家庭安全系统中检测器功能的综合分析.docx

家庭安全报警系统中检测器性能综合分析 摘要：目的：分析家庭安全报警系统中各类检测器和报警器的原理、结构、功能、特性，使用户更好地了解报警系统的结构和组成，更深地理解安装安全报警系统的必要性以及更好地使用安全报警系统；同时为安全报警系统的安装者提供选用各类检测报警器件的意见。方法：查阅各类检测器材的文献资料和产品说明书，综合分析。结论：在现代社会中，安装安全报警系统有助于提前对危险进行警示，可以大幅度减少人身和财产损失；同时，各类检测器件仍然有着自身不足之处，应当对其进行进一步改进和改善。关键词：安全系统；检测器；报警装置A comprehensive analysis of the testing devices used in a home security warning systemAbstract: Object: To analyze the various types of testing devices used in the home security warning systems by learning their principles, structures, functions and features, helping users to better understand the structure and composition of the warning systems, to deeply understand the necessity of installing a security warning system and to better use the security warning system; Also to provide some advice to the installers to help them choose the right testing devices. Methods: Search and learn the literatures and instruction books of the testing devices wed like to analyze. Conclusion: Nowadays, to install a home security warning system helps to make warnings of dangers advanced and will significantly reduce the loss of life and property; Meanwhile, the testing devices still have their own inadequacies and should be further improved.Key words: home security systems; testing devices; alarming systems随着社会的进步和科技的发展，技术给人们的生活带来了方便与快捷，但同时也为犯罪分子提供了不少捷径。在现今社会中，家庭安全报警系统的构建已经成为了一个重要和时尚的话题。本文针对家庭安全报警系统中防火、防盗、防燃气泄漏三个方面的检测器应用进行分析，使大家进一步了解如何去选用和构建家庭安全报警系统。1 家庭安全报警系统1.1 什么是家庭安全报警系统？家庭安全报警系统是利用门窗探测器、人体移动探测器、燃气探测器和烟雾探测器等新型元器件，配合一套完善的控制、通讯和报警系统所组成的能够对家居生活中容易产生的危险发出预警、警示作用的综合系统。该系统包括检测、控制、报警和通讯等几个环节。该系统的主要作用是在家中发生盗贼入侵、火灾、燃气泄漏等危险情况时，能够迅速向用户发出警示，并且根据用户之前的设定向公安、消防等部门报警，从而使灾祸情况及时得到控制，避免更大的人身和财产损失。1.2 对家庭安全报警系统中检测器的功能进行综合分析的目的和意义（1）帮助用户进一步了解系统的构成和工作原理，更好地设置和使用系统的各项功能。（2）对检测器的原理、结构、价格等方面进行分析，帮助系统设计和安装者在组建安全系统时更经济实用地选用准确耐用、性价比高的检测器。1.3 家庭安全报警系统中主要使用的检测器及其作用（1）门窗检测器：当有盗贼通过门窗入侵时，发出警报。（2）C&K报警系统：在家中各个房间设置报警视区，在布防时段，当有入侵者通过视区时发出警报。（3）烟雾报警器：当家中失火产生烟雾时，烟雾报警器发出警报。（4）燃气检测器：布置在厨房等处，能够及时检测到天然气或煤气等燃气的泄漏状况，发出警报，防止更大的人身财产损失。2 各类检测器件的分析2.1 烟雾报警器2.1.1 离子感烟式烟雾报警器1.原理介绍离子感烟式探测器是点型探测器。