Технічні засоби охорони

Методичні вказівки до розрахункової роботи та курсового проекту з предмету: «МІКРОПРОЦЕСОРНІ СИСТЕМИ КОМПЛЕКСНОЇ БЕЗПЕКИ ОБ’ЄКТІВ»

 

ВСТУП

Характерною рисою нашого часу є надзвичайна різноманітність предметів розкрадання. До яких відносяться як матеріальні цінності, предмети побуту, гроші, апаратура, так і нематеріальні— інформація.

Фундаментальним поняттям захисту інформації є політика безпеки (ПБ), або політика захисту. Важливість цього поняття важко переоцінити – існують ситуації, коли правильно сформульована політика є чи не єдиним механізмом захисту від НСД. З ПБ пов’язуються поняття оптимальності рішень з організації та підтримки системи захисту. Іноді вдається досягти загально прийнятного розуміння оптимальності прийнятого рішення і навіть довести його існування. Однак, коли розв’язок багатоальтернативний, то загальноприйнятого розуміння оптимальності немає, а в тих випадках, коли розглядається питання про оптимальний в якомусь сенсі розв’язок, то його існування, частіше за все, вдається довести лише на окремих задачах.

Не варто забувати протипожежну безпеку. Статистика показує, що втрати від пожеж значно перевищують збитки від розкрадань.

Тому, в даний час, широко використовуються охоронні системи. Розробка такого пристрою охоронної сигналізації господарських приміщень і була метою даного проекту. А побудова його на базі ПЛІС забезпечить реконфігурованість системи, тобто легке розширення функцій.

 

АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

 

Технічні засоби охорони

До технічних засобів охорони відносяться:

• системи охоронної і пожежної сигналізації;

• системи обмеження доступу;

• системи телевізійного спостереження;

• комплекси, на базі ЕОМ, що включають перераховані системи.

Приведені вище системи можуть працювати як у комплексі, так і окремо. Наприклад, охорона і телевізійне спостереження може здійснюватися за великою кількістю об'єктів або однієї квартири чи офісу.

Системи будь-якої складності будуються на базі тих самих технічних пристроїв. При рішенні технічних задач охорони в першу чергу необхідно вибрати основні параметри пристроїв, що забезпечать достатню надійність виконання покладених на них функцій.

Системи охоронної сигналізація фіксують факт несанкціонованого

доступу на охоронювану територію, передають сигнал тривоги, наприклад, на пульт охорони і включають відповідні пристрої. Системи охоронної сигналізації включають:

• датчики;

• пульт-концентратор (централь);

• виконуючі пристрої.

Датчик - чутливий елемент, який перетворює контрольований параметр в електричний сигнал.

Особливість датчиків для систем охоронної сигналізація полягає в тому, що вони реєструють, в основному, неелектричні величини. Вимір неелектричних величин - складна задача і при цьому датчики повинні забезпечувати високу надійність і надійність контролю. Надійність

датчиків забезпечується, в основному, цифровими методами обробки сигналів.

Датчики об'єднуються в зони. Під зоною розуміється один чи кілька датчиків, що охороняють певний об'єкт чи ділянку об'єкта.

У системах охоронної сигналізації використовуються датчики наступних типів:

• пасивні інфрачервоні датчики руху;

• датчики розбиття скла;

• активні інфрачервоні датчики руху і присутності;

• фотоелектричні датчики;

• мікрохвильові датчики;

• ультразвукові датчики;

• вібродатчики;

• датчики температури;

• датчики наявності парів і газів;

• магнітні (герконові) датчики;

• шлейфи.

Пульт-концентратор — центральний пристрій системи охоронної сигналізація. Він виконується на базі мікропроцесора. Всі функції системи визначаються програмою мікропроцесора. Параметри програми задає користувач, в залежності від його повноважень, із спеціального пульта.

Пульти-концентратори можуть підключатися до персональних ЕОМ для обробки і реєстрації сигналів тривоги, автоматичного аналізу стану датчиків і функціонування всієї системи.

Пульти-концентратори можуть приймати і передавати повідомлення по телефонній мережі через комунікаційний модуль в автоматичному режимі.

Більшість систем охоронної сигналізація доповнюються датчиками пожежної безпеки. Найбільш розвинені системи можуть

включати інші підсистеми і доповнюватися, наприклад, пультами дистанційного керування.

