Ajax MotionProtect Curtain — история разработки уличного датчика-шторы с иммунитетом к животным

ajax motionprotect curtain

Охранная система должна зафиксировать угрозу насколько возможно раньше — это железное правило безопасности. Если есть придомовая территория, на ней следует установить уличные датчики. Чтобы обнаружить злоумышленника еще до того, как будет вскрыта дверь или разбито окно, включить сирены и дать несколько минут форы наряду охранной компании или полиции. Как результат, существенно повысить шансы избежать ущерба, сохранить здоровье и жизни людей.

Реализовать защиту территории можно двумя способами. Если участок огражден и нахождение на нем посторонних исключается, используются датчики движения с большими горизонтальным углом обзора и дальностью обнаружения. Именно такое устройство открыло линейку уличной безопасности Ajax — MotionProtect Outdoor. А в случаях, когда зона обнаружения должна быть ограниченной, применяют датчики-шторы. Они фиксируют движение в узком секторе, не позволяя незаметно приблизиться к двери или окну, зайти на террасу, забраться на балкон. Могут оградить участок невидимой завесой, внутри которой свободно перемещаются люди.

ajax motionprotect curtain

Беспроводной датчик движения штора Ajax MotionProtect Curtain

В марте 2019 мы представили первый датчик-штору AjaxMotionProtect Curtain. В этой статье расскажем о том, что предшествовало релизу: как принималось решение о том, что будет уметь новый продукт, почему взялись за разработку двух уникальных оптических систем, на что способен алгоритма ZOE, о прототипировании и испытаниях, гарантирующих высочайшую точность детектирования человека.

MotionProtect Curtain

Беспроводной уличный датчик движения штора с иммунитетом к животным
Узнать больше

«Штора» без компромиссов

Инициаторами выпуска нового устройства стали клиенты и партнеры из Италии, Испании, Португалии, Франции и других стран Юго-Западной Европы. Там популярны панорамные окна и террасы, через которые можно незаметно проникнуть в здания. Чтобы снизить риск вторжения, внешний периметр зданий защищают узконаправленными датчиками движения. К тому же, «шторы» оберегают ценности внутри помещений: сейфы, хранилища документов, предметы искусства. Эти сценарии использования стали для нас отправной точкой.

Прежде чем приступить к разработке MotionProtect Curtain, мы провели тщательное исследование рынка: какие технологии и возможности предлагают передовые игроки, какие ожидания у профессионалов охранной сферы и пользователей, где есть простор для технологического или функционального прорыва.

Выяснили, что лучшие представители класса оснащены системами защиты от маскирования, некоторые долго работают от батарей, а вот по дальности и надежности радиосвязи равных устройствам Ajax нет. Повальное большинство датчиков-штор не способны отличить домашнее животное от человека, и в лучшем случае умеют игнорировать естественные помехи: нагретые потоки воздуха, колышущиеся листья. Только один производитель предлагал датчики с иммунитетом к животным.

В этом был вызов! Наш датчик-штора MotionProtect Curtain должен со стопроцентной точностью определять человека, но не реагировать на помехи и свести к возможному минимум реакции на животных — независимо от условий объекта, на его тревогу можно будет положиться. Работать годами от комплектных батарей и быть всегда на связи — клиенты Ajax привыкли к надежности и простоте обслуживанию нашего оборудования. И при этом быть компактным и привлекательным — он украсит как экстерьер, так и интерьер объекта.

ajax motionprotect curtain capabilities

Уникальная система детекции движения

Ключевой элемент датчика-шторы — система детекции движения. Простейшие датчики обходятся одним PIR-сенсором и фокусирующим оптическим элементом: зеркалом или линзой Френеля. Более дорогие модели оснащены дополнительным микроволновым сенсором, его задача — отфильтровывать естественные помехи.

Любой теплый объект имеет излучение в инфракрасном диапазоне. Линза или зеркало фокусирует это излучение в определенную зону пироэлектрического чувствительного элемента (PIR-сенсора). Когда объект подвижен, его излучение направляется в разные зоны сенсора, а также меняет интенсивность. Анализируя эти данные, датчик принимает решение: угроза объекту или ложная тревога.