它是在电离室内含有少量放射性物质，可使电离室内空气成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时，它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。当导电性低于预定值时，探测器发出警报。图1 常见烟雾报警器示意图Fig.1 Picture of common Smoke Detectors2.产品分析选用产品：HEIMAN离子式家用烟雾报警器原理结构图2 产品内部结构图Fig.2 Block diagram of the product图3 传感器的连接方式与等效电路图Fig.3 Equivalent circuits本产品为离子式感言探测器（以下简称探测器）。是利用烟雾破坏电离室内的电流平衡的原理探测活在，电路主要由电离室和专用IC部分组成，在无烟状态下，电离室内的电流是平衡稳定的，当有烟雾进入电离室时，离子流动被阻碍而导致电性能变化，IC采集分析被干扰的电信号，判断是否打到报警极限，最终输出报警信号。本产品对缓慢阴燃或明燃产生的可见烟雾，有较好的反应，适合于住宅、商场、宾馆、饭店、办公室、教学楼、银行、图书馆、计算机房以及仓库等室内环境的烟雾监测。从图3来看，当正常工作时，外电离室等效电阻RP小，V0输出高电平；当发生火灾时，由于烟雾进入外电离室导致外电离室导电性能变弱，等效电阻RP变大，则V0输出低电平通过反相器给出报警信号。性能指标监测面积：20平方米报警方式：声光报警（独立型） 无线信号315MHz或433MHz 继电器常开/常闭（联网型）发射距离：空旷距离100米（无线型）外形尺寸：执行标准：GB4715-1993工作电压：DC 9V 6F22电池（独立型或无线型） DC12V （联网型）静态电流：10A（独立型或无线型） 200A(联网型)报警电流：20mA报警指示：红色LED报警声压：85dB/m(独立型或无线型)工作温度：-10 +50环境湿度：95%RH（无凝结现象）性价比分析本产品支持手动测试自动复位，采用专用微处理器控制，抗白光干扰，环境适应性强，采用SMT工艺制造，稳定性好，价格处于市场同类产品中等价位，总体性价比较同类产品较高。不足之处及改进意见点式离子感烟探测器是目前民用建筑中最为广泛使用的火灾探测设备之一,其性能的好坏直接关系到火灾探测的有效性与及时性,其中点式感烟探测器由于其固有的几何 结构及所处环境的状况使得它在火灾探测过程中对环境的响应有一定的迟滞。迟滞时间的长短也能反应出火灾探测器性能的优劣。王进军等人通过实验对这一指标进行了研究,为进一步提高对点式感烟探测器性能的认识做出了有益的尝试 。对于不同材料的不同发烟方式对点式探测器迟滞时间的影响有所不同,阴燃火比明火对点式探测器迟滞时间的影响大。棉绳与榉木阴燃火的燃烧过程比较稳定,火源功率比较小,可燃物热解速率小,因此产生的烟雾浓度比较小,相应探测器迟滞时间较长;聚氨酯与正庚烷明火在点燃后,火源燃烧功率迅速上升,可燃物热解速率迅速增大,产生的烟雾浓度比较大,所以探测器的迟滞时间比较短。建议在不同的场合选用适合的类型，但由于多数用户在使用时缺乏相关知识可能导致选用不当，故建议提高产品的设备灵敏度，选用适当材料使电离室里的电力能及时被阻断。影响迟滞时间的因素由很多，如通风口位置、大小等，合理设计也是必须的。其他如何确定感烟探测器的数量?除了每个卧室装有一个感烟探测器外, 每一附加层也要有适当的保护措施以免遭火灾的威胁。对一个单层房屋来说, 如果所有的卧室都与通向户外的一条公共通道相连, 那么设置一个感烟探测器是足够的。在那些卧室被隔离开的家庭完全有理由要求增加感烟探测器。如果习惯于睡觉时关上卧室的门, 则每个卧室都应该装有感烟探测器, 特别是那些使用加热器或者其它用电设备的房间更应如此。3.综合描述及选用原则由于离子式感烟探测器的工作原理是有两个电离室串联，构成等效于电阻串联的偏置电路。其中一个是基本不与外界相通的内电离室，另一个是与外界相通的外电离室，(即检测电离室)，两个电离室中均放入一片放射源镅24l(AM241)，不断地放射出粒子，使两室内的气体都被部分电离。当有烟雾进入外电离室，因烟雾颗粒吸附一部分离子，使外室的离子电流减小等效于它的电阻增大，分压电位增高。当烟雾达到检测的限定浓度时，则电位增高到能触发开关电路(高电位触发型)而报警。根据上面的原理说明可知：离子式感烟探测器采用放射性物质镅24l，虽然镅24l的放射性污染的污染较小，且探测器在构造上还有一些保护措施，但在探测器周围还是存在非常微弱的放射性污染的。故综合性能与用户体验，综合产品价格，推荐使用boen独立型离子式烟雾报警器122、145等型号2.1.2 光电感烟式烟雾报警器1.原理介绍光电感烟探测器也是点型探测器，它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种 。2.