sisteme electronice pentru supraveghere si control

326
Moto : In God we trust; the over, we monitorize 1 . Adam Smith, CEO, Detections Systems Inc. SISTEME ELECTRONICE DE SUPRAVEGHERE I CONTROL 1 Credem în Dumnezeu; pe ceilal i îi supraveghem

Upload: cheltu

Post on 19-Jan-2016

176 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

TRANSCRIPT

Page 1: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Moto:

In God we trust; the over, we monitorize1.

Adam Smith, CEO, Detections Systems Inc.

SISTEME ELECTRONICE

DE SUPRAVEGHERE I

CONTROL

1 Credem în Dumnezeu; pe ceilal i îi supraveghem

Page 2: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control
Page 3: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ______________________ 3

Capitolul 1. INTRODUCERE

Acest curs a fost realizat pentru a oferi exper ilor în domeniul managementului ordinii publice, speciali tilor preocupa i de sistemele electronice de supraveghere i,nu în ultimul rând, studen ilor care se preg tesc în acest vast domeniu, o lucrare de referin care s prezinte teh-nologiile existente, capabilit ile, limit rile i metodele de integrare a tehnicilor avansate în materia sistemelor de supraveghere i control.

To i speciali tii în domeniu sunt de acord cu faptul c utilizarea sistemelor electronice de supraveghere icontrol are cel pu in dou efecte benefice: cre terea gra-dului de securitate a obiectivului supravegheat concomi-tent cu reducerea drastic a num rului personalului des-tinat acestui scop.

Lucrarea se consider un breviar de senzori de de-tec ie a intruziunilor i a incendiilor, de control i admi-tere a accesului, de urm rire a pozi iei unor obiective mo-bile, pentru fiecare element fiind prezentate la un nivel facil principiile de func ionare i aplica iile posibile, pre-cum i metodele de integrare utilizabile pentru îmbun -t irea pazei perimetrale, a cl dirilor sau a unor obiective mobile.

Cu toate c pe plan mondial sunt dezvoltate în con-tinuare noi tipuri de echipamente, lucrarea de fa des-crie tehnologiile disponibile la momentul actual, principiile fundamentale pentru toate aceste dispozitive electronice r mânând, în general, acelea i.

Page 4: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

4 ____________________________________________ Introducere

To i senzorii se bazeaz pe un nucleu de principii de creare i/sau monitorizare a unei norme, detectând i/sau semnalând orice modificare a normei, superioar sau in-ferioar sau raportat la un prag de comparare.

Lucrarea este structurat în apte capitole, fiecare putând fi în eles i folosit independent de celelalte, dar numai împreun r spund ideii de coeren în care s-a dorit conceperea cursului.

Aceste capitole sunt: conceptul de supraveghere a obiectivelor, senzori pentru sisteme de supraveghere pe-rimetral i pentru detectarea intruziunilor, sisteme de control i admitere a accesului, detectoare de incendiu, dispozitive pentru monitorizarea unor obiective mobile, sisteme de calcul folosite pentru integrarea informa iilor colectate de senzori i prevederile existente în legisla ia român referitoare la utilizarea acestor dispozitive.

În primul capitol sunt enumerate considera iile teo-retice care stau la baza sistemelor de supraveghere, pre-cum i o serie de rela ii algebrice care ajut la clasifi-carea acestora. Sunt prezentate de asemenea o serie de opinii cu privire la managementul securit ii, mecanisme-le de securitate etc.

În capitolul 2 sunt prezentate 25 de dispozitive uti-lizabile pentru detectarea intruziunilor, incluzând i prin-cipiile de operare, configura iile i aplica iile posibile pen-tru fiecare tip de senzor, precum i punctele slabe sau procedeele de contracarare a sistemului de supraveghe-re. De asemenea, sunt descrise i o serie de echipa-mente speciale antiefrac ie realizate de diferite firme pro-duc toare. Strâns legate de toate acestea sunt sistemele

Page 5: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ______________________ 5

de supraveghere video, descrise i ele la finalul acestui capitol, împreun cu toate elementele care formeaz un sistem specific.

Capitolul 3 descrie tehnologiile existente pentru sis-temele de recunoa tere personal , de control i admitere a accesului. Sunt prezentate atât sisteme biometrice, cât i dispozitive pe baz de chei de control, sisteme de su-

praveghere video, folosite pentru acces individual, fie fizic (de exemplu, în obiective), fie virtual (de exemplu, pentru accesul datelor în sistemele de calcul).

În capitolul 4 sunt prezentate principiile de func-ionare i o serie de dispozitive utilizabile pentru detec-

tarea i stingerea incendiilor. Supravegherea obiectivelor mobile prezentat în

Capitolul 5 descrie principiile folosite de sistemul de po-zi ionare global GPS (Global Positioning System) pentru calcularea pozi iei unui obiectiv mobil, configura ia sis-temului, modul de ob inere i de utilizare a datelor i limi-t rile acestui sistem. Tot aici, datorit caracterului de mobilitate al sistemului, sunt precizate i principiile de interfa are între un sistem de calcul i o re ea de comuni-ca ii mobile de tip GSM (Global Systems for Mobile), precum i câteva concepte de baz referitoare la bazele de date geografice GIS (Geographical Information Sys-tem).

În capitolul 6 sunt prezentate, la nivel de principii generale, automatele programabile folosite pentru mana-gementul securit ii, modul de interconectare între sen-zori i dispecere sau centralele de alarmare, principiile de operare i configura iile necesare.

Page 6: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

6 ____________________________________________ Introducere

În ultimul capitol sunt enun ate prevederile existente în legisla ia român referitoare la activit ile de paz a obiectivelor, bunurilor i valorilor, modalit ile de ob inere i de folosire în instan a înregistr rilor audio-video,

normative interne, standarde na ionale i interna ionale privitoare la domeniul de cuprindere al lucr rii etc.

Page 7: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ______________________ 7

Capitolul 2. MANAGEMENTUL SECURIT II

Într-o lume în care insecuritatea, nesiguran a i in-stabilitatea atinge numeroase aspecte ale vie ii cotidiene (sociale, economice, politice, militare s.a.), ac iunile prac-tice pentru ob inerea regimului normal de func ionare pentru un sistem de orice natur au fost asociate cu sus-inute eforturi teoretice pentru definirea i implementarea

unor noi concepte in materie. Ca element de caracterizare a calit ii unui sistem,

securitatea este capacitatea sistemului de a- i con-

serva caracteristicile func ionale sub ac iunea unor

factori distructivi, care pot s -l transforme în pericol

pentru mediul înconjur tor, s afecteze via a oame-

nilor afla i în zona de risc ori s provoace pagube ma-

teriale, patrimoniale sau nepatrimoniale.

Sunt de utilitate curent sintagmele: securitate opor-tun , suficient , total , maximal , absolut , optim , dura-bil , minimal sau vital . Cu argumentul experien ei, spe-ciali tii în domeniu opteaz pentru conceptul de secu-

ritate deplin care reune te atributele de complexitate

i responsabilitate, aduce rezolv ri echilibrate la

atacuri i accidente, realizeaz condi iile de absolut

necesitate impuse prin legi, norme sau standarde.

Semantic, securitatea deplin este calitatea defi-

nitorie de cuprindere conceptual a tuturor aspec-

telor juridice, organizatorice, informa ionale, fizice i

de personal ale securit ii, în medii calitativ supe-

rioare, cu mecanisme oportune, viabile, adaptive i

perfec ionabile, capabile s fac fa unei game largi

Page 8: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

8 _________________________________Managementul securit ii

de atacuri, încerc ri i accidente tratate previzionar,

în timpul desf ur rii sau dup încetarea acestora, cu

asumarea con tient a unui risc opera ional, în limita

unor costuri necesare suportabile.

2.1. Conceptul de risc

Esen a de reflexivitate a securit ii presupune exis-ten a, într-un mediu activ, real, a unor condi ii nesigure, chiar periculoase, cunoscute sau doar presupuse.

În sensul acestei lucr ri, prin risc se în elege pro-

babilitatea de a înfrunta o situa ie neprev zut sau de

a suporta o pagub .Pentru adoptarea celei mai bune atitudini fata de

risc se impune analiza obiectivului din punctul de vedere al securit ii i atribuirii nivelului de risc specific, adicmanagementul riscului. Evaluarea riscului înregistreazurm toarele categorii pentru valorile de risc:

risc neglijabil; risc minor; risc mediu; risc major; dezastru.

2.2. Analiza riscului

Managementul riscului cuprinde o gama larga de

activit i, riguros definite i organizate, care, plecând

de la condi iile de existen i obiectivele fundamen-

tale ale institu iei protejate, analizeaz , într-o concep-

ie de securitate, factorii de risc în vederea minimi-

z rii riscului asumat i costurilor necesare.

Page 9: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ______________________ 9

Literatura de specialitate men ioneaz câteva metode consacrate

metoda interdependen elor func ionale; metoda matricelor de risc metoda arborilor de defect ri.

În aplicarea primei metode (Chris Horne – Marea Britanie) se pleac de la eviden ierea factorilor controla-bili (structura organizatoric i de personal, strategia de securitate, sistemele de securitate i procedurile aplicate) i a celor necontrolabili (erori de sistem, ac iuni teroriste,

greviste, catastrofe naturale). Metoda eviden iazinterdependen a ierarhic de evenimente pozitive aflate în rela ii de tip SAU LOGIC ori I LOGIC permi ând clari-ficarea amenin rilor, m surilor i contram surilor.

Componentele principale ale celei de-a doua metode sunt: aria protejat , amenin rile probabile i nivelul de risc.

Aria protejat Amenin ri Nivel de risc

Figura1.1 Elementele matricei de risc

Pentru construirea matricei de risc se determin ari-ile protejate i, în special, zonele vitale; se cuantificconsecin ele în cazul atacurilor reu ite i se calculeazvaloarea riscului asumat prin însumarea ponderat a va-lorilor cuantificate.

Cealalt metod pentru definirea zonelor vitale de securitate este metoda „arborilor de defect ri” care con-st în parcurgerea urm toarelor etape:

analiza preliminar a amenin rilor;

Page 10: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

10 ________________________________Managementul securit ii

stabilirea obiectivelor amenin ate;definirea zonelor vitale.

Aplicarea metodei matricei de risc la obiectivul pro-pus duce la ob inerea unor valori pentru „riscul asumat” care, comparate cu conceptul atitudinii de risc (accep-tabil, atitudine selectiv , inacceptabil), determin , fie to-leran a selectiv , cu m surile de prevenire i atenuare a efectelor, fie neacceptabilitatea, cu m surile de asigurare pentru cazurile de materializare a riscurilor maxime.

Analiza caracteristicilor obiectivului pune în eviden-:

caracteristicile fizice: - zona amplas rii;- zona extinderii imediate; - perimetrul amplasamentului; - zona interioar imediat ;- zona spa iului func ional; - zona spa iului interior. caracteristici func ionale: - caracteristicile activit ii obiectivului; - categoria si caracteristicile echipamentului; - asigurarea financiar ;- vectorii de transport. caracteristici informa ionale: - cadrul informa ional; - nivelul de informatizare; - fluxul informa ional; - re elele de calculatoare suport; - securitatea fizic a informa iei. caracteristici de personal:

Page 11: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 11

- tipuri de poten ial infractor estimat; - tipul rela iilor cu institu ii similare; - caracteristicile personalului propriu.

2.3. Necesitatea supravegherii

Supravegherea activit ii în orice ac iune uman tre-buie s porneasc de la o analiz a factorilor de risc care o pot influen a. Aceast ac iune presupune identificarea atât a factorilor de risc poten iali, cât i a m surilor de prevenire sau de minimizare a efectelor. Orice astfel de m sur trebuie s in cont de factorii economici i or-ganizatorici, de determinare a cuantumului pierderilor sau alte daune posibile, respectiv de cheltuielile necesare pentru implementarea m surilor de protec ie respective.

O dat stabili i ace ti factori de risc, managementul supravegherii mai presupune i stabilirea cerin elor con-crete rezultate din analiza factorilor de risc necesare pentru asigurarea securit ii obiectivului.

Factorii de risc lua i în considerare, trebuie s pre-vin , în primul rând, pierderile materiale sau nemateriale (obiecte fizice, respectiv informa ii, proprietatea intelec-tual dar i imaginea public , credibilitatea sau atmosfera rela iilor umane din colectivul respectiv). Pierderile de orice natur pot fi provocate, fie de distrugeri voluntare sau involuntare (din cauze umane – culp sau neglijen ,ori din cauze naturale), fie datorit unor sustrageri sau altor acte voite de distrugere.

Cauzele naturale mai importante care trebuie luate în considerare sunt incendiile, cutremurele, inunda iile etc.

Page 12: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

12 ________________________________Managementul securit ii

M surile de prevenire în aceste situa ii pot fi: constructive – cl diri i instala ii potrivite pentru preîntâmpinarea acestora; organizatorice – stabilirea de planuri prealabile de ac-iune pentru eliminarea urm rilor acestor evenimente;

compensatorii – asigur ri; resurse umane – preg tirea personalului pentru com-baterea i minimizarea efectelor produse.

