سیستم هشدار دهنده و سنسور

امروزه با توجه به گسترش تکنولوژی ضرورت توسعه سیستم های هشدار و سیستم های امنیتی نیز بشدت احساس میشود. کاربران بصورت گسترده ای متقاضی سیستم هایی هستند که بتواند نیازهای امنیتی متنوع آنها را برطرف کند. شرکت های ارائه دهنده سرویس های امنیتی نیز اقدام به طراحی سیستم هایی با عملکردهای مختلف برای پاسخ به تقاضای کاربران کرده اند. یکی از این موارد طراحی سنسورهای امنیتی با عملکردهای مختلف است که میتواند نیازهای گسترده امنیتی کاربران را برطرف نماید. اساساً عملکرد سیستم هشدار دهنده (alarm system) مبتنی بر سنسورها میباشد. بطور کلی سیستم های هشدار دهنده طراحی شده اند تا مزاحمت و یا ورود غیر مجاز افراد به یک محدوده مشخص یا محل را هشدار دهند. سیستم های هشدار بصورت گسترده ای در مکانهای مسکونی، صنعتی، تجاری، اداری و نظامی به منظور محافظت از دارایی ها و جان افراد سازمان مورد استفاده قرار میگیرند. ابتدایی ترین نوع سیستم های هشدار نیز حداقل دو یا چند نوع از سنسورها با عملکرد مختلف را شامل میشوند. سنسورها عموما به تجهیزاتی اطلاق میشوند که وظیفه سنجش و اندازه گیری کمیت های مختلف مانند فشار، رطوبت، صدا، دما، حرکت و … را دارند.

اجزاء تشکیل دهنده سیستم های هشدار

سنسورها در انواع متفاوتی از سیستم های امنیتی از جمله آنالوگ و دیجیتال وجود داشته و مقیاس های محیطی را به صورت مداوم اندازه گیری کرده و در صورت بروز مشکل سیگنال هشدار را به سیستم مرکزی ارسال خواهند کرد. همانطور که پیش تر بیان کردیم ابتدایی ترین نوع سیستم های هشدار نیز شامل اجزای متفاوتی از جمله سنسورها میشوند. بطور کلی این سیستم های هشدار شامل اجزاء زیر میباشند:

  1. پنل کنترل هشدار (ACP): پنل کنترل هشدار یا Alarm Control Panel به عنوان مغز سیستم هشدار مرکزی شناخته میشود. پنل کنترل هشدار به اطلاعات سنسورها دسترسی داشته، وضعیت فعال بودن یا نبودن سیستم، زون و پارتیشن ها را کنترل کرده و سیگنالهای دریافتی را بررسی و ارسال میکند. در سیستم های مدرن تر بسیاری از فرآیندهای دستی به صورت اتوماتیک درآمده و دیگر نیاز به دخالت مستقیم کاربر در پنل کنترل هشدار وجود ندارد. و این امکان برای کاربران فراهم میشود تا بتوانند پنل کنترل هشدار را بصورت موثری از راه دور مدیریت کنند.
  2. سنسورها: تجهیزاتی هستند که با قابلیت در اندازه گیری یک کمیت میتوانند برای محافظت از یک محل مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال در سیستم های هشدار مزاحم (intruder alarm system) سنسورهای حساس به حرکت یا صدا و یا باز و بسته شدن در و پنجره مورد استفاده قرار میگیرند تا ورود و خروج های غیر مجاز افراد به محل را شناسایی کنند و یا در سیستم هشدار حریق که از سنسورهای حرارتی و شیمیایی برای تشخیص آتش سوزی احتمالی در محل استفاده میشود.
  3. دستگاه هشدار دهنده (Alerting device): دستگاه هشدار دهنده نشانگر واکنش سیستم مرکزی به مخاطرات محیطی است. بطور کلی این واکنش ممکن است همراه با آژیر، چراغ های گردان، فلاشرهای قرمز رنگ، زنگ هشدار و سایر انواع هشدارهای صوتی و تصویری باشد. این واکنش ها اساساً نشان دهنده این است که یا شرایط اضطراری در محل رخ داده است و یا اینکه احتمال وقوع آن بسیار بالاست. لازم به ذکر است در برخی از موارد ممکن است سیستم های هشدار بدلیل نواقص فنی شروع به هشدار اشتباه (False alarm) کنند که موجب سردرگمی کاربر شود. ولی در سالهای اخیر با طراحی پیشرفته و بکارگیری نرم افزارهای هوشمندتر تعداد این هشدارهای اشتباه بصورت قابل توجهی کاهش یافته است.
  4. صفحه نمایش و کیبوردها : این دستگاه ها که در بسیاری از انواع سیستم های هشدار مثل سیستم هشدار کنترل دسترسی (access control systems) و سیستم های هشدار خانگی مشاهده میشوند به عنوان یک رابط کاربری بین افراد و سیستم هشدار مرکزی عمل میکنند. همچنین در برخی موارد این امکان برای کاربر وجود دارد تا از طریق کیبورد و صفحه نمایش بتواند به سیستم کنترل مرکزی دسترسی پیدا کند.
  5. اتصالات : این فرآیند شامل تمامی مراحل نصب، کابل کشی ها و اتصالات وای فای و … میشود که برای عملکرد صحیح سیستم هشدار ضروری هستند.