产品分析选用产品：JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器原理结构光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，安装有红外对管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。图4 光电感烟检测电路Fig.4 Detecting circuit of the Photoelectric smoke detector性能指标技术参数直径 14 cm ( 5.5 英寸 )高度8.1cm ( 3.19 英寸 )重量310g ( 0.7 磅 )工作温度范围-10O 至 50OC ( 14O 至122OF )工作湿度范围10 至 95RH 相对湿度报警复位瞬间断电最大风速15 M/S (3000英尺/Min)继电器触点参数阻性或感性（60 功率因数）负载A 型：2.0A 30 VAC/DCC 型：0.6A 110 VDC，2.0A 30VDC1.0A 125 VDC，2.0A 30VDC电气参数：12VDC供电 24VDC供电系统电压：12 DC（最大 4V 的波动） 24 DC（最大 4V 的波动）提供电压：11.3 VDC 最小，17.0VDC 最大 20 VDC 最小，29 VDC 最大复位电压：0.73VDC 最小 0.8 VDC 最小静态电流：120 A 最大 120 A 最大报警电流：35.0mA 最小77.0最大 21.3 mA 最小，40.6 mA最大复位时间: 0.3 秒 0.3 秒上电时间: 34 秒 34 秒终端继电器: A77-716 A77-716性价比分析JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器采用了现代工艺技术，继电器控制输出，已经通过各项标准认证。JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器设计为对开放式区域提供保护，且须与相兼容的四线制控制器配套使用。探测器的运行状况和灵敏度能够现场测试。作为自锁型的探测器，当报警锁定后，必须通过瞬间中断电源来使其复位。JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器上有一只发光二极管作为探测器现场的显示。如果探测器通电，处于正常的监视状态，LED会每10 秒闪亮一次。在报警状态，LED将锁定恒亮直至探测器复位。JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器内含一对常开触点 (A型) 用于联接到报警控制电路，还有一组常开/常闭辅助触点 (C型）。对探测器电源的监视是通过在探测器电源回路末端安装一电源监视终端继电器来完成。当电流加向并流过探测器时，终端电源监视模块被上电，其继电器触点闭合使控制器的报警回路形成闭合的串联电路。一旦断电或探测器回路断开，终端模块将失电，继电器触点脱开并向控制器触发故障信号。此类产品中，JTY-GD-2412/24E光电感烟探测器属于性能较好的外国产品，功能全面，报警及时，只是由于是进口产品故价格略贵。不足之处及改进意见散射感烟角是光电感烟雾警报器的水平高低的重要指标，目前国内的产品散射感烟角很少能达到全角度，而国外产品又普遍较贵，故如何开发出散射感烟角全角度的产品十分重要。开发了红外光对典型烟雾颗粒0180度，可变散射角感烟实验装置，以确定峰值波长为（900100）nm红外光适宜和最佳的前向、后向散射感烟角 。这种实用新型光电感烟火灾探测器。通过试验研究种试验火典型烟雾对此传感器的响应规律，确立了甄别黑烟或白烟的火灾探测报警算法处理技术。试验证明探测器对于可燃物阴燃或明火产生的不同粒径、不同颜色、不同温度的广谱烟雾达到了良好的均衡灵敏响应性能。3.综合描述及选用原则选用原则：点型光电感烟探测器一般适用于饭店、旅馆、教学楼、电子计算机房、通讯机房、办公楼的厅堂、卧室、办公室书库、档案库等等场所。有大量水汽滞留、可能产生腐蚀性气体、气流速度大于5m/s、相对湿度经常大于95%、在正常情况下有烟滞留的场所不宜选用感烟探测器。保护面积：当空间高度为6m12m时，一个探测器的保护面积，对一般保护场所而言为80m2。空间高度为6m以下时，保护面积为60m2。具体参数应以火灾自动报警系统设计规范(GB 50116)为准。2.1.1红外光束感烟式烟雾报警器1.原理介绍红外光束感烟探测器是线型探测器，它是对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数响应的火灾探测器。它同前面两种点型感烟探测器的主要区别在于线型感烟探测器将光束发射器和光电接受器分为两个独立的部分，使用时分装相对的两处，中间用光束连接起来。红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容易产生阻燃的场所；它不宜安装在平时烟雾较大或通风速度较快的场所。