Distrugerile din cauza neglijen ei pot apare datoritlipsei unor dot ri adecvate ori absen ei unor m suriorganizatorice i procedurale sau din cauza unor caren eeducative. Efectele neglijen ei pot conduce la pierderi idistrugeri de bunuri i informa ii, influen area negativ a angaja ilor sau colaboratorilor, la tirbirea imaginii pu-blice etc.

M surile care trebuie luate pentru diminuarea efectelor sau prevenirea pierderilor sunt de aceia i na-tur cu cele luate pentru limitarea pierderilor produse din cauze naturale.

Cele mai numeroase evenimente sunt produse însde acte criminale: sustrageri, distrugeri voluntare, ata-curi, sabotaje .a.

Un sistem de supraveghere optim trebuie s incont de o serie de factori care permit prevenirea eveni-mentelor i minimizarea efectelor negative:

mobilul autorului (câ tig propriu direct sau indirect, material ori moral); manifest rile posibile (distrugeri sau sustrageri de bu-nuri sau informa ii, dereglarea procesului normal de func ionare al institu iei, influen e negative asupra an-

Page 13: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 13

gaja ilor proprii datorit b nuielilor, afectarea imaginii publice); factori favorizan i (procedurali, organizatorici, cons-tructivi, lipsa instala iilor de supraveghere i control, de dotare, materiali, manageriali); autorul posibil al evenimentului: - angajat propriu sau str in; - singur, cu complice din interior ori în grup; - dotare de amator, complex sau special ;zonele vitale (valoarea bunurilor sau informa iilor din diferite zone, vulnerabilitatea canalelor de comunica-ie, vulnerabilitatea personalului propriu);

formele de atac posibile: - vulnerabilitatea zonelor vitale (atac în for sau

p trundere discret , accesibilitate, c i de acces, personal i dot ri existente pentru protec ie, proceduri de func ionare i paz );

- programul de lucru al zonelor vitale (atac de zi sau de noapte).

Evitarea actelor criminale trebuie s porneasc de la cunoa terea situa iilor de risc care se pot produce, de exemplu: sustrageri de materiale sau bani, accese ne-autorizate, sabotaje sau atacuri din partea unor angaja iproprii sau str ini etc. Pentru fiecare din aceste cauze se stabile te o configura ie optim a sistemului, zonele ex-puse atacului ori punctele vulnerabile din sistemul de su-praveghere, în final ajungându-se la un compromis care s satisfac cât mai multe cerin e de securitate în con-di iile unor costuri minime.

Page 14: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

14 ________________________________Managementul securit ii

2.4. Managementul securit ii

În esen , managementul riscului reprezint teo-

ria, în timp ce c ile de reducere a riscurilor identificate revin managementului securit ii, adic practicii.

Structural, aceasta const dintr-un complex de m -

suri juridice, organizatorice, economice, fizico-tehno-

logice i informa ionale capabile s preîntâmpine ac-

iunea factorilor distructivi pentru a le diminua sau

anihila consecin ele. În func ie de riscul i costurile asumate de institu ie, strategiile de securitate se a eazpe urm toarele niveluri:

minimal , risc asumat de circa (12-15)%; suficient , risc asumat de circa (8-12)%; acoperitoare, risc asumat de circa (5-8)%; sigur , risc asumat de circa (3-5)%.

În func ie de gradul de acoperire a domeniului de activitate a institu iei, strategiile sunt de dou categorii:

globale (omogene sau ierarhice); par iale.

Deoarece costurile strategiilor globale sunt mari, ca-lea de urmat depinde de importan a func ional a com-ponentei protejate în sistem i de nivelurile de risc acceptate.

Analitic, riscurile asumate au forma:

R(%)= - Csei/Crei

(la strategia global ierarhic pentru elementul i),

unde: R(%) este riscul asumat; Csei reprezint costul de securitate pentru elemen-tul i;

Page 15: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 15

Crei este valoarea costului de realizare pentru ele-mentul i.

Pentru integrarea i gestionarea unitar a com-ponentelor complexe ale unui sistem de securitate existaplica ii având incluse elemente de nuclee expert care, nu numai c au posibilitatea prezent rii în timp real a si-tua iei de securitate a obiectivului (starea tuturor senzo-rilor antiefrac ie, incendiu, control i admitere acces, ima-gini video etc.), dar ofer un sprijin util operatorilor prin recomand rile f cute de asistent.

Utilizarea unui astfel de pachet de programe este esen ial pentru func ionarea sistemului de securitate, câteva din avantajele mai importante ale folosirii tehnicii de calcul pentru integrarea informa iilor fiind:

prezentarea sintetic , în timp real, într-o modalitate u or de sesizat, a situa iei de securitate a obiectivului; integrarea riguroas în sistem a oric ror tipuri de sen-zori; posibilitatea controlului reciproc sistem de calcul–senzor; modificarea facil a sistemului, atât în ceea ce pri-ve te structura sa intern , cât i modul de interac iune cu operatorul uman; costurile relativ mici, suma total revenind la pre ul unui PC i a softului aferent; avantajele implicite ale sistemului de calcul (sim-plitatea prezent rii informa iilor pe un suport fizic, ca-pacitatea mare de arhivare, u urin în operare).

Page 16: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

16 ________________________________Managementul securit ii

2.5. Mecanismul de securitate

Mecanismul de securitate reprezint elementul prag-matic al strategiei de securitate i care, în func ie de complexitatea i ierarhizarea sa, se manifest sub una din urm toarele forme:

pachet de masuri, cu solu ii tehnice si organizatorice par iale, de domeniul anilor ‘70; mecanism integrat de securitate, reunind m suri,echipamente i for e umane organizate profesional; sistem de securitate, cu caracteristici specifice teoriei sistemelor si func ii de previziune si adaptabilitate.

Structura ierarhizat a unui sistem de securitate este prezentat în figura 1.2. iar în figura 1.3 este descri-s organizarea fizic particularizat a unui astfel de sis-tem.

Pupitru de contro l (PC)

In terfa comunica i i

Antie frac ie

Incendi i

Control acces

Automatiz ri Al te echipamente

Control l i f tu ri

DISPECERAT (Sistem de management al securit ii)

Figura 1.2 Structura ierarhic a unui sistem de securitate

Page 17: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 17

Antiefrac ie Incendiu Alarmare Control acces

Dispecerat

Acces auto

Sas acces

Turniche i acces

Figura 1.3 Organizarea unui sistem de securitate

În func ie de caracteristicile concrete ale obiectivului structura mecanismului de securitate se poate construi plecând de la modelul din figura 1.4.

Spa iul multidimensional în care institu ia î i

poate exercita func iunile f r influen e destabiliza-

toare din partea condi iilor externe i în siguran fa-

de atacurile i amenin rile posibile reprezint me-

diul de securitate. Evident, dimensiunile mediului sunt date de rela ia dintre acesta i riscul asumat i de cos-turile posibil a fi suportate.

Page 18: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

18 ________________________________Managementul securit ii

Zonele de alarmare

Echipe de interven ie

Autorit ipublice

Tehnic

Evenimente

Protec ie contra in-cendiilor i catas-trofelor naturale

M suri orga-nizatorice

Protec ia de personal

Mecanism de securitate a informa iilor

Mecanism de securitate fizic

Proceduri de integrare

Asocia ii de specialitate

Control func ional al mecanismului de securitate

Conducerea institu iei

Manager de securitate

Dispecerat central

Figura 1.4. Structura unui mecanism de securitate

Exemple principiale de abordare ale mediului de securitate sunt prezentate în figura 1.5.

SPA IU DE NOCIVITATE

SPA IU DE PERICULOZITATE

MEDIU DE SECURITATE

SPA IU DE SIGURANPROPRIE

Figura 1.5. Mediul de securitate

Mecanismul de securitate fizic , ca parte compo-nenta a mecanismului de securitate a unei institu ii are ca scop principal detec ia, întârzierea i stoparea (anihila-rea) unei ac iuni ostile sau a unei situa ii periculoase. El reune te mecanisme cu rol de barier fizic , detec ie la

Page 19: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 19

efrac ie i incendiu, de control acces, de supraveghere cu camere TV, precum i mecanisme de alarmare, inter-ven ie i stingere a incendiilor.

Din punct de vedere structural mecanismul de secu-ritate fizic are aspectul din figura 1.6.

MECANISMUL VECTORILOR

DE TRANSPORT

MECANISMUL ECHIPELOR DE INTERVEN IE

DISPECERAT CENTRAL

MECANISMUL DE CONTROL

AL ACCESULUI

MECANISMUL DE ALARMARE

INSTALA IA DE TRANSMITERE

A ALARMEI

MECANISMUL DE DETEC IE

A INCENDIILOR

MECANISMUL BARIERELOR

FIZICE

MECANISMUL DETEC IEI LA

EFRAC IE

INSTALA IATVCI

Figura 1.6. Structura mecanismului de securitate fizic

Constructiv, barierele fizice trebuie s aib o dis-punere circular-concentric , pentru a asigura o separa ie eficient a zonelor vitale situate la interior fa de mediul extern. Num rul de inele-bariere de protec ie necesare se proiecteaz pentru a ob ine întârzierea calculat .

Astfel, timpul de r spuns global al sistemului de se-curitate depinde de barierele aflate în calea de p trun-dere a intrusului, de timpul de detec ie al sistemului i de rapiditatea ac iunii forma iilor de interven ie.

Page 20: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

20 ________________________________Managementul securit ii

Acest timp global, pe lâng indicii calitativi ai sis-temului de supraveghere, este o a doua condi ie impor-tant de eficien a sistemului. Dac în prima situa ie pa-rametrii sunt strict determina i de echipamentele de de-tec ie, în cea de a doua situa ie determinant este timpul de ac iune al forma iunii de interven ie.

O condi ie esen ial este ca timpul total de r spunss fie cel mult egal cu timpul necesar pentru realizarea ac iunii adverse. Deoarece timpul necesar ac iunii adver-se poate fi doar estimat, acesta se calculeaz în cele mai defavorabile condi ii pentru sistem.

Îndeplinirea inegalit ii poate fi f cut fie prin m -rirea num rului inelelor de protec ie fizic (având ca efect cre terea timpului de ac iune advers – ta), fie prin o insta-lare cât mai optim a senzorilor (detectarea oportun a activit ilor adverse – td i evaluarea rapid a situa iei – te) sau cre terea antrenamentului echipelor de interven ie (sc derea timpului propriu de r spuns – tp).

Explicitarea acestor idei este f cut în figura 1.7 unde este prezentat diagrama de timp a ac iunilor pro-prii i adverse.

Înce

pere

a ac

iuni

i ad

vers

e

Timp necesar pentru realizarea ac iunii adverse - ta

Det

ecta

re

intr

uziu

ne

Eva

luar

e al

arm Timp necesar pentru

realizarea ac iunii proprii

Obi

ectiv

adv

ers

atin

s

Rezervde timp

td te tp tr

ta²td+te+tp+tr

Figura 1.7. Timpul desf ur rii ac iunilor i contraac iunilor

Page 21: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 21

2.6. Considera ii economice

Trebuie re inut faptul c un sistem de supraveghere optimal aduce beneficii economice importante, atât din punctul de vedere al cre terii siguran ei obiectivului p zit, cât i datorit reducerii de personal rezultate ca urmare a automatiz rii activit ilor de paz .

Costul sistemelor de management al securit ii este foarte u or de subestimat. Produc torii de echipamente ofer un pre func ie de lungimea, suprafa a sau volumul monitorizat. Adesea, aceasta include numai costul dispo-zitivelor hardware i nu con ine nici o referin referitoare la instalare, între inere sau alte cheltuieli adi ionale.

2.6.1. Cheltuieli de securitate

A a cum s-a mai ar tat, în costul securit ii (Cs)trebuie incluse cheltuielile cu echipamentele hardware CHDW (dispozitivele propriu-zise, instalare, între inere ifunc ionare) dar i cheltuielile de personal CP (recrutare, preg tire, antrenare, remunera ii), cheltuieli de infrastruc-tur CI etc.

În concluzie, costurile estimate sunt:

Cs=CHDW+CP+CI

2.6.2. Costurile insecurit ii

Realizarea securit ii necesit resurse umane, mate-riale i financiare deosebite, care, uneori nu se justificdatorit lipsei aparente a amenin rilor. Din aceast ca-uz se înregistreaz adesea mult reticen în acordarea de fonduri suficiente pentru securitate. Pentru a evita, din start, eventuale situa ii neclare, se pot analiza succint costurile implicate de producerea evenimentelor nedorite.

Page 22: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

22 ________________________________Managementul securit ii

Costul efectelor unui eveniment nedorit Cn este:

Cn=Cp+Ca,

unde: Cp reprezint costurile primare (bunuri distruse ca urmare a evenimentului produs); Ca reprezint costurile adiacente (repara ii sau în-locuiri de bunuri distruse, cheltuieli cu restabilirea imaginii institu iei pe pia ).