لازم به ذکر است در برخی از موارد سیستم های هشدار مرکزی شامل مرکز مانیتورینگ نیز میشوند که وظیفه بررسی موقعیت در زمان فعال شدن سیستم هشدار را برعهده دارند.

انواع سنسور در سیستم هشدار

برای اینکه بتوان بصورت دقیق تر عملکرد سیستم های هشدار را ارزیابی کنیم نیاز است که با اجزاء اصلی خصوصا سنسورها و عملکرد آنها بیشتر آشنا شویم. سنسورها در انواع مختلف و با عملکرد های مختلف در سیستم های هشدار مورد استفاده قرار میگیرند. اما با توجه به نوع سیستم تعداد متفاوتی خواهند داشت. در این بخش قصد داریم 7 نوع سنسور حرکتی را بررسی کنیم.

  1. سنسورهای مادون قرمز منفعل (Passive Infrared Sensors): این نوع از سنسورهای مادون قرمز به این دلیل منفعل هستند چون هیچگونه سیگنالی ارسال نمیکنند بلکه تنها سیسگنالهای محیطی را دریافت میکنند. ممکن است برای بسیاری از کاربران این سوال بوجود بیاید که سیگنالهای مادون قرمز در سیستم هشدار چه کاربردی دارند. برای پاسخ به این سوال باید گفت که بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان از خود تشعشعات مادون قرمز در محیط اطراف منتشر میکنند. تشعشعات مادون قرمز نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند که طول موج آنها بین 700 نانومتر تا 1 میلیمتر است. این طول موج در طیف بینایی انسان قرار نداشته و برای دیدن این امواج نیاز به استفاده از تجهیزاتی مانند دوربین های دید در شب یا سنسورهای الکترومغناطیس است. زمانی که یک فرد ناشناس به سنسورهای مادون قرمز نزدیک میشود حسگرهای پیروالکتریسیته (Pyroelectricity) درون سنسورها فعال شده و پیام الکتریکی به سنسور ارسال میشود. و این پیام در نهایت از سنسور به سیستم هشدار مرکزی منتقل میشود. یک گزینه بسیار مناسب برای موقعیت هایی است که بتوان هر نوع ورود یا خروج به محل مورد نظر را بصورت دقیقی نظارت کرد.
  2. حسگر حرکتی توموگرافیک (Tomographic Motion Detector): این نوع از سنسورها به عنوان نسل جدیدی از سنسورهای حرکتی محسوب میشوند. این سنسورها از طریق به وجود آوردن یک شبکه ای از امواج رادیویی در اطراف خود هرگونه بی نظمی بوجود آمده در این شبکه را تشخیص میدهند. این سنسورها در اطراف محل مورد نظر نصب شده و از طریق امواج رادیویی با هم ارتباط برقرار کرده و یک شبکه منظم و پیوسته از امواج رادیویی را شکل میدهند. زمانی که هر نوع شئی یا شخصی وارد این شبکه منظم رادیویی شود موجب بینظمی در آن شده و سنسورها را فعال خواهد کرد. این سنسورها بعلت اندازه کوچکی که دارند براحتی قابل پنهان سازی بوده و میتوانند محیطی به ابعاد ft5000 مربع را پوشش دهند. این امواج رادیویی این قابلیت را دارند که حتی از دیوارها و ساختمانها عبور کنند. امواج رادیویی آنها در محدوده Ghz 4 مشابه امواج وایرلس و مودم ها میباشد.
  