Излишняя площадь рассеяния может затруднять работу, так как от
примыкающих стен или окон может отражаться достаточно излучения, чтобы
удерживать приемник от включения сигнализации, даже если преступник пе-
ресечет основной луч. Полезно также помнить, что полезное сечение пучка
инфракрасного света не превышает 50 миллиметров по всей его длине.
Темы к обсуждению
Учитывая, что инфракрасные активные датчики поступили на вооружение
создателей систем сигнализации сразу вслед за дверными контактами и кон-
тактными ковриками и все еще широко используются, как вы подготовите
анализ факторов риска для оправдания использования инфракрасных уст-
ройств? Можно ли сделать это на основе факторов или придется полагаться
на отдельные прецеденты и убедительные мнения экспертов?
ГЛАВА 15
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДАТЧИКИ
Почему ультразвуковые?
Было время, когда все системы сигнализации базировались на взятых от-
дельно или в комбинации дверных контактах, контактных ковриках и инфрак-
расных активных датчиках. Если преступник преодолевал их, то никакими
другими способами нельзя было засечь его пребывание в здании. По меркам
тех дней, здание было хорошо оснащено сигнализацией, но преступники ус-
тановили, что дыра в двери позволит им избежать сторожевых устройств.
Даже если двери были снабжены проволочной защитой, преступники нашли бы
слабое место в периметре здания или на крыше. Встала необходимость соз-
дания более надежных систем. Конструкторы сконцентрировали усилия на ра-
диоволнах и звуке - двух типах излучения, способных насыщать и пронизы-
вать объем пространства здания. В главе 16 мы увидим, почему радиообна-
ружение получило реальное воплощение позже.
При описании методов обнаружения объектов в пространстве, как уже бы-
ло сказано в главе 4, удобно использовать аналогии.
Мы так и поступим. Это также позволит нам наглядно представить, как в
историческом разрезе решались одна за другой появлявшиеся проблемы.
Обнаружение нарушителя прослушиванием
Обнаружение нарушителя прослушиванием применялось и применяется тог-
да, когда офицер службы безопасности находится в том же здании и может
установить причину шумов в микрофонах. Однако, если дом обслуживается с
централизованной станции слежения, то офицеру зачастую просто трудно ра-
зобраться в мешанине звуков, исходящих ото всех домов городка или райо-
на. Новейшие усовершенствования были направлены на преодоление этой
трудности, о чем и рассказывается в главе 18, заново написанной для 2
издания этой книги.
Что оставалось делать?
Итак, в прежние времена пришлось отказаться от широкомасштабного ис-
пользования прослушивания, но использование других звуковых приборов ос-
тавалось на повестке дня. Иных средств пространственного обнаружения
просто не было. Эта глава расскажет о том, почему был выбран именно
ультразвук, как были преодолены исходные трудности, где можно эффективно
использовать ультразвуковую сигнализацию и что приводит к ложным трево-
гам.
Ход рассуждений первооткрывателей
На первом этапе было решено, что вместо того, чтобы пассивно сортиро-
вать все звуки, услышанные в помещении, нужно создать собственный звук,
чьи сигналы будут толковаться однозначно. Кроме того, работа прибора
должна была привлекать внимание офицера службы безопасности только в
случае проникновения нарушителя в здание. Подобной системе, очевидно,
тоже понадобится микрофон, и он-то и будет чувствителен ко всему слыши-
мому диапазону частот, как и прежде. Значит, оставался один путь избе-
жать какофоний - перевести рабочую частоту прибора за пределы, восприни-
маемые человеческим ухом. Таким образом, микрофон и приемник перестанут
реагировать на слышимый звук.
Естественно, у первопроходцев было два пути - вниз, к предслуховым
низким частотам и вверх, к ультразвуку. Инфразвук был отвергнут как ма-
лоисследованный в тот период, кроме того, электронные приборы, работаю-
щие с низкими частотами, были еще практически не разработаны. Гораздо
больше физика знала об ультразвуке, да и электронная техника того време-
ни была в состоянии работать с ним. Поэтому и был сделан выбор пути
вверх - скорее методом исключения, чем волевым усилием. Кстати, выбор
технических средств методом исключения характерен для создания систем
сигнализации.