În majoritatea cazurilor, costurile adiacente sunt cu câteva ordine de m rime mai mari decât costurile primare i cu implica ii nepatrimoniale deosebit de sup r toare.

Concluzia care se impune este o ac iune concertatpentru reducerea riscurilor i minimizarea efectelor eve-nimentelor nedorite.

2.7. Condi ii de mediu

Majoritatea zonelor supravegheate sunt caracteri-zate de factori de mediu specifici, factori de care trebuie inut cont în momentul proiect rii sistemului, select rii

senzorilor i instal rii dispozitivelor. Erorile produse în oricare din aceste etape pot conduce fie la un num r ma-re de alarme false, fie la zone care nu sunt controlate.

De exemplu, în cazul sistemelor de detectare a in-truziunilor, un gard, o intrare exterioar , o fereastr , o u interioar , un perete vitrat sau o camer de valori, au caracteristici particulare de mediu care trebuie lua i în calcul pentru fiecare caz.

Suprafe ele exterioare pot fi afectate de climatul predominant, de alternan a zi/noapte în condi iile de mediu, de ac iuni întâmpl toare ale animalelor, precum ide activit i umane cum ar fi: câmpuri electrice, transmisii

Page 23: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 23

radio, vehicule, camioane, trenuri, activit i industriale etc.

Mai exist o mare varietate de alte cauze care tre-buie luate în considerare la selectarea unor senzori i la instalarea lor. Condi ia fundamental care trebuie avu-

t în vedere este de a defini exact o zon de supra-

veghere sigur . Alegerea optim a acestor zone are ca efect reducerea ratei alarmelor false cauzate de eveni-mente neinten ionate.

O alt idee care trebuie avut în vedere este împ r-irea zonei supravegheate în mai multe zone indepen-

dente din punct de vedere al controlului, în scopul loca-liz rii exacte a raionului unei posibile intruziuni i îmbu-n t irii reac iei for elor de paz . Aceast concep ie are ca efect limitarea razei de ac iune a senzorilor perimetrali la care, chiar dac principiul de func ionare le permite detectarea intru ilor la distan e de ordinul kilometrilor, zona de sensibilitate este redus la maxim 500 m.

Senzorii pentru înc peri pot fi afecta i i ei de para-zi i exteriori, cum ar fi: zgomote i vibra ii de la ma ini, mi c ri ale aerului i schimb ri de temperatur produse de ventilatoare sau instala ii de climatizare etc.

i dispozitivele folosite la celelalte sisteme: admite-re i control acces, detectare incendiu etc., sunt suscep-tibile de a fi afectate de diverse fenomene întâmpl toare. Acesta este i motivul pentru care un sistem de securi-tate complet trebuie s con in i un sistem de suprave-ghere video.

Page 24: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

24 ________________________________Managementul securit ii

2.8. Principii de selectare a senzorilor

Procesul de selectare a senzorilor trebuie s incont de trei parametri importan i: probabilitatea de des-coperire (pD), rata alarmelor false (RAF) i vulnerabili-tatea (posibilit ile existente de a neutraliza senzorii sau de a se sustrage controlului).

Scopul final al oric rui sistem de protec ie este rea-lizarea unui sistem care, combinând dispozitive diferite, s ob in o probabilitate de descoperire maxim , o rat a alarmelor false minime, f r a fi susceptibil de a fi contra-carat.

Probabilitatea de descoperire furnizeaz o indi-

ca ie asupra performan elor senzorului de a detecta

orice modificare neavenit a mediului în raza sa de

ac iune. Probabilitatea de descoperire nu depinde numai de caracteristicile senzorului ci este func ie i de mediu, de condi iile de instalare i reglare, precum i de compor-tamentul posibil al intrusului. Principalii factori care afec-teaz probabilitatea de descoperire sunt:

cantitatea (intensitatea) i tipul câmpului fizic folosit de senzorul activ sau pasiv; m rimea obiectului perturbator; distan a pân la obiect; viteza obiectului; caracteristicile de reflexie sau absorb ie ale câmpului folosit de senzor.

Bineîn eles, func ie de natura senzorului, to i ace tifactori pot avea o influen mai mare sau mai mic .

Din punct de vedere algebric, probabilitatea de detec ie poate fi determinat a posteriori cu rela ia:

Page 25: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 25

T

DD n

np = ,

unde: nD = num rul de intruziuni detectate; nT = num rul total de intruziuni.

Este de a teptat ca un sistem performant s aib o probabilitate de detec ie de minim 0.99.

Rata alarmelor false indic procentul probabil de

alarme care nu sunt datorate unui eveniment. Concep-tual, rata alarmelor false con ine dou elemente distincte: alarma fals propriu-zis , alarm produs din motive ne-cunoscute i alarma aleatoare, generat de un eveniment real dar nepericulos. Totu i, deoarece majoritatea alar-melor false nu pot fi clasificate imediat în una din cele dou categorii, r spunsul sistemului la alarma fals tre-buie s fie ca în cazul unui eveniment.

Rata alarmelor false se poate calcula teoretic cu rela ia:

nn

RAF F= ,

unde: nF = num rul de alarme false; n = num rul de evenimente.

Vulnerabilitatea este o alt caracteristic a efica-cit ii unui sistem de supraveghere. Deoarece utilizarea unei singure categorii de senzori nu poate asigura o rata alarmelor false suficient de mic precum i o proba-bilitate de descoperire acceptabil , s-a impus utilizarea unor senzori redundan i, fie de acela i tip, fie din altcategorie. Acest principiu, prin suprapunerea zonelor de acoperire i protec ia mutual asigurat între senzori, cu excep ia optimiz rii caracteristicilor de protec ie, preîn-

Page 26: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

26 ________________________________Managementul securit ii

tâmpin i eventualele tentative de contracarare a siste-mului datorit principiilor de lucru diferite ale senzorilor selecta i.

O metod de contracarare, aplicabil în general la toate sistemele automate de supraveghere, const în generarea, persistent dar aleatoare, a unui mare num rde alarme false, o lung perioad de timp, lucru care conduce la sc derea încrederii în func ionalitatea sis-temului i ignorarea alarmelor. Acesta este înc unul din motivele care impun folosirea sistemelor de suprave-ghere video.

Teoria prezentat în acest capitol este destinat , în special, senzorilor pentru detectarea intruziunilor. F cândnuan rile de rigoare, informa iile sunt utilizabile la orica-re alt component a sistemului de securitate.

Page 27: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 27

Capitolul 3. SISTEME ANTIEFRAC IE

3.1. Cerin e opera ionale

În esen , rolul unui sistem de supraveghere constîn patru componente: a descuraja, a detecta, a docu-menta i a împiedica sau întârzia orice încercare de p -trundere în obiectiv sau zona protejat .

Aplicarea m surilor de securitate trebuie planificatfunc ie de necesit ile i nevoile obiectivului protejat. Abordarea tipului de sistem de supraveghere este in-fluen at de tipul obiectivului sau al materialelor care tre-buie protejate, mediul înconjur tor, amenin rile posibile, precum i de experien a acumulat anterior în paza obiectivului respectiv. Aceste idei formeaz baza pentru o analiz ini ial dar, totu i, aceste concepte nu sunt suficiente pentru a dezvolta efectiv sistemul de secu-ritate. Natura i ritmul activit ilor în sau lâng zona obiectivului supravegheat, configura ia fizic a ariei con-trolate, comportamentul oamenilor i mediul natural în-conjur tor, sunt o serie de al i factori care trebuie con-sidera i atunci când se realizeaz un sistem de supra-veghere.

Cu excep ia unei mari variet i de obiective indus-triale sau de interes deosebit care necesit supraveghere perimetral , mai exist o serie de facilit i militare, diplo-matice, economice cu acelea i cerin e. Multe din aces-tea, datorit caracteristicilor în permanent schimbare,

Page 28: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

28 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

necesit o abordare dinamic i pragmatic a supra-vegherii interioare i perimetrale.

În ceea ce prive te supravegherea interioar a obiectivelor, num rul de aplica ii posibile este mult mai mare, con inând pe lâng obiectivele enumerate anterior, orice alt int civil sau militar de interes pentru acti-vit i criminale: depozite, magazine, parcuri auto, camere de valori, apartamente i locuin e, autovehicule etc.

3.2. Sisteme integrate

Integrarea senzorilor în sisteme de supraveghere este un subiect important al proiect rii sistemelor i este îndeplinit optim dac este considerat ca parte integranta ac iunii de proiectare a sistemului, a instal rii i utiliz -rii. Un aspect care trebuie luat în considerare este faptul c majoritatea senzorilor sunt destina i fie pentru aplica iiîn exterior, fie pentru aplica ii interioare.

Senzorii exteriori detecteaz intru ii care traversea-z o linie de demarca ie sau intr într-o suprafa prote-jat . Ace ti senzori se instaleaz numai în zone des-chise, de exemplu în câmp liber, în jurul unei cl diri, de-a lungul unui gard etc. Senzorii monta i în exterior trebuie s fie suficient de flexibili, atât din punctul de vedere al condi iilor climatice (extreme de temperatur , umiditate, radia ii solare, praf, ploaie sau ninsoare), cât i al sigu-ran ei în func ionare în condi ii severe de mediu. Ace tisenzori se caracterizeaz printr-o probabilitate mic de descoperire i o rat mare a alarmelor false, în special datorit multor factori incontrolabili, cum ar fi: vânt, ploa-ie, depuneri de ghea sau condens, animale, activit i

Page 29: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 29

umane, surse produc toare de interferen e electromag-netice i radio etc. Aceste motive implic folosirea a cel pu in dou tipuri diferite de senzori pentru a putea asi-gura parametrii de eficacitate ai sistemului de suprave-ghere.

Senzorii pentru interior sunt folosi i pentru detec-tarea p trunderii într-o cl dire sau pentru a furniza infor-ma ii despre intruziuni. Mul i din ace ti senzori sunt pro-iecta i pentru utilizare numai în interior i nu trebuie ex-pu i la alte condi ii climatice.

Senzorii de interior îndeplinesc una din urm toarele func iuni:

detectarea unui intrus care se apropie sau trece de o anumit limit , de exemplu: o u , un perete, un aco-peri , o podea sau o fereastr ;detectarea unei deplas ri într-o zon controlat , de exemplu: o camer sau un culoar; detectarea deplas rii sau atingerii unui obiect.

Senzorii de interior pot produce alarme false dar, datorit mediului mai stabil în raport cu exteriorul, num -rul lor este mult mai redus.

De o mare importan pentru realizarea unui sistem performant, const în integrarea, al turi de senzorii anti-efrac ie de exterior sau interior i a dispozitivelor pentru controlul i admiterea accesului, de detectare a incendi-ilor, de alarmare etc..

3.3. Solu ii tehnologice

Dezvoltarea exploziv a electronicii a permis produ-cerea unor dispozitive flexibile, capabile s fie integrate

Page 30: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

30 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

în echipamente extrem de diverse, care permit proiec-tarea unor sisteme de supraveghere apte s îndeplineas-c orice cerin specific .

Elementele principale ale unui sistem de suprave-ghere includ, conform schemei bloc din figura 2.1:

senzori (pentru detectarea intruziunilor, controlul ac-cesului sau alte necesit i);centrale de alarmare; sta ia de monitorizare (dispecerat); infrastructura de comunica ii care interconecteaztoate elementele de mai sus.

Senzori:

Comunica ii:

Centrale alarmare:

Comunica ii:

Dispecerat:

Si S1 S2 S3 S4 Sn

CAxCA1

LPT VCR PC

CRT

Figura 2.1. Structura unui sistem de supraveghere

Cu excep ia acestor elemente hardware, se consi-der c în componen a oric rui sistem de supraveghere trebuie incluse personalul de deservire, procedurile de ac iune în diferite situa ii etc. Chiar i la cel mai modern sistem de supraveghere, personalul care opereaz , moni-torizeaz i între ine sistemul are, de multe ori, o însem-n tate mai mare decât aspectele tehnologice individuale ale sistemului: acesta asigur func ionalitatea sistemului dar, în situa ia cea mai defavorabil , poate fi considerat o

Page 31: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 31

surs posibil de informa ii despre vulnerabilitatea siste-mului, surs introdus chiar în interiorul obiectivului de ap rat.

Informa iile referitoare la dispecerat, interfe ele de comunica ii i centralele de alarmare vor fi prezentate, ulterior, în capitolul 6.

În continuare sunt prezenta i senzorii existen i ac-tualmente. A a cum s-a amintit în paragrafele anterioare, senzorii pentru detectarea intruziunilor se pot clasifica, în principal, ca senzori pentru exterior i senzori de interior. Fiecare din aceste dou categorii au, la rândul lor, alte subcategorii, cum ar fi senzorii destina i împrejmuirilor, îngropa i, pentru ferestre, pere i, u i, camere, obiecte etc.

În figurile 2.2 i 2.3 sunt prezenta i arborii de selec-ie pentru senzorii de exterior, respectiv interior.

Dup cum se observ , o serie de principii de func-ionare, sunt comune pentru ambele categorii de senzori,

îns majoritatea lor au fost realiza i pentru aplica ii spe-cifice.

