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 защитой от маскирования и 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. Эффективно определять маскирование — на улице высок риск саботажа. 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.

Антисаботаж PRO уровня

Параллельно с системой детектирования движения мы работали над противодействием маскированию. Это типичная тактика саботажа уличной системы безопасности: перекрыть обзор датчикам движения (завесив или закрасив линзы) когда система неактивна, а затем незамеченными проникнуть на объект под охраной. Нашему датчику-шторе нужно было детектировать такие угрозы. Небольшие габариты корпуса и ограничения в энергопотреблении не давали установить несколько пар из ИК-излучателей и сенсоров маскирования (в MotionProtect Outdoor их три), потому снова пришлось поступать нестандартно.

Ajax motionprotect curtain

Для датчика-шторы MotionProtect Curtain была разработана еще одна уникальная оптическая система, разделяющая инфракрасное излучение одного излучателя на два потока: один детектирует появление перед датчиком объекта (завешивание), второй — закрашивание корпуса прозрачным лаком. Благодаря такой реализации непрерывное детектирование маскирования потребляет крайне мало электроэнергии, не сказываясь критично на времени автономной работы устройства.

Ajax motionprotect curtain

Тампер не позволяет незаметно демонтировать снятый с охраны датчик

Также датчик оснастили двумя тамперами: один реагирует на открытие корпуса, а второй — на попытку демонтажа устройства с крепежной панели SmartBracket.

В сочетании с частыми опросами датчика хабом, которые позволяет менее чем за минуту определить пропажу связи с устройством, эти системы обеспечивают стопроцентную защиту от саботажа.

От тест-стенда — к датчику

Следующее поколение прототипов уже можно было назвать датчиками Ajax. Еще без корпуса, но уже с оптической и антимаскинг системами, 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, стойкий к маскированию. 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 24/7 антимаскирование
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: