探測器的周界報(bào)警防范系統(tǒng)是一套具有物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的典型應(yīng)用。其既有極高的探測概率，又有低到可以忽略不計(jì)的誤報(bào)率，安裝便捷、成本可控，并實(shí)現(xiàn)了在風(fēng)霜雪雨、濃霧沙塵、高低溫等嚴(yán)酷環(huán)境下的全天候穩(wěn)定可靠工作，非常適合于機(jī)場漫長周界的防護(hù)需求。是解決傳感器微型化的關(guān)鍵手段，簡單來說，其工作原理是外部環(huán)境物理、化學(xué)和生物等信號(hào)輸入，通過微傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理（模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)）后，由微執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作，達(dá)到與外部環(huán)境“互動(dòng)”的功能，它是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)所在。
一、基于芯片的周界探測系統(tǒng)特點(diǎn)
全數(shù)字系統(tǒng)
微電子機(jī)械系統(tǒng)直接在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)外界激勵(lì)到輸出的轉(zhuǎn)換，而芯片正常工作時(shí)對(duì)外部條件的要求并不高，所以用芯片實(shí)現(xiàn)振動(dòng)傳感要比光纜振動(dòng)等傳統(tǒng)探測系統(tǒng)更容易控制和實(shí)現(xiàn)。傳感器基于芯片實(shí)現(xiàn)，三軸加速度傳感芯片對(duì)外接口是傳感器上的處理器直接得到數(shù)字信號(hào)，所以整個(gè)傳感器對(duì)電源、通信和算法冗余性要求都不高，傳感器抗干擾能力強(qiáng)。傳統(tǒng)的振動(dòng)電纜和光纜振動(dòng)探測系統(tǒng)則需要經(jīng)過小信號(hào)放大、模擬信號(hào)采集等步驟之后才能實(shí)施探測算法，而這些過程必須對(duì)噪聲進(jìn)行嚴(yán)格控制，否則直接導(dǎo)致算法準(zhǔn)確率下降，影響周界系統(tǒng)最重要的指標(biāo)：誤報(bào)率和漏報(bào)率。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位傳感器是基于芯片的全數(shù)字系統(tǒng)，我們就可以賦予每個(gè)傳感器一個(gè)，如果某一個(gè)傳感器檢測的入侵報(bào)警，這個(gè)就可以隨著告警信息一起上傳到管理平臺(tái)，于是整個(gè)系統(tǒng)就有能力將報(bào)警定位到每一臺(tái)傳感器。
一般情況下，一個(gè)網(wǎng)片安裝一臺(tái)傳感器，那么系統(tǒng)就可以將報(bào)警定位在每一片圍網(wǎng)上，精準(zhǔn)的告警定位非常有利于多系統(tǒng)融合的精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)。比如說在做周界報(bào)警的視頻聯(lián)動(dòng)時(shí)，我們可以將每一片圍網(wǎng)的位置與攝像機(jī)預(yù)置位對(duì)應(yīng)，當(dāng)有告警時(shí)，直接根據(jù)告警傳感器地址調(diào)取攝像機(jī)預(yù)置位，快速將攝像機(jī)調(diào)整到告警發(fā)生位置。
攝像機(jī)只能聯(lián)動(dòng)看整體圖像，真正發(fā)生入侵的點(diǎn)可能會(huì)因此而錯(cuò)過，沒有及時(shí)看清楚入侵現(xiàn)場實(shí)際情況。實(shí)現(xiàn)多角度傳感傳感器基于3軸加速度MEMS芯片實(shí)現(xiàn)，剪切圍網(wǎng)造成的振動(dòng)和攀爬圍網(wǎng)造成的振動(dòng)很容易就能通過強(qiáng)度和頻率分布算法分辨出來，除此之外，傳感器還能通過芯片的方位檢測功能實(shí)現(xiàn)圍網(wǎng)傾覆探測。
傳統(tǒng)的震動(dòng)電纜和光纜振動(dòng)探測系統(tǒng)分辨剪切還是攀爬的準(zhǔn)確率非常低，并且不能判斷圍網(wǎng)是否傾覆。
綜合多種算法
從頻率域分析振動(dòng)
不同振動(dòng)的頻率分布不同，風(fēng)吹圍網(wǎng)產(chǎn)生的振動(dòng)大部分是低頻振動(dòng)；剪切圍網(wǎng)產(chǎn)生的振動(dòng)大部分集中體現(xiàn)在高頻；攀爬產(chǎn)生的持續(xù)振動(dòng)則正好處于前兩者之間。
從強(qiáng)度域分析振動(dòng)
冰雹和雨滴打在圍網(wǎng)上產(chǎn)生的振動(dòng)頻率分布和剪切類似，也體現(xiàn)為高頻變化明顯。要屏蔽這些因?yàn)樘鞖庠虍a(chǎn)生的干擾就必須引入另一個(gè)維度來分析，那就是振動(dòng)強(qiáng)度。合理選擇強(qiáng)度門限或者在算法中加入強(qiáng)度元素能有效屏蔽掉冰雹和雨滴干擾。
分析振動(dòng)的相關(guān)性
將頻率域、強(qiáng)度域、空間域和時(shí)間域分析出來的振動(dòng)特征做相關(guān)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)級(jí)的融合感知與探測提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
從空間域分析振動(dòng)發(fā)生的空間相關(guān)性
傳感器沿線狀周界分布，現(xiàn)場控制主機(jī)利用分布在圍界不同位置的多種傳感器信息進(jìn)行聯(lián)合分析，實(shí)現(xiàn)空間域的融合。
從時(shí)間域分析振動(dòng)發(fā)生的時(shí)間相關(guān)性
利用感知信息的時(shí)間關(guān)系，建立時(shí)間域的融合，在時(shí)間窗口內(nèi)計(jì)算振動(dòng)特性。
對(duì)于使用微電子機(jī)械系統(tǒng)芯片的傳感器來說，感知輸入的穩(wěn)定性被芯片牢牢把握，芯片即能實(shí)現(xiàn)靈敏感知又可得到準(zhǔn)確的低噪聲數(shù)據(jù)，再加上后續(xù)算法加以篩選控制，可以輕松實(shí)現(xiàn)傳感器極低誤報(bào)率和漏報(bào)率。
二、在機(jī)場的適用性
眾所周知，機(jī)場占地面積較大，周界防范一直是機(jī)場安全安保工作的重要組成部分，基于芯片的周界探測系統(tǒng)非常適合應(yīng)用于機(jī)場。MEMS傳感器特別適合依附在金屬編花或者焊絲網(wǎng)上。安裝也非常簡單，安裝人員只需要帶上電動(dòng)改錐和扎帶，就可以完成安裝。
三、如果用“人字梯”跨越圍欄，系統(tǒng)如何探測
一般機(jī)場的圍網(wǎng)頂端都有Y字型刺圈，靠人字梯是很難不觸動(dòng)圍網(wǎng)翻越的，只要入侵者觸動(dòng)圍網(wǎng)，基于MEMS芯片的周界探測系統(tǒng)就能檢測到
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