În continuare sunt prezentate 25 de solu ii tehno-logice pentru detectarea intruziunilor, pentru fiecare cate-gorie de senzori fiind descrise principiile de operare, mo-durile de utilizare, condi iile pentru o folosire eficient ,m surile de ap rare împotriva intruziunilor calificate, me-tode de neutralizare a sistemului de supraveghere etc.

Page 32: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

32 ____________________________________ Sisteme antiefrac ieS

EN

ZO

RI

PE

NT

RU

E

XT

ER

IOR

ÎMP

RE

JMU

IRI

ZO

NE

DE

SC

HIS

E

SE

NZ

OR

I LA

S

UP

RA

FA

SE

NZ

OR

I ÎN

GR

OP

AI

HID

RO

ST

AT

ICI

CA

BL

U C

OA

X

EC

HIL

IBR

AT

FIB

R O

PT

IC

GE

OF

ON

I

VIB

RA

II

CA

BL

U

TE

NS

ION

AT

MP

E

LE

CT

RIC

CA

PA

CIT

AN

CA

BL

U S

EN

SI-

BIL

LA

SA

RC

IN

FIB

R O

PT

IC

CO

NT

INU

ITA

TE

SE

NS

IBIL

LA

T

OR

SIU

NE

CA

BL

U

CO

AX

IAL

PO

LIM

ER

M

AG

NE

TIC

SE

NZ

OR

I V

OLU

ME

TR

ICI

SE

NZ

OR

I V

IDE

O

IR A

CT

IV

IR P

AS

IV

MIC

RO

UN

DE

IR P

AS

IV +

M

ICR

OU

ND

E

RA

DA

R

TU

RB

UL

EN

AE

R

DE

TE

CT

AR

E

MI

CA

RE

VIZ

IBIL

INF

RA

RO

U

Figura 2.2. Senzorii pentru aplica ii de exterior

Page 33: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 33S

EN

ZO

RI

PE

NT

RU

IN

TE

RIO

R

SP

AR

GE

RE

G

EA

M

VIB

RA

II

CO

MU

TA

TO

R

ME

CA

NIC

CO

MU

TA

TO

R

BA

LA

NS

AT

AC

US

TIC

I

OC

UR

I

SE

NZ

OR

I V

OLU

ME

TR

ICI

SE

NZ

OR

I V

IDE

O

IR P

AS

IV

MIC

RO

UN

DE

IR P

AS

IV +

M

ICR

OU

ND

E

AU

DIO

DE

TE

CT

AR

E

MI

CA

RE

FE

RE

ST

RE

CA

ME

RE

, H

OL

UR

IU

IP

ER

EI

CO

MU

TA

TO

R

MA

GN

ET

IC

AC

US

TIC

I +

OC

UR

I

CO

MU

TA

TO

R

ME

CA

NIC

CO

MU

TA

TO

R

BA

LA

NS

AT

CO

MU

TA

TO

R

MA

GN

ET

IC

VIB

RA

II

FIB

R O

PT

IC

SE

NZ

OR

I C

U

FA

SC

ICU

L U

ND

E

UL

TR

AS

ON

ICE

A

CT

IVE

UL

TR

AS

ON

ICE

P

AS

IVE

Figura 2.3. Senzorii pentru aplica ii de interior

Page 34: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

34 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Nu sunt incluse o serie de dispozitive cu aplicabili-tate foarte limitat , cum ar fi senzorii acustici pentru de-tectarea turbulen ei aerului (folosi i pentru semnalarea prezen ei elicopterelor) sau radarul, un dispozitiv cu apli-ca ii tipic militare, pentru supravegherea spa iului aerian.

3.3.1. Comutatoare mecanice

Comutatoarele mecanice sunt folosite pentru detec-tarea deschiderii (închiderii) unei u i sau ferestre prote-jate. Acest senzor const într-un contact electric care are o stare func ie de ac iunea fizic direct asupra sa, modificarea st rii normale generând astfel o alarm .

Comutatoarele mecanice se pot monta la u i, feres-tre, sertare, panouri de acces etc. Este recomandabilutilizarea lor în conjunc ie cu un detector de mi care in-stalat în zona protejat , în caz c intruziunea este reali-zat prin derutarea sistemului de supraveghere.

Pentru o func ionare corespunz toare a senzorului, u ile i ferestrele protejate trebuie instalate adecvat în tocul u ii (rama ferestrei) pentru a preîntâmpina alarmele false declan ate de deschiderea întâmpl toare a acesto-ra. De asemenea, o montare defectuoas a senzorului se poate solda i prin p trunderi nedetectate.

Comutatorul trebuie s fie montat ascuns pentru a nu permite intrusului demontarea i dezafectarea aces-tuia. Firele de leg tur între comutator i centrala de alarmare trebuie s fie bine protejate pentru a preveni distrugerea lor iar centrala de alarmare trebuie s fie setat astfel încât s declan eze o alarm în momentul întreruperii acestora.

Page 35: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 35

Blocarea comutatorului în pozi ia „u /fereastr în-chis ” este modalitatea cea mai simpl de contracarare a senzorului. Aceasta se poate realiza fie cu o lamel me-talic , fie prin alt modalitate, care presupune existen aunor complici în interiorul obiectivului, care const în lipi-rea cu band adeziv a pârghiei de ac ionare al comuta-torului, în perioada în care alarma este deconectat .

3.3.2. Comutatoare magnetice

Comutatoarele magnetice sunt folosite pentru detec-tarea deschiderii (închiderii) unei u i sau ferestre prote-jate. Acest dispozitiv este format din dou componente: un comutator magnetic (senzor Hall sau releu reed)montate în tocul u ii sau ferestrei i un magnet perma-nent dispus pe partea mobil a u ii/ferestrei. Declan a-rea alarmei este f cut de apropierea/dep rtarea celor dou componente ale dispozitivului. Trebuie men ionat c , spre deosebire de contactul mecanic, partea mobilpoate fi la o oarecare distan de partea fix .

Condi iile de utilizare i instalare ale senzorului sunt identice cu cele prezentate la senzorul cu comutator me-canic.

Blocarea func ion rii comutatorului magnetic poate fi f cut cu ajutorul unui magnet puternic care, dispus în exteriorul u ii sau ferestrei, înlocuie te magnetul mobil al dispozitivului i permite intrarea f r declan area alar-mei.

Page 36: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

36 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

3.3.3. Comutatoare balansate

Comutatoarele balansate sunt formate din dou co-mutatoare mecanice sau magnetice, unul pe pozi ie „nor-mal închis”, cel lalt pe pozi ia „normal deschis”.

Func ionarea normal a dispozitivului presupune ba-lansarea celor dou comutatoare, la deschiderea u ii fie-care comutator schimbându- i starea. În situa ia în care cele dou comutatoare nu î i schimb starea, este detec-tat o încercare de blocare a dispozitivului, iar sistemul de supraveghere declan eaz o alarm .

Acest montaj, cu dou comutatoare, este mult mai sigur în func ionare, eliminând posibilitatea bloc rii simul-tane a comutatoarelor prin utilizarea unui mecanism de contracarare.

Condi iile de utilizare i instalare ale senzorului sunt identice cu cele prezentate la senzorul cu comutator me-canic.

Magnet (nu pt. sistem mecanic)

Comutator mecanic sau magnetic

Fire leg tur

a) Instalare b) Senzori magnetici c) Comutatoare balansate

Comutator magnetic cu senzor Hall

NS

ON

/OF

F

Comutator magnetic cu releu reed

NS

ON

/OF

F

Comutator balansat cu senzori Hall

NS

ON

/OF

F

Comutator balansat cu relee reed

SN

OF

F/O

N

NS

SN

ON

/OF

F

OF

F/O

N

Figura 2.4. Comutatoare magnetice

Modul de instalare al celor trei tipuri de comutatoare este prezentat în figura 2.4.a., senzorii magnetici în

Page 37: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 37

figura 2.4.b. iar principiul de func ionare al comutatorului balansat în figura 2.4.c.

O condi ie general pentru ace ti senzori este obli-gativitatea instal rii, în paralel, a altor dispozitive de su-praveghere bazate pe alte principii func ionale.

Aspectul fizic al unor comutatoare magnetice, meca-nice i electromecanice este ilustrat în figura 2.5.

3.3.4. Senzori pentru detectarea spargerii ferestrei

Aceste dispozitive se instaleaz pentru controlul ferestrelor care sunt susceptibile a fi sparte în cazul unei intruziuni. Senzorii sunt monta i în interior, pe un perete sau tavan, în fa a ferestrei monitorizate.

Exist trei tipuri de senzori pentru ferestre: acustici, pentru detectarea ocurilor i combina i.

Toate dispozitivele au în compunere un microfon care este sensibil la o band de frecven e asociat cu spargerea unui geam. Semnalul de la microfon este pre-lucrat într-un procesor care elimin componentele spec-trale neasociate fenomenului fizic. Tot procesorul de semnal compar semnalul filtrat cu cel înregistrat ante-rior, asociat cu spargerea geamului. În situa ia unei ase-m n ri a caracteristicilor de frecven , este declan atalarma.

Senzorii acustici detecteaz frecven ele înalte cre-ate de impactul ini ial asupra ferestrei. Vibra iile produse de cr parea geamului se propag de la punctul de impact c tre marginile exterioare ale suprafe ei vitrate. Semnalul audio este cules de microfonul dispus în vecin tatea fe-restrei i este trimis procesorului de semnal care ia deci-zia corespunz toare.

Page 38: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

38 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Figura 2.5 Contacte magnetice i mecanice

Page 39: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 39

Senzorii pentru detectarea ocurilor sunt sensibili la sunete intense cu frecven a de 5 KHz. Microfonul folosit este de tip piezoelectric sau cu cristal. Folosirea mi-crofoanelor cu cristal este mai eficace întrucât acestea sunt sensibile la o band foarte îngust de frecven ,simplificând sarcinile procesorului de semnal i, implicit, reducând rata alarmelor false.

Senzorii combina i, acustic+ oc, combin avantajele celor dou principii diferite de detec ie, asigurând îmbu-n t irea probabilit ii de descoperire, a ratei alarmelor false, totodat reducând i posibilit ile de neutralizare ale detectorului.

Func ie de specifica iile produc torului, senzorii se pot monta direct pe fereastr la câ iva centimetri de mar-gine, pe tocul geamului sau pe un perete sau tavan aflat la mic distan de fereastr .

Montarea pe fereastr este cea mai problematicdeoarece adezivul trebuie s fie de foarte bun calitate, capabil s reziste la radia iile solare i la extremele de

temperatur produse iarna sau vara (-20¯C÷80¯C).Func ionarea nesigur a dispozitivului poate fi con-

secin a unei mont ri necorespunz toare a senzorului, ne-respect rii specifica iilor tehnice referitoare la tipul de fe-reastr pentru care este destinat senzorul etc. dar, cel mai adesea, majoritatea problemelor sunt date de carac-teristicile acustice ale înc perii. Astfel, acoperirea feres-trei cu o draperie groas absoarbe vibra iile acustice i la microfonul senzorului montat pe perete sau în tavan nu mai ajunge suficient semnal pentru declan area alarmei.

Page 40: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

40 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Senzorul mai poate func iona necorespunz tor idac procesorul de semnal nu a fost calibrat corespunz -tor. Suplimentar, mai pot cauza probleme i interferen ele radio sau zgomotele naturale care au un spectru cu ele-mente în banda de sensibilitate a senzorului.

Ca o precau ie maxim , se poate impune o verificare distructiv , lucru care presupune verificarea func ion riisenzorului când fereastra este spart inten ionat.

Neutralizarea sistemului de supraveghere este posi-bil dac geamul este decupat sau demontat din ram . O alt metod const în modificarea spectrului produs de spargere, lucru realizabil prin atenuarea cu materiale absorbante a zgomotului.

Aspectul fizic al acestor senzori este ilustrat în figura 2.6.

3.3.5. Senzori fotoelectrici pentru interior

Aceste dispozitive folosesc un fascicul de lumininvizibil , în infraro u, pentru a crea un cortin electro-nic . De regul , sunt folosi i pentru supravegherea unor suprafe e liniare, de dimensiuni mari, cum ar fi holuri, foaiere etc.

Senzorii cu fascicul luminos sunt forma i din doublocuri: un emi tor i un receptor. Emi torul folose teca surs de lumin IR o diod electroluminiscent LED (Light Emitting Diode) sau o diod laser. Receptorul are ca element activ un fotoelement (de regul un fototran-zistor) care detecteaz prezen a sau absen a fasciculului. Dac receptorul sesizeaz o întrerupere a razei IR cu o durat mai mare decât o valoare prestabilit , este declan at alarma.

Page 41: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 41

Figura 2.6. Senzori pentru detectarea spargerii ferestrelor

Pentru a acoperi distan e mari, emi torul genereazun fascicul foarte convergent (divergen a mai mic de

0.01¯) iar, pentru a preîntâmpina orbirea receptorului cu

o surs exterioar de lumin , fasciculul este modulat în impulsuri dup o lege pseudoaleatoare. Aceast modu-lare const în întreruperea semnalului emis la momente

Page 42: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

42 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

i cu durate determinate de procesorul sistemului. La recep ie semnalul trebuie s respecte întocmai aceia ilege de modula ie, orice neconcordan semnalând o tentativ de orbire a sistemului.

