室內(nèi)安全系統(tǒng)演進(jìn)和新時代解決方案

近年來，消費電子產(chǎn)品的用戶體驗、新的政府立法以及對提高系統(tǒng)效率的推動共同推動了建筑內(nèi)安全或入侵檢測系統(tǒng)解決方案市場需求和功能設(shè)計目標(biāo)的重大進(jìn)步。傳統(tǒng)的傳感器類型、連接性、控制接口和電源都受到了不同程度的影響，推動了這些無處不在的應(yīng)用的外觀、感覺和操作的重大轉(zhuǎn)變。從歷史上看，入侵檢測系統(tǒng)主要是一組簡單的有線硬件，包括控制面板、門/窗觸點，也許還有一個（或兩個）無源運動傳感器，其軟件集成和/或操作復(fù)雜性最小。然而，在過去十年中，住宅和商業(yè)建筑的客戶需求都影響了各個組件的復(fù)雜性和實用性以及這些系統(tǒng)解決方案的完整功能。

這種演變的最初驅(qū)動力之一是世界許多地區(qū)正在頒布新的政府立法，特別是在發(fā)展中國家和人口階層之間存在巨大鴻溝的國家。最具影響力的是要求在派遣緊急服務(wù)之前必須進(jìn)行一級威脅驗證。這是由于誤報率顯著增加和市政資源（警察，消防，EMS）的錯誤部署。為了遵守這項任務(wù)，采取了兩項單獨但相互關(guān)聯(lián)的行動。首先，系統(tǒng)開發(fā)主機廠在硬件本身增加了新的傳感器技術(shù)，其次，系統(tǒng)服務(wù)提供商提高了人員遠(yuǎn)程監(jiān)控的水平。

以下是這些動作如何表現(xiàn)的示例：傳統(tǒng)的運動傳感器基于單像素或雙像素被動紅外（PIR）傳感器元件。PIR 傳感器通過識別視野內(nèi)熱信號的變化來工作。雖然對于某些用例來說完全可以接受，但PIR傳感器僅限于檢測或存在刺激（人類，寵物，車輛），但它們無法識別已檢測到的源的類型。為了區(qū)分或分類檢測到的物體，必須在系統(tǒng)中添加額外的傳感器技術(shù)。為了滿足這一需求并提高整個系統(tǒng)的整體精度、可靠性和性能，圖像捕獲功能已被添加到越來越多的安全運動傳感器節(jié)點中。PIR 傳感元件仍然存在，但在這種高級配置中，PIR 充當(dāng)喚醒圖像捕獲子系統(tǒng)的觸發(fā)器，然后抓取一兩個圖像幀，然后將它們發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控站進(jìn)行驗證。在服務(wù)提供商的運營中心收到后，全天候的人類安全員工的任務(wù)是檢查傳輸?shù)膱D像，以驗證觸發(fā)警報的刺激，這會帶來威脅或警報條件;只有在完成此驗證步驟后，才會派遣緊急服務(wù)。作為包含在各個傳感器節(jié)點內(nèi)網(wǎng)絡(luò)邊緣的圖像捕獲功能功能的擴(kuò)展，現(xiàn)在還部署了本地處理集成，以實現(xiàn)本地威脅分析和驗證。這種額外的智能層減少了決策延遲，并使數(shù)據(jù)傳輸帶寬顯著降低，因為只需要傳輸數(shù)據(jù)位（標(biāo)志、中斷和通知），而不是數(shù)據(jù)字節(jié)（多個圖像幀）。

建筑內(nèi)安全解決方案領(lǐng)域的另一個重大進(jìn)步是從有線到無線接口的大規(guī)模轉(zhuǎn)變，不僅在單個傳感器節(jié)點和控制面板之間，而且從整個系統(tǒng)部署到其相關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運營中心。幾十年來，傳感器到面板的連接都是使用低壓串行布線進(jìn)行的，最常見的是許多其他樓宇控制應(yīng)用中常見的RS-485類型。這種硬連線接口需要大量的工作和不斷增加的系統(tǒng)安裝成本。隨著超低功耗和短距離無線技術(shù)的出現(xiàn)，許多制造商已擴(kuò)展其硬件系統(tǒng)產(chǎn)品組合，以包括無線系統(tǒng)版本，從而實現(xiàn)更簡單、更容易的初始部署。這種轉(zhuǎn)變反過來又減少了實施時間和成本，并通過允許合理的改造安裝而不是像過去那樣繼續(xù)由新建筑銷售推動市場，從而開辟了更大的市場規(guī)模。此外，在后端連接領(lǐng)域，入侵檢測系統(tǒng)市場曾經(jīng)專門與遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運營中心的電話線或POTS連接保持一致，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到利用Wi-Fi/網(wǎng)關(guān)Internet鏈接以及地面移動電話網(wǎng)絡(luò)連接，擴(kuò)大了部署選項的競爭環(huán)境，同時也消除了入侵檢測系統(tǒng)對固定電話連接的硬要求。

