Ajax MotionProtect Curtain: die Entwicklungsgeschichte 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 Eindringling zu erkennen, bevor er eine Tür öffnet oder ein Fenster einbricht, sollte er die Sirenen aktivieren und dem Sicherheitsunternehmen oder der diensthabenden Polizei einen Vorsprung verschaffen. Dies erhöht die Chancen, Schäden zu verhindern und die Gesundheit und das Leben der Menschen zu schützen, erheblich.

Der Gebietsschutz kann auf zwei Arten umgesetzt werden. Wenn das Haus eingezäunt ist und Außenstehende keinen Zutritt haben, werden Bewegungsmelder mit einem großen horizontalen Sichtwinkel und Erfassungsbereich eingesetzt. Genau dieses Gerät hat Ajax bei der Einführung seiner Reihe von Sicherheitsgeräten für den Außenbereich verwendet: MotionProtect Außen . In anderen Fällen, in denen der Erfassungsbereich eingeschränkt werden muss, werden Vorhangdetektoren verwendet. Sie erkennen Bewegungen in einem engen Bereich, der es niemandem erlaubt, sich einer Tür oder einem Fenster zu nähern, eine Terrasse zu betreten oder unbemerkt auf einen Balkon zu klettern. Sie verwenden einen unsichtbaren Vorhang, um den Bereich abzuschirmen, in dem sich Personen frei bewegen können.

Ajax MotionProtect Wireless Curtain - Bewegungsmelder für Vorhänge

Im März 2019 haben wir den ersten Vorhang-Bewegungsmelder von Ajax vorgestellt - MotionProtect Vorhang . In diesem Artikel sprechen wir über alles, 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 die Prototypentwicklung und Tests, die die höchste Genauigkeit bei der Erkennung von Menschen gewährleisten.

 

MotionProtect Vorhang

Bewegungsmelder für drahtlose Außenvorhänge mit Anti-Masking und Haustier-Immunität.

Ein kompromissloser "Vorhang

Kunden und Partner aus Italien, Spanien, Portugal, Frankreich und anderen Ländern Südwesteuropas haben die Einführung des neuen Geräts initiiert. In diesen Ländern sind Panoramafenster und Terrassen, die für einen heimlichen Einbruch genutzt werden können, sehr beliebt. Um das Risiko eines Einbruchs zu verringern, wird die Außenseite eines Gebäudes mit kleinwinkligen Bewegungsmeldern geschützt. Darüber hinaus schützen "Vorhänge" Wertgegenstände im Inneren von Gebäuden: Tresore, Dokumentensafes 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 Anwendern, die Bereiche, in denen ein technologischer oder funktionaler Durchbruch erzielt werden könnte.

Wir fanden heraus, dass die besten Vertreter dieser Klasse von Detektoren mit Anti-Masking-Systemen ausgestattet sind und dass einige von ihnen über lange Zeiträume mit Batterien betrieben werden können. Aber was die Reichweite und die Zuverlässigkeit der Kommunikation angeht, konnte keiner mit den Ajax-Geräten mithalten. 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 Vorhangdetektor muss Menschen zu 100 % genau identifizieren und verhindern, dass sie auf Störungen reagieren und die Reaktionen von Tieren so weit wie möglich reduzieren - egal, wie die Bedingungen vor Ort sind, Sie müssen sich auf die Alarme verlassen können. Identifizieren Sie Maskierungen effektiv, wenn das Risiko von Sabotage im Freien hoch ist. Arbeiten Sie jahrelang mit gebündelten Batterien zusammen und halten Sie immer eine Verbindung aufrecht - 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 schön aussieht.

Ein einzigartiges Bewegungserkennungssystem

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

Wir haben mit der Entwicklung begonnen, indem wir die Fähigkeiten dieser technischen Lösungen getestet haben. Die Komponenten von Ajax Bewegungsmeldern MotionProtect und Verwendung von MotionProtect Plushaben wir Testbänke zusammengestellt. Ohne die Körper oder die Verbindung zum Hub - nur die nötigste Hardware, um Informationen über Ereignisse zu sammeln, die in einem kleinen Sichtfeld stattfinden. Im Labor haben wir alles simuliert, 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. Dann untersuchten wir, was unsere Testbänke auslösten und wie sie diese Ereignisse 'sahen'. Die Ergebnisse eines einzelnen PIRs waren beklagenswert. Ein System, das aus einem einzelnen PIR-Sensor und Mikrowellensensoren mit einem horizontalen Sichtwinkel von 6° besteht, kann maximalen Schutz vor natürlichen Störungen bieten, unterscheidet sich aber möglicherweise nicht von Mensch zu Tier.

Unser "Vorhang" musste in der Lage sein, mehr Informationen über Ereignisse im Erfassungsbereich zu empfangen. Wir haben daher den Ansatz des Bewegungsmelders übernommen Außen MotionProtect Außen : das System besteht aus zwei PIR-Sensoren. Nur waren sie nicht schmal multidirektionale "Strahlen" sondern eher diskrete "fächerförmige" Zonen:

Nach dem Zusammenbau 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. Zwar waren optische Systeme für Vorhangdetektoren, die auf PIR- und Mikrowellensensoren basierten, im Handel erhältlich, aber gepaarte Fresnel-Linsen, die Infrarotstrahlung auf zwei PIR-Sensoren gleichzeitig projizierten, waren nicht im Handel erhältlich. Um den Vorhangdetektor zu entwickeln, den wir uns ausgedacht hatten, mussten wir ein neues optisches Element herstellen, und das bedeutete auch, dass wir seine Produktion aufbauen mussten.