Distan a dintre emi tor i receptor este limitat la 300 m dar, renun ând la principiul localiz rii exacte a in-truziunii, se pot atinge distan e de câ iva kilometri.

Traseul liniar al razei IR poate fi modificat folosind oglinzi, pentru a crea o zon supravegheat mai pu in predictibil . Totu i, utilizarea oglinzilor reduce distan amaxim de lucru i creeaz probleme în func ionare dato-rit necesit ii men inerii alinierii precise între mai multe elemente, dar i datorit depunerii prafului pe elementele reflectorizante.

Sistemul nu este afectat de mediul din interiorul cl -dirii (modific ri ale regimului termic, l mpi fluorescente, interferen e radio i electromagnetice cu echipamentele electrice etc.)

Dispozitivul se caracterizeaz printr-o probabilitate de descoperire apropiat de unitate i o rat a alarmelor false sc zut .

Senzorul func ioneaz nesigur dac exist factori care afecteaz propagarea luminii între emi tor i recep-tor: fum, aburi, alte obiecte semitransparente. Sc derea energiei sosite la receptor cu mai mult de 10% poate de-clan a o alarm sau o avertizare func ie de genera ia dis-pozitivului.

Alarmele false pot fi produse de trecerea întâmpl -toare a unor obiecte prin fascicul, întrerupând leg tura emi tor–receptor. Ca exemple de astfel de incidente pot

Page 43: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 43

fi amintite: plante de apartament situate cu coroana în zona razei, animale de cas , hârtii luate de curentul de aer etc. Alte alarme false pot fi produse de proasta între-inere a echipamentului: depunerea de praf pe sistemele

optice i pe oglinzi, neefectuarea recalibr rii i realinierii periodice a senzorului etc.

Contracararea sistemului este realizabil numai prin ocolirea fasciculului luminos, lucru totu i simplu dac in-trusul este dotat cu ochelari speciali pentru vizualizarea radia iei IR.

Aspectul exterior al unui modul al dispozitivului, pre-cum i o posibilitate de instalare pentru supravegherea unei u i sunt prezentate în figura 2.7.

EE

R

Oglinzi

Acces

Figura 2.7. Senzori cu fascicul IR

3.3.6. Senzori cu microunde

Senzorii cu microunde sunt dispozitive folosite pen-tru detectarea mi c rii. Principiul de func ionare se ba-zeaz pe detectarea perturba iilor produse de intruziune într-un câmp electromagnetic generat de echipament.

Page 44: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

44 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Exist astfel de dispozitive destinate uzului în aplica ii de exterior sau interior.

Sistemul este format din dou blocuri func ionale: un emi tor i un receptor. Emi torul const într-un oscilator de mic putere realizat cu diod Gunn, în banda X de frecven (aproximativ 15 GHz). Receptorul sesizeazorice modificare a frecven ei emise, modificare produsdatorit efectului Doppler.

Rela ia algebric de determinare a devia iei de frecven este:

c

vf2f 0 ÖÖ=D ,

unde: Df este devia ia de frecven ;f0 este frecven a de emisie; v este viteza mobilului: c este viteza luminii.

Majoritatea sistemelor sunt setate pentru declan-area alarmei în situa ia unei devia ii de frecven de

20÷120 Hz, adic pentru o vitez a intrusului de aproxi-mativ 2÷12 m/s.

Constructiv, exist dou tipuri de sisteme cu micro-unde: senzori monobloc, la care atât emi torul cât ireceptorul sunt realiza i într-o singur unitate, respectiv senzori în tandem, formate din dou unit i separate, emi torul i receptorul. Cele dou tipuri au destina ii icaracteristici diferite:

senzorii monobloc au caracteristic de directivitate foarte larg , o distan de detec ie mic i se folosesc la aplica ii de interior;

Page 45: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 45

senzorii în tandem sunt destina i aplica iilor de exte-rior având o diagram îngust i o raz de ac iune mare.

Schemele bloc ale acestor sisteme sistem sunt ilustrate în figura 2.8.

LegendGunn – oscilator AFFI – amplificator Mx – mixer OL – oscilator

local CA – comutator

anten

f0°Df

Df f0

RECEPTOR

f0

EMI TOR

Gunn

AFFI

Mx

OL

v

f0

Df

Gunn

AFFI

CA

Mx

a) Senzor monobloc

b) Senzor în tandem

Figura 2.8 Schema bloc a unui senzorilor cu microunde

Prezen a comutatorului de anten la senzorii mono-bloc impune câteva probleme specifice: ace tia func io-neaz în impulsuri emi ând, consecutiv, pe dou frecven-e diferite; receptorul este blocat o scurt perioad la în-

ceputul emisiei, creând o zon de blocare. Forma caracteristicilor de directivitate la cele dou

tipuri de senzori este prezentat în figura 2.9. Senzorii cu microunde se pot folosi atât pentru mo-

nitorizarea unor suprafe e exterioare cât i pentru înc -peri, depozite, holuri etc. În exterior aceste sisteme se folosesc pentru supravegherea perimetral sau pentru o avertizare timpurie dac intrusul se apropie de o cl dire sau o zon sensibil .

Func ionarea necorespunz toare a senzorilor poate fi cauzat , în primul rând, de interferen e cu alte echi-

Page 46: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

46 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

pamente cu microunde care func ioneaz în banda X. De asemenea, zonele care con in generatoare puternice de câmpuri electromagnetice pot produce probleme datoritinterferen elor pe unele componente spectrale. O situa ie special poate fi cauzat de l mpile fluorescente (mai cunoscute drept becuri cu neon): ciclul de ionizare al gazului poate fi interpretat de detector ca deplasare de frecven , generând astfel o alarm fals .

E 3÷5¯ R

100÷450 m

b) Senzor în tandem

E/R ������������������������������������������������������������������������������������������

Zont iere

9 m

7.5

m

a) Senzor monobloc

1÷10 m

Figura 2.9 Caracteristica de directivitate a senzorilor cu microunde

Alte complica ii sunt create i de reflexiile de la obiectele fixe apropiate. Semnalul recep ionat, mult mai puternic decât cel de la un eventual intrus, poate satura receptorul blocând func ionarea normal a sistemului. O

Page 47: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 47

solu ie pentru aceast problem este asigurat la detec-torul monobloc prin definirea zonei de blocare a recep-torului; pentru sistemul tandem, reflexiile de la obiectele fixe se pot elimina numai printr-o instalare corespunz -toare.

Probleme mai pot fi create i de alte cauze: obiectele metalice care se mi c în câmpul de detec-ie al senzorului genereaz alarme false;

suprafe ele metalice mari creeaz zone moarte, nede-tectabile, în spatele lor; instalarea improprie a senzorilor face posibil detec-tarea unor obiecte care se deplaseaz în afara zonei de interes, declan ându-se alarme aleatoare; antenele horn folosite, de regul , la aceste sisteme, se caracterizeaz prin prezen a unor lobi secundari; de asemenea, semnalele recep ionate pe ace ti lobi pot genera alarme false.

Este recomandabil instalarea sistemelor astfel în-cât s se asigure continuitatea zonei de detec ie, pentru aceasta fiind necesar zone de suprapunere pe o supra-fa de maxim 10% din suprafa a controlat .

O parte din aceste probleme pot fi evitate instalând sistemele monobloc în modul descris în figura 2.10.a, modelele tandem putându-se monta într-una din struc-turile prezentate în figura 2.10.b.

Neutralizarea sistemului este destul de dificil , pre-supunând deplasarea cu vitez foarte mic , folosirea ori-c ror acoperiri metalice sau absorbante, determinarea zonei de detec ie folosind echipament special etc.

Page 48: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

48 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Zo

ne

su

prap

uner

e

a) Senzori monobloc

Împrejmuire

E

RR

E

R

E

RR

E

b) Senzori tandem în configura ie paralel i între esut

E

E R E

E

Figura 2.10. Instalarea în exterior a senzorilor cu microunde

În figura 2.11 sunt prezentate câteva dispozitive cu microunde realizate în diferite configura ii.

3.3.7. Detectoare de vibra ii

Detectoarele de vibra ii sunt destinate mont rii pe pere i, tavane, du umele pentru a sesiza vibra iile meca-nice produse de retezare, t iere, g urire, perforare, iz-bire, într-un cuvânt orice încercare de intruziune care afecteaz din punct de vedere fizic structura pe care este instalat senzorul.

Traductoarele destinate detect rii energiei mecanice de joas frecven se monteaz direct pe peretele in-terior al structurii supravegheate, detectând orice vibra iicare sunt produse.

Page 49: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 49

Figura 2.11. Senzori cu microunde

Tehnologic, exist dou tipuri de traductoare: piezo-electrice i mecanice. Ambele tipuri convertesc energia mecanic într-un semnal electric propor ional cu ampli-tudinea vibra iilor. Semnalul electric este trimis unui pro-

Page 50: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

50 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

cesor care analizeaz forma, amplitudinea i frecven aoscila iilor. În caz de coresponden a datelor cu infor-ma iile memorate, este declan at alarma.

De regul , senzorii de vibra ii se instaleaz ferm în perete, la o distan de 2÷3 m unul de altul, func ie de capacitatea materialului de a transmite vibra iile (pere iimai rigizi sunt mai buni transmi tori de vibra ii i invers). Trebuie evitat instalarea traductoarelor pe pere i din PAL, placaj sau din tabl sub ire întrucât ace tia sunt predispu i la generarea unor vibra ii din alte cauze decât intruziunile. De asemenea, instalarea pe supor i care ab-sorb vibra iile (lemn masiv, pere i acoperi i cu materiale textile, tapet etc.) poate conduce la func ionarea im-proprie a dispozitivului i nedectarea intruziunii. În acest caz, traductoarele trebuie instalate pe un cadru metalic continuu, care înconjoar complet camera protejat (fi-gura 2.12.b).

Alarmele false sunt cauzate, în general, de instala-rea necorespunz toare a senzorilor. Astfel, montarea acestora pe pere ii expu i la vibra ii din exterior (trenuri, avioane, utilaje industriale mari etc.) face inoperant acest tip de senzor.

Sistemul poate fi neutralizat evitând p trunderea prin zona protejat sau alegând un punct i o metod de intruziune care s permit absorb ia i difuzia vibra iilor.

O alt metod de contracarare, aplicabil în general la toate sistemele automate de supraveghere, const în generarea, persistent dar aleatoare, a unui mare num rde alarme false, o lung perioad de timp, lucru care

Page 51: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 51

conduce la sc derea încrederii în func ionalitatea sis-temului i ignorarea alarmelor.

Modul de instalare al senzorilor, pe infrastructur ri-gid sau absorbant a vibra iilor, este prezentat în figura 2.12.

Cablu semnal

Procesor semnal

Senzori vibra ii

Schelet metalic

Figura 2.12. Instalarea detectoarelor de vibra ii

3.3.8. Detectoare de vibra ii cu fibr optic

Cablurile cu fibr optic sunt folosite atât pentru protejarea unui perete, dar i pentru supraveghere peri-metral , fiind posibil instalarea subteran sau pe îm-prejmuire.

În cazul utiliz rii în interior, cablul de fibr opticacoper ca o plas un perete, fiind dispus fie în tencuialsau zid, fie montat, în timpul construc iei, direct în infra-structur .

Re eaua din cabluri de fibr optic este destinatmont rii pe pere i, tavane, du umele pentru a sesiza vi-bra iile mecanice produse de orice încercare de intru-ziune care afecteaz din punct de vedere fizic structura pe care este instalat senzorul.

Page 52: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

52 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Cablul ac ioneaz ca un senzor cu linie de trans-misie. Dispozitivul are în compunere un emi tor (o diodelectroluminiscent – LED sau o diod laser) i un re-ceptor (fotodiod sau fototranzistor). Lumina str bate fi-bra optic de la emi tor la receptor, parametrii semna-lului fiind influen a i de mediul de propagare. Existen aunor vibra ii sau sarcini mecanice afecteaz fibra optic ,producând modificarea mediului de transmisie i, implicit, a semnalului recep ionat. Aceast modificare, dac se încadreaz în anumi i parametri memora i de sistem, declan eaz alarma.

Ace ti senzori sunt extrem de sensibili i, la monta-rea lor, trebuie s se in cont dac acest tip de senzor este potrivit în raport cu nivelul mediu al vibra iilor me-diului. Totu i, senzorul cu fibr optic trebuie s fie pri-mul senzor luat în considerare pentru detectarea vibra i-ilor în pere i datorit avantajelor pe care le prezint : sen-sibilitate ridicat , fiabilitate, calibrare simpl etc.

Alarmele false sunt cauzate în general de instalarea necorespunz toare a senzorilor. Astfel, montarea acesto-ra pe pere ii expu i la vibra ii din exterior (trenuri, utilaje industriale mari, avioane etc.) face inutil acest tip de sen-zor.