圖2.下一代智能運動傳感器的高級內(nèi)部系統(tǒng)框圖。

建筑內(nèi)安全設(shè)備領(lǐng)域最后一個重大演變領(lǐng)域是用戶界面。就在不久前，入侵檢測系統(tǒng)控制面板由簡單的按鈕和撥號接口組成。然而，現(xiàn)在智能手機和平板電腦的使用在幾乎所有目標(biāo)消費者人群中普遍存在，住宅和商業(yè)建筑控制設(shè)備（包括入侵檢測系統(tǒng)以及恒溫器和煙霧探測器）的用戶體驗已經(jīng)躍入 21 世紀(jì)。盡管大多數(shù)原始設(shè)備制造商仍然提供入門級、簡潔的設(shè)備選項，但中端和高端產(chǎn)品現(xiàn)在包括觸摸屏、背光鍵盤、環(huán)境光傳感和語音控制功能等功能。這些功能中的大多數(shù)都清楚地解決了系統(tǒng)性能和實用程序的外觀和感覺元素。環(huán)境光傳感等功能的運行價值還可以解決產(chǎn)品生命周期內(nèi)系統(tǒng)功耗和運營費用的關(guān)鍵領(lǐng)域，或者有時稱為“總擁有成本”。雖然這些功能可以被視為對整體系統(tǒng)成本的增量驅(qū)動，但公眾需求需要增加功能以符合通過 24/7 消費電子產(chǎn)品利用率設(shè)定的期望。整車廠的回應(yīng)是將消費電子相關(guān)功能集成到其硬件材料中。今天的頂級系統(tǒng)對于僅僅20年前的消費者公眾來說基本上是無法識別的。實時、按需激活、本地威脅驗證、無線連接、高分辨率控制面板顯示、包括語音控制在內(nèi)的高級用戶界面、帶有流視頻源的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，以及提供沖擊、振動和聲學(xué)事件檢測等功能的新傳感器元件陣列，在相對較短的時間內(nèi)顯著改變了該行業(yè)的格局。

圖3.高性能、功能豐富的入侵檢測系統(tǒng)用戶界面控制面板。

前面概述的所有改進(jìn)和進(jìn)步都不能以增加系統(tǒng)功耗為代價。如本文所述，隨著傳感器和面板之間的數(shù)據(jù)和控制接口從有線轉(zhuǎn)向無線，繼續(xù)依賴交流電源和有線網(wǎng)絡(luò)共享是完全不可能實現(xiàn)的。使用堆疊電池來增加電容，同時以占空比方式運行系統(tǒng)的某些部分，這只是OEM在保持功率預(yù)算的同時提高建筑內(nèi)安全系統(tǒng)的價值和實用性的兩種方式 - 可能通過電池/直流電源提供服務(wù)，無論是獨立的還是與能量收集功能（如基于高效光伏電池收集元件的子系統(tǒng)）結(jié)合使用。

在審查本文涵蓋的建筑物內(nèi)安全或入侵檢測系統(tǒng)的多個升級和發(fā)展領(lǐng)域時，可以大力推動產(chǎn)生新技術(shù)平臺，以便在單個車輛中集成和促進(jìn)許多或所有這些創(chuàng)新進(jìn)步。

對于終端設(shè)備制造商本身以及入侵檢測系統(tǒng)設(shè)備市場的解決方案提供商來說都是如此。這些平臺可以作為制造商內(nèi)部下一代硬件項目的基礎(chǔ)和/或作為解決方案提供商的參考設(shè)計，旨在實現(xiàn)從現(xiàn)有技術(shù)到本文概述的一些進(jìn)步的平穩(wěn)過渡，同時加快采用客戶的上市時間。

本文中包含的許多創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步以及潛在的市場需求之間的明確一致性，可以通過ADI公司提供的創(chuàng)新技術(shù)來實現(xiàn)。無論是ADI的傳統(tǒng)優(yōu)勢信號調(diào)理和信號轉(zhuǎn)換功能，還是最近關(guān)注的數(shù)字處理和電源管理領(lǐng)域，ADI都擁有業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)和強大的解決方案，可滿足建筑內(nèi)安全/入侵檢測系統(tǒng)設(shè)備制造商在開發(fā)下一代平臺架構(gòu)時面臨的規(guī)?；?。

審核編輯：郭婷