设备篇第八章入侵报警探测器与门禁设备工程中常用的入侵探测器主要有震动入侵探测器、红外入侵探测器、双技术入侵探测器和磁开关入侵探测器。
由于磁开关入侵探测器比较简单，我们不再介绍。
8.1 震动式入侵探测器震动式入侵探测器是用来探测玻璃破碎、凿墙和锯断钢筋等入侵活动的。
探测器的类型主要有导电簧片式、压电式和声音分析式三种。
1．导电簧片式震动入侵探测器导电簧片式震动入侵探测器是利用惯性质量振动引起的电接点通断来报警的。
最常用的是玻璃破碎探测器。
通常将传感器粘附在玻璃内侧或边框上。
粘附在玻璃上时探测半径约2米左右，环境温度-25℃~+50℃。
它可以响应玻璃破碎时产生的2kHz左右的振动频率，对一般的冲击和震动不予响应。
探测器的报警信号发生器与传感器分离，一般固定在探测器附近的墙上或隐蔽处，将传感器产生的振动脉冲整形分频后发出一个5秒左右的接点报警信号给报警控制器或直接接通声光警报器。
探测器的供电电源随型号不同有所区别，常为9V~30V（DC）。
2．压电式震动探测器压电式震动探测器是一种玻璃破碎探测器,压电传感器粘附在玻璃内侧，探测器安装在附近。
这种探测器的探测半径约180厘米左右，输出报警信号为30V（AC/DC）、0.5A接点信号。
3．声音分析式震动探测器声音分析式震动探测器是一种智能型玻璃破碎探测器，探测器内部设有微处理器，可以利用数字信号处理技术对振动音频进行分析，误报率很低。
探测器安装在门窗边框上、对面墙上或天花顶棚上，探测范围与房间的隔音程度和窗口的大小有关，一般在7.5米。
使用环境温度-25℃~+50℃左右。
这种探测器多是利用惯性质量振动原理，其灵敏度设定可以利用手动跳线设定，也可以通过实验来自动设定。
自动设定状态时固定好探测器后，探测器可以将击碎玻璃实验所产生的震动强度记忆下来作为报警门限，报警输出为继电器触点信号。
探测器具有防拆功能，配有分离式接线端子，长闭外罩打开时启动防拆开关。
8.2 红外入侵探测器红外入侵探测器是目前应用最广的一种探测器，分为户内型和户外型。
户内型有附墙式和吸顶式两种。
附墙式又分为主动式与被动式两种。
主动式是在墙壁的一侧安装红外发光器，对面安装红外接收器，或安装反光镜，将红外光反射到接收器上。
发光器有单源和双源之分，双源发光器需要两个接收器。
主动式红外探测器既可以作为点警戒或线警戒，也可以构成光墙或光网形成面警戒。
图8-1为室内主动式红外报警器布置图。
图8-1 室内主动式红外报警器布置图被动式红外探测器是感测环境的红外辐射变化来发出报警信号，它不需要红外发射器。
人体的表面温度为36℃，发出的红外波长集中在8μm~12μm范围内，当入侵者进入探测区后，引起红外辐射的变化，红外探测器接收后就发出报警信号。
被动式红外探测器多使用热释电传感器将红外光强转化为电量。
一般被动式红外探测器感测范围有限，为了加长探测距离，必须附加光学系统来收集红外辐射，通常采用塑料镀金属膜的光学反射系统或塑料做的菲涅耳透镜作为红外辐射的聚焦系统。
由于塑料透镜是压铸的，成本较低，价格上可以和其它类型的探测器相竞争。
为了消除日光灯的红外干扰，在探测器前装有波长为8μm ~14μm的滤光片。
为了更好的发挥光学视场的探测效果，光学视场的探测模式常设计成多种方式，例如有多线明暗间距探测方式，又可分上、中、下三个层次，即所谓广角型；也有呈狭长型的长廊型，如图8-2所示。
图8-2 被动红外探测器的探测模式在探测区域内，人体透过衣饰的红外辐射能量被探测器的透镜接收，并聚焦于热释电传感器上。
