開關(guān),報警電子小制作入門

開關(guān)式報警器是通過各種類型開關(guān)的閉合和斷開來控制電路產(chǎn)生通、斷，從而觸發(fā)報警。常見的開關(guān)有磁控開關(guān)、微動開關(guān)、壓力墊，或用金屬絲、金屬條、金屬箔等來代用的多種類型開關(guān)。

磁控開關(guān)又稱磁控管或磁簧開關(guān)，由永久磁鐵及干簧管組成。磁控開關(guān)應(yīng)該避免直接安裝在金屬物體上，必須使用時應(yīng)使用鋼門專用型磁控開關(guān)或改用微動開關(guān)或其它類型開關(guān)器件。

在一些重要的區(qū)域，如機場、軍事基地、武器彈藥庫、監(jiān)獄等處，為了防止非法的入侵和各種破壞活動，傳統(tǒng)的防范措施是在這些區(qū)域的外圍周界處設(shè)置一些屏障，如圍墻、柵欄、鋼絲籬笆網(wǎng)等，并安排人員巡邏。但是人力防范往往受到時間、地獄、人員素質(zhì)和精力等因素的影響，難免出現(xiàn)漏洞和失誤。因此需要應(yīng)用一些先進(jìn)的周界探測報警系統(tǒng)形成一道人眼看不到的“電子圍墻”。前面介紹的主動紅外探測器和微波墻式探測器是最為常見的周界報警探測器，其中微波墻式探測器需要防范的周界具有較好的平直度，曲折過多或者地面高低起伏不平地點就不宜采用微波墻式探測器；而主動紅外探測器在室外使用時受環(huán)境氣候影響較大，如霧、雪、雨、風(fēng)沙等，能見度的下降必然引起作用距離的縮短。除了上述兩種以外，還有多種周界報警探測裝置。

周界報警探測器可以固定安裝在現(xiàn)有的圍墻或柵欄上，有人翻越或破壞時即可報警。傳感器也可以埋設(shè)在周界地段的地層下，當(dāng)入侵者接近或越過周界時產(chǎn)生報警信號，使值守及早發(fā)現(xiàn)，及時采取制止入侵的措施。周界報警探測器類似于電纜結(jié)構(gòu)，其中心是銅導(dǎo)線，外面包圍著絕緣材料，絕緣材料外面用兩條金屬（如銅皮）屏蔽層以螺旋方式交叉纏繞并留有方形或圓孔隙，以便漏出絕緣材料層。

把平行安裝的兩根泄漏電纜分別接到高頻發(fā)射器和接收器就組成了泄漏電纜周界報警器。

如圖所示，發(fā)射機通過T向外發(fā)送探測信號，而這高頻探測信號通過漏孔向外傳布，在兩根電纜之間形成一穩(wěn)定交變電場。一部分能量傳入R接收電纜，經(jīng)發(fā)大處理后，存入接收機存儲器。一旦有人或物入侵探測區(qū)，對電場產(chǎn)生干擾，凡接收到的電場與原存儲信號比較，發(fā)生差異，發(fā)出報警信號。

該周界報警探測器是由多條（2～10條）平行導(dǎo)線構(gòu)成的。與震蕩頻率為1～40KHZ的信號發(fā)生器聯(lián)接的導(dǎo)線稱之為場線，工作時場線向周圍空間輻射電磁能量。與報警信號處理器聯(lián)接的導(dǎo)線稱之為感應(yīng)線，場輻射的電磁場在感應(yīng)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)入侵者靠近或穿越平行導(dǎo)線時，就會改變周圍電磁場的分布狀態(tài)，從而使感應(yīng)電流發(fā)生變化，報警信號處理器檢測出此電流變化量作為報警信號。

泄露電纜是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的同軸電纜，與普通的同軸電纜不同的是，泄露電纜在其外導(dǎo)體上沿長度方向周期性地開有一定形狀的槽孔，所以又稱為開槽電纜。電纜內(nèi)部傳輸?shù)囊徊糠指哳l電磁能可以由這些槽孔以電磁波的形式向外部輻射，同時又可以通過槽孔接收外部的電磁波，加上同軸電纜原有的傳輸性能，可以說，泄露同軸電纜兼有傳輸線和收、發(fā)天線的功能。