2.产品分析选用产品：JTY-HF-C33型线型光束感烟火灾探测器原理结构探测器结构示意图如下:图5 光束感烟探测器结构图Fig.5 Block diagram of the Photoelectric smoke detector固定轴螺丝：用来紧固发射器、接收器，应在调试前拧紧；角度紧固螺丝：用来旋转定位发射器、接收器，应在调试后拧紧；指示灯：接收器分别有红色、黄色指示灯，用来指示探测器的状态；安装固定孔：应尽量固定在发射或接收器重心位置，且使支撑架与墙壁紧固贴实安装，固定孔间距离如图所示；出线孔：用于外部连接线，护线管应使用16以上金属软管；安装方式：除正常安装方式外，也可将支撑架反过来安装，或也可将接收、发射器与支撑架成90夹角安装。性能指标表1 发射器性能指标项目规格型号JTY-HF-C33（发射器）发射距离、连接150m以上红线接：24 V、黑线接：0 V工作电压、电流DC 16V35V8mA10mA使用温度、湿度-1555RH 0%95%重量、光轴调整发射器：1.4kg左右：25、上下：25表2 电流型接收器性能指标项目规格型号JTY-HF-C33（接收器）监视距离、灵敏度5m100m4.3dB 62%工作电压、电流DC 16V35V抗电源反接功能30mA指示灯红色灯：预火警、火警黄色灯：遮挡预故障、故障使用温度、湿度-1555RH 0%95%接收器连接P红线：24 V（+）、S黄线：信号输出、G黑线：24 V（）信号输出值故障：0mA、 正常：5mA、 火警：20mA重量、光轴调整发射器：1.4kg左右：25、上下：25表3 开关型接收器性能指标项目规格型号JTY-HF-C33（接收器）监视距离、灵敏度5m100m4.3dB 62%工作电压、电流DC 16V35V抗电源反接功能30mA指示灯红色灯：预火警、火警黄色灯：遮挡预故障、故障使用温度、湿度-1555RH 0%95%接收器连接P红线：24 V、G黑线：0 V、黄线：2根、兰线：2根信号输出值故障：兰线断开 正常：兰线闭合 火警：黄线、兰线闭合重量、光轴调整发射器：1.4kg左右：25、上下：25表4 电压型接收器性能指标项目规格型号JTY-HF-C33（接收器）监视距离、灵敏度5m100m4.3dB 62%工作电压、电流DC 16V35V抗电源反接功能30mA指示灯红色灯：预火警、火警黄色灯：遮挡预故障、故障使用温度、湿度-1555RH 0%95%接收器连接P红线：24 V（+）、S黄线：信号输出、G黑线：24 V（）信号输出值故障：0V（高阻）、 正常：5V、 火警：20V重量、光轴调整发射器：1.4kg左右：25、上下：25本产品出厂时已标定报警灵敏度，现场调试完毕即达到报警要求。当有火情时，探测器始终报火警。当火情撤销后，探测器延时1分钟自动复位或接收器重新上电复位火警。性价比分析红外烟雾警报器普遍价格较高，精度高，本产品JTY-HF-C33型线型光束感烟火灾探测器(以下简称探测器)，内置单片计算机，具备全面的分析判断能力，通过在探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境变化的补偿及火警故障的判断，并通过指示声、光和信号输出线给出状态指示。该探测器设有调试指示功能，调试方法简单、方便。特别适用于无遮挡空间的高层建筑群，如各类商场、厅堂馆所、古建筑物、大型车间、仓库、隧道、及各种建筑的夹层、闷顶等，凡是在火灾形成前有烟雾出现的场所均可使用本产品。性价比较高。不足之处及改进意见在探测器使用过程中, 探测器窗口很容易积聚灰尘等粒子, 这些粒子的存在会减弱红外光束到达接收器的辐射通量, 从而影响探测器的感烟探测灵敏度。为了抵消此作用, 在接收器设计中, 增加了感烟动作阈值自动补偿电路 , 这样, 对于长时间逐步累加起来的灰尘等不会引发探测器误报火警。同时在探测器设计中, 增加了故障监控环节, 自动监视探测器线路是否发生故障或红外光束是否被非火灾因素所遮挡。当故障发出后, 信号线输出故障报警信号, 并切断火灾报警输出,避免由于故障发生而输出误报火警。3.综合描述及选用原则选用原则：由于离子烟雾报警器对小粒子较敏感，所以在烹饪时会有较快的反应。将烟雾报警器安装在离烟雾源的地方较远处，那么烟雾粒子到达报警器时就会变弱很多，如果你选择了这种方法，就应该弄清楚空气的流动方向。否则也起不到什么效果。安装一个光电烟雾报警器。当发生的火灾产生的是较小的粒子，你可能失去较早报警的机会，但是你也省去多个烟雾报警器失灵的麻烦。安装一个离子/光电联合烟雾报警器。如果两种传感器结合在一起，离子传感器的敏感度可以设置的小一些，这样装置就会减少误报，同时你也可以拥有一个对蔓延快的熊熊大火和蔓延较慢的闷烧的火灾都有较大灵敏度的烟雾报警器。安装一个有静音功能的离子烟雾报警器。这样你可以让报警器降低灵敏度15分钟，抽烟或做饭时避免刺耳的报警声。