Sistemul poate fi contracarat evitând p trunderea prin zona protejat sau alegând un punct i o metod de intruziune care s permit absorb ia i difuzia vibra iilor.

Modul de instalare al cablurilor cu fibr optic este prezentat în figura 2.13.

Page 53: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 53

3.3.9. Senzori audio

Senzorii audio recep ioneaz zgomotele produse de o intruziune i sunt utiliza i de regul pentru aplica ii de interior.

PR

OC

ES

OR

D

E S

EM

NA

L

Figura 2.13. Senzori cu fibr optic pentru ziduri

Principiul de func ionare, asem n tor cu cel al de-tectoarelor de geam spart, se bazeaz pe un traductor care transform oscila iile aerului în semnal electric sau, cu alte cuvinte, un microfon. Semnalul produs de micro-fon este analizat de un procesor, alarma fiind declan atdac acesta fie se încadreaz într-un tipar prestabilit, fie este detectat într-un loc i la un moment unde i când ar fi trebuit s nu fie nici o activitate.

Senzorii audio se instaleaz în locuri unde zgomotul f cut de intrus dep e te cel pu in cu un ordin de m rime zgomotul de fond pentru ca detectarea intrusului s fie

Page 54: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

54 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

sigur i neafectat de alarme aleatoare. Dac zgomotul de fond exist i dispozitivului nu-i este reglat cores-punz tor pragul de declan are a alarmei, sistemul este incapabil s fac diferen a între o intruziune i un zgomot de fond.

Senzorul audio nu poate fi folosit pentru suprave-ghere dac zona respectiv este afectat de zgomote naturale puternice.

Senzorul audio nu este afectat, îns , de o serie de alte influen e ale mediului: schimb rile termice, interfe-ren ele electromagnetice, tuburile fluorescente etc.

De foarte multe ori senzorii audio sunt folosi i în conjunc ie cu sisteme de control video care înregistreazatât imaginea cât i sunetul.

Senzorii audio pot func iona necorespunz tor dacau fost prost instala i sau calibra i ori dac înc perile protejate sunt acoperite cu materiale puternic absorban-te.

Alarmele false sunt produse de zgomote puternice, întâmpl toare: avioane, trenuri, explozii etc. Dac aceste fenomene au frecven ridicat , trebuie f cut o analizatent a necesit ii alegerii acestor senzori.

Senzorul poate fi contracarat de un intrus care se deplaseaz lent i care î i ia m suri s atenueze even-tualul zgomot produs de deplasarea sa.

3.3.10. Senzori ultrasonori pasivi

Senzorii ultrasonori pasivi, asem n tori cu senzorii audio prezenta i anteriori, recep ioneaz vibra iile cu o frecven de peste 20 Khz produse de intruziune.

Page 55: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 55

Frecven ele din acest domeniu sunt asociate cu fre-carea unor obiecte metalice, fâ âitul unui arz tor cu ace-tilen sau zdrobirea unui perete de beton sau c r mid .

Zgomotul produs este transmis printr-o und acusti-c , prin aer, pân la microfon. Semnalul electric este analizat de procesor i, dac sunt îndeplinite condi iile de frecven i amplitudine, este declan at alarma.

În majoritatea cazurilor, senzorii de acest tip sunt monta i numai împreun cu senzorii pasivi în infraro u(PIR) cu scopul îmbun t irii performan elor dar, mai ales, reducerii posibilit ilor de contracarare.

Senzorii cu ultrasunete nu sunt afecta i de interfe-ren e electrice, c ldur , sunete naturale etc. De aseme-nea, sistemul ultrasonor poate fi proiectat foarte, selectiv, fie prin alegerea corespunz toare a unui microfon direc-tiv, fie prin plasarea unor pere i absorban i care s izo-leze fonic zona protejat de mediul exterior. Aceasta poate constitui i un dezavantaj întrucât prezen a oric rui obiect (mobil , panouri etc.) poate produce zone moarte unde senzorul este insensibil.

Figura 2.14 prezint aspectul i dimensiunile zonei protejate, în cazul unui senzor parietal i a unuia pentru tavan.

Deoarece în timp se modific parametrii circuitelor electronice, sistemul func ioneaz sigur dac , periodic, este f cut recalibrarea sa.

Alarmele false pot fi produse de sonerii telefonice, fluieratul conductelor de ap , mi carea aerului de c tre ventilatoare sau climatizoare etc.

Page 56: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

56 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

10 m

8 m

������������������

Montare vert ical(vedere de sus)

10 m

Montare orizontal

2.4

m

Figura 2.14 Caracteristicile de directivitate ale senzorilor pasivi cu ultrasunete

Întrucât senzorii cu ultrasunete au un spectru limitat, orice intruziune care nu produce vibra ii în acest domeniu de frecven e este nedetectat . În acest sens, neutra-lizarea func ion rii senzorului poate fi f cut prin depla-sarea în spatele unui panou absorbant, în zona moartastfel creat .

3.3.11. Senzori ultrasonori activi

Senzorii ultrasonori activi sunt dispozitive care de-tecteaz mi carea: emit unde ultrasonore în zona prote-jat i reac ioneaz la modific rile undelor reflectate pro-duse de obiectele mobile.

Page 57: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 57

Principiul de func ionare se bazeaz pe efectul Dop-pler, de modificare a frecven ei undelor reflectate de un obiect care are o vitez radial nenul . Undele ultraso-nurori, unde acustice cu frecven e peste 20 Khz, se pro-pag prin aer, circular, de la emi tor i se reflect de obiectele înconjur toare; dac obiectele reflectante au vitez nul , frecven a emis coincide cu frecven a recep-ionat i dispozitivul nu declan eaz alarma; dac

obiectul se deplaseaz , undele reflectate au frecven adiferit (conform cu rela ia algebric din paragraful 3.3.6 Senzori cu microunde) i, func ie de deplasarea în frec-ven , este declan at alarma.

Senzorii ultrasonori activi se monteaz în tavan sau pe perete i asigur protec ia unei zone de circa 100 m2.

Senzorii ultrasonori, activi sau pasivi, nu sunt influ-en a i de c ldur , interferen e electromagnetice, fenome-ne externe. Dimensiunea zonei supravegheate poate fi u or controlat , undele ultrasonore fiind puternic absor-bite de pere i, mobilier, panouri etc.

Totu i, absorb ia în materialele comune dintr-o înc -pere, poate crea i efecte nedorite, în sensul c , în spa-tele obiectelor se creeaz zone moarte, unde senzorul este inoperant.

Cele mai obi nuite cauze care conduc la declan a-rea unor alarme false constau în: mi c ri ale aerului pro-duse de ventilatoare, climatizoare etc.; uier turi ale con-ductelor; orice altceva se deplaseaz în zona controlat(ferestre deschise, animale de cas etc.).

Senzorul poate fi contracarat de un intrus care se deplaseaz cu o vitez foarte mic , sub limita pragului de

Page 58: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

58 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

detec ie setat; o variant de neutralizare, bazat pe ace-ia i idee, const în mic orarea vitezei radiale, deplasarea f cându-se circular, în jurul senzorului. De asemenea, un intrus care folose te un detector de ultrasunete, poate in-tercepta emisia dispozitivului, evitând astfel declan area dispozitivului prin ocolirea acestuia.

Principiul de func ionare i dimensiunile tipice ale zonei protejate ale dispozitivului sunt ilustrate în figura 2.15.

Figura 2.16 prezint aspectul unor senzori ultraso-nori pasivi, activi i în tandem cu senzori pasivi cu infra-ro ii (PIR).

Emi tor Receptor TX/RX

f0

f0+Df

v10 m

Figura 2.15. Senzorul ultrasonor activ

3.3.12. Senzori pasivi cu infraro ii (PIR)

Dup cum arat i numele, senzorii PIR sunt pasivi, adic dispozitivul nu emite nici un fel de energie, el doar ascult mediul înconjur tor pentru interceptarea formei de câmp energetic la care este sensibil.

Page 59: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 59

Majoritatea senzorilor PIR sunt sensibili în banda de frecven corespunz toare emisiei IR a corpului uman,

adic în banda 7÷14 mm1.

Figura 2.16. Senzori ultrasonori

Senzorii PIR nu m soar cantitatea de energie re-cep ionat ci doar modific rile rapide ale profilului termic. Cu alte cuvinte, PIR detecteaz imagini fierbin i în infra-ro u sesizând contrastul între imaginea cald i fondul rece.

1 În fizic exist o teorie care ofer o rela ie între temperatura cor-pului i lungimea de und a radia iei emise. În cazul obiectelor cu temperaturi în gama 10÷40¯C, lungimea de und corespunz toare este 7÷14 mm.

Page 60: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

60 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Vedere lateral

Vedere de sus

10 m

2.5

m

Figura 2.17. Senzor PIR cu montare orizontal

Zona de protec ie este împ r it într-o multitudine de zone poligonale, asem n toare cu o tabl de ah (similar cu figura 2.17 pentru un senzor orizontal sau figura 2.18 pentru un senzor parietal), alarma fiind declan at în mo-mentul în care o surs cald traverseaz dou sectoare adiacente sau trece prin acela i sector, de dou ori, într-un timp specificat.

În figura 2.19 este ar tat aspectul tridimensional al unui zonelor poligonale al unui senzor montat parietal.

Toate caracteristicile prezentate sunt pur orientative, în lume existând mii de tipuri de senzori PIR, fiecare cu propriet i i caracteristici distincte.

M surarea modific rii profilului termic al zonei su-pravegheate se face prin intermediul unui circuit de dife-ren iere analogic. Viteza de modificare la care este setat circuitul, permite eliminarea schimb rilor termice lente produse de fenomene naturale, dispozitivul reac ionând numai la salturi bru te ale temperaturii produse, de exemplu, de deplasarea unei persoane.

Împ r irea zonei protejate în mai multe sectoare per-mite detectarea sigur a intrusului, alarma fiind declan-at de fiecare dat , la trecerea dintr-o zon în alta.

Page 61: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 61

Vedere de sus

Vedere lateral

2.5

m

10

0̄ ÷

14

5̄10¯ ÷ 45¯

max 30 m

Figura 2.18. Senzor PIR cu montare vertical

Ma

xim

6 m

Maxim 1 mMaxim 15 m

Figura 2.19. Zonele de detec ie pentru PIR cu montare vertical

Page 62: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

62 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Sistemele optice i de reflexie au un rol important în proiectarea i func ionarea PIR. Necesitatea focaliz riiprecise a radia iei termice, chiar pe elementul fotosensi-bil, a impus folosirea uneia din metodele urm toare: fo-calizare prin reflexie sau focalizare cu lentile.

Focalizarea prin reflexie presupune folosirea unei oglinzi concave, elementul fotosensibil fiind montat în fo-carul sistemului optic. Acest sistem nu realizeaz o îm-p r ire în zone poligonale a suprafe ei cercetate dar asigur o distan mare de descoperire; acest principiu este folosit, de regul la senzori PIR pentru exterior.

Focalizarea prin intermediul lentilelor nu asigur o concentrare a radia iei IR la fel de mare cu oglinda re-flectorizant dar, folosind un tip de lentile speciale, denu-mite lentile Fresnel, este asigurat o modificare foarte simpl a configura iei zonelor poligonale.

Lentila Fresnel, realizat dintr-o pelicul sub ire de material plastic transparent la radia ia IR, are gravatpe ea o serie de cercuri concentrice; desenul imprimat pe pelicula de plastic reprezint o aproximare a hologramei zonelor poligonale realizate de dispozitiv.

Senzorii PIR se instaleaz orizontal, pe tavan sau vertical, pe pere i astfel încât caracteristica lor de detec-ie s acopere posibilele zone de intruziune: u i, holuri,

ferestre etc. Caracteristica de detec ie, elementul esen-ial al dispozitivului se poate modifica relativ simplu,

schimbând lentilele Fresnel aplicate în fa a fotodetecto-rului. Astfel, exist caracteristici de tip cortin , care nu prezint nici un fel de spa iu sau caracteristici frag-mentate, în stilul figurilor 2.18 sau 2.19.

Page 63: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 63

În figura 2.20 este prezentat o lentil Fresnel de la un senzor PIR parietal.

Figura 2.20. Lentila Fresnel a senzorului PIR parietal

Alarmele false pot fi produse de schimb ri bru te,naturale ale temperaturii cauzate de instala ii de înc l-zire, radia ia solar , animale etc.

Neutralizarea senzorului poate fi realizat prin mai multe procedee dar, în principiu, întotdeauna se urm -re te sc derea diferen ei de temperatur dintre intrus imediu. Aceasta se poate realiza fie prin cre terea tem-peraturii mediului (dac intrusul are acces la sistemul de reglare al temperaturii interioare), fie prin folosirea unor înveli uri termoizolante care stopeaz transferul c ldurii corporale c tre exterior.