Wir haben diese schwierige Aufgabe mit Hilfe der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Ajax Systems gelöst. Hätten wir einen Auftragnehmer angeheuert, wäre das Projekt für mehrere Monate auf Eis gelegt 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 Ebenen, die auf zwei Tafeln angebracht waren - eine für jeden PIR-Sensor. Wir mussten den ganzen Weg von der Entwicklung optischer Elemente mit spezieller Software und perfekt polierten Metallmodellen bis zur Serienproduktion 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 Störungen, 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. Es bot einen horizontalen Blickwinkel von 6° und konnte Bewegungen in einer Entfernung von 11 Metern erkennen. Vor allem aber sammelte es genügend Daten, um einen Menschen von einem Haustier oder einem Vogel zu unterscheiden und die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen durch natürliche Ereignisse zu minimieren.

Professioneller Schutz gegen Sabotage

Neben der Entwicklung des Bewegungserkennungssystems arbeiteten wir auch an der Bekämpfung der Maskierung. Dabei handelt es sich um eine typische Sabotagetaktik, die bei Sicherheitssystemen im Freien angewandt wird: Sie blockieren die Sicht auf die Bewegungsmelder (durch Abdecken oder Bemalen der Linse), wenn das System inaktiv ist, und brechen dann unbemerkt in die gesicherten Räumlichkeiten ein. Unser Vorhangdetektor musste in der Lage sein, solche Bedrohungen zu erkennen. Aufgrund der geringen Größe des Gehäuses und des geringen Stromverbrauchs war es nicht möglich, mehrere IR-Sender und Masken-Sensoren einzubauen (MotionProtect Outdoor verfügt über drei), so dass wir erneut über den Tellerrand hinausschauen mussten.

Für den Vorhangdetektor MotionProtect Curtain wurde ein weiteres einzigartiges optisches System entwickelt, das die Infrarotstrahlung von einer einzigen Quelle 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 erkennt. Auf diese Weise verbraucht die kontinuierliche Erkennung der Maskierung nur sehr wenig Strom, ohne dass die autonome Betriebszeit des Geräts wesentlich beeinträchtigt wird.

Die Manipulationseinheit ermöglicht keine heimliche Demontage eines deaktivierten Detektors

Der Detektor wurde außerdem mit zwei Manipulationseinheiten ausgestattet: Die erste reagiert auf das Öffnen des Gehäuses und die zweite auf den Versuch, das Gerät von der SmartBracket-Montageplatte zu lösen.

In Kombination mit der häufigen Abfrage des Detektors durch den Hub, der den Verlust der Kommunikation mit dem Gerät in weniger als einer Minute feststellen kann, bieten diese Systeme 100%igen 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-Maskierungs-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 Herstellungs- und Montageprozess. Das Gehäuse wurde entwickelt - das Innendesign und das Äußere.

Die Komponenten des MotionProtect Curtain befinden sich auf zwei Platinen, die durch eine Schleife verbunden sind

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

Nach zehn Monaten der Entwicklung hatten wir funktionsfähige Detektoren in 3D-gedruckten Gehäusen, die dem Endprodukt in Bezug auf die Hardware so nahe wie möglich kamen. Wir waren nun zuversichtlich, dass sich das Design für eine groß angelegte Serienproduktion eignete und wir konnten nun mit der Entwicklung eines neuen Algorithmus für die Signalanalyse beginnen.

MotionProtect Curtain Prototyp und bereits funktionierendes Gerät in einem mit einem 3D-Drucker gedruckten Körper

ZOE-Algorithmus

Die Grundlage für die Entwicklung der neuen Software bestand aus dem SmartDetect und LISA-Algorithmen, die in den Innen- und Außenbewegungsmeldern von Ajax verwendet werden, sowie aus dem Verständnis dafür, wie das optische System von MotionProtect Curtain Menschen, Tiere, Vögel und natürliche Störungen "sieht". Wir sammelten 30 identische Melder 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 alle Originaldaten im Speicher des Detektors beibehalten, wenn sie ausgelöst werden.

Die Prototyp-Detektoren wurden in echten 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. Die Sonne blendet die Linse, es regnet, Bäume, Büsche und hohes Gras tauchen im Sichtfeld auf, und Tiere unterschiedlicher Größe lösen ständig Fehlalarm 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 die Funktionsweise 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, die Daten der "Black Boxes" mit den Erkennungsbedingungen verglichen, Korrekturen am Code vorgenommen und die Software der Testgeräte aktualisiert. Jede neue Version des Algorithmus reduzierte die Anzahl der Fehlalarme, bis wir eine absolute Genauigkeit bei der Erkennung von Menschen und eine effektive Filterung von Störungen erreichten.

Wie ZOE funktioniert

Das Bewegungserkennungssystem von 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 fällt: Eindringen. Tiere, Blicke, im Wind flatternde Blätter, Luftströmungen lösen Signale verschiedener Art aus, die der MotionProtect Vorhang als Fehlalarm ignoriert. In diesem Modus kann der Vorhangdetektor im Freien arbeiten.

Vierzehn Monate nach seiner Entwicklung erschien der zweite Straßenbewegungsmelder, MotionProtect Curtain, in der Ajax-Reihe. Mit ultrapräziser Erkennung von Personen, effektiver Immunität gegenüber Tieren und Schutz vor Fehlalarmen. Für den Einsatz im Innen- und Außenbereich und mit Anti-Masking-Funktionen. Mit zuverlässiger und sicherer Juwelier-Technologie und ausgezeichneter Autonomie. Kann aus der Ferne konfiguriert werden über die App. Bereit zur Sicherung einer Wohnung, eines Einfamilienhauses und von Geschäfts- oder Produktionsräumen.

Besteck

Bitte beachten Sie die Benutzerhandbuch des Geräts für weitere Informationen.