改进意见：由于各类烟雾报警器均采用烟雾颗粒遮挡原理，这就需要烟雾达到一定量，而不是鉴别烟雾为何种烟雾。这样可能导致两种失误：第一，可能烟雾未达到要求量警报器不工作，导致工作不及时；第二，可能对其他烟雾产生误报。我的改进意见是，利用对有害气体敏感的气敏元件能，感知火灾发生时产生的有害气体这样可以避免上述两种情况的发生。2.2 防盗大师：C&K防盗报警系统2.2.1 C&K防盗报警器材简介C&K防盗报警系统是C&K公司的防盗报警器材产品。C&K公司（中文名为：时机防盗系统有限公司）成立于1982年10月，在1986年进入中国市场。C&K防盗产品以其自身的卓越品质、系列产品的优势和良好的性能价格比以及持续不断改进的产品质量和售后服务，占领了中国防盗产品市场60%左右的份额。C&K发展到今天已经成为同行业中最大的、也是最成功的国际性防盗产品制造企业之一。C&K为了保证产品质量的稳定性和可靠性，其生产管理和质量保证体系在1993年就已全部通过了ISO9002的认证。此外C&K产品还有2个方面的突出优势，进一步保证了产品品质。首先是整机中元部件的自行设计和制造，这是从基础元件上解决整机技术参数的一致性和可靠性的唯一有效办法。例如探测器，这是一种集数字/模拟，高频/低频，微波/红外于一身的设备，采用了很多非标准的特殊部件。有些厂家依靠外加工或移植其他产品部件来拼装探测器。而C&K的探测器则是从微波振荡二极管到谐振腔天线、菲涅尔红外透镜，甚至到制造透镜的特殊工具，都是自行设计，自行生产的。这就从根本上保证了产品一致性。 其次是C&K对产品的环境试验。试验条件大多超过了美国保险商实验室(UL)标准。为了解决室内环境试验问题，该公司建造了一个500平米的试验室，这是该行业中唯一的全天候试验室，室内可制造各种极端环境变化，高温、低温、干燥、潮湿、甚至可以造雨。为了试验气候影响，C&K对每一种新产品要在世界上各种有代表性气候条件的地区，实际安装试用几个月到一年的时间。例如在平均每年有3万次闪电的澳大利亚达尔文港作抗雷击试验；在人中最密集的地区之一-香港作电气干扰试验；在赤道国家印尼作高湿气候试验；在有90%住宅邻海的佛罗里达作大气腐蚀试验；在西班牙作夏季高温气候试验；在阿拉斯加作低温气候试验；并且在法国一些古老建筑物内作探测性能试验。上述这些艰苦的试验，炼就了C&K一代又一代的新产品，也为C&K赢得了世界殊荣。2.2.2 C&K防盗报警系统的组成C&K报警系统由以下三个部分组成：1C&K探测器。图6 C&K探测器示意图Fig.6 Schematic diagram of C&K detectorsC&K探测器是整个报警系统的核心。探测器的作用是探测在布防时间、防区内是否有人体移动的迹象，如果有入侵现象，则向报警控制主机发出报警信号。C&K探测器种类包括微波/被动红外双鉴器、被动红外单鉴器、玻璃破碎感应器、主动红外对射、以及门磁开关等五大类。探测器的安装方式有表面型、卧式型、吸顶型、旋转支架型。在探测器中所采用的技术方式可分为双鉴式移动探测、智能双鉴式移动探测、微波源监控、自检技术、红外视场单边触发、红外主导、双频声波感应技术和无线传输频谱扩展通信等8种。本文主要介绍双鉴式移动探测技术。2报警控制主机。报警控制主机是整个报警系统的大脑和灵魂。报警控制主机接收探测器传递而来的报警信息，判断是否有人入侵。如果有人入侵，该主机控制报警执行机构发出警报声、向用户示警并且根据用户的设置选择是否向公安部门报警。C&K的报警控制主机目前是以具有通信功能的2300系列为主，同时也为单机使用的客户提供3-6防区的控制器，如ML2,ML3型。年内还将推出5832主机，不但在通信方面具有兼容性，而且在组网、密码、防区、指令等功能上更加完善，更适合于大型系统使用。3联网报警中心软件。联网报警中心软件的作用是，当多台报警控制主机同时连接到公安部门的接警中心时，能够保证报警主机与接警中心之间通讯的准确性、安全性、快速性和方便性。防止漏报、误报和犯罪分子利用高科技进行切断或屏蔽。C&K报警中心软件名称是监察者(MONITOR)。目前已广泛使用的是监察者3.0版本，主要适用于2300系列控制主机联网。 C&K监察者软件要在WINDOWS95以上版本操作系统下运行。这是因为窗口的点靶操作简单易行，配用鼠标器作功能选择和操作。此外WINDOWS还具有在程序和存储管理间多任务作业和动态连接的特性。使用监察者必须安装加密狗以防非法盗用。 2.2.3 C&K防盗报警系统各部分的原理1.C&K探测器（1）双鉴式移动探测技术基本原理：多普勒效应：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。 探测器不断向视区内发射微波，当人进入微波视区时，由于多普勒效应的存在，会使反射波的频率发生改变，这就是我们的检测量。探测器根据检测量的改变可以计算出人的体积和移动速度。红外感应工作原理。 