За способом підключення датчиків до пультів-концентраторів охоронні пристрої поділяють на провідні і безпровідні.

В провідних системах зв'язок між усіма пристроями системи здійснюється за допомогою кабелю. При високій надійності провідних систем вони менш гнучкі, чим безпровідні.

В безпровідних системах кожен датчик оснащується власним передавачем,а пульт-концентратор—багатоканальним приймачем. Приймач і передавач можуть бути вбудованими, або виконані як окремі модулі.

Безпровідні системи охоронної сигналізації більш зручні при монтажі і використанні. Вони можуть доповнюватися сервісними пристроями дистанційного керування.

Дешеві безпровідні системи мають більшу ймовірність помилкових спрацьовувань. Стійкість безпровідних систем охоронної сигналізація нижча в місцях з високим рівнем промислових радіозавад.

Дальність зв'язку датчик — головний пульт, як правило, складає від З0 до 300 м для стандартних систем і до 3 км для систем збільшеного радіусу дії.

Надійність зв'язку визначається характеристиками приймача і передавача, архітектурою будинку і рівнем промислових радіоперешкод. Безпровідні системи випускаються фірмами ROCONET, LINEAR, VISONIC, POWERHOUSE та ін.

За допомогою систем обмеження доступу здійснюється автоматизований контроль доступу в приміщення. Це можуть бути невеликі системи на 1...3 дверей і системи, що контролюють приміщення до декількох десятків тисяч чоловік.

Обмеження доступу повинне здійснюватися без втрат часу і при цьому забезпечувати надійний контроль. Ідентифікація користувача відбувається за допомогою магнітної чи електронної картки.

На особливо відповідальних ділянках система контролю доповнюється набором коду.

Магнітні картки широко використовуються, наприклад, у метрополітені, але мають слабку захищеність. При бажанні інформацію на

картці можна переписати. Такі картки найдешевші, але мають низьку надійність.

Віганд-картка містить певним чином орієнтовані намагнічені дротики. При їх виготовленні здійснюється переорієнтація дротиків магнітним полем. Положення дротиків фіксується і визначає код, властивій даній картці. Підробити таку картку дуже складно.

Проксіміті-картки містять мікросхему (чіп) із записаною в ній інформацією. Такі картки зчитуються на відстані до 90 см. Картки бувають активні і пасивні. У пасивних картках інформація записується один раз при виготовленні. Активну картку можна перепрограмувати. Електронні картки найбільш зручні для користування.

Системи контролю доступу включають зчитувачі і контролери. Зчитувач сприймає інформацію, записану на картці. Крім цього він може виконувати додатково наступні функції:

• керувати відкриттям дверей;

• контролювати час, протягом якого двері відкриті;

• контролювати одну зону сигналізації.

Контролер - пристрій керування зчитувачами, який виробляє сигнали дозволу доступу на підставі прийнятої інформації. Контролери можуть розраховуватися на керування 2...8 зчитувачами.

Зчитувачі з контролерами об'єднуються в систему обмеження доступу, яка керується спеціалізованим контролером чи ЕОМ.

Датчики

Для охорони внутрішніх приміщень найбільше поширення одержали пасивні ІЧ-датчики руху і суміщені датчики типу пасивний плюс мікрохвильовий. Суміщені датчики відрізняє більш висока надійність і стійкість до помилкових спрацьовувань.

Для охорони периметра і приміщень використовуються:

• активні інфрачервоні датчики руху і присутності;

• пасивні і дуальні датчики руху;

• датчики розбиття скла;

• магнітні датчики;

• шлейфи.

Датчики руху

Пасивні інфрачервоні датчики руху спрацьовують при попаданні об'єкта, що рухається, і який випромінює тепло (наприклад, людини), у зону чутливості датчика.

Датчики відрізняються, в основному, формою зони чутливості і стійкістю до помилкових спрацьовувань. Зона чутливості датчиків являє собою сектор (90°-110°). У технічному описі датчиків наводиться діаграми, які наочно демонструють зони чутливості датчиків.

Діаграма датчика може бути змінена. Відповідно до розташування

датчика і особливостей плану приміщення змінити діаграму можна використовуючи змінні лінзи Френеля чи накладки, що перекривають частини чутливого елемента датчика.

