Введение

Электрическое устройство, использующее датчик для обнаружения близкого движения.

Детектор движения – это электрическое устройство, использующее датчик для обнаружения близкого движения. Такие устройства часто интегрируются в качестве компонента системы, которая автоматически выполняет задачу или оповещает пользователя о движении в определенной области. Они являются важным компонентом систем безопасности, автоматического управления освещением, систем «умный дом», энергоэффективности и других полезных систем.

Обзор

Активный электронный датчик движения содержит оптический, микроволновый или акустический сенсор, а также передатчик. Однако пассивный датчик содержит только сенсор и определяет сигнал от движущегося объекта посредством излучения или отражения. Изменения в оптическом, микроволновом или акустическом поле вблизи устройства интерпретируются электроникой на основе одной из нескольких технологий. Большинство недорогих датчиков движения могут обнаруживать движение на расстоянии около 10 метров. Специализированные системы более дорогие, но обладают либо повышенной чувствительностью, либо значительно большей дальностью действия. Томографические системы обнаружения движения могут охватывать гораздо большие площади, поскольку радиоволны, которые они регистрируют, имеют частоты, проникающие сквозь большинство стен и препятствий, и фиксируются в нескольких точках. Датчики движения широко используются в коммерческих приложениях. Распространенное применение – активация автоматических открывателей дверей в предприятиях и общественных зданиях. Датчики движения также широко используются вместо настоящих датчиков присутствия для включения уличного или внутреннего освещения в проходах, таких как вестибюли и лестничные клетки. В таких системах умного освещения энергия экономится за счет включения света только на время работы таймера, после чего предполагается, что человек покинул зону. Датчик движения может быть одним из сенсоров охранной сигнализации, используемой для оповещения владельца дома или службы безопасности при обнаружении движения потенциального злоумышленника. Такой датчик также может активировать камеру видеонаблюдения для записи возможного вторжения.

Пассивная инфракрасная (PIR)

Пассивные инфракрасные (PIR) датчики чувствительны к температуре кожи человека, улавливая излучение черного тела в среднем инфракрасном диапазоне длин волн, в отличие от фоновых объектов комнатной температуры. Сам датчик не излучает энергию, отсюда и название "пассивный инфракрасный". Это отличает их, например, от "электрического глаза" (который обычно не рассматривается как детектор движения), в котором пересечение человеком или транспортным средством прерывает видимый или инфракрасный луч. Эти устройства способны обнаруживать объекты, людей или животных, регистрируя их инфракрасное излучение.

Микроволновая печь

Они обнаруживают движение, используя принцип доплеровского радара, и работают аналогично радару для измерения скорости. Излучается непрерывная волна микроволнового излучения, а фазовые сдвиги в отраженных микроволнах, вызванные движением объекта по направлению к (или от) приемника, приводят к образованию гетеродиного сигнала в диапазоне низких звуковых частот.

Ультразвук

Ультразвуковой преобразователь излучает ультразвуковую волну (звук с частотой выше порога слышимости человеческого уха) и принимает отражения от находящихся поблизости объектов. Подобно доплеровскому радару, гетеродиновое детектирование принятого сигнала указывает на движение. Обнаруженный доплеровский сдвиг также находится в диапазоне низких звуковых частот (при скорости ходьбы), поскольку длина ультразвуковой волны, около сантиметра, сопоставима с длиной волн, используемых в микроволновых датчиках движения. Одним из потенциальных недостатков ультразвуковых датчиков является их чувствительность к движению в зонах, где покрытие не требуется, например, из-за отражения звуковых волн от углов. Такой расширенный радиус действия может быть полезен для управления освещением, где необходимо обнаружить любое присутствие в помещении, но для автоматического открытия двери, например, предпочтительнее датчик, реагирующий только на движение в направлении двери.

Томографический детектор движения

Эти системы обнаруживают искажения радиоволн при их прохождении от узла к узлу в mesh-сети. Они способны обнаруживать объекты на больших площадях, поскольку могут проникать сквозь стены и другие препятствия. Системы томографического обнаружения движения на основе радиочастот могут использовать специализированное оборудование, другие беспроводные устройства или их комбинацию. Другие беспроводные устройства могут функционировать как узлы mesh-сети после обновления программного обеспечения.

Программное обеспечение видеокамеры

С распространением недорогих цифровых камер, способных снимать видео, стало возможным использовать выходное изображение такой камеры для обнаружения движения в поле зрения с помощью программного обеспечения. Это решение особенно привлекательно, если требуется запись видео, запускаемая обнаружением движения, поскольку не требуется никакого оборудования, кроме камеры и компьютера. Поскольку наблюдаемая область может быть освещена естественным светом, это можно рассматривать как еще одну пассивную технологию. Однако ее также можно использовать совместно с ближним инфракрасным освещением для обнаружения движения в темноте, то есть при освещении на длине волны, невидимой для человеческого глаза.

Детэктор жестов

Фотодетекторы и инфракрасные источники света могут использоваться с цифровыми экранами для распознавания движений и жестов рук при помощи алгоритмов машинного обучения.

Двухтехнологичные детекторы движения

Многие современные детекторы движения используют комбинации различных технологий. Хотя объединение нескольких технологий обнаружения в одном детекторе может помочь снизить количество ложных срабатываний, это происходит за счет уменьшения вероятности обнаружения и повышения уязвимости. Например, многие двухтехнологичные датчики объединяют в одном устройстве как PIR-датчик, так и микроволновый датчик. Для регистрации движения оба датчика должны сработать одновременно. Это снижает вероятность ложной тревоги, поскольку изменения температуры и освещения могут вызвать срабатывание (пассивного инфракрасного) PIR-датчика, но не микроволнового, или движущиеся ветви деревьев могут вызвать срабатывание микроволнового датчика, но не PIR-датчика. Однако, если злоумышленнику удастся обмануть хотя бы один из датчиков – PIR или микроволновый – датчик не обнаружит вторжение. Часто технология PIR комбинируется с другой для повышения точности и снижения энергопотребления. PIR потребляет меньше энергии, чем микроволновое обнаружение, поэтому многие датчики калибруются таким образом, что при срабатывании PIR-датчика активируется микроволновый датчик. Если последний также обнаруживает нарушителя, то подается сигнал тревоги.