利用泄露電纜作為傳感器組成的周界探測報警系統(tǒng)由兩根平行埋在周界地下的泄露電纜和發(fā)射機、接收機組成。一根泄露電纜與發(fā)射機相連，向外發(fā)射能量。另一根泄露電纜與接收機相連，用來接收能量。發(fā)射機發(fā)射的高頻電磁能經(jīng)發(fā)射電纜向外發(fā)射，一部分能量耦合到接收電纜，收發(fā)電纜之間的空間形成一個橢圓形的電磁場的探測區(qū)。兩根電纜之間的電磁能的電磁耦合對擾動非常敏感。當(dāng)有人進(jìn)入此探測區(qū)時，會干擾這個耦合場，使接收電纜收到的電磁能量發(fā)生變化。通過信號處理電路提取這個變化量、變化率和持續(xù)時間等，就可通過電子電路觸發(fā)報警。在國外生產(chǎn)的這類報警器中，是將電纜收到的信號數(shù)字化，在無探測目標(biāo)時，可得到一個方形曲線存儲在存儲器中，當(dāng)有人侵入時，又增加多個部分由入侵者反射到接收電纜的反射波，從而產(chǎn)生干擾的曲線。通過與原存儲曲線比較后即可探測到入侵者的闖入行為。另外可以對接收泄露電纜接收到的返回脈沖信號進(jìn)行檢測，通過對發(fā)射與接收脈沖信號的持續(xù)時間、周期和振幅進(jìn)行嚴(yán)格的對比，就可以探測到電磁場內(nèi)的細(xì)微變化，甚至能準(zhǔn)確指出入侵者的位置。如可以在顯示器上顯示周界的輪廓圖，并利用其上的閃動光標(biāo)來指示入侵者的入侵位置。

泄露電纜是一種隱蔽式的周界探測傳感系統(tǒng)，一般埋在地下或裝入墻內(nèi)，因此不會影響現(xiàn)場的外觀而且又屬于無形探測場，入侵者是無法察覺探測系統(tǒng)的存在，所以就無法避開或破壞系統(tǒng)。電纜可環(huán)繞任意形狀的境界區(qū)域，不受地形和地面平坦度等因素的影響，其探測靈敏度也不受環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)雨煙塵等惡劣氣候條件的影響，是十分理想的周界探測設(shè)備。

駐極體震動電纜是一種經(jīng)過特殊充電處理后帶有永久預(yù)置電荷的介電材料，利用駐極體材料可以制作駐極體話筒。駐極體電纜又稱為張力敏感電纜或麥克風(fēng)式電纜，其基本結(jié)構(gòu)和普通的同軸很相似，只不過是一種經(jīng)過特殊加工同軸電纜。在制作時對填充在其內(nèi)、外導(dǎo)體之間的電介質(zhì)進(jìn)行靜電偏壓，使之帶有永久性的預(yù)置靜電荷。當(dāng)駐極體電纜受到機械震動或因受壓而變形時，在電纜的內(nèi)外導(dǎo)體就會產(chǎn)生一個變化的電壓信號，此電壓信號的大小和頻率與受到的機械震動力成正比。與外電路相連就可以檢測出這一變化的信號電壓，并檢測到較寬頻域范圍內(nèi)的信號。由于駐極體電纜傳感器的工作原理與駐極體麥克風(fēng)相類似，故又稱為麥克風(fēng)電纜。

使用時通常將駐極體電纜用塑料帶固定在柵欄或鋼絲上，其一端與報警控制電路相連，另一端與負(fù)載電阻相連。當(dāng)有人翻越柵欄、鐵絲網(wǎng)或切割柵欄、鐵絲網(wǎng)時，電纜因受到震動而產(chǎn)生模擬電壓信號即可觸發(fā)報警。此外，由于駐極體電纜實際上就是一種精心設(shè)計的特制麥克風(fēng)，因此利用它把入侵者破壞或翻越柵網(wǎng)、出動震動電纜時的聲響以及鄰近的聲音傳送到中心控制室進(jìn)行監(jiān)聽，用來判斷是否有入侵。

在電磁感應(yīng)式電纜的聚乙烯護(hù)套內(nèi)，其上、下兩部分空間有兩塊近于半弧形充有永久磁性的韌性磁性材料。它們被中間兩根固定絕緣導(dǎo)線支撐著分離開來。兩邊的空隙正好是兩個磁性材料建立起來的永久磁場，空隙中的活動導(dǎo)線是裸體導(dǎo)體，當(dāng)此電纜受到外力的作用而產(chǎn)生震動時，導(dǎo)線就會在空隙中切割磁力線，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電信號。此信號由處理器（又稱接口盒）進(jìn)行選頻、放大后將300—3000Hz的音頻信號通過傳輸電纜送到控制器。當(dāng)此信號超過一定的閾值時，便立刻觸發(fā)報警電路報警，并通過音頻系統(tǒng)監(jiān)聽電纜受到震動時的聲響。