Недолік найпростіших і дешевих датчиків в тому, що вони спрацьовують при певній швидкості зміни теплового потоку.

Наприклад, при включені/виключені батареї опалення, на протязі, через нагрівання сонцем певних поверхонь в приміщенні і т.д. датчик може спрацювати.

Більш досконалі (і більш дорогі) датчики не мають цих недоліків, їх надійність і стійкість до теплових перешкод забезпечується багатоканальними чутливими головками і складною обробкою сигналу в самому датчику.

У простих моделях обробка сигналів відбувається аналоговими методами, а в більш складних - цифровими, наприклад, за допомогою вбудованого процесора.

До найпростіших відносяться датчики сімейства Вгаvо-2 фірми DSС і Рагаdoх Light; фірми РІRОТЕС. До найбільш складних - Рагаdoх Vision-510 і UР350 фірми Аlаrmcom.

І

 

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Нечутливість до руху тварин загальною вагою менше ніж 40 кг • Автоматичне самотестування ІЧ і МХ детекторів • Настройка діаграми спрямованості ІЧ детектора по вертикалі і горизонталі • Обробка сигналу ІЧ детектора схемою "Аналізатор руху ІІ" • Можливість вибору одного з трьох кронштейнів для монтажу • Споживаний струм 16 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -40°/29°С...+49°С

 

 

• Індикація тривоги з можливістю відключення • Можливість монтажу на стіні/стелі • Подвійний інфрачервоний (ІЧ) піроелемент • Підрахунок імпульсів • Мале споживання струму • Нова лінза DUOGUARD ІЧ детектора • Підрахунок імпульсів ІЧ детектора • Фільтр від флуоресцентних ламп • Вибір чутливості мікрохвильового (МХ) детектора • Незалежна індикація роботи кожного детектора з | можливістю відключення • Споживаний струм 35 мА при 12 В постійного | струму • Діапазон робочих температур -20°С...+55°С

 

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Обробка сигналу АSІС схемою • Подвійний пасивний ІЧ детектор • Стандартна область охорони 13 х 15 м • Сім типів лінз Френеля • Підстроювання діаграми спрямованості • Захист детектора від комах • Споживаний струм 16 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -29°С...+49°С

 

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Обробка сигналу схемою Q-МАР • Автоматичне самотестування • Додатковий вихід сигналу несправності типу "відкритий колектор" • Контроль присутності • Змінна дзеркальна оптика • Настройка дзеркальної оптики по горизонталі та по вертикалі • Схема антимаскування • Автоматична температурна компенсація • Споживаний струм 25 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -29°С... +49°С

 

 

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Обробка сигналу схемою "Аналізатор руху II" • Кругова діаграма направленості 18м • Автоматичне самотестування • Контроль присутності • Пам'ять тривог • Змінна дзеркальна оптика • Висота встановлення від 2,4 до 5,4 м • Монтажна база в комплекті • Споживаний струм 25 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -29°С...+49°С

 

Датчики розбиття скла

Датчики розбиття скла реагують на дзвін биткого скла. Більш складні моделі аналізують спектр звукових шумів в приміщенні. Якщо спектр шуму містить складову, яка співпадає із спектром скла, що б'ється, то датчик спрацьовує. Один такий датчик може охороняти вікна, вітрини і т.п., площею до 10 м².

Двопорогові датчики реєструють звук удару по склу і дзвін розбитого скла. Для індикації тривоги такий датчик повинен зареєструвати два відповідних сигнали з інтервалом не більшим 150 мс.

Чутливість датчиків розбиття скла регулюється за допомогою імітатора розбивання скла, наприклад, марки DG-50 чи FG-700.

• Сертифікат відповідності Держстандарту України •Унікальний мікропроцесорний алгоритм обробки сигналу • Наявність режиму тестування • Кругова діаграма чутливості радіусом до 8 м • Світлодіодна індикація чутливості, • Пам'ять тривоги • Простота та зручність монтажу • Споживаний струм 30 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -10°С...+40°С

 

,

• Індикація тривоги з можливістю відключення • Стійкість до впливу фонових шумів • Електричний конденсаторний мікрофон • Активний 4-полюсний фільтр вхідного сигналу • Регулювання чутливості • Світлодіодний індикатор тривоги із автоскиданням • Максимальна відстань дії 15м • Споживаний струм 13 мА при 12 В постійного струму • Діапазон робочих температур -10°С...+60°С

12.3 Фотоелектричні датчики

Фотоелектричні датчики випромінюють і приймають відбитий сигнал інфрачервоного спектру з довжиною хвилі порядку 1 мкм. Вони використовуються в складі систем захисту внутрішнього і зовнішнього периметра для безконтактного блокування дверей, ліфтів, коридорів і т.п. Вони характеризуються високою стійкістю і надійністю роботи.

Фотоелектричні датчики складаються з двох частин - передавача і приймача. Вони розташовуються вздовж лінії охорони. Між ними проходить система модульованих інфрачервоних променів.

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Подвійний інфрачервоний (14) промінь • Регулювання спрямованості по вертикалі та по горизонталі • Моделі з різною довжиною охоронної зони • Три варіанти установки • Регульований час переривання променя • Напруга живлення 9,8... 28 В постійного струму • Споживаний струм 15 мА при 12 В - передавач, 25 мА при 12В постійного струму - приймач • Діапазон робочих температур -30°С...+60°С

Пожежні датчики

Пожежні датчики, за способом контролю, поділяють на точкові і лінійні. Датчики точкового контролю можуть бути порогові, диференціальні, аналогові, адресні і не адресні.

Найбільш прості -- порогові неадресні датчики. Спрацьовування таких датчиків не дозволяє ідентифікувати місце загоряння і контролювати працездатність датчика в процесі експлуатації.

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Фіксований поріг спрацьовування | 62°/70° С • Робоча напруга 10-42 В • Термін роботи не менше 10 років • Вага 0,04 кг

 

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Індекс R - чотирьохпровідний, без індексу -двохпровідний • Наявність в комплекті монтажної бази • Некритичність до полярності живлення • Контакти із нержавіючої сталі • Світлодіодна індикація стану тривоги • Напруга живлення 10 - 30 В постійного струму • Споживаний струм 30 мА при 24 В • Діапазон робочих температур -15°С...+95°С при відносній вологості 0%...95%

 

• Cертифікат відповідності Держстандарту | України • Висока чутливість • Температурна компенсація • Стійкість до статичних зарядів та радіоперешкод • Некритичність до полярності живлення • Контакти з нержавіючої сталі • Світлодіодна індикація стану тривоги • Напруга живлення 17 - 28 В постійного струму • Споживаний струм 50 мА при 24 В • Діапазон робочих температур від -20° С до +90°С при відносній вологості 0% - 95%

 

Мікрохвильові датчики

Мікрохвильові датчики випромінюють і приймають відбитий сигнал високочастотних полів. В плані охорони внутрішніх приміщень, їх характеристики аналогічні характеристикам перерахованих вище пристроїв, але мікрохвильові датчики мають:

• набагато вищу ціну;

• більш низьку стійкість до помилкових спрацьовувань;

• високий рівень шкідливих випромінювань.

При охороні зовнішнього периметра датчики даної групи програють по своїх характеристиках активним ІЧ-датчикам фотоелектричного типу.

 

 

Ультразвукові датчики

Ультразвукові датчики випромінюють і приймають відбитий сигнал ультразвукового поля. Їх відрізняє:

• мала чутливість;

• високий рівень помилкових спрацьовувань;

• залежність настройок від перепадів температури, протягу, акустичних шумів, коливань вологості.

Тому цей тип датчиків знайшов застосування, в основному, у недорогих системах для захисту малих, замкнутих, ізольованих об'ємів, наприклад, салону автомобіля.

 

Вібродатчики

Вібродатчики реагують на наявність вібрації та ударів. Працюють на основі п'єзоефекту або електромагнітної індукції. Відрізняються низькою вартістю і високим рівнем помилкових спрацьовувань.

Масове застосування знаходять, в основному, в дешевих системах автомобільної сигналізації.

Магнітні датчики

Магнітні датчики відносяться до найпростіших і встановлюються на вікна, двері і люки. Випускаються двох видів: для зовнішнього і прихованого встановлення. Переважно розміщаються у верхній частині дверей чи вікон.

З метою підвищення надійності встановлюється по два датчика, з'єднаних послідовно. При встановлені на вікно кожна фрамуга вікна захищається парою "геркон + магніт".