图中所形成的视场既不连续，也不交叠，且都相隔一个盲区。
当人体在这一范围内运动时，按顺序的进入某一视场又走出这一视场，热释电传感器对运动的人体一会儿看到，一会儿又看不到，在过一会儿又看到，然后又看不到，于是人体的红外线辐射不断改变热释电体的温度，使它输出一个又一个相应的信号。
传感器输出的频率大约为0.1 Hz ~10Hz，这一频率范围由探测器中的菲涅尔透镜、人体运动速度和热释电传感器本身的特性决定的。
被动式红外探测器安装在墙上、顶棚或墙角均可以。
探测器对横向切割（即垂直于）探测区方向的人体运动最敏感，探测器布置时尽量利用这个特性以期达到最佳效果。
图8-3中A点布置的效果好，而B点正对大门，其效果差。
图8-3 被动式红外探测器的布置1探测器布置时还要注意探测器的探测范围和水平视角。
如图8-4所示，可以安装在顶棚上（也是横向切割方式），也可以安装在墙面或墙角，但要注意探测器的窗口（菲涅尔透镜）与警戒的相对角度，防止死角。
图8-4 被动式红外探测器的布置2探测器不要对准加热器、空调出风口管道。
警戒区内最好不要有空调或热源，如果无法避免，则应与热源至少保持1.5m以上的间隔距离。
探测器也不要对准强光源和受阳光直射的门窗。
警戒区内注意不要有高大的遮挡物和电风扇的干扰，也不要安装在强电线路和设备附近。
如果安装在墙面或墙角，其安装高度应为2m~4m，通常为2m~5m。
图8-5是一个墙角安装示例。
在房间的两个墙角分别安装了探测器A和探测器B，对整个房间进行监视；探测器C安装在走廊用来监视无窗的两个储藏室和主入口通道。
图8-5 被动式红外探测器安装示意图被动红外报警探测器在超声、微波、红外三大移动报警探测器中是发展较晚的一种，之所以具有较强的生命力，有后来居上的趋势，主要是它具有一些独到的优点：(1) 由于它是被动的，不主动发射红外线，因此它的功耗非常小。
(2) 和主动式比，它不需要发射器，也就没有发射机和接收机之间的严格校直问题，安装简单，维护方便。
(3) 与微波报警探测器比，红外波长不能穿越砖头、水泥等一般建筑物，在室内使用也不必担心由于室外的移动目标而造成误报。
(4) 在较大面积的室内安装多个被动红外探测器不会引起相互之间的干扰。
(5) 它的工作不受声音影响，噪声不会使它产生误报。
目前较先进的被动式红外探测器采用全数字探测，所谓全数字探测就是把被动红外探头上传感器输出的微弱模拟信号直接转换为数字信号，然后采用微处理器进行数字信号分析。
所有信号的转换、防大、滤波及处理过程都由微处理器完成。
这种探测器的优点是不用模拟电路进行信号的放大、滤波和逻辑运算，从而可以用最少的元件取得更佳的品质，信噪比可以达到60dB，并消除了模拟信号的变形、移相、削波、噪声增加和饱和等毛病。
这种探测器的软件功能较强，可以进行实时数据处理、移动分析、背景分析和防射频/电磁干扰。
实时数据处理是由软件对传感器上输出的信号实时进行放大和滤波。
数字滤波不受温度影响，没有变形，可以达到比模拟滤波更好的效果。
移动分析是对人体移动时所产生的一组特有信号（振幅、时间长度、峰值、极性、能量、始达时间、次序）进行分析计算，然后与固化内置的“移动/非移动信号特性数据库”里的数据进行比较，如果确定为移动信号则对这组信号再进行分析，找出移动的种类：慢速、常速、跑步等。
根据这组资料软件决定是否报警。
背景分析是由软件不断测量分析环境温度和噪声，然后产生一个控制码给数字放大器调整临界水平，以保证在整个工作温度范围内获得稳定的灵敏度和较高的信噪比。
