探测器、声波探测器、振动探测器、电场感应式探测器、视频探测器、双技术探测器等等。按探测的范围：点控制型探测器、线控制型探测器、面控制型探测器及空间控制型探测器。入侵探测器概述前一页入侵控测器的分类按探测器的工作方式：主动式探测器、被动式探测器。按探测器输出的开关信号：常开型探测器、常闭型探测器、常开/常闭型探测器。按探测器与报警控制器的连接方式：四线制、两线制、无线制。入侵探测器概述前一页入侵控测器的性能指标漏报率：漏报的次数与应报警次数的百分比。越低越好。探测率：在探测到入侵目标时实际报警的次数与应当报警的次数的百分比。越高越好。误报率：探测器在不应该报警时，发出了报警信号的现象就称为误报警。在某一单位时间内出现误报警的次数。越低越好。入侵探测器概述前一页入侵控测器的性能指标探测范围：即警戒范围或监控范围。指入侵探测器在正常环境条件下所能警戒、防范的区域或空间的大小。探测距离：指在给定方向从探测器到探测范围边界的距离。探测视场角：指探测器对所能探测到的立体防范空间的最大张角。探测面积（或体积）：指探测器所能探测到的最大立体防范空间的面积（或体积）。入侵探测器概述前一页入侵控测器的性能指标报警传送方式：传送方式是有线或无线方式。最大传输距离：指在探测器发挥正常警戒功能的条件下，从探测器到报警控制器之间的最大有线或无线的传输距离。探测灵敏度：是指能使探测器发出报警信号的最低门限信号或最小输入探测信号。该指标反映了探测器对入侵目标产生报警的反应能力。入侵探测器概述前一页入侵控测器的性能指标功耗工作电压工作电流连续工作时间环境条件入侵探测器概述前一页微波探测器利用微波的基本理论、原理和特点制成的各种探测器称为微波探测器。入侵探测器概述前一页微波的主要特点（1）微波是一种波长很短的电磁波。波长从1mm到1dm，频率从300MHz到300GHz。（2）直线传播，很容易被反射。（3）波段宽，可利用的频率多。（4）微波设备比较小。（5）低频电路理论已不再适用于微波电路。（6）微波对一些非金属材料（如木材、玻璃、墙、塑料等）有一定的穿透能力。微波探测器前一页微波的种类微波探测器可用来实现对警戒区域内活动目标的探测。按照工作原理和结构组成的不同，微波探测器可分为以下两种类型：第一种：雷达式微波探测器。是一种将微波收、发设备合置的微波探测器。它的基本设计原理是多普勒效应。第二种：微波墙式探测器。是一种将微波收、发设备分置的微波探测器。其工作原理是场干扰原理。微波探测器前一页雷达式微波探测器雷达式微波探测器是利用无线电波的多普勒效应，实现对运行目标的探测。它的工作原理与多普勒雷达相似。微波探测器前一页雷达式微波探测器在日常生活中，当火车向我们驶来时，汽笛声调变高，而当向远离我们的方向开走时，汽笛声音调降低，这就是声音的多普勒效应。所谓多普勒效应就是指当发射源（声源或电磁波源）与接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。微波探测器前一页雷达式微波探测器电磁波的多普勒效应与之类似。如果接收者有接近振荡源的相对径向运动时，则由接收者反射的信号频率高于振荡源的振荡信号频率。反之将低于振荡源的振荡信号频率。反射波与发射波之间的频率差就称为多普勒频率或多普勒频移，用fd来表示。fd=2Vf0/c微波探测器前一页雷达式微波探测器雷达式微波探测器实际上可以看作是一种连续波体制的小型多普勒雷达。其组成如方框图。微波探测器前一页雷达式微波探测器微波振荡源通过天线向空间发射一个连续的微波信号，频率为f0。当遇到固定目标时，反射回来的信号频率仍为f0。当遇到人体等活动目标时，由于多普勒效应，由活动目标反射回的信号频率为f0±fd。为了从接收信号中取出多普勒频率，需要采用混频器差拍的方法。在混频器中，从微波振荡源直接耦合过来的振荡信号f0与由接收天线接收到的反射信号f0±fd进行混频，混频器的输出端即可得到上述两信号的差拍信号电压，也就是多普勒频率电压。微波探测器前一页微波墙式探测器微波探测器微波墙式探测器是一种将微波收、发设备分置的利用场干扰原理或波束阻断式原理的微波探测器见图。前一页微波墙式探测器微波探测器在微波发射机内的微波振荡源，利用天线发射出定向性很好的调制微波束。接收天线与发射天线相对放置。