Мы начали разработку с проверки возможностей этих технических решений. Используя компоненты датчиков движения Ajax — MotionProtect и MotionProtect Plus, собрали тест-стенды. Без корпусов и подключения к хабу — только самое необходимое железо для сбора информации о происходящем в узкой зоне видимости. Сымитировали в лаборатории все то, с чем предстоит столкнуться датчику-шторе на реальных объектах: теплые потоки воздуха, подвижных животных, птиц, колышущиеся на ветру кусты и траву, обычное (и даже странное) поведение людей. А затем изучили, на что сработали и как «увидели» эти события наши тестовые стенды. Результаты одного PIR были плачевными, система из PIR и микроволнового сенсоров при горизонтальном угле обзора в 6° могла максимум обеспечить защиту от естественных помех — ей было не под силу отличить человека от животного.

Наша «штора» должна была получать больше информации о происходящем в зоне обнаружения. И мы применили подход, используемый в уличном датчике движения MotionProtect Outdoor — систему из двух PIR-сенсоров. Только не узких разнонаправленных «лучей», а непересекающихся «вееров»:

ajax motionprotect curtain

Собрав новые тестовые стенды, изобретатели симулировали в лаборатории поведение людей, животных, птиц и всевозможные естественные помехи, меняли температуру окружения, изучали влияние скорости и направленности движения, а затем анализированные собранные сенсорами данные. Результаты были многообещающими! У нас появился прототип оптической системы, которая позволяла реализовать иммунитет к животным.

Ajax motionprotect curtain

Ранний прототип Ajax MotionProtect Curtain

Но вот приобрести для нее компоненты было невозможно. Если оптические системы датчиков-штор на базе PIR и микроволнового сенсоров были доступны в свободной продаже, то спаренных линз Френеля, проецирующих инфракрасное излучение сразу на два PIR-сенсора, не было в свободной продаже. Чтобы реализовать задуманный нами датчик-штору, нужно было создать новый оптический элемент, а затем еще и наладить его фабричное производство.

Нетривиальную задачу решили силами R&D подразделения Ajax Systems — привлечение подрядчика обернулось бы заморозкой проекта на несколько месяцев. Так как было важно сделать устройство компактным, выбрали фокусирующее зеркало. Рассчитали количество, площадь и направленность 10-ти граней, размещенных на двух панелях — по одной на каждый PIR-сенсор. Прошли путь от проектирования оптики в специализированном софте и отполированных до блеска металлических эталонов до выпускаемых серийно деталей со специальным зеркальным напылением. Затем построили на базе новой оптики тестовые стенды и проверили систему в деле: на людях, животных, характерных для улицы и помещений помехах.

Ajax motionprotect curtain mirror system

Многогранное зеркало датчика-шторы MotionProtect Curtain

Спустя 4 месяца после начала разработки нового датчика, у нас было подходящая оптическая система. Она обеспечивая горизонтальный угол обзора в 6° и позволяла детектировать движение на расстоянии в 11 метрах. И главное, собирала достаточно данных, чтобы отличить человека от домашнего животного или птицы и свести к минимуму вероятность ложной сработки по естественным причинам.

 

От тест-стенда — к датчику

Следующее поколение прототипов уже можно было назвать датчиками Ajax. Еще без корпуса, но уже с оптической системой, процессором, памятью и модулем радиосвязи, прошивкой и способностью работать в составе системы безопасности. Этот этап разработки предполагал сразу несколько параллельных процессов. Инженеры подбирали оптимальную конфигурацию внутренних компонентов, дорабатывали платы, продумывали процесс производства и сборки. Разрабатывался корпус — внутренний дизайн и экстерьер.

Ajax motionprotect curtain

Компоненты MotionProtect Curtain размещены на двух платах, соединенных гибким шлейфом

Ajax motionprotect curtain

В MotionProtect Curtain используется четырехслойная плата с интегрированной антенной Jeweller

На 10 месяце разработки у нас были максимально приближенные к финальному продукту по аппаратному обеспечению рабочие датчики в напечатанных на 3D-принтере корпусах. Они позволили убедиться, что конструкция пригодна к производству крупными партиями, и с ними уже можно было приступать к разработке нового алгоритма анализа сигналов.