Магнітні датчики являють собою пару геркон плюс магніт, і спрацьовують при відкритті/закритті дверей чи вікон. Геркон це герметичне запаяний у скляну трубку контакт. Він або замикається, або розмикається при піднесенні до нього магніту. Звичайно магніт кріпитися до рухливої частини дверей чи вікна, а геркон до нерухомої.

• Сертифікат відповідності Держстандарту України • Накладна установка • Колір: білий, коричневий • Корпус: пластик • Зазор розмикання: 19 мм • Кількість контактів: 1 • Розмір магніту: 13 х 6,5 х 29 мм • Розмір контакту: 13 х 6,5 х 27 мм • Виводи: 2 проводи

 

 

• сертифікат відповідності Держстандарту України • Врізна установка • Колір: білий, коричневий • Корпус: пластик • Зазор: 19 мм розрив • Кількість контактів: 1 • Розмір магніта: 35 х 9,5 мм • Виводи: 2 проводи

 

Шлейфи

Шлейфи являють собою стрічку з тонкої алюмінієвої фольги. Вона клеїтися на скло, стіну чи двері. При руйнуванні основи, на яку вона наклеєна, стрічка рветься і розриває ланцюг протікання електричного струму. Для підключення до ланцюга охоронної сигналізації стрічка і провідник зажимаються в тримачі, який клеїться до тієї ж основи що і стрічка.

 

Пульт-концентратор

Це серце охоронної системи, від характеристик та можливостей якого залежить надійність всієї системи. Вони керують роботою всієї системи сигналізації і в разі небезпеки видають сигнал тривоги. Призначені для здійснення постійного контролю за об'єктом, що охороняється.

Пульт-концентратор приймає сигнали від пультів дистанційного керування і від датчиків зон.

В залежності від стану датчиків, зони і режиму роботи, пульт-концентратор включає виконуючі пристрої в режимах, заданих користувачем і запам'ятовує інформацію про події.

Більшість професійних пультів-концентраторів мають вбудований цифровий комунікаційний модуль, призначена для прийому та передачі кодованих повідомлень по телефонній мережі в автоматичному режимі.

Комунікаційний модуль дозволяє приймати сигнал тривоги по телефону на міському (районному) пульті охорони, обладнаному декодувальною апаратурою, і подавати команди по телефонній лінії на пульт-концентратор.

Існують спеціальні пристрої, (наприклад, ЕSСОRТ фірми ВSС), що дозволяють вести діалог з пультом-концентратором за допомогою звичайного телефону.

В залежності від моделі пульт-концентратор дозволяє створювати охоронні системи як невеликих об'єктів (квартири, офіси), так і великих (підприємство, великий будинок чи комплекс будинків).

Класифікація та характеристики пультів-концентраторів

При класифікації приладів приймально-контрольних (ППК) вирішальне значення мають наступні їх характеристики:

• наявність або відсутність пам'яті подій;

• можливість передачі інформації на пульти централізованого спостереження і кількість переданої інформації;

• можливість керувати іншими компонентами системи безпеки на об'єкті (системами телеспостереження, система санкціонованого доступу).

Пам'ять подій

Пам'ять подій - це деякий об'єм пам'яті ППК (звичайно на сто і більше подій), в якому запам'ятовуються тривоги, різні несправності (наприклад, відсутність живлення від мережі, низька напруга акумулятора і т.п.), постановки і зняття з охорони. Події запам'ятовуються з мітками дати і часу.

Наявність пам'яті подій у ППК значно розширює можливості органів охорони по прийманні та аналізі інформації, зібраної ППК на об'єкті як дистанційно, так і безпосередньо на об'єкті. Це особливо важливо для ППК із великою інформаційною ємністю, тому що дозволяє аналізувати розвиток подій на об'єкті як під час виникнення тривоги, так і в попередній період часу (наприклад, довідатися, в якій послідовності відбувалися порушення зон, хто і в який час поставив систему під охорону, чи проводився при цьому пропуск зон, чи були перед постановкою під охорону неполадки з обладнанням системи). Таким чином, при рівній інформаційній ємності, ППК із пам'яттю подій мають значно більшу інформативність у порівнянні з ППК без пам'яті подій.

Тому, ППК без пам'яті подій використовують тільки на об'єктах, на яких не зосереджені значні матеріальні цінності, тобто тих що класифікуються як комерційні (квартири, невеликі офіси).