控制器可以制成多個區(qū)域，多區(qū)域分段控制可以使目標(biāo)范圍縮小，報警時便于查找。例如一個四方形的院子一般不用一根電纜把它圍起來，因為有人爬墻時不好判斷哪個部位?？刹捎枚喽蝹鞲须娎|來敷設(shè)，分多個控制區(qū)域來控制。

電磁感應(yīng)式震動電纜安裝簡便，可安裝在原有的防護(hù)柵欄、圍墻、房頂?shù)忍?，無需挖地槽。因電纜易彎曲，布線方便靈活，特別適合在復(fù)雜的周界布防。震動電纜傳感器是無源的長線分布式，很適合在易燃易爆等不宜接入電源的地點安裝。震動電纜傳感器對氣候、氣溫環(huán)境的適應(yīng)性能強，可在室外各種惡劣的自然環(huán)境、氣溫環(huán)境和高低溫的環(huán)境下正常地進(jìn)行全天候防范。

隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，傳輸損耗不斷降低，傳輸距離不斷加大，價格下降，加上在技術(shù)性能上又有獨到的優(yōu)點，光纖報警器在安防系統(tǒng)中越來越多地得到應(yīng)用。光纖傳感器基本由紅外光發(fā)射器、光導(dǎo)纖維、紅外光接收器組成。紅外發(fā)射器內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)射脈沖調(diào)制的紅外光，此紅外光沿光纖向前傳播，最后到達(dá)光接收器，并把經(jīng)光電檢測后的信號送往報警控制器，從而構(gòu)成一個閉合的光環(huán)系統(tǒng)。

根據(jù)防范的不同場合和要求，光纖可以構(gòu)成各種形狀，環(huán)置于需要防范的周界，當(dāng)入侵者侵入時會破壞光纖使其斷裂，這時就會因光信號中斷而觸發(fā)報警。由于光纖極細(xì)，可以很方便地進(jìn)行隱蔽安裝，如安裝在周圍防御的鋼絲網(wǎng)上，當(dāng)發(fā)生因攀登、翻越、切斷鋼絲引起的光纖斷裂時，通過報警控制器發(fā)出報警。也可以將透明的光纖埋在用紙、塑料或防止纖維等物制成的壁紙中或放到墻皮里或門板里，當(dāng)入侵者鑿墻、打洞或撕裂壁紙時產(chǎn)生報警。

當(dāng)一個人行走時，每一步都會從地面接觸發(fā)出小的但是可以探測到的地震波向各個方向擴散，用來探測入侵者地震波的探測器稱為地音探測器或地震式周界報警探測器。埋在地下的鑒別和探測傳感器分別將探測到的地震波信號傳送到處理器，處理器可以鑒別防護(hù)區(qū)外的車輛、聲震、地震及人走路等地震干擾，只有真正發(fā)生入侵時，處理器才會啟動報警裝置。

EAS（Electronic Article Surveillance）又稱電子商品防竊（盜）系統(tǒng)，是目前大型零售行業(yè)廣泛采用的商品安全措施之一。EAS于1960年代中期在美國問世，最初應(yīng)用于服裝行業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)擴展全世界80多個國家和地區(qū)，應(yīng)用領(lǐng)域也擴展到百貨、超市、圖書各種行業(yè)，尤其在大型超市（倉儲）的應(yīng)用得到充分的開發(fā)。

EAS系統(tǒng)主要由三部分組成：檢測器（Sensor）、解碼器（Deactivator）和電子標(biāo)簽（Electronic Label and Tag）。電子標(biāo)簽分為軟標(biāo)簽和硬標(biāo)簽，軟標(biāo)簽成本較低，直接粘附在較“硬”商品上，軟標(biāo)簽不可重復(fù)使用；硬標(biāo)簽一次性成本較軟標(biāo)簽高，但可以重復(fù)使用。硬標(biāo)簽須配備專門的取釘器，多用于服裝類柔軟的、易穿透的物品。解碼器多為非接觸式設(shè)備，有一定的解碼高度，當(dāng)收銀員收銀或裝袋時，電子標(biāo)簽無須接觸消磁區(qū)域即可解碼。也有將解碼器和激光條碼掃描儀合成到一起的設(shè)備，做到商品收款和解碼一次性完成，方便收銀員的工作，此種方式則須和激光條碼供應(yīng)商相配合，排除二者間的相互干擾，提高解碼靈敏度。未經(jīng)解碼的商品帶離商場，在經(jīng)過檢測器裝置（多為門狀）時，會觸發(fā)報警，從而提醒收銀人員、顧客和商場保安人員及時處理。