人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10um左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。人体发射的10um左右的红外线通过菲涅尔透镜增强后聚集到红外感应源上。 红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 菲涅尔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而加强其能量幅度。 菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR（被动红外线探测器）上产生变化热释红外信号。对微波和红外两种触发信号作算法处理，最终确定视区内是否有入侵者。图7 菲涅尔透镜成像示意图Fig.7 Schematic diagram of the Fresnel lens双鉴式探测的误报率较低。此外由于是双鉴比较，因此红外灵敏度可作得较高，从而克服了近体温效应。即当室温接近人体温度时，探测器仍能正常工作。这一点单鉴式被动红外探测器是作不到的。微波/被动红外双鉴器比单鉴式探测器误报率低421倍。（2）智能双鉴式移动探测技术智能探测器是指在双鉴技术上进行微处理器控制，进一步降低由于小动物或恶劣环境引起的误报。它从红外，微波及微处理器三个角度降低误报。 红外：采用灵敏度均一的光学透镜。 一个探测器的光学透镜如果灵敏度不均一是无法正确区分入侵者和小动物之间的差异的。当一只猫走过灵敏度过强的区域时看上去会象一个入侵的人那么大，这样就导致探测器产生误报。相反，当一个入侵的人走过一个灵敏度太弱的区域时看上去会象一个小动物，这样会导致探测器漏报。 下图给出了C&K探测器用菲涅尔透镜和标准菲涅尔透镜的视区图： 图8 C&K产品灵敏度示意图 图9 采用标准菲涅尔透镜的红外灵敏度示意图从图8和图9的对比可以很明显看出标准镜存在漏报或误报的可能性非常大，而C&K产品则避免了这些情况。 灵敏度均匀的透镜就可以避免这种漏报和误报，该透镜的每一面都能将相同的红外能量聚集在电热元件上。因此，所有探测波瓣的形状和大小都能保持一致。这样就产生了每个波瓣都灵敏度均匀一致的扇型探测视区。微波：使用S-波段，波长13cm S波段具有良好的鉴别动物的能力。 当使用S波段时，人与动物的多谱勒反射频率有很大的区别；同时，四肢与躯干的多谱勒反射频率也有很大的区别。如右图所示。通过检测反射频率的幅值，它们之间的比例关系，可以区别动物和人。 微处理器：这是新型探测器的大脑 通过对人与动物反射频谱的大量分析，建立了数据丰富的识别数据库，使C&K的新型探测器具有识别动物的高智能化。（3）产品分析选用产品：DT500/DT500T 三鉴（智能双鉴）探测器产品特点能抵抗较大动物引起的误报（动物的重量之和可达45公斤） 内置微处理器，无论被动红外还是微波技术都能对输入的信号进行分析和处理 灵敏度均匀一致的光学系统，解决被探测主体近大远小的误差 真实的温度补偿 享有专利的俯视区反射式光路系统能捕获潜行的入侵者 技术指标探测范围：11米 电源要求：35mA/10VDC，1014.5VDC 40mA（最大），12VDC 灵敏度探测视区内正常步速：24步 微波频率：2.45GHz 防拆开关：25mA，30VDC（仅DT500T有） 报警继电器励磁A型，100Ma/30VDC 工作温度：1049 抗辐射干扰：30V/m，10MHz1000MHz 抗白光干扰：6500Lux 外型尺寸：1307040mm 认证：UL；ULC；IC；FCC；CE 不足之处及改进意见缺点：1）该产品采用12V直流电源，内置充电电源，且该探测器为有线报警设备，故在安装时需要额外布线。对于居室来说，探测器一般安装在房间顶部角落，对于已装修居室来说，墙外布线安装很不方便。2）该产品的微波采用的是S波段，波长13厘米，其探测精度和灵敏度较使用k波段的探测器较低，误报率较高。改进意见：1）改变内部供电结构，比如加入一个小功率的Boost升压电路，采用1.5V的5号或者7号电池供电，这样可以减少电源线的布置和变压器的使用，也方便了电源的更换。2）改变有线报警的设置，采用蓝牙等技术实现无线报警，从而彻底消除布线的麻烦。3）采用Ku波段测距，提高探测器的精度和灵敏度。（4）各种探测器比较为了进一步说明C&K探测器产品的性能和价格对比，我们给出了下面这一张探测器性价比较。表5 C&K探测器产品性能比较型 号保护范围特 点适用场所价格1IS150双元红外，保护15m12m的立体空间，探测视角90度经济型探测器、灵敏度较高。壁挂安装，安装高度2.3m，适合无小动物的居家场所，￥2302MC735T MC760T单红外，带微处理器。保护11m15m/18m25m的立体空间，探测视角90度防止小动物误报,如老鼠、猫（体重不超过11kg），外观小巧，灵敏度适中、价格适中。