Ajax motionprotect curtain

Прототип MotionProtect Curtain и уже рабочий датчик в напечатанном на 3D-принтере корпусе

Алгоритм ZOE

Основой для новой программной разработки стали используемые в датчиках движения Ajax для помещений и улицы алгоритмы SmartDetect и LISA, а также понимание, как оптическая система MotionProtect Curtain «видит» людей, животных, птиц и естественные помехи. Мы собрали 30 идентичных датчиков и установили на них прошивку с черновым вариантом алгоритма ZOE — чтобы устройства самостоятельно принимали решения, какой сигнал считать тревожным и передавать хабу, а какой игнорировать как помеху. И предусмотрели специальные «черные ящики», сохраняющие в памяти датчиков все исходные данные при сработках.

Тестовые датчики стали испытывать на реальных объектах Украины, Италии, Испании, Греции, Кипра: городских и загородных участках, в квартирах, домах и офисах с самыми неблагоприятными для датчиков-штор условиями. Когда солнце слепит линзу, корпус залит дождем, в зоне обзора есть деревья, кусты и высокая трава, животные разных габаритов то и дело провоцируют сработки. Так как дело было летом, на несколько дней команда R&D обосновалась в гигантской промышленной холодильной камере с температурой -20° — чтобы проверить работу устройства в экстремальных условиях.

ajax motionprotect curtain

MotionProtect Curtain в черном корпусе — используется только в помещениях

На протяжении месяца мы оттачивали ZOE: получали ложные тревоги, сравнивали данные «черных ящиков» с обстоятельствами обнаружения, вносили корректировки в код, обновляли софт тестовых устройств. Каждая новая версия алгоритма снижала количество ложных сработок, пока мы не добились абсолютной точности детекции человека и эффективной фильтрации помех.

Как работает ZOE

У системы обнаружения движения датчика-шторы MotionProtect Curtain есть два режима: с активным иммунитетом к животных и без иммунитета.

Когда включен иммунитет к животным, PIR-сенсоры являются независимыми источниками данных. Оказавшись в зоне обнаружения, человек пересекает два веера лучей, провоцируя сигналы двух сенсоров с характерной симметричностью и охватом. Алгоритм ZOE мгновенно проводит анализ, сопоставляя параметры сигналов, и выносит вердикт: вторжение. Животные, блики, колышущиеся на ветру листья, потоки воздуха вызывают сигналы другого характера, и MotionProtect Curtain игнорирует их как ложные тревоги. В этом режиме датчик-штора может работать на улице.

 

Когда иммунитет к животным отключен, два PIR-сенсора работают как единая система обнаружения — MotionProtect Curtain максимально чувствителен и имеет предельную дальность детекции. Для сработки человеку достаточно пересечь любой из лучей. Так как в этом режиме алгоритм ZOE не сравнивает характеры сигналов, эффективность защиты от ложных срабатываний ниже. Мы рекомендуем использовать MotionProtect Curtain с отключенным иммунитетом к животным только в помещениях без вероятных источников ложных тревог.

Спустя 14 месяцев с начала разработки в модельном ряду Ajax появился второй уличный датчик движения — MotionProtect Curtain. Со сверхточным детектированием человека, эффективным иммунитетом к животным и защитой от ложных срабатываний. Работающий в помещениях и на улице. С надежной, защищенной радиосвязью Jeweller и выдающейся автономностью. Настраиваемый удаленно через приложение. Готовый обеспечить безопасность квартиры, частного дома, коммерческой недвижимости или производства.

ajax motionprotect curtain

Характеристики

Чувствительный элемент Два PIR-сенсора
Угол обзора По горизонтали — 6°
По вертикали — 90°
Дальность выявления движения До 11/10/9 м (при включенном иммунитете к животным — до 6/5/3 м), в зависимости от настроек чувствительности
Чувствительность Настраиваемая, 3 уровня
Иммунитет к животным Вес — до 15 кг, рост — до 40 см
Антисаботаж Защита от подлога
Оповещение о глушении
Тампер на открытие и отрыв
Дальность связи До 1700 м на открытом пространстве
Срок работы от батареи До 3 лет
Диапазон рабочих температур От -25°С до +60°С
Допустимая влажность До 95%
Класс защиты IP54
Размеры 134 х 44 х 34 мм
Вес 118 г
Совместимость Работает только с Hub и Hub Plus

Больше информации об устройстве в Руководстве пользователя.

–––––––––––

Чтобы приобрести уличный датчик-штору MotionProtect Curtain, обратитесь к партнеру Ajax Systems в вашем регионе:

Купить

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: