Ajax MotionProtect Curtain: die Geschichte der Entwicklung des haustierfreundlichen Vorhangmelders für den Innen- und Außenbereich.

Das Sicherheitssystem sollte Bedrohungen so früh wie möglich erkennen - das ist eine grundlegende Sicherheitsregel. Wenn Sie einen Außenbereich um Ihr Haus herum haben, sollten dort Außenmelder installiert werden. Um einen Einbrecher zu erkennen, bevor er eine Tür öffnet oder ein Fenster aufbricht, muss er die Sirenen aktivieren und dem Sicherheitsunternehmen oder der diensthabenden Polizeibesatzung einen Hinweis geben. Dadurch werden die Chancen, Schaden zu verhindern und die Gesundheit und das Leben der Menschen zu schützen, deutlich erhöht.

Der Schutz eines Gebiets kann auf zwei Arten erfolgen. Wenn das Grundstück eingezäunt ist und Außenstehende keinen Zutritt haben, werden Bewegungsmelder mit einem großen horizontalen Blickwinkel und Erfassungsbereich eingesetzt. Dies war genau das Gerät, das Ajax zur Einführung seiner Reihe von Sicherheitsgeräten für den Außenbereich verwendete: MotionProtect Outdoor . In Fällen, in denen der Erfassungsbereich eingeschränkt werden muss, werden Vorhangmelder verwendet. Sie erfassen Bewegungen in einem engen Bereich, so dass sich niemand unbemerkt einer Tür oder einem Fenster nähern, eine Terrasse betreten oder auf einen Balkon klettern kann. Sie verwenden einen unsichtbaren Vorhang, um den Bereich abzusperren, in dem sich Menschen frei bewegen können.

Kabelloser Ajax MotionProtect Vorhang-Bewegungsmelder

Im März 2019 haben wir den ersten Vorhang-Bewegungsmelder von Ajax vorgestellt - MotionProtect Curtain . In diesem Artikel werden wir über alles sprechen, was der Veröffentlichung vorausging: die Entscheidung über die Fähigkeiten des neuen Produkts; die Gründe für die Entwicklung zweier einzigartiger optischer Systeme; die Fähigkeiten des ZOE-Algorithmus; und Prototyping und Tests, die die höchste Genauigkeit der menschlichen Erkennung gewährleisten.

 

MotionProtect-Vorhang

Bewegungsmelder für drahtlosen Außenvorhang mit Anti-Masking und Haustierschutz.

Ein kompromissloser "Vorhang"

Kunden und Partner aus Italien, Spanien, Portugal, Frankreich und anderen Ländern Südwesteuropas haben die Freigabe des neuen Gerätes initiiert. In diesen Ländern sind Panoramafenster und Terrassen, die zum heimlichen Einbruch genutzt werden können, sehr beliebt. Um das Risiko eines Einbruchs zu verringern, wird der Außenbereich eines Gebäudes mit Kleinwinkel-Bewegungsmeldern geschützt. Außerdem schützen "Vorhänge" die Wertgegenstände in den Gebäuden: Tresore, Dokumententresore und Kunstwerke. Wir haben diese Anwendungsszenarien als Sprungbrett genutzt.

Bevor wir mit der Entwicklung des MotionProtect-Vorhangs begannen, führten wir eine umfassende Marktforschung durch: die Technologien und Fähigkeiten der führenden Marktteilnehmer; die Erwartungen von Sicherheitsexperten und Nutzern; die Bereiche, in denen ein technologischer oder funktionaler Durchbruch erzielt werden kann.

Wir haben festgestellt, dass die besten Vertreter dieser Detektorklasse mit Anti-Masking-Systemen ausgestattet sind und einige von ihnen über lange Zeiträume mit Batterien betrieben werden können. In Bezug auf Reichweite und Zuverlässigkeit der Kommunikation konnte jedoch kein Gerät mit Ajax-Geräten konkurrieren. Die meisten Vorhangdetektoren waren nicht in der Lage, ein Haustier von einer Person zu unterscheiden und konnten bestenfalls natürliche Störungen ignorieren: erwärmte Luftströme, sich wiegende Blätter usw. Nur ein Hersteller bot Detektoren an, die gegen Tiere immun waren.