壁挂安装，安装高度2.3m，适用一般的居住场所，允许有小动物￥430￥5003DT500T三鉴，保护区域为11m9m的立体空间，探测视角80度防止大动物误报,如老鼠、猫、狗（体重不超过45kg）。缺点是灵敏度较低。为普及型探头。壁挂安装，安装高度2.2m，适用于环境恶劣，动物较多的场所￥6304DT725三鉴，保护区域为7.6m9m的立体空间，探测视角90度防止环境误报，如室内电器较多，自动屏蔽户外干扰。灵敏度高，防动物效果较差。为普及型探头。壁挂安装，安装高度2.3m，适用于办公场所、居家、沿街店面￥5805DT700DT706三鉴，保护区域为11m12m/15m18m的立体空间，探测视角90度防止环境误报，如室内电器较多，自动屏蔽户外干扰。外观精致、灵敏度高，防动物效果较差。壁挂安装，安装高度2.3m，适用于办公场所、居家、沿街店面￥750￥8506DT750四鉴，防止遮挡，保护区域为11m11m的立体空间，探测视角90度能防止意外或故意的遮挡，防止环境误报，如室内电器较多，自动屏蔽户外干扰。灵敏度高，防动物效果较差。壁挂安装，安装高度2.3m，适用于安全级别要求较高的场所。￥9507DT6360三鉴，保护区域为直径12m的立体空间，安装高度2.44.5m，探测视角360度吸顶安装，外观豪华，与原有装修合为一体，不易为外人觉查。带防动物功能。安装高度建议不超过4.5m，适用于对外观要求较高的大厅，最好为方型。￥13008DT900四鉴，防遮挡，保护区域为15m12m或27m21m的方型立体空间，可选增加近距主动红外，防遮挡、防小动物。壁挂安装，安装高度24m。适用车间、仓库、自选商场等需防范大面积区域的场所。￥21309DT906四鉴，防遮挡，保护区域为37m3m或61m5m的窄长立体空间，可选增加近距主动红外，防遮挡、防小动物。壁挂安装，安装高度24m。适用走廊、车间、仓库、自选商场等需防范窄长区域的场所。￥250010FG1025R玻璃破碎探测器，保护前方最远为7.6m的玻璃吸顶安装，外观豪华，与原有装修合为一体，不易为外人觉查。不带方向性，可保护四面都为玻璃的场所。￥53011FG1025Z玻璃破碎探测器，保护前方最远为7.6m的玻璃吸顶安装，外观豪华，与原有装修合为一体，不易为外人觉查。带方向性，仅保护探测器前方160度的玻璃。￥5802.C&K报警控制主机C&K控制主机具有的基本功能可分为如下八类。现以2300系列中具有代表性的SYSTEM238C主机为例, 分别说明。组网功能 238是一个现场控制指挥中心，相当于前线指挥部。监视控制着8个防区, 3个警区。如果用户需要扩大防范区域或要将现场警情上报到公安局或保安值班室等治安部门，就可以利用238的组网功能。借用市内电话网通信，传递报告，接受遥控指挥。 238主机可与两个中心站通讯, 为了防止电话线路“占线”情况导致通信失败，可以设置双报告、后备报告、分类报告三种形式。另外，可由指令设置拨号次数，反复拨叫中心站电话直至拨通。也可以由指令设置拨号前延时，若在延时结束前撤防，警情也就不上报中心站。图10 组网示意图Fig.10 Network diagrams 238系统组网建站均要由当地治安主管部门负责实施管理。建站的主要设备是一台工控机（或原装品牌计算机，多媒体配置）、打印机、专用调制解调器等。软件采用C&K “监察者”（3.0版本），操作系统为WINDOWS95以上版本。中心站要配接2条市内电话线路,网内每个238系统均要接入电话线。密码操作功能 238设有四种密码，具有不同的控制权限，可分配给不同级别的管理人员使用。238设有一个安装员码，八个用户码。 【安装员码】- 为最高一级操作码。也称编程码,是由五位数组成的数码。可用于编写238全部指令, 确定238的具体功能和参数。 【主码】- 为1#用户码, 既可控制其他用户码的使用, 也可更改其他用户码。用户码是由四位数组成的数码。主码对系统的控制权限由安装员码决定, 主码不能更改其他用户码对系统的控制权限。 【用户码】- 238系统可配用八个用户码。1#用户码作为主码, 2#-8#用户码可分配给一般管理人员使用，用户码对系统的控制权限与主码相同。 【访客码】- 为8#用户码(兼)。访客码可为外单位来本地访问时使用。访客码可由主码更改。其使用期限为1-15天，由安装员码决定。到期后,自行失效。如再作为8#用户码使用，需要重新由 安装员码编写有关指令。访客码对系统的控制权限与用户码相同. 指令功能 238系统之所以能够对复杂多变的局面应付自如，均应归功于它的指令系统。238可设置的指令有56条，控制着70余种功能和参数。用户可根据现场的情况，部分或全部调用这些指令，使防范区域达到所要求的保护级别。如此之多的指令可能会使人感到迷惑不解，但是对付复杂社会中的复杂“人物”，是非复杂不可的。只要潜心进入编程，逐步了解各指令的含义，自然会豁然贯通，运用自如。 