Физические свойства звуковых волн
Были разработаны два способа использования ультразвука в сигнализации
- система "стоячей волны" и позже - радарная система с использованием
эффекта Допплера. Чтобы понять их работу, необходимо поближе познако-
миться со свойствами звуковых волн и их распространением в воздухе. Если
вы пролистали, не читая, главу 4 об основных принципах обнаружения
объектов в пространстве, вернитесь к ней и потом продолжите читать.
Система "стоячей волны"
Хотя метод "стоячей волны" мало используется в ультразвуковых систе-
мах сигнализации, нам необходимы основные принципы этого физического яв-
ления, чтобы понять работу ультразвуковых радаров.
Пространственный контроль
Техника "стоячей волны" предусматривала закрепление излучателя
ультразвука высоко под потолком и приемника - также высоко на противопо-
ложной стене. Тип мембраны излучателя подбирался так, чтобы дать равно-
мерное по мощности излучение по всему доступному сечению - примерно 180
градусов в горизонтальной плоскости и около 45 градусов в вертикальной.
Угол приема подбирался точно такой же.
Размещение блоков прибора под потолком гарантировало, что их не будут
затенять препятствия, и при этом достигалась почти идеальная по мощности
прямая передача звука. Тем не менее, кроме прямого излучения, приемник
воспринимал энергию волн, отраженных от стен, пола, потолка и всей обс-
тановки комнаты. Он переводил эту энергию в электрический сигнал для
электронной системе слежения. Если в комнате все оставалось на месте, на
выходе приемника получался электрический сигнал с неизменными параметра-
ми, так как не изменялась энергия ультразвука.
Пока воздух и обстановка в помещении были неподвижны, ультразвуковые
волны "путешествовали" по одному и тому же маршруту. Рисунок волны "сто-
ял".
Эта неподвижность нарушалась, когда, к примеру, нарушитель пытался
проникнуть в помещение через дыру в двери, ультразвук отражался уже не
от двери, а от нарушителя и по-другому. Изменение энергетического потен-
циала совокупной волны воспринималось приемником и переводилось в скачок
электрического сигнала, который и активизировал сигнализацию.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95
примыкающих стен или окон может отражаться достаточно излучения, чтобы
удерживать приемник от включения сигнализации, даже если преступник пе-
ресечет основной луч. Полезно также помнить, что полезное сечение пучка
инфракрасного света не превышает 50 миллиметров по всей его длине.
Темы к обсуждению
Учитывая, что инфракрасные активные датчики поступили на вооружение
создателей систем сигнализации сразу вслед за дверными контактами и кон-
тактными ковриками и все еще широко используются, как вы подготовите
анализ факторов риска для оправдания использования инфракрасных уст-
ройств? Можно ли сделать это на основе факторов или придется полагаться
на отдельные прецеденты и убедительные мнения экспертов?
ГЛАВА 15
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДАТЧИКИ
Почему ультразвуковые?
Было время, когда все системы сигнализации базировались на взятых от-
дельно или в комбинации дверных контактах, контактных ковриках и инфрак-
расных активных датчиках. Если преступник преодолевал их, то никакими
другими способами нельзя было засечь его пребывание в здании. По меркам
тех дней, здание было хорошо оснащено сигнализацией, но преступники ус-
тановили, что дыра в двери позволит им избежать сторожевых устройств.
Даже если двери были снабжены проволочной защитой, преступники нашли бы
слабое место в периметре здания или на крыше. Встала необходимость соз-
дания более надежных систем. Конструкторы сконцентрировали усилия на ра-
диоволнах и звуке - двух типах излучения, способных насыщать и пронизы-
вать объем пространства здания. В главе 16 мы увидим, почему радиообна-
ружение получило реальное воплощение позже.
При описании методов обнаружения объектов в пространстве, как уже бы-
ло сказано в главе 4, удобно использовать аналогии.
Мы так и поступим. Это также позволит нам наглядно представить, как в
историческом разрезе решались одна за другой появлявшиеся проблемы.