就EAS系統(tǒng)檢測信號載體而言，已經(jīng)有六、七種不同原理的系統(tǒng)。由于檢測信號載體的特性不同，因而各種原理的放到系統(tǒng)的性能也有很大差別。到目前為止，已出現(xiàn)的六種原理的EAS系統(tǒng)依次為電磁波系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、無線電/射頻系統(tǒng)、分頻系統(tǒng)、自報警智慧型系統(tǒng)以及聲磁系統(tǒng)。電磁波、微波、無線電/射頻系統(tǒng)問世較早，但受其原理的限制，性能上沒有每大提高。如微波系統(tǒng)盡管保護(hù)出口寬，能方便靈活地安裝（如隱蔽于地毯下或吊置于天花板上），但易受液體如人體屏蔽的不足，已經(jīng)逐漸退出EAS市場。分頻系統(tǒng)只有硬標(biāo)簽，主要用于服裝服飾的保護(hù)，不能用于超市；自報警智慧型系統(tǒng)主要用于貴重物品如高檔時裝、皮革、裘皮大衣等等；聲磁系統(tǒng)是電子防盜技術(shù)的一個重大突破，令EAS誤報現(xiàn)象得到很好改善，自1989年推出以來，已經(jīng)成為全球許多零售商喜愛的電子防盜系統(tǒng)。

EAS系統(tǒng)性能評估指標(biāo)有系統(tǒng)檢測率、系統(tǒng)誤報、抗環(huán)境干擾能力、受金屬物屏蔽的程度、保護(hù)寬度、保護(hù)商品的種類、防盜標(biāo)簽的性能/尺寸、消磁設(shè)備等。

檢測率：檢測率是指單位數(shù)量的有效標(biāo)簽以不同方向經(jīng)過檢測區(qū)域的不同位置時的報警次數(shù)。由于某些系統(tǒng)的標(biāo)簽存在方向性，所以檢測率的概念應(yīng)以綜合各個方向的檢測率平均值為基準(zhǔn)。就目前市場上最常用的三種原理來說，聲磁系統(tǒng)的檢測率最高，一般超過95%；無線電/射頻系統(tǒng)的檢測率在60-80%之間；電磁波的檢測率一般在50-70%之間。檢測率低的系統(tǒng)在商品被帶出時發(fā)生的漏報率可能性要大，因此檢測率的高低是評估防盜系統(tǒng)好壞的主要性能指標(biāo)之一。

系統(tǒng)誤報：系統(tǒng)誤報是指非防盜標(biāo)簽觸發(fā)系統(tǒng)的報警。如果有非標(biāo)簽物品觸發(fā)報警將會給工作人員的判斷處理帶來困難，甚至引起顧客與商場之間的沖突。由于受到原理的限制，目前常見的EAS系統(tǒng)都無法完全排除誤報，但性能上會有差別，選擇系統(tǒng)的關(guān)鍵是看誤報率。

抗環(huán)境干擾能力：當(dāng)設(shè)備受到干擾時（主要是電源與周圍噪聲的干擾），系統(tǒng)會在無人經(jīng)過或無任何觸發(fā)報警物品經(jīng)過時發(fā)出報警信號，這種現(xiàn)象稱為虛報或自鳴。

無線電/射頻系統(tǒng)因為易受環(huán)境干擾，常常會出現(xiàn)自鳴現(xiàn)象，所以有些系統(tǒng)安裝了紅外線裝置，相當(dāng)于加裝了一個電動開關(guān)，只有當(dāng)人員經(jīng)過系統(tǒng)，阻擋了紅外線，系統(tǒng)才開始工作，沒有人經(jīng)過時，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)。這樣雖然解決了無人經(jīng)過時的自鳴，但仍然不能解決有人經(jīng)過時的自鳴情況。

電磁波系統(tǒng)也易受到環(huán)境的干擾，特別是磁性介質(zhì)以及電源的干擾，影響系統(tǒng)的性能。聲磁系統(tǒng)由于采用了獨特的共振遠(yuǎn)離，并配合智能技術(shù)，系統(tǒng)由微機控制、軟件驅(qū)動，對周圍環(huán)境噪聲自動檢測，因而能夠很好適應(yīng)環(huán)境，有較好的抗環(huán)境干擾能力。

