Система автоматической коррекции чувствительности

Противоречие между высокой чувствительностью датчиков и ложными срабатываниями (тревогами) на первом этапе решались выбором чувствительного элемента. Так практически "канули в лету" (мы имеем в виду климатические условия России и приличные автосигнализации) пьезоэлектрические датчики удара и ультрасоники, поскольку разброс характеристик самих пьезокристаллов – сотни процентов. Сейчас в качестве чувствительного элемента датчика удара все чаще используется микрофонный излучатель или постоянный магнит на упругом подвесе, а салон автомобиля защищает микроволновый датчик.
Следующий шаг - это применение двухзоновых датчиков, задача которых отпугнуть (предупредить) при попытке проникновения (реакция на слабое воздействие) и включить тревогу только в случае действительно противоправных действий (проникновение в салон или сильный удар по автомобилю). При стабильных температурных и временных характеристиках таких датчиков может получиться вполне приличный охранный комплекс. А ведь

Для двухзоновых датчиков можно реализовать такой режим охраны, при котором система не реагирует на сигнал зоны предупреждения. Действительно, зачем постоянно предупреждать о проезжающем мимо транспорте, если автомобиль оставлен на оживленной улице? Но как быть, например, на даче, когда место стоянки не предполагает наличия посторонних лиц? Здесь хотелось бы, чтобы сигнал тревоги включался даже при приближении к автомобилю (по крайней мере, не подложат бомбу!).
Такие расширенные режимы охраны возможны в случае наличия дистанционной регулировки чувствительности датчиков, когда она (чувствительность) задается не регулировочным резистором, а в виде цифрового кода, и, следовательно, центральный процессор охранной системы может ее изменить для определенного режима охраны (не путать с процедурой регулировки). Так

Здесь следует Ваше внимание обратить на две вещи: что представляет собой сам процесс регулировки, и что на самом деле происходит внутри датчика.
Итак, по порядку. Применяемая в некоторых системах внешне заманчивая процедура регулировки шок сенсора: ударил - запомнил, по нашему мнению неудобна. Как это выглядит? Вы установили датчик, перевели его в режим настройки, вышли из автомобиля и … ударили. Удар у Вас должен быть "калиброванный", так как впоследствии именно он будет определять, воздействие какой силы считать воздействием. Понятно, что можно ошибиться с силой удара, местом его приложения и т.д. Придется повторить настройку… Хотя все равно неизвестно что должен запомнить датчик (то ли удар по колесу, то ли по бамперу, а может по крыше?). Гораздо удобнее, когда на воздействие система "откликается". Можно проверить, ударяя со всех сторон и, при необходимости, увеличить или уменьшить уровень чувствительности. А если система во время настройки информирует о срабатывании зоны тревоги не завыванием сирены, а более скромно, то это вообще здорово. Точно такой же механизм подходит и для микроволнового датчика (здесь вообще "запомнить" воздействие не получится). Но это о том, как регулировать, более интересный вопрос

У датчика удара и у микроволнового датчика есть свои особенности, которые необходимо учитывать при реализации дистанционной регулировки чувствительности. Так, у первого это узкий динамический диапазон и необходимость введения полосового фильтра (чтобы датчик не реагировал на порывы ветра или звуковые волны), а у второго это нелинейность характеристики. Дистанционная регулировка в большей степени требует линейности. Это значит, что изменение чувствительности датчика на единицу шкалы должно приводить к адекватному и равномерному на всей шкале изменению реакции датчика на воздействие.
Поясним это на примере микроволнового датчика. В зависимости от расстояния до датчика одинаковое перемещение объекта вызывает разное воздействие. Если расстояние уменьшилось, например, в два раза, то сигнал возмущения увеличится не в два раза. Для простоты изложения будем считать, что это функция квадрата расстояния. Следовательно, для линейной регулировки необходимо сначала компенсировать нелинейность. Для этого используется аналого-цифровой преобразователь, разбивающий весь диапазон чувствительности на 256 значений, из которых выбираются 16 градаций линейной регулировки. Таким образом, регулировка осуществляется по 16 электрически нелинейным уровням, что обеспечивает линейную характеристику регулировки по расстоянию. Но этого мало. Нужна еще и

Итак, вернемся к режиму охраны с повышенной чувствительность датчиков. Конечно, хорошо, когда к автомобилю невозможно даже подойти, а вдруг погода испортится - пойдет дождь или начнет таять снег? Даже редкие (никчемные) сигналы предупреждения сильно раздражают. А с ними бороться нужно и можно! В микроволновом датчике системы EXCELLENT применен цифровой фильтр - это специальная программа обработки сигнала микропроцессором. Работает он следующим образом. Сигнал предупреждения на сирену подается только при повторном возмущении. То есть первое воздействие игнорируется (нечего провожать прохожих звуком сирены), а второе и все последующие передаются на сирену (если кто-то "задержался" у автомобиля). Если в течение 5 секунд нет возмущений, опять не будем реагировать на первое воздействие…

Для этого система анализирует возмущения на предыдущем уровне чувствительности. Если на нем не было возмущений 50 секунд, то принимается "решение" о возвращении чувствительности датчика на этот уровень. Так, постепенно, чувствительность вернется к начальному значению. Конечно,

Конечно, этот материал не полностью раскрывает алгоритм автоматической коррекции чувствительности датчиков EXCELLENT. Опущены технические подробности и всевозможные тонкости, возникающие при реализации любого адаптивного алгоритма. Однако мы надеемся, что даже этого краткого обзора будет достаточно, чтобы еще кто-нибудь из разработчиков задумался над проблемой коррекции характеристик датчиков. Может быть, тогда будет меньше ненужных "кваканий" сирен автомобилей во дворах и на улице.

При использовании этого материала было бы прилично сослаться на Magic Ring.

Magic Ring, 1998-1999 г.