防区功能 238系统设置了8个防区,每个防区回路可根据防范空间配接若干个探头。回路终端采用了防破坏功能电路，对于任何试图剪断或短路电缆线的破坏行为均可立即报警并同时将报警的防区上报到中心站。此外用户还可根据不同的时间对不同的防区设置不同的功能。可选用的功能有： 单撤防-在系统布防后可单独对一个或几个防区分别撤防。 群撤防-在系统布防后可对某几个防区同时撤防。 延时区-防区允许在设定的时间内通行，即作为出入口。每次出入超过设定时间会触发报警。 即时区-防区禁止进入或通行。否则，立即触发报警。 内防区-必须通过外部延时防区才可进入，如直接进入会立即触发报警。 选择防区功能的原则是既要保证正常出入，又要杜绝“可乘之机”。而这就需要用户的周密策划和指令的灵活运用。 防劫持功能 这是238为对付劫匪而设置的功能。当值班人员在匪徒胁迫下在键盘上输入自已的用户码对系统撤防或布防时，可将用户码的最后一位数加上1或减去1, 如用户码为4587，改为4586或4588，238主机会判定该用户码的持有者已被劫持,立即将劫持报告发到中心站，并注明是第几号用户码送出的报告，此时系统会仍旧执行用户的命令，不露声色，直待警察到来. 声光功能 238主机可配接警铃、普通警号、防拆警号报警。警声有断续、持续、变调三种可选。也可选择无声报警，由键盘发光管指示。 当防区作为出入口时，键盘上的蜂鸣器还可作为门铃使用，此时出入防区不发出报警，仅是门铃响2秒钟。 当防区作为延时区，有人进入或退出时，蜂鸣器还可发出提示声，也称预警声。表示要此人注意是否超出规定时间，到时提示音消失，超时则触发报警。 用户在熟悉并使用了以上各钟声响之后，值班时会有一种轻松感，因为你仅通过声响就可以判断哪个防区有人出入，哪个防区有人超时，哪个防区起火，哪个防区进贼。 自检功能 作为安全防范系统，其工作的可靠性是第一位的，否则其他功能无从谈起，用户的安全也无法保证。为此238主机不但在软硬件的设计生产中采用了多种可靠性设计方法，而且还在软件中设置了自检程序。可以定期检查主机的工作情况，如备用电池、保险管、交流电源、通讯、防区回路等，出现故障会立即报告中心站。此外，当238主机运行程序中断或卡死时，会自动复位，从而消除了外界电磁干扰对主机的影响，克服一般报警控制器经常遇到“死机”这一致命弱点。 人机对话功能 238主机还可配置液晶显示屏键盘，显示屏分为上下两行，每行可显示8个字符。这使238系统具有了人机对话的功能。编写指令时，它可以逐条显示指令单元地址和你所写入的内容；日常操作时，可以显示输入的命令，命令有效它会告诉你已经执行了，命令无效它会提醒你键入错误；系统值守时，它会显示各防区的工作状态；报警时它会通知你是哪个防区出现警情；系统现故障它会警告你，并显示故障原因。此外你还可以在键盘上存入单位名称、各防区的位置和名称等信息，以便查阅。显示内容累计不超过50条。掌握起来是很容易的。 以上这些基本功能是看起来难做起来容易。C&K为了使初装的用户尽快熟悉掌握系统性能，在产品出厂时将软件程序的有关指令均编写了预定值，当系统安装完成后即可开机投入运行，此时主机只适用于本地操作，无通讯功能。用户在掌握了编程方法并且熟悉了各防区的功能后，就可以根据需要重新编写指令，部分或全部调用这些系统的功能。2.2.4 C&K防盗报警系统不足之处及改进意见1.238主机所使用的C&K探测器是有限设备，需要在装修时就安排好布线，同时需要配置电源。该探测器内部的12V电源一旦损坏就需要进行更换，对于已装修好的居室来说，使用该探测器不是很方便。改进意见：现在有一些无线的探测器，采用1.5V 5号电池供电，按实际使用经验来看，一次性换用金霸王的电池可以维持一年半左右的时间，而且不需要提前布线，经济性实用性都比较好。2.国内生产的C&K报警器材可靠性差。国内的232、236、238等主机以及其配用探测器虽然价格较低，但是可靠性非常差。比如主机的键盘，国产橡胶键盘很容易就损坏导致按键失灵现象；而国产的双鉴探测器误报率普遍高于国际市场的产品，其受温度影响较大，在夏季和冬季灵敏度有着不小的偏差。改进意见：提高生产工艺，选用优质材料，引进国际市场的产品进行竞争，提高国内产品的市场竞争力。3目前不管是国内产品还是国际市场的产品，在通讯功能和人机界面这两个方面都做得不足。比如说，报警主机外接拨号器和通讯设备后，在别人打电话到用户家中而用户长时间（这个时间可以设定）不接后会提示输入布防密码等信息。也就是说，报警主机和用户的家庭电话共享了一个号码，造成了一定的负面影响。但是单独给报警主机使用一个号码却又增加了运营成本。其次，238主机包括其他的很多报警主机的指令系统繁杂，需要系统学过其指令系统的人才能运用自如，在人机界面这方面还略有不足。改进意见：报警主机外接通讯设备后可以采用一些固定的暗语区别开与用户还是外来电话的联系。将指令系统用软件包装成一个更容易使用的界面，不再需要输入指令而只需要做选择就可以使用指令。设置权限，