ALFA - Systemy Alarmowe i Obserwacyjne

Słowo "czujka" zostało zapożyczone do terminologii związanej z systemami alarmowymi z wojskowości. W wojsku określa się tak wartę lub straż. Czujka w systemie alarmowym pełni analogiczną rolę, jak czujka w wojsku: jej zadaniem jest dostarczanie informacji. Naturalnie informacje gromadzone przez czujkę w wojsku mają zupełnie inny charakter, ale idea jest podobna. Czujka w wojsku dostarcza informacji do odpowiedniego organu dowodzenia, aby ten mógł podjąć stosowne działania. Czujka w systemie alarmowym dostarcza informacji do centrali alarmowej, która jest odpowiednikiem organu dowodzenia w wojsku. Jeśli w otoczeniu czujki zdarzy się cokolwiek, co zgodnie z programem centrali alarmowej zostanie zinterpretowane jako zagrożenie, centrala alarmowa wyda rozkazy odpowiednim urządzeniom, aby te podjęły określone działania.

Porzucając te wojskowe odniesienia, a szukając innych przenośni, które oddałyby istotę działania czujek, można powiedzieć, że pełnią one rolę zmysłów systemu alarmowego. Bodźce, które za ich pośrednictwem docierają do centrali alarmowej, czyli mózgu, pozwalają systemowi reagować i działać. W zależności od rodzaju czujki, mogą to być różne bodźce.

Czujki Wyróżnia się wiele rodzajów czujek. Nas interesują przede wszystkim te, które wykorzystywane są w systemach sygnalizacji włamania i napadu. Wymienić tu można zatem czujki: podczerwieni (aktywne i pasywne), ultradźwiękowe, mikrofalowe, wibracyjne, inercyjne, zbicia szkła, magnetyczne i te stanowiące kombinacje tych technik. Skupimy się na omówieniu jedynie kilku przykładowych typów czujek, które dość arbitralnie uznaliśmy za najpopularniejsze: pasywne czujki podczerwieni, czujki zbicia szkła, czujki magnetyczne i czujki dualne. Wystarczają one, aby odpowiednio zabezpieczyć obiekt przed włamaniem.

Włamanie często poprzedzone jest wybiciem szyby w oknie lub drzwiach. Zdarzenie tego typu rejestrują czujki zbicia szkła. Większość obecnych na rynku czujek zbicia szkła to czujki mikrofonowe. Wiadomo, że zbiciu szkła towarzyszy dźwięk. Mikrofon w czujce rejestruje ten dźwięk i wywołuje alarm. Niestety żyjemy w świecie pełnym różnych dźwięków, co sprawia, że czujka mogłaby reagować na sygnały, które nie miałyby nic wspólnego z tłuczeniem szyby, jak np. dzwonek telefonu, czy muzyka. Dlatego bardziej zaawansowane czujki analizują docierające do nich dźwięki pod kątem wystąpienia dźwięku o ściśle określonym charakterze. Jedynie w sytuacjach, kiedy dźwięk tłuczenia szkła (dźwięk wysokiej częstotliwości) poprzedzony został dźwiękiem uderzenia (dźwięk niskiej częstotliwości), wysyłana jest odpowiednia informacja do centrali alarmowej.

Włamywacz może wejść do chronionego obiektu nie wybijając szyby, ale będzie mu wówczas trudno uniknąć otwierania okna lub drzwi. O otwarciu okna bądź drzwi poinformują centralę czujki magnetyczne, nazywane czasami potocznie kontaktronami. Czujki magnetyczne składają się zawsze z dwóch elementów: magnesu i kontaktronu. Zasada ich działania jest prosta. Dopóki kontaktron pozostaje w polu magnetycznym, jest zamknięty (lub otwarty). Kiedy znajdzie się poza zasięgiem pola magnetycznego, czyli magnes zostanie od niego oddalony, otwiera się (lub zamyka). Informacja ta jest przekazywana do centrali alarmowej i odpowiednio interpretowana.

Jeśli jakimś cudem włamywaczowi udało się dostać na teren chronionego obiektu nie tłukąc szyby, nie otwierając okien ani drzwi, to nie uniknie poruszania się. A wówczas centrala zostanie o tym poinformowana przez detektory ruchu, kolejną linię obrony systemu alarmowego. Do detektorów ruchu zaliczają się pasywne czujki podczerwieni, nazywane też z angielskiego czujkami PIR (Passive Infra Red). Informują one centralę alarmową o pojawieniu się w obszarze, który jest przez nie nadzorowany, poruszających się i emitujących ciepło obiektów. Idea działania czujek tego typu oparta jest na pomiarze promieniowania cieplnego. W tym miejscu trzeba przypomnieć kilka podstawowych zasad fizyki. Każde ciało fizyczne ma jakąś temperaturę, a zatem emituje promieniowanie cieplne. Promieniowanie to jest niewidoczne dla ludzkiego oka, dopóki temperatura obiektu nie osiągnie 500 stopni Celsjusza. Tę niewidoczną dla ludzkiego oka część promieniowania cieplnego nazywa się promieniowaniem podczerwonym. Z punktu widzenia systemu sygnalizacji włamania i napadu istotne jest wykrycie obecności w nadzorowanym obszarze człowieka, którego tam w danym momencie być nie powinno. Naturalnie moc promieniowania emitowanego przez człowieka jest niewielka, a na dodatek może być trudno wykrywalna na tle otoczenia, które przecież również jest źródłem emisji ciepła. Dlatego czujki PIR koncentrują się na wychwytywaniu gwałtownych zmian temperatury w swoim polu widzenia. Właśnie takie zmiany wywołują poruszający się ludzie. Oczywiście temat analizowania sygnałów docierających do czujki jest znacznie bardziej skomplikowany, ale mamy nadzieję, że udało się nam przynajmniej przybliżyć zasady działania tego typu czujek.

przykładowa odległość w której czujka 'widzi' poruszający się obiekt

Jeśli istnieje obawa, że czujka PIR narażona będzie na gwałtowne zmiany temperatur (np. w pobliżu znajduje się piec lub klimatyzator), możemy zastosować czujkę dualną. Generalnie pod tym pojęciem rozumie się każdą czujkę, w której wykorzystuje się dwa różne rodzaje detekcji. Dzięki temu uzyskuje się większą skuteczność działania i eliminuje potencjalne fałszywe alarmy. Przykładem czujki dualnej będzie czujka łącząca detekcję w podczerwieni i detekcję mikrofalową. Na czym polega detekcja mikrofalowa? Działa ona analogicznie, jak w przypadku znanego wszystkim radaru. Nadajnik wysyła mikrofale, które odbijają się od obiektów i trafiają do odbiornika. Odbiornik na podstawie analizy sygnału określa, które z nich się poruszają (ustalenie tego jest możliwe dzięki zjawisku Dopplera, które być może niektórzy jeszcze pamiętają z lekcji fizyki, a które przykładowo sprawia, że inaczej brzmi dźwięk zbliżającego się do nas samochodu, a inaczej oddalającego się), a tylko takie są interesujące z punktu widzenia systemu alarmowego. W konsekwencji w przypadku czujki dualnej odpowiednia informacja może być przekazywana do centrali jedynie wtedy, gdy na podstawie detekcji w podczerwieni stwierdzona zostanie gwałtowna zmiana temperatury, a równocześnie detekcja mikrofalowa potwierdzi ruch. Tym sposobem niemożliwe będzie wywołanie fałszywego alarmu np. przez szybko nagrzewający się piec.