Deoarece senzorul PIR detecteaz intruziunea func-ie de contrastul dintre obiectul cald i fondul rece, mo-

dificarea acestor temperaturi poate reduce eficacitatea dispozitivului. Astfel, dac temperatura mediului devine

Page 64: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

64 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

apropiat de temperatura intrusului (circa 30÷40 ¯C),dispozitivul nu mai reac ioneaz datorit lipsei de con-trast termic. Teoretic, dac o persoan are exact tempe-ratura mediului, ea este invizibil pentru senzor.

Alt metod presupune cunoa terea caracteristicii senzorului: intrusul fie se deplaseaz spre detector (figu-ra 2.21), fie evit dep irea zonelor poligonale create de lentila Fresnel. Un efect similar este produs de deplasa-rea foarte lent a intrusului. Toate procedeele au acela irezultat final: circuitul de diferen iere detecteaz o modi-ficare lent a temperaturii i nu declan eaz alarma.

PD maxim

PD

minim

Figura 2.21. Probabilitatea de descoperire func ie de direc ia de deplasare

Page 65: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 65

Figura 2.22. Senzori PIR

Page 66: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

66 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Deplasarea intrusului spre senzor pe un traseu cu PD minim, îi permite ulterior acestuia dezafectarea complet a senzorului (fie reorientarea acestuia spre o zon nepericuloas , întreruperea aliment rii, fie obtura-rea cu vopsea a lentilei Fresnel sau blocarea cu un para-van opac IR).

Aspectul exterior al senzorilor PIR este extrem de divers, existând sute de variante constructive. În figura 2.22 sunt prezentate câteva dispozitive PIR.

3.3.13. Senzorii activi cu infraro ii pentru interior

Senzorii activi cu infraro ii au o caracteristic de su-praveghere de tip cortin , format din fascicule multiple de unde infraro ii modulate, sistemul reac ionând la orice modificare a legii de modulare sau întrerupere a leg turii între emi tor i receptor.

Sistemul este asem n tor cu cel prezentat la para-graful 3.3.5, Senzori fotoelectrici pentru interior, princi-pala diferen constând în num rul de fascicule infraro iicare, la acesta, poate fi maxim 12.

Ca orice senzor activ, este format dintr-un emi tor i un receptor, montate, de regul , în aceia i carcas .

Emi torul folose te ca element activ un laser; la limita

zonei protejate, raza laser este reflectat 180¯ spre re-ceptor prin intermediul unei benzi reflectorizante. Re-ceptorul, prin intermediul unor lentile de focalizare, colec-teaz energia undelor, o transform în semnal electric iacesta este prelucrat în procesorul de semnal. Proceso-rul compar legile de modula ie ale impulsurilor IR emise cu cele recep ionate i, în caz de neconcordan , declan-eaz alarma; de asemenea, în situa ia sc derii semna-

Page 67: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 67

lului receptorului sub un prag minim, este declan at o alarm .

Sistemul poate fi utilizat pentru protec ia unor zone cu dimensiunile de maxim 10 m lungime i 8 m în l ime; valorile sunt determinate de puterea laserului, sensibilita-tea receptorului, gradului de reflectivitate a benzii.

Sistemul are probabilitatea de descoperire apropiatde unitate; rata alarmelor false este mic , detectorul ne-fiind afectat de temperatura mediului, interferen e elec-trice etc.

Senzorul poate func iona necorespunz tor dac nu sunt efectuate între ineri periodice (alinierea i tergerea de praf a elementelor optice, reglarea pragului de de-clan are etc.).

În situa ia în care spoturi puternice de lumin ajung la receptor sau banda reflectorizant , fotoelementul poa-te fi saturat generând alarme false. Solu ia const într-o instalare corespunz toare, care s evite iluminarea dis-pozitivului din surse externe.

Neutralizarea sistemului este dificil : dac intrusul identific sistemul (emi torul i benzile reflectorizante), îl poate ocoli, evitând detectarea. Sistemul este vulnerabil dac intrusul produce o mare cantitate de fum, fapt ce are ca efect modificarea regimului de func ionare al senzorului i, eventual, trecerea într-un regim de averti-zare f r a se declan a îns alarma.

Modul de func ionare i aspectul unui senzor activ sunt ar tate în figura 2.23.

Page 68: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

68 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Emi tor-receptor

Bandreflectorizant

������������������

10 m4 m

Figura 2.23. Senzori activi în infraro u pentru interior

3.3.14. Senzori activi cu infraro ii pentru exterior

Senzorii activi cu infraro ii pentru exterior sunt iden-tici din punct de vedere func ional cu senzorii de interior.

La aceste dispozitive, emi torul nu mai este montat împreun cu receptorul; definirea zonei supravegheate este f cut prin pozi ionarea celor dou blocuri.

Alte deosebiri între cele dou sisteme sunt produse de condi iile diferite de mediu: senzorii de exterior trebuie s func ioneze la temperaturi extreme, în prezen a preci-pita iilor, chiar dac exist depuneri de praf sau gheape sistemele optice.

De asemenea, atât emi torul cât i receptorul tre-buie s aib performan e superioare, întrucât ace ti sen-zori protejeaz aliniamente de pân la 300 m.

Condi iile de mediu care pot fi extrem de diverse au mai impus o modificare în ceea ce prive te procesorul de

Page 69: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 69

semnal: deoarece smogul, cea a, fumul, depunerile de z pad pe sistemele optice etc. pot afecta progresiv re-cep ionarea fasciculului luminos, a fost introdus un regim de func ionare special, de avertizare, în situa ia sc derii lente a cantit ii de energie ajunse la fotodetector.

În ceea ce prive te cauzele care pot conduce la o func ionare defectuoas a sistemului, datorit func ion riiîn mediul exterior, se mai pot ad uga i urm toarele: pierderea în timp a alinierii datorit mi c rilor p mântului sau deplas rii blocurilor (alunec ri de teren, înghe , vânt, c deri de pietre etc.), întreruperea aleatoare a fascicu-lului produs de crengi, plante în cre tere, animale etc.

Metodele de contracarare constau fie în ocolirea ali-niamentului protejat (pe la extremit i, pe deasupra sau pe dedesubt) sau dezafectarea sistemului prin introduce-rea sa în modul Avertizare, întrerupând leg tura opticîntre emi tor i receptor cu ajutorul mijloacelor fumige-ne.

Aspectul exterior al câtorva sisteme de acest tip este prezentat în figura 2.24.

3.3.15. Detectoare de vibra ii pentru împrejmuiri

Senzorii pentru detectarea vibra iilor se instaleaz ,de regul , pe gardurile realizate din plas de sârm .

Ace ti senzori detecteaz orice încercare de reteza-re, t iere sau escaladare a gardului pe care sunt instala i.Toate aceste ac iuni genereaz vibra ii mecanice, diferen iate de oscila iile produse de fenomenele naturale prin amplitudinea i frecven a lor mai ridicat .

Page 70: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

70 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Figura 2.24. Senzori activi IR pentru exterior

Elementul sensibil la deplas ri este de tip iner ial, traductorul fiind piezoelectric, electronic sau mecanic.

Impulsurile electrice produse de senzor sunt anali-zate de un procesor de semnal care, func ie de parame-

Page 71: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 71

trii semnalului (spectru, amplitudine etc.), ia decizia de-clan rii alarmei.

Traductoarele electromecanice sunt realizate fie cu comutatoare cu mas iner ial , fie cu comutatoare cu mercur. Comutatoarele cu mas iner ial sunt formate dintr-o bil metalic a ezat pe dou sau trei contacte electrice; la apari ia oric rei deplas ri a obiectului pe ca-re este instalat senzorul, for a de iner ie se opune depla-s rii i închide sau deschide un num r de contacte elec-trice, trimi ându-se astfel semnalele c tre procesorul de semnal. Comutatoarele cu mercur sunt formate dintr-un balon de sticl în care sunt dispuse câteva contacte elec-trice precum i o pic tur de mercur. În situa ia deplas riibru te a senzorului, for a de iner ie deplaseaz pic tura de mercur, închizând sau deschizând contactele electri-ce, fenomen sesizat de procesorul de semnal.

Senzorii piezoelectrici folosesc, de regul , cristale de titanat de bariu, care transform sarcina mecanicaplicat asupra lor în energie electric . Spre deosebire de contactele electromecanice care semnaleaz intruziu-nea pe baza unui contact electric închis sau deschis, senzorii piezoelectrici genereaz un semnal analogic, mult mai bogat în informa ii.

Senzorii electronici, ultima apari ie în domeniul m -sur rii accelera iilor i, implicit, al vibra iilor mecanice, constau într-un circuit integrat specializat care este ca-pabil s m soare accelera ii pân la 0.005 g1. Structura

1 g reprezint simbolul folosit pentru accelera ia gravita ional i are valoarea egal cu 9.81 m/s2; accelera ia de 0.005 g este produsla deplasarea unui corp aflat în repaus, cu 1 cm în circa 0.5 s.

Page 72: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

72 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

sa intern con ine un condensator a c rui arm turi, rea-lizate direct pe pastila de siliciu, sunt mobile. Orice de-plasare a dispozitivului modific distan a dintre arm turi i, implicit, valoarea capacit ii, aceasta traducându-se

printr-un semnal electric analogic, propor ional cu accele-ra ia deplas rii.

Detectoarele de vibra ii func ioneaz optim dacsenzorii sunt monta i direct pe împrejmuirea din plas de sârm . Dispozitivele electromecanice se înseriaz de-a lungul unui cablu cu o lungime de maxim 300 m; senzorii care furnizeaz semnal analogic sunt lega i individual la procesorul de semnal.

Din punct de vedere al eficacit ii, senzorii de vibra-ii sunt printre cele mai sigure dispozitive perimetrale; alt

avantaj al acestora este dat i de factorul economic, pre-ul fiind de câteva ori mai redus fa de alte sisteme.

Deoarece principiul de func ionare asigur detec-tarea oric rei deplas ri a senzorului, trebuie luate m surispeciale de protec ie împotriva mi c rilor aleatoare ale acestuia. Astfel, periodic, trebuie eliminat vegeta ia care intr în contact cu gardul protejat, elementele trebuie bi-ne fixate i ancorate pentru a nu fi deplasate de curen islabi de aer etc. În cazuri deosebite, în locuri unde viteza medie anual a vântului dep e te o anumit limit , se recomand cuplarea la sistem a unei sta ii meteo auto-mate care s creasc /descreasc sensibilitatea proceso-rului de semnal func ie de intensitatea vântului.

Senzorii de vibra ii nu se vor instala f r m suri su-plimentare de protec ie în zone unde exist fenomene naturale care interac ioneaz cu sistemul: animale nume-

Page 73: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 73

roase, terenuri cu culturi agricole, pomi, arbu ti în con-tact cu plasa gardului, vibra ii puternice produse de activit i umane (trenuri, instala ii industriale etc.).

Modul de instalare i aspectul acestor traductoare este prezentat în figura 2.25.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Cablu conexiune

Senzor

Procesor semnal

Masiner ial

a

Hg

Contact cu mercur

a

Traductor piezo

a

Puncte fixare

d1 d2

21

11C

d+

Traductor electronic a

Figura 2.25. Senzori de vibra ii

Sistemul poate deveni nefunc ional dac la instala-rea sa nu s-a inut cont de condi iile de mediu; cel mai banal exemplu const în folosirea contactelor Hg în zone

unde temperatura poate sc dea sub -38¯C, punctul de înghe al mercurului.

Contracararea sistemului este dificil , realizându-se numai prin ocolirea aliniamentului protejat (pe la extremi-

Page 74: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

74 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

t i, pe deasupra sau pe dedesubt), astfel încât intrusul s nu ating nici gardul, nici supor ii acestuia.

3.3.16. Senzori electrostatici

Senzorii cu câmp electric se bazeaz pe detectarea modific rilor unui câmp electrostatic alternant produs în-tre ni te conductori electrici. Distorsionarea câmpului es-te produs dac cineva atinge conductorii sau chiar dacnumai se apropie de ei.

Câmpul electric este produs de un generator cu o frecven de aproximativ 10 MHz care excit una sau mai multe linii electrice. În jurul acestora, prin aer, este pro-dus câmpul electrostatic alternant; când un intrus intr în acest câmp, un mare num r de sarcini electrice se scurg prin corpul lui i, valoarea câmpului, m surat de alte linii electrice, se modific , semnalând procesorului de semnal intruziunea.

Procesorul de semnal elimin , prin proiectare, frec-ven ele joase produse de obiectele care lovesc întâmpl -tor liniile senzorului, precum i frecven ele înalte produse de vibra iile produse de vânt. De asemenea, pentru a fi declan at alarma, trebuie îndeplinite i alte condi ii: am-plitudinea semnalului trebuie s dep easc un prag (aceasta elimin alarmele false produse de animale mici), durata perturba iei trebuie s aib o durat minim ispectrul de frecven e trebuie s corespund distorsiunilor produse de un intrus uman,

Senzorul cu câmp electrostatic este un dispozitiv pe-rimetral i se monteaz , de regul , pe împrejmuiri reali-zate din plas de sârm , spre interiorul obiectivului prote-jat; conductorii sunt dispu i paralel unul fa de altul i

Page 75: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 75

fa de nivelul terenului; pentru modificarea frecven ei de rezonan mecanic a conductorilor, se pot dispune la capete resorturi pretensionate. Lungimea unei linii i,implicit, a aliniamentului protejat, este de maxim 500 m.