Das war eine Herausforderung! Unser MotionProtect Curtain Curtain Detector muss Menschen zu 100 % genau erkennen und verhindern, dass sie auf Störungen reagieren, und die Reaktionen von Tieren so weit wie möglich reduzieren - egal wie die Bedingungen vor Ort sind, man muss sich auf die Alarme verlassen können. Wirksame Identifizierung von Maskierungen bei hohem Sabotagerisiko im Freien. Jahrelang gemeinsam an gebündelten Batterien arbeiten und immer eine Verbindung aufrechterhalten - Ajax-Kunden sind an die Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit unserer Geräte gewöhnt. Gleichzeitig sollte es kompakt sein und ein tolles Design haben, das sowohl außen als auch innen gut aussieht.

Ein einzigartiges Bewegungserkennungssystem

Das Bewegungserkennungssystem ist das wichtigste Element des Vorhangmelders. Die einfachsten Melder verwenden nur einen einzigen PIR-Sensor und ein optisches Fokussierungselement: einen Spiegel oder eine Fresnel-Linse. Teurere Modelle sind mit einem zusätzlichen Mikrowellensensor ausgestattet, der natürliche Störungen herausfiltert.

Zu Beginn der Entwicklung haben wir die Möglichkeiten dieser technischen Lösungen getestet. Unter Verwendung der Ajax-Bewegungsmelderkomponenten MotionProtect und MotionProtect Plus haben wir Prüfstände aufgebaut. Ohne die Körper oder die Verbindung zum Hub - nur die wichtigste Hardware, um Informationen über die Ereignisse in einem kleinen Sichtfeld zu sammeln. Im Labor simulierten wir alles, was einem Vorhangdetektor am tatsächlichen Standort begegnen könnte: warme Luftströme, sich bewegende Tiere, Vögel, sich im Wind wiegende Büsche und Gräser, normales (und sogar seltsames) menschliches Verhalten. Anschließend untersuchten wir, was unsere Testbanken auslösten und wie sie diese Ereignisse "sahen". Die Ergebnisse eines einzigen PIR waren beklagenswert. Ein System, das aus einem einzigen PIR-Sensor und Mikrowellensensoren mit einem horizontalen Sichtwinkel von 6° besteht, kann einen maximalen Schutz gegen natürliche Störungen bieten, darf sich aber nicht von Mensch zu Tier unterscheiden.

Unser "Vorhang" musste in der Lage sein, mehr Informationen über Ereignisse im Erfassungsbereich zu erhalten. Deshalb haben wir den Ansatz des Bewegungsmelders Outdoor MotionProtect Outdoor  übernommen: Das System besteht aus zwei PIR-Sensoren. Nur waren es keine schmalen multidirektionalen "Strahlen" , sondern eher diskrete "fächerförmige" Zonen:

Nach dem Aufbau neuer Prüfstände simulierten die Entwickler das Verhalten von Menschen, Tieren, Vögeln und allen Arten von natürlichen Störungen im Labor. Sie veränderten die Umgebungstemperatur, untersuchten die Auswirkungen von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung und analysierten dann die von den Sensoren erfassten Daten. Die Ergebnisse waren vielversprechend: Wir hatten nun einen Prototyp eines optischen Systems, mit dem wir die Immunität von Haustieren entwickeln konnten.

Ajax MotionProtect Curtain früher Prototyp

Aber es war unmöglich, Komponenten dafür zu kaufen. Während optische Systeme für Vorhangdetektoren, die auf PIR- und Mikrowellensensoren basieren, im Handel erhältlich waren, waren gepaarte Fresnel-Linsen, die Infrarotstrahlung auf zwei PIR-Sensoren gleichzeitig projizieren, nicht im Handel erhältlich. Um den von uns entwickelten Vorhangdetektor weiterzuentwickeln, mussten wir ein neues optisches Element schaffen, und das bedeutete auch, seine Produktion zu etablieren.