Обнаружение нарушителя прослушиванием
Обнаружение нарушителя прослушиванием применялось и применяется тог-
да, когда офицер службы безопасности находится в том же здании и может
установить причину шумов в микрофонах. Однако, если дом обслуживается с
централизованной станции слежения, то офицеру зачастую просто трудно ра-
зобраться в мешанине звуков, исходящих ото всех домов городка или райо-
на. Новейшие усовершенствования были направлены на преодоление этой
трудности, о чем и рассказывается в главе 18, заново написанной для 2
издания этой книги.
Что оставалось делать?
Итак, в прежние времена пришлось отказаться от широкомасштабного ис-
пользования прослушивания, но использование других звуковых приборов ос-
тавалось на повестке дня. Иных средств пространственного обнаружения
просто не было. Эта глава расскажет о том, почему был выбран именно
ультразвук, как были преодолены исходные трудности, где можно эффективно
использовать ультразвуковую сигнализацию и что приводит к ложным трево-
гам.
Ход рассуждений первооткрывателей
На первом этапе было решено, что вместо того, чтобы пассивно сортиро-
вать все звуки, услышанные в помещении, нужно создать собственный звук,
чьи сигналы будут толковаться однозначно. Кроме того, работа прибора
должна была привлекать внимание офицера службы безопасности только в
случае проникновения нарушителя в здание. Подобной системе, очевидно,
тоже понадобится микрофон, и он-то и будет чувствителен ко всему слыши-
мому диапазону частот, как и прежде. Значит, оставался один путь избе-
жать какофоний - перевести рабочую частоту прибора за пределы, восприни-
маемые человеческим ухом. Таким образом, микрофон и приемник перестанут
реагировать на слышимый звук.
Естественно, у первопроходцев было два пути - вниз, к предслуховым
низким частотам и вверх, к ультразвуку. Инфразвук был отвергнут как ма-
лоисследованный в тот период, кроме того, электронные приборы, работаю-
щие с низкими частотами, были еще практически не разработаны. Гораздо
больше физика знала об ультразвуке, да и электронная техника того време-
ни была в состоянии работать с ним. Поэтому и был сделан выбор пути
вверх - скорее методом исключения, чем волевым усилием. Кстати, выбор
технических средств методом исключения характерен для создания систем
сигнализации.
Физические свойства звуковых волн
Были разработаны два способа использования ультразвука в сигнализации
- система "стоячей волны" и позже - радарная система с использованием
эффекта Допплера. Чтобы понять их работу, необходимо поближе познако-
миться со свойствами звуковых волн и их распространением в воздухе. Если
вы пролистали, не читая, главу 4 об основных принципах обнаружения
объектов в пространстве, вернитесь к ней и потом продолжите читать.
Система "стоячей волны"
Хотя метод "стоячей волны" мало используется в ультразвуковых систе-
мах сигнализации, нам необходимы основные принципы этого физического яв-
ления, чтобы понять работу ультразвуковых радаров.
Пространственный контроль
Техника "стоячей волны" предусматривала закрепление излучателя
ультразвука высоко под потолком и приемника - также высоко на противопо-
ложной стене. Тип мембраны излучателя подбирался так, чтобы дать равно-
мерное по мощности излучение по всему доступному сечению - примерно 180
градусов в горизонтальной плоскости и около 45 градусов в вертикальной.
Угол приема подбирался точно такой же.
Размещение блоков прибора под потолком гарантировало, что их не будут
затенять препятствия, и при этом достигалась почти идеальная по мощности
прямая передача звука. Тем не менее, кроме прямого излучения, приемник
воспринимал энергию волн, отраженных от стен, пола, потолка и всей обс-
тановки комнаты. Он переводил эту энергию в электрический сигнал для
электронной системе слежения. Если в комнате все оставалось на месте, на
выходе приемника получался электрический сигнал с неизменными параметра-
ми, так как не изменялась энергия ультразвука.
Пока воздух и обстановка в помещении были неподвижны, ультразвуковые
волны "путешествовали" по одному и тому же маршруту. Рисунок волны "сто-
ял".
Эта неподвижность нарушалась, когда, к примеру, нарушитель пытался
проникнуть в помещение через дыру в двери, ультразвук отражался уже не
от двери, а от нарушителя и по-другому. Изменение энергетического потен-
циала совокупной волны воспринималось приемником и переводилось в скачок
электрического сигнала, который и активизировал сигнализацию.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95