这种探测器除利用传统的金属防护罩来防射频/电磁干扰外，微处理器进行高频率和高频宽的数字采样，纪录大量没有削波和变形的射频信号，由软件系统进行分析，可以有效地把干扰信号与移动信号分离，提高探测精度。
室外型红外入侵报警探测器多使用主动式探测器,探测距离可达10m~100m以上。
用多个发射器和接收器相接可实现围栏式防护，也可构成防护墙或防护网。
图8-6为一种墙式主动红外报警器示意图。
图8-6 墙式主动红外报警探测器示意图8.3 双技术防盗报警探测器各种报警探测器都有其优点，也有各自的不足。
表8-1 列出超声波、红外、微波三种单技术报警器因环境干扰及其他因素引起误报的情况。
为了克服单技术报警器的缺点，人们提出互补的双技术方法，即把两种不同探测原理的探测器结合起来，组成所谓双技术的组合报警器，又称双鉴报警器。
表8-1 环境干扰及其他因素引起的误报情况（续表）双技术组合不是随意的，它应符合下列条件：(1) 组合中的两个探测器有不同的误报机理，而两个探头对目标的探测灵敏度又必须相同。
(2) 上述原则不能满足时，应选择对警戒环境产生误报率最低的两种类型探测器。
如果两种探测器对警戒环境的误报率都很高，当两者结合成双技术报警器时，也不会显著降低误报率。
(3) 选择的探测器应对外界经常或连续发生的干扰不灵敏。
目前主要有微波-被动红外和超声波-被动红外双技术报警器。
例如，把微波和被动红外两种探测技术结合在一起，它们同时对人体的移动和体温进行探测并相互鉴证之后才发出报警，由于两种探测器的误报基本上互相已知，而两者同时发生误报的概率又很小，所以误报率大大下降。
例如，超声波-被动红外双技术报警器的误报率只是单技术探测器误报率的1/270；微波-被动红外双技术报警器的误报率更低，仅为单技术立体空间报警器误报率的1/420。
并且通过采用温度补偿措施弥补了单技术被动红外探测器灵敏度随温度变化的缺点，使双技术探测器的灵敏度不受环境温度的影响，因而也得到了更广泛应用。
双技术报警器的缺点是价格比单技术报警器高，安装时将两种探测器的灵敏度都调至最佳状态较为困难。
图8-7为某种双技术移动探测器的探测图形，（a）为顶视图，（b）为侧视图。
它是一种使用微波加被动红外线双重鉴证。
微波的中心频率为10.525GHz，微波探测距离可调。
这种组合探测器的灵敏度约为每秒4步，探测范围从6m×6m到18m×18m不等。
图8-7 某种双技术移动探测器的探测图形图8-8为一种吸顶式双技术探测器的探测图形，也是一种微波-被动红外探测器，探测范围15米，分成72个视区，三个360度视场，安装高度为2.4米~5米。
它可嵌入式安装，使探测器外壳大部分安装在天花板内，因此隐蔽性好，并可减少撞坏的可能。
图8-8 某种吸顶式双技术探测器探测图形布置和安装双技术探测器时，要求在警戒范围内两种探测器的灵敏度能够保持均衡。
微波探测器一般对沿轴向移动的物体最敏感，而被动红外探测器则对横向切割探测区的人体最敏感，因此为使这两种探测传感器都处于较敏感状态，在安装微波-被动红外双技术探测器时，应使探测器轴线与被保护对象的方向成45度夹角为好。
当然最佳夹角也与视场图形结构有关，安装时应根据产品要求而定。
8.4 门禁系统设备近几年门禁系统发展较快，设备不断更新换代。
对于普通单位和居民小区，门禁系统要求简单、价格低廉，门禁系统的控制器与读卡器做为一体，通讯采用RS485总线，安全级别通常为B级或C级。
对于金融、证券等单位，门禁系统的可靠性和安全性就变得十分重要，安全级别应为A级以上。