Principalul avantaj al acestui tip de dispozitiv constîn num rul minim de alarme false generate de sistem. Sesizând i apropierea la o distan de pân la 3 m (va-loarea este reglabil modificând sensibilitatea proceso-rului de semnal), senzorul poate detecta i tentativele de dep ire a aliniamentului protejat prin s parea unui tunel sau escaladarea gardului.

Sistemul este puternic influen at, prin interferenelectromagnetic , de alte dispozitive sau fenomene na-turale (desc rc ri electrice) care genereaz frecven esau armonici apropiate cu banda echipamentului; de ase-menea, modificarea conductivit ii aerului i a terenului din jurul senzorului, produs de precipita ii sau ninsori, poate afecta func ionalitatea dispozitivului.

Neutralizarea dispozitivului este dificil , fiind f cutprin ocolirea sa (prin lateral, pe deasupra sau pe dede-subt) la distan a minim dictat de sensibilitatea proce-sorului sau prin saturarea sistemului, prin interferenelectromagnetic , folosind un generator radio cu frecven-a apropiat de a sistemului.

Aspectul zonei de sensibilitate în jurul conductorilor, precum i dou variante de realizare a câmpului electric sunt prezentate în figura 2.26. iar în figura 2.27 este pre-zentat modul de instalare în teren al acestor senzori.

Page 76: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

76 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Senzor cu trei conductori Senzor cu patru conductori

Gar

d

S

E

E

S

E = linie excita ie S = linie semnal

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Gar

d

S

E

S

1.35

m

0.79

m

20cm

1.1m

0.

3m

0.79

m

Figura 2.26. Senzori electrostatici

Cu excep ia configura iilor cu trei sau patru conduc-tori, mai exist i sisteme balansate, imune la interfe-ren e electromagnetice, alc tuite din ase sau opt fire. Pentru inducerea în eroare a intru ilor, se pot monta ifire false, identice cu cele active, dar care nu au nici un rol func ional.

3.3.17. Senzori capacitivi

Senzorii capacitivi detecteaz modificarea unui câmp electric static generat între linii electrice sau într-o re ea de conductori. Alarma este declan at prin modifi-carea capacit ii produs de atingerea sau apropierea de conductorii senzorului.

Senzorii capacitivi sunt realiza i, constructiv, în douvariante: dispozitive pentru exterior sau pentru interior.

Page 77: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 77

Figura 2.27. Senzori electrostatici

Senzorii pentru exterior sunt asem n tori cu dispo-zitivele electrostatice; cei trei conductori ai senzorului se instaleaz la partea superioar a împrejmuirii, fiind izola idin punct de vedere electric de restul gardului; diferen aesen ial fa de senzorii electrostatici const în genera-torul de excita ie care, în acest caz, produce un câmp electric constant.

Senzorii pentru interior, destina i protej rii unor obiecte metalice (fi ete, seifuri, birouri etc.) sunt alc tui inumai din doi electrozi: unul, în form de plas , este a e-zat în proximitatea obiectelor; cel lalt face un contact electric ferm cu acestea. Tensiunea folosit pentru elec-trozi are valoare mic , f r efecte asupra organismului uman.

Modul de instalare a celor dou tipuri de senzori este prezentat în figura 2.28.

Senzori

Page 78: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

78 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Izolatori

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Procesor semnal

Senzor perimetral

Senzor pentru interior

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������Plas metalic

Figura 2.28. Senzori capacitivi

La ace ti senzori, procesorul de semnal m soar în permanen capacitatea diferen ial între conductorii electrici, generând alarma în situa ia detect rii unor mo-dific ri ale acesteia.

Lucrul cu tensiuni continui elimin una din deficien-ele senzorului electrostatic, în sensul c acesta este

neafectat de interferen e electromagnetice. Totu i, acest sistem poate func iona deficitar dac , periodic, nu este f cut între inerea tehnic de rigoare: ajustarea sensibili-t ii, eliminarea vegeta iei care poate veni în contact cu

Page 79: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 79

conductorii senzorului, retensionarea conductorilor pentru evitarea vibra iilor etc.

Sistemul bine instalat nu poate fi neutralizat, singura posibilitate de evitare a alarmei constând în ocolirea sa.

3.3.18. Senzori sensibili la sarcin cu cabluri coaxiale

Ace ti senzori sunt forma i din linii de transmisie (cabluri coaxiale) care folosesc câmpul electric ca mediu de transmisie i detec ie.

Senzorii cu cabluri sensibile la sarcin se folosesc pentru supravegherea împrejmuirilor perimetrale. Siste-mul are o sensibilitate constant de-a lungul liniei i asi-gur protec ie împotriva t ierii, mi c rii sau for rii cablu-rilor componente.

Eforturile mecanice la care este supus gardul induc semnale electrice în linia de transmisie, propor ionale cu for a exercitat . Unele sisteme de acest tip sunt suficient de sensibile astfel încât s fie capabile s intercepteze chiar i vibra iile acustice de-a lungul liniei, operatorul având posibilitatea s asculte ce se întâmpl în zona protejat (sunetul este similar cu cel produs dac s-ar asculta vibra iile existente în componentele metalice ale gardului).

Elementul sensibil al acestui dispozitiv este format dintr-un cablu coaxial special, sensibilizat denumit cablu coaxial microfonic. Cablul coaxial, asem n tor cu cel fo-losit la antena televizorului sau la re elele de calcula-toare, este format dintr-un conductor central izolat peste care este esut o re ea din fire conductive sub iri. În conductorul central al cablului este injectat un semnal electric; în re eaua de sârm , care constituie al doilea

Page 80: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

80 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

conductor, în condi ii statice, este indus un semnal con-stant. Dac asupra liniei sunt exercitate for e mecanice, procesul de transfer al energiei între conductorul central i re eaua extern se modific , ob inând un semnal elec-

tric variabil. Acesta este analizat de procesorul de sem-nal care, func ie de caracteristicile semnalului, ia decizia de declan are a alarmei.

Cablurile coaxiale se instaleaz direct pe plasa de sârm a gardului, la jum tatea distan ei în în l ime, fiind prinse ferm, din 20 în 20 de centimetri cu bride metalice (trebuie evitate bridele de plastic care pot fi eliminate silen ios, de exemplu prin arderea cu o brichet ). Lun-gimea senzorului poate ajunge la 350 m.

Senzorii cu cabluri sensibile la for e mecanice sunt puternic influen a i de interferen e electromagnetice i ra-dio. Când în zona protejat exist câmpuri electromag-netice puternice, trebuie evitat folosirea lor.

Func ionarea necorespunz toare a sistemului se poate datora i calit ii deficitare a împrejmuirii pe care este montat: dac plasa de sârm nu este bine fixat iîntins , dac stâlpii de sus inere nu sunt bine ancora i,mi c rile întâmpl toare ale gardului genereaz alarme false.

Datorit facilit ii de ascultare, multe din alarmele false produse de animale, vegeta ie, condi ii meteo defa-vorabile etc., sunt eliminate de operator.

Sistemul este dificil de contracarat, existând doar posibilitatea ocolirii sale.

Modul de instalare al cablului microfonic este ar tatîn figura 2.29.

Page 81: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 81

Figura 2.29. Cablul coaxial microfonic

3.3.19. Senzori sensibili la sarcin cu cabluri cu polimer

magnetic

Acest tip de senzor este destinat, în principiu, insta-l rii în exterior, pe plasa de sârm a împrejmuirii dar exist i posibilitatea instal rii în pere ii construc iilor, caz în care detecteaz tentativele de str pungere a aces-tora. Destina ia sa este asem n toare cu cablul coaxial microfonic, cablul cu polimer magnetic fiind totu i cel mai performant sistem utilizabil în aplica ii perimetrale.

Cablurile cu polimer magnetic sunt formate din doufire semicirculare din polimer între care sunt dispuse doi conductori electrici neizola i.

Polimerul magnetic ac ioneaz ca polii unui magnet liniar. Vibra iile i eforturile mecanice executate asupra cablului, au ca efect deplasarea conductorilor neizola i în

Bride

Maxim 30 cm

Cablu

Page 82: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

82 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

câmpul magnetic al polimerului (figura 2.30). Conform le-gii Faraday, efectul acestei deplas ri este inducerea unei tensiuni electrice propor ionale cu intensitatea câmpului magnetic i cu viteza de deplasare (un efect similar este întâlnit la generatorul de tensiune continu sau la unele tipuri de microfoane).

Linii câmp magnetic Polimer magnetic

Conductor electric �������

��������������

���������������������

����������������������������������������

Manta protec ie

Figura 2.30. Cablul cu polimer magnetic

Semnalele electrice sunt analizate de procesorul de semnal care, dac sunt îndeplinite diferite condi ii, de-clan eaz alarma. Procesorul sistemelor cu polimer mag-netic este suficient de inteligent astfel încât s fie capabil s înve e condi iile standard de mediu de unde este in-stalat, fiind posibil astfel eliminarea a numeroase alarme false. De asemenea, similar cu cablul coaxial microfonic, i acesta are facilitatea de ascultare a vibra iilor produse

în întreaga zon unde este instalat cablul. Perechile de conductori-polimer magnetic formeaz

o configura ie simetric i echilibrat , principiu care face sistemul imun la interferen e radio i electromagnetice. Impedan a caracteristic redus ofer avantajul unui ra-port semnal/zgomot foarte bun, raport care u ureaz pre-lucrarea digital a semnalului.

Page 83: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 83

Sistemul este nesigur în func ionare numai în situa-ia unei instal ri sau între ineri necorespunz toare.

Din punct de vedere tehnic cablurile cu polimer mag-netic sunt impenetrabile, având probabilitatea de desco-perire cea mai ridicat ; singura solu ie pentru neutrali-zare presupune desprinderea cablului de pe plasa meta-lic , lucru imposibil de realizat f r producerea unor zgo-mote care s declan eze alarma.

3.3.20. Senzori sensibili la sarcin cu fibre optice

Aceste dispozitive sunt asem n toare, din punct de vedere al principiului de func ionare, cu senzorii pre-zenta i la paragraful 3.3.8, Detectoare de vibra ii cu fibroptic . Diferen a esen ial între cei doi senzori este datde mediul unde func ioneaz : primul este îngropat în tencuiala unor pere i, în timp ce al doilea func ioneazinstalat pe împrejmuiri exterioare. O alt proprietate dife-rit este dat de atenuarea caracteristic a fibrei optice, parametru foarte important care dicteaz lungimea maxi-m a ariei protejate. Aceste diferen e impun ca fibra opti-c s fie protejat împotriva mediului exterior (radia ii ul-traviolete, praf, umiditate etc.) i s aib o atenuare ca-racteristic mai mic de 3 dB/km.

Sistemele cu fibr optic sunt de dou tipuri: în bucl închis sau pentru detectarea sarcinilor mecanice.

Primul tip declan eaz alarma la întreruperea circui-tului optic între emi tor i receptor; cel de al doilea sesi-zeaz eforturile (deplas rile, încovoierile, trac iunile) la care este supus fibra optic i care perturb semnalul optic.

Page 84: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

84 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Sistemele în bucl închis se instaleaz , de regul ,subteran; acestea sunt montate împreun cu o band de o el care, la ap sare, sec ioneaz fibra optic (figura 2.31.a.).

Dispozitivele sensibile la sarcini sunt destinate in-stal rii pe împrejmuiri, fie montate direct pe plasa de sârm , fie fibra optic este împletit i ine i loc de gard (figura 2.31.b.).

E R

Fibr optic Lamelmetalic

F

Manta protec ie

a. Senzor în buclînchis

b. Senzor sensibil la eforturi mecanice

Figura 2.31. Senzori perimetrali cu fibr optic

Fibra optic este imun la interferen e electromag-netice i, dac este montat corespunz tor, este foarte sigur în func ionare.

Contracararea sistemului este realizabil numai în cazul instal rii necorespunz toare a fibrei optice. De exemplu, dac nu sunt respectate specifica iile produc -torului de fixare ale fibrei în anumite puncte sensibile (por i de acces, stâlpii de sus inere, ancorele de fixare

Page 85: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 85

ale gardului etc.), un intrus poate escalada gardul prin punctele respective f r a fi detectat.

3.3.21. Senzori cu cabluri tensionate

Ace ti senzori sunt destina i instal rii pe împrejmuiri i detecteaz schimb rile în tensionarea firelor de sârm ,

altele decât cele asociate cu vibra iile sau sarcinile me-canice (pentru acestea din urm folosindu-se senzorii pentru detectarea vibra iilor prezenta i la paragraful 3.3.15).

Senzorii sunt de dou tipuri, electromecanici sau cu m rci tensometrice.

Senzorii electromecanici constau dintr-o serie de co-mutatoare ac ionate de un fir metalic tensionat. Întreru-p torul este format dintr-o tij metalic suspendat în in-teriorul unui cilindru conductiv. În pozi ie normal , tija se afl în centrul