Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Слово о радиочастотных системах защиты от краж

Уж так само собой получилось около года назад, что я, понятия не имеющий на тот момент, с какой стороны подходят к системам защиты от краж, вынужден был довольно глубоко влезть в этот рынок и познакомиться, поспорить и поругаться с целым рядом компаний, работающих на нем. За прошедший год я не продал и не купил ни одной системы, однако пришлось разбираться как работают эти системы, почему они мешают друг другу и что на самом деле лучше, а на что вообще не стоит тратить время. Хотелось бы, чтобы эта статья заполнила имеющийся на текущий момент информационный вакуум. При подготовке к ее написанию мне пришлось просмотреть не одну сотню документов, однако я не обнаружил ничего, кроме общих описаний технологий построения данных систем.
О чем я здесь не написал

Хотелось бы вооружить данной информацией в первую очередь потребителей, поскольку сила заблуждений, в которую их вводят некоторые недобросовестные продавцы, невозможно описать словами. И еще, в данной статье я подробно собираюсь рассмотреть только одну технологию – радиочастотную. Что бы там ни говорили сторонники акусто-магнитных систем, но при всех их достоинствах они, на мой взгляд, тупиковая ветвь. Сильно уступают по объему продаж радиочастотным, обладают очень мощным излучением, славятся дороговизной меток и самих антенн и самое главное, ну никак не вписываются в алгоритм работы с метками RFID, за которыми будущее. А электромагнитные системы весьма специфические и очень редко применяются на практике.
Три кита, платформа, дерево и вишенка

Итак, приступим к описанию радиочастотной системы. Что это такое с точки зрения физики? Еще в школе нас учили, что при движении проводника в магнитном поле в нем возникает направленное движение электронов (электрический ток). Однако, ежели поле будет двигаться вокруг проводника, произойдет то же самое. И на самом деле неважно, двигается оно или изменяется, ток все равно возникнет, иначе не возникло бы электричества в розетке, которое помогло мне все это написать. Это явление называется индукцией и это первый кит радиочастотной системы.

Второй кит заключается в том, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле и если ток постоянный, то и поле ему отвечает взаимностью, а если ток переменный поле такое же. Око за око.

Силовые линии магнитного поля замкнуты в пространстве и это третий кит. Эти линии окружают проводник с током, а их силовое направление определяется правилом буравчика. Если несколько проводников с током расположены рядом и в них одинаковое направление тока, то их магнитные поля складываются или, как выражаются на своем птичьем языке яйцеголовые физики - сцепляются. Именно этот эффект имеет место быть в катушке с током и антенна передатчика радиочастотной системы, как несложно догадаться – катушка.

Основная характеристика катушки с током это индуктивность то есть способность катушки удерживать определенное количество магнитной энергии. Если катушку поместить в переменное магнитное поле то ток, который в ней возникнет, прямо пропорционален ее индуктивности. Катушка с током всячески сопротивляется изменению своего магнитного поля, а значит, сопротивляется переменному току в катушке, стремящемуся изменить ее магнитное поле, и чем выше частота, тем больше сопротивление. Индуктивность это некая платформа, лежащая на трех китах, и нам осталось рассмотреть только дерево, растущее на этой платформе и вишенку, растущую на этом дереве.

Если две катушки поместить рядом и через одну из них начать пропускать переменный ток, то возникнет переменное магнитное поле, которое послужит источником тока во второй катушке. Приемная антенна радиочастотной системы тоже катушка. Силовые линии магнитного поля от катушки передатчика проходят так же через катушку приемника. Причем чем дальше стоят антенны, тем меньше силовых линий проходит через катушку приемника. Часть их замыкается в пространстве, не достигая приемника. Но уменьшение силовых линий при увеличении расстояния это полбеды, для корректной работы системы важно чтобы количество силовых линий на единицу защищаемой площади было примерно одинаково на всей площади детекции. Иными словами важно, чтобы магнитное поле было однородным. Для чего это надо я поясню ниже.
Вишневый компот

Ну, вот мы и добрались до вишенок – меток, тагов, этикеток, клипс, датчиков… Названий много – суть одна – колебательный контур с заданной резонансной частотой. Тут наверно сначала надо подробно объяснить, что из себя представляет резонанс. Представьте металлический шарик на нитке. Вы его толкнули, и он начала раскачиваться на нитке. Теперь представьте себе, что Вы дополнительно подталкиваете шарик каждый раз, когда он достигает крайней верхней точки перед тем, как пойти вниз. Что происходит с амплитудой колебаний? Она увеличивается, однако если Вы будете толкать шарик чаще или реже колебания очень быстро прекратятся. Дело в том, что любая колебательная система имеет собственную частоту колебаний и если мы ее будем возмущать с частотой, совпадающей с собственной, то амплитуда этих колебаний существенно возрастает и это явление называется резонансом. Именно из-за возможного резонанса строй служивых, например, никогда не идет в ногу через мосты. В электрическом колебательном контуре, состоящем из катушки и конденсатора, происходят аналогичные явления. Магнитный поток, проходящий через катушку, вызывает в ней появление тока, которым заряжается конденсатор, потом, конденсатор начинает разряжаться через катушку и так далее. Но если, частота собственных колебаний контура, определяемая емкостью конденсатора и индуктивностью катушки, совпадает с частотой изменения внешнего магнитного поля, то амплитуда колебаний в контуре многократно возрастает. При этом возникшее магнитное поле колебательного контура начинает портить магнитное поле передатчика, это возмущение улавливается антенной приемника и умная электроника принимает решение о том, что в зоне действия системы появилась метка, таг, датчик, этикетка, клипса - как хотите, так и назовите.
Как ловят резонансы

Вот теперь, когда мы рассмотрели общие принципы работы радиочастотной системы защиты от краж, необходимо рассказать о массе нюансов, влияющей на правильную работу системы, а так же о хитростях которые применяют производители для борьбы с этими самыми нюансами.

Первый нюанс заключается в конструкции самих датчиков (я их так буду называть). Датчики бывают гибкими и жесткими и технология их изготовления различна, но беды у них общие. В пластмассовом корпусе жесткого датчика находится проволочная катушка с конденсатором, однако, если параметры катушки еще как-то можно унифицировать и сделать их с небольшим разбросом при массовом производстве, то с конденсаторы с целью минимизации стоимости выбираются из тех, что подешевле и двадцатипроцентным разбросом емкостей конденсаторов в такой партии удивить кого либо сложно. Как следствие, резонансные частоты датчиков различаются и довольно сильно. Если бы катушки в гибких датчиках получались механическим способом – вырубкой фольги, то их параметры были бы более-менее одинаковыми. Но оказалось, что самый дешевый способ их получения – химическое травление и получить при этом одинаковые характеристики тоже очень сложно. Производители систем, естественно, в курсе, того, какие хорошие у них датчики и поступают вполне логично. Частота колебаний в передатчике не постоянна. Она меняется, охватывая весь возможный диапазон резонансных частот датчиков. Где нибудь, да совпадет. Для подавляющего большинства современных систем этот диапазон от 7,5 МГц до 8,5 МГц. Так что, указанная в паспорте частота 8,2 МГц на самом деле излучается не чаще и не реже любой другой в указанном диапазоне.
Полюшко-широко поле...

Теперь расскажу для чего должно быть однородным магнитное поле. Дело в том, что электроника принимает решение о наличии датчика в защищаемой зоне относительно некоего порога. А датчик теоретически может появиться в любом месте защищаемого пространства. И если в этом месте плотность магнитного поля меньше, то возмущения, вносимые датчиком, могут быть просто пропущены, а если плотность слишком высокая, то эти возмущения могут быть приняты за помеху. Способы борьбы с неоднородностью магнитного поля разные. Кто-то считает, что необходимо применить особую конструкцию антенн, например, в виде восьмерки, кто-то уповает на грамотную цифровую обработку сигнала и плавающие пороги обнаружения. Вся беда заключается в том, что до настоящего времени никто из яйцеголовых не удосужился описать, как резонансный контур изменяет магнитное поле двух связанных индуктивностей. Так что в данной области мы имеем в чистом виде спор практиков, не опирающийся, на какую либо теоретическую базу. Данное обстоятельство не лучшим образом сказывается на рынке. Мы не можем с уверенностью сказать насколько патентованная геометрия антенны увеличивает вероятность обнаружения, ведь может оказаться, что фирма производитель настолько уверена в этой геометрии, что экономит на зарплате программистов. И результат в итоге получается такой же, как у производителя, не озабоченного геометрией, но имеющего в штате хороших программистов с патентованным алгоритмом обнаружения датчиков.
Держать руку на импульсе