3. حسگرهای ماکروویو (Microwave Detectors): نوع دیگری از سنسورها حرکتی که در محیط های مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد حسگرهای ماکروویو هستند. بطور کلی این سنسورها برای تشخیص حرکت در محیط اطراف تشعشعات و امواج مخصوصی ساطع میکنند که برخلاف اعتقاد بسیاری از افراد این امواج برای انسان مضر نبوده و یکی از محبوبترین سنسورها در میان کاربران هستند. این حسگرها نیز مانند سنسورهای توموگرافیک یک شبکه منظم از امواج تولید میکنند. اما بر خلاف سنسورهای توموگرافیک این امواج از نوع الکترومغناطیسی هستند. هرگونه بینظمی در این شبکه پیوسته از امواج الکترومغناطیسی موجب فعال شدن سیستم هشدار خواهد شد. امواج الکترومغناطیسی تولید شده توسط این سنسورها محدوده وسیعی در حدود ft 1500-400 مربع را پوشش میدهند. به این علت که محدوده وسیعی را پوشش میدهند ممکن است در برخی موارد موجب هشدار اشتباه در سیستم شوند. لازم به ذکر است که این امواج نمیتوانند از وسایل فلزی عبور کرده و به اصطلاح یک محدوده مرده (Dead Zone) را بوجود می آورند.
  4. حسگرهای فراصوتی (Ultrasonic Detectors): این سنسورها از مکان یابی صوتی برای تشخیص حرکت در محل استفاده میکنند. عملکرد این سنسورها بسیار شبیه به موقعیت یابی در خفاشها است. این نوع از سنسورهای حرکتی بسیار حساستر از حسگرهای ماکروویو و توموگرافیک هستند. مشکلات این نوع از سنسور ها هشدارهای اشتباه به دلیل حساسیت بالا و همچنین تولید امواج صوتی قوی است که ممکن است برای سگهای خانگی و شنوایی آنها بسیار آزار دهنده باشد. از مزایای آنها نیز میتوان به نداشتن محدوده مرده در محیط و عبور از موانع محیطی برای تشخیص حرکت افراد اشاره کرد.
  5. پرتوهای نوری فتوالکتریک (Photoelectric Beams): این نوع از سنسورها نیز نوعی از حسگر های حرکتی هستند و میتوانند حرکت های مشکوک در محیط را تشخیص داده و به سیستم هشدار، پیام ارسال کنند. عملکرد این نوع از سنسورها با سایر حسگرهای حرکتی کمی متفاوت است. این سنسورها بجای تشکیل شبکه ای از امواج منظم تنها یک دیوار دفاعی ایجاد میکنند که در صورت شکسته شدن و یا عبور از آن سیستم هشدار فعال میشود. این دیوار دفاعی از پرتوهای مادون قرمز تشکیل شده است که با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نبوده و عبور از آنها هشدار را فعال خواهد کرد. این نوع از سنسور مناسب محیط های بیرونی است اما باید اطمینان حاصل کرد که شرایط آب و هوایی تاثیری در عملکرد آن نداشته باشد.
  6. حسگرهای شکستن شیشه (Glass Break Detectors): اگر خلافکاران و افراد مزاحم سعی کنند که با شکستن شیشه ها و یا از طریق پنجره به داخل محل مورد نظر نفوذ کنند بهترین وسیله برای مقابله با آنها استفاده از این حسگرها است. زمانی که یک شیشه شکسته میشود امواج زیادی در محیط پخش میشود از جمله امواج فراصوت و مادون قرمز. این سنسورها مجهز به تجهیزاتی هستند که به این صدا ها و امواج حساس بوده و در صورت تشخیص و تطابق آن با حافظه سیستم سریعا سنسور فعال میشود. مناسب ترین محلها برای نصب این سنسور قسمت داخلی درها و پنجره های شیشه ای و بخش میانی اتاق است.
  7. سوئیچ های مغناطیسی (Magnetic Switches): سوئیچ های مغناطیسی نیز نوع دیگری از حسگرهای حرکتی هستند که بر روی درها و پنجره ها نصب میشوند. اما در این موارد وقتی درها باز یا بسته شوند سیستم هشدار فعال خواهد شد. این نوع از سنسورها دو قسمتی هستند یک قسمت آن به خود در یا پنجره متصل شده و قسمت دیگر آن به چهارچوب در و یا پنجره متصل میشود. زمانی که در باز میشود این دو قسمت از هم فاصله گرفته و سیستم هشدار فعال خواهد شد.

برای اینکه بتوان حداکثر میزان امنیت در یک محیط مشخص را بوجود آورد میتوان از ترکیب دو یا چند سنسور برای یک منظور استفاده نمود.