Wir haben diese schwierige Aufgabe durch die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Ajax Systems gelöst. Hätten wir ein Bauunternehmen beauftragt, wäre das Projekt für mehrere Monate ausgesetzt worden. Da es wichtig war, dass das Gerät kompakt ist, haben wir uns für einen Fokussierspiegel entschieden. Wir berechneten die Anzahl, die Fläche und die Richtung der 10 Flächen, die auf zwei Tafeln angebracht waren - eine für jeden PIR-Sensor. Wir mussten den ganzen Weg vom Entwurf optischer Elemente mit Hilfe spezieller Software und perfekt polierter Metallmodelle bis zur Serienfertigung von Teilen mit einer speziellen Spiegelbeschichtung gehen. Anschließend bauten wir Prüfstände mit den neuen optischen Elementen und testeten das System in der Praxis: an Menschen, Tieren und Störfaktoren, die typischerweise außerhalb und innerhalb von Gebäuden auftreten.

Segmentierter Spiegel des MotionProtect-Vorhangdetektors

Vier Monate nach der Entwicklung des neuen Detektors hatten wir ein geeignetes optisches System. Sie bot einen horizontalen Blickwinkel von 6° und konnte Bewegungen in einer Entfernung von 11 Metern erkennen. Und vor allem sammelte es genügend Daten, um einen Menschen von einem Haustier oder einem Vogel zu unterscheiden und die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen aufgrund von Naturereignissen zu minimieren.

Professioneller Schutz gegen Sabotage

Neben der Entwicklung des Bewegungserkennungssystems haben wir auch an der Bekämpfung der Maskierung gearbeitet. Dies ist eine typische Sabotagetaktik, die bei Sicherheitssystemen im Freien angewandt wird: die Sicht auf die Bewegungsmelder blockieren (durch Abdecken oder Bemalen der Linse), wenn das System inaktiv ist, und dann unbemerkt in das gesicherte Gebäude einbrechen. Unser Vorhangdetektor musste in der Lage sein, solche Bedrohungen zu erkennen. Aufgrund der geringen Größe des Gehäuses und des begrenzten Stromverbrauchs war es nicht möglich, mehrere IR-Sender und Maskensensoren zu verwenden (MotionProtect Outdoor verfügt über drei), so dass wir erneut über den Tellerrand schauen mussten.

Für den Vorhangdetektor MotionProtect Curtain wurde ein weiteres einzigartiges optisches System entwickelt, das die von einer einzigen Quelle ausgehende Infrarotstrahlung in zwei Ströme aufteilt: der eine erkennt das Auftauchen eines Objekts vor dem Detektor (Abdeckung), während der zweite die Bemalung des Körpers mit einem transparenten Lack erfasst. Auf diese Weise verbraucht die kontinuierliche Erkennung von Verdeckungen nur sehr wenig Strom, ohne die autonome Betriebszeit des Geräts wesentlich zu beeinträchtigen.

Die Sabotageeinheit erlaubte es nicht, einen deaktivierten Detektor heimlich zu demontieren

Der Melder war außerdem mit zwei Sabotageeinheiten ausgestattet: Die erste reagierte auf das Öffnen des Gehäuses und die zweite auf Versuche, das Gerät von der SmartBracket-Montageplatte zu lösen.

In Kombination mit der häufigen Abfrage des Melders durch den Hub, der einen Kommunikationsverlust mit dem Gerät in weniger als einer Minute feststellen kann, bieten diese Systeme einen 100-prozentigen Schutz vor Manipulationen.

Vom Prüfstand zum Detektor

Die nächste Generation von Prototypen kann bereits als Ajax-Detektoren bezeichnet werden. Noch ohne Gehäuse, aber bereits mit optischen und Anti-Masking-Systemen, einem Prozessor, Speicher und Funkkommunikationsmodul, Firmware und der Fähigkeit, als Teil eines Sicherheitssystems zu arbeiten. Diese Entwicklungsphase umfasste mehrere parallele Prozesse. Die Ingenieure arbeiteten an der optimalen Konfiguration der internen Komponenten, änderten die Leiterplatten und machten sich Gedanken über den Produktions- und Montageprozess. Die Karosserie wird entwickelt - das Innendesign und das Äußere.

MotionProtect Curtain-Komponenten befinden sich auf zwei durch eine Schleife verbundenen Leiterplatten

MotionProtect Curtain verwendet eine vierlagige Leiterplatte mit einer integrierten Jeweler-Antenne

Nach zehn Monaten Entwicklungszeit hatten wir funktionsfähige Detektoren in 3D-gedruckten Gehäusen, die dem Endprodukt in Bezug auf die Hardware so nahe wie möglich kamen. Wir waren nun sicher, dass das Design für die Großserienproduktion geeignet war, und wir konnten nun mit der Entwicklung eines neuen Algorithmus für die Signalanalyse beginnen.