Теперь рассмотрим импульсные радиочастотные системы. В них частота излучения передающей антенны меняется ступенчато в указанном выше диапазоне. Поскольку резонансные колебания в датчике затухают довольно продолжительное (с точки зрения электроники) время, то система, состоящая из одной антенны, после каждого импульса ждет отклика датчика. Эти системы считаются менее помехозащищенными, чем двухантенные, но довольно часто применяются для защиты кассовых проходов гипермаркетов, там, где две антенны разместить довольно проблематично. На российском рынке так же активно продвигаются двухантенные импульсные системы известного европейского производителя. Этот производитель считает, что импульсная технология повышает надежность обнаружения датчиков. Не знаю насколько истинно данное утверждение, но их объем продаж неуклонно растет.
В эфире коммуналки

Ну, и конечно, о взаимном влиянии систем. С этой проблемой сталкивается практически каждый покупатель, если в месте установки находится больше одной системы. А такие случаи встречаются гораздо чаще, чем отдельно стоящие системы. В любом торговом комплексе. В любом крупном магазине.

Влияют ли системы друг на друга? Влияют однозначно! А вот методы борьбы у разных производителей и даже у разных установщиков индивидуальны. Самое главное в этом вопросе сделать невидимыми системы друг для друга. Самый простой способ - это синхронизация. Однако производители систем не стремятся сотрудничать с себе подобными и засинхронизировать по проводам или оптике системы разных производителей довольно сложно. Некоторые производители применяют способ синхронизации, который я называю воздушно-капельным. Суть заключается в том, что сначала антенна приемника слушает эфир, а потом заставляет передатчик воспроизводить услышанное. Скорость изменения частоты так же может меняться, поэтому, применив в соседних системах разные скорости можно сделать их невидимыми друг для друга.
Две зарытых собаки

Наверное, будет не лишним сказать о высокой заявляемой вероятности обнаружения датчиков некоторыми производителями. Тут, на самом деле, зарыта не одна собака, а две. В любой подобной системе наряду с вероятностью правильного обнаружения есть еще одна вероятность. Она называется вероятностью ложной тревоги. Это не две части одного целого, как может показаться на первый взгляд. Обе вероятности - это вероятности срабатывания системы. И производитель должен выбирать – сделаешь слишком чувствительным приемник, вероятность правильного обнаружения возрастет, однако, возрастет так же и вероятность ложной тревоги. Вероятность ложной тревоги, как правило, стараются минимизировать. Однако, уменьшая вероятность ложной тревоги, уменьшается и вероятность пропуска датчика. Рубится этот узел с научной точки зрения просто. Одна из вероятностей задается, а вторая всеми доступными средствами делается максимально приятной для уха потребителя. А вот наши менеджеры сказали и в этом вопросе новое слово. В одном, увиденном мною, рекламном буклете указана была не только вероятность ложной тревоги, но и рядом в скобочках стояла циферка, показывающая, сколько раз в сутки может пискнуть по ошибке система. И ведь вроде не придерешься, даже если через систему вообще никто не ходил: Тут же написано! Не более икса раз – вот икс раз она и пискнула!. Скуки ради посчитал я эту циферку, и у меня получилось, что для ее достижения в течение суток через эту систему с интервалом в три секунды должны проходить покупатели непрерывным потоком. Такая вот арифметика.
Напоследок

На этой мажорной ноте мне хотелось бы закончить свое повествование о радиочастотных системах защиты от краж. Считаю, что изложил достаточно информации для потенциального покупателя, а может быть и менеджеры, прочитавшие данное произведение станут более трезво оценивать достоинства продаваемых ими систем и поймут, что лучшая система не та, которая стоит у них на складе, а вообще в природе не существует, ибо нет пока еще теории, ее описавшей.




Читайте далее:
Rfid перспективы и реальность
Выбор оптоволоконных передатчиков видеосигнала
Рост выпуска rfid изделий
Видеосерверы от atv inc. - мифы и реальность
Новые особенности контрольных панелей
Тест-драйв express-видео - 2. новые скорости!
Povermax - радиоканальная система безопасности нового поколения для квартиры, коттеджа, офиса
Новая телевизионная камера на поворотном устройстве cyberscout
Японские производители объективов борются за мировые рынки
Эвакуация с помощью направленного звука
Считыватели proximity карт будущее за системами двойного интерфейса
Цифровой видеорегистратор dms 180 iii компании dallmeier electronic
Цифровой видеомагнитофон-мультиплексор dx-tl800e компании mitsubishi electric
Журнал cctv фокус назвал лучшим видеосервер dx-vs1ue mitsubishi electric
Новая жизнь аналогового мультиплексора robot/sensormatic в цифровых системах видеонаблюдения