受金屬物屏蔽的程度：商場、超市中的很多商品帶有金屬物品，如金屬錫箔紙包裝的食品、香煙、化妝品、藥品等；還有本身自帶金屬的商品，如電池、CD/VCD盤片、美發(fā)用品、五金工具等；另外商場提供的購物車、購物籃等。含金屬的物品對EAS系統(tǒng)的影響主要是對感應(yīng)標(biāo)簽的屏蔽作用，使系統(tǒng)的檢測裝置檢測不到有效的標(biāo)簽存在或檢測靈敏度大大下降，導(dǎo)致系統(tǒng)不發(fā)出報警。

受金屬屏蔽影響最嚴(yán)重的是無線電/射頻RF系統(tǒng)，這可能是無線電/射頻在實際使用當(dāng)中表現(xiàn)的主要局限之一。電磁波系統(tǒng)也會受到金屬物品的影響，當(dāng)大塊金屬進(jìn)入電磁波系統(tǒng)的檢測區(qū)域時，系統(tǒng)會出現(xiàn)“停機”現(xiàn)象，當(dāng)金屬購物車、購物籃經(jīng)過時，里面的商品即使有有效標(biāo)簽，也會因為屏蔽而不產(chǎn)生報警。聲磁系統(tǒng)除了對純鐵制品如鐵鍋等，會受到影響外，其它的金屬物品/錫箔紙、金屬購物車/購物籃等超市常見物品均能正常工作。

保護(hù)寬度：商場需要考慮防盜系統(tǒng)的保護(hù)寬度，以免支座之間寬度過柴，影響顧客進(jìn)出。況且商場都希望出入口寬敞一些。

保護(hù)商品的種類：超市內(nèi)的商品一般可以分為兩類。一類是“軟”商品，如服裝、鞋帽、針織品，這類一般采用硬標(biāo)簽保護(hù)，可以重復(fù)使用；另一類是“硬”商品，如化妝品、食品、洗發(fā)液等，采用軟標(biāo)簽保護(hù)，在收銀臺進(jìn)行消磁，一般一次性使用。對硬標(biāo)簽來說，各種原理的防盜系統(tǒng)保護(hù)商品的種類差不多。但對軟標(biāo)簽來說，由于受到金屬物的影響不一，差別很大。

防盜標(biāo)簽的性能：防盜標(biāo)簽是整個電子防盜系統(tǒng)中的一個重要組成部分，防盜標(biāo)簽性能的好壞，影響著整個防盜系統(tǒng)的性能。有些標(biāo)簽容易受到潮濕氣的影響；有些不能彎曲；有些標(biāo)簽?zāi)軌蚝苋菀椎仉[蔽在商品的包裝盒內(nèi)；有些會蓋住商品上的有用的說明文字等等。

消磁設(shè)備：消磁設(shè)備的可靠性與易操作性也是選擇防盜系統(tǒng)的重要因素。目前較先進(jìn)的消磁設(shè)備都是非接觸性式，它產(chǎn)生一定高度的消磁區(qū)域，當(dāng)有效標(biāo)簽經(jīng)過時瞬時完成標(biāo)簽的消磁，無需接觸消磁器，這樣方便了收銀員操作也加快了收銀速度。EAS系統(tǒng)常常與其它防盜系統(tǒng)聯(lián)合使用，常見的有閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）和收銀機監(jiān)視系統(tǒng)（POS/EM）。收銀機監(jiān)視系統(tǒng)是針對收銀人員每天接觸大量現(xiàn)金，容易發(fā)生盜竊欲念而設(shè)計的。它采用收銀操作界面與閉路電視監(jiān)控畫面相疊加的技術(shù)，以確保商場管理人員得知收銀時的實際情況。未來的EAS發(fā)展方向主要集中在兩個方面：一是防盜源標(biāo)簽計劃（Source Tagging），另一個是無線識別技術(shù)（Smart ID）。由于Smart ID受其技術(shù)成熟度以及價格因素的影響，將不會很快地直接被用戶使用。

源標(biāo)簽計劃實際上是商家為了降低成本、提高管理、增加效益的一個必然結(jié)果。EAS系統(tǒng)的使用最麻煩的是在各種商品上貼電子標(biāo)簽，增加了管理難度。解決這一問題的最好辦法也是最終的解決辦法就是將貼標(biāo)簽的工作轉(zhuǎn)給商品的生產(chǎn)廠家，在商品的生產(chǎn)過程中把防盜標(biāo)簽放到商品或包裝里。源標(biāo)簽實際上是銷售商、制造商以及防盜系統(tǒng)的制造商合作的結(jié)果。源標(biāo)簽使可開架銷售的商品增加，給顧客帶來更多方便，另外標(biāo)簽的放置也更加隱蔽，減小被破壞的可能，提高防盜效率。

《電子小制作輕松入門》由現(xiàn)代出版社出版。