MotionProtect Curtain Prototyp und bereits funktionierendes Gerät im Körper, gedruckt auf einem 3D-Drucker

ZOE-algoritme

Die Grundlage für die Entwicklung der neuen Software waren die SmartDetect- und LISA-Algorithmen, die in den Innen- und Außenbewegungsmeldern von Ajax verwendet werden, sowie das Verständnis dafür, wie das optische System von MotionProtect Curtain Menschen, Tiere, Vögel und natürliche Störungen "sieht". Wir sammelten 30 identische Detektoren und installierten eine Firmware mit einer Entwurfsversion des ZOE-Algorithmus, so dass die Geräte selbst entscheiden konnten, welches Signal als Alarm betrachtet und an den Hub gesendet werden sollte und welches Signal als Störung ignoriert werden sollte. Und wir haben sie mit speziellen "Blackboxen" ausgestattet, die bei Aktivierung alle Originaldaten im Speicher des Detektors behalten.

Die Prototyp-Detektoren wurden in realen Gebäuden in der Ukraine, Italien, Spanien, Griechenland und Zypern getestet: städtische und vorstädtische Grundstücke, Wohnungen, Häuser und Büros mit den schlimmsten Bedingungen, denen die Vorhangdetektoren begegnen können. Wenn die Sonne die Linse blendet, füllt sich der Körper mit Regen, Bäume, Büsche und hohes Gras erscheinen im Blickfeld, und Tiere verschiedener Größe lösen ständig Fehlalarme aus. Seit dem Sommer ist das Forschungs- und Entwicklungsteam für mehrere Tage in ein riesiges industrielles Kühlhaus mit einer Temperatur von -20°C umgezogen, um den Betrieb des Geräts unter extremen Bedingungen zu testen.

MotionProtect-Vorhang in einem schwarzen Gehäuse (nur für den Innenbereich)

Im Laufe eines Monats haben wir ZOE perfektioniert: Wir haben Fehlalarme erhalten, Blackbox-Daten mit Erkennungsbedingungen verglichen, Korrekturen am Code vorgenommen und die Software der Testgeräte aktualisiert. Mit jeder neuen Version des Algorithmus verringerte sich die Zahl der Fehlalarme, bis wir eine absolute Genauigkeit bei der Erkennung von Menschen und eine wirksame Filterung von Interferenzen erreichten.

Wie funktioniert ZOE

Das Bewegungserkennungssystem des MotionProtect Curtain Curtain Detector bietet zwei Modi: mit aktiver Haustierimmunität und ohne.

Wenn die Haustierimmunität aktiviert ist, stellen die PIR-Sensoren unabhängige Datenquellen dar. Sobald sich eine Person im Erfassungsbereich befindet, passiert sie zwei Solarstrahler, die Signale von zwei Sensoren mit der charakteristischen Symmetrie und Abdeckung erzeugen. Der ZOE-Algorithmus analysiert die Daten sofort, indem er die Parameter der Signale vergleicht und ein Urteil abgibt: Einbruch. Tiere, Blicke, im Wind flatternde Blätter, Luftströmungen lösen Signale verschiedenster Art aus, die der MotionProtect-Vorhang als Fehlalarm ignoriert. In diesem Modus kann der Vorhangmelder im Freien arbeiten.

Vierzehn Monate nach seiner Entwicklung erschien der zweite Straßenbewegungsmelder, MotionProtect Curtain, in der Ajax-Reihe. Ultrapräzise Erkennung von Menschen, effektive Immunität gegenüber Tieren und Schutz vor Fehlalarmen. Für den Innen- und Außenbereich und mit Anti-Masking-Eigenschaften. Mit zuverlässiger und sicherer Schmucktechnologie und ausgezeichneter Autonomie. Kann aus der Ferne konfiguriert werden über die App. Bereit zur Sicherung einer Wohnung, eines Einfamilienhauses und von Gewerbe- oder Produktionsanlagen.

bestek

Weitere Informationen finden Sie im Benutzerhandbuch des Gerätes .