当接收与发射天线之间无阻挡物时，检波出的信号有一定的强度；当有阻挡物或探测目标时，由于破坏了微波的正常传播，使接收天线收到的微波强度有所减弱。就可利用接收机所接收到的微波信号的强弱来判断在接收机和发射机之间是否有入侵者，并以此来触发报警。前一页红外探测器利用红外线的基本理论、原理和特点制成的探测器称为红外探测器。前一页基本概念红外线是电磁波谱中的一个波段，它处于微波波段与可见光波段之间。凡波长长于0.78μm，直到100μm的电磁波都属于红外波段。由于其波长比可见光中的红色光波长要长，是处于可见光红色光谱外侧的位置，故有红外线之称。红外探测器前一页基本概念一般可把电磁波谱的不同波段划分为三个区。无线电区——包括微波和其他无线电源。波长是从1mm至106m。射线区——包括X射线、γ射线和宇宙射线。波长是从10-10μm至10-2μm。光学区——包括红外线、可见光和紫外线这三个波段。波长是从10-2μm至1mm。红外探测器前一页基本概念三个波段电磁波的发射过程密切相关，许多辐射源的光谱曲线往往同时覆盖这三个波段。当对这三个波段的电磁波进行接收和处理时，也往往需要采用相同的技术措施。根据红外线的波长不同，又可将红外波段分为近红外、中红外、远红外、远远红外几个分波段。红外探测器前一页主动式红外探测器主动式红外探测器是由发射和接收装置两部分所组成。红外探测器前一页主动式红外探测器红外发射器驱动红外发光二极管发射出一束调制的红外光束。在离红外发射机一定距离处，与之对准放置一个红外接收器。通过光敏晶体管接收发射端发出的红外辐射能量，并经过光电转换将其转变为电信号。此电信号经适当的处理再送往报警控制器电路。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜。它将红外光聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能集中传送。红外光束构成了一道人眼看不见的封锁线，当有人和物体穿越或阻挡红外光束时，接收器输出的电信号就会发生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。红外探测器前一页主动式红外探测器对向型安装方式：红外发射机与红外接收机对向设置，一对收、发机之间可形成一道红外警戒线。可以根据警戒区城的形状不同，将多组红外发射机和红外接收机合理配置，构成不同形状的红外线周界封锁线。反射型安装方式：红外接收机接收由反射镜或反射物反射回的红外光束。当反射面的位置和方向发生变化或红外入射光束和反射光束被阻挡而使接收机接收不到红外反射光束时，都会发出报警信号。红外探测器前一页被动式红外探测器被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此有被动式之称。红外探测器前一页基本概念自然界物体表面的温度高于绝对温度零度0K（即-273℃）时，都会产生热辐射，产生的光谱主要是位于红外波段。物体表面的温度越高，其辐射的红外线波长越短。即物体表面的绝对温度决定了其红外辐射的峰值波长。人体也是一个红外辐射源。物体辐射的红外线能量的大小物体绝对温度的4次方增长。人体与室内其他背景物体不但在红外辐射能量方面有所不同，而且各自辐射的红外线的峰值波长也不同，人体辐射的红外峰值波长约在10μm处。红外探测器前一页基本概念被动式红外探测器主要是由光学系统、称红外传感器及报警控制器等部分所组成，如图所示。红外探测器前一页基本概念被动式红外探测器的核心部件是红外探测器，通过光学系统的配合作用，它可以探测到某一个立体防范空间内热辐射的变化。由于防范区域内所有背景物体在室温下红外辐射的能量比较小，而且基本上是稳定的，所以不能触发报警。当有人体在探测区域内动时，就会造成红外热辐射能量的变化。红外传感器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转换为相应的电信号，经处理后，送往报警控制器，发出报警信号。红外探测器前一页基本概念单波束型被动红外探测器：采用反射聚焦式光学系统。利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。多波束型被动外探测器：采用透镜聚焦式光学系统。利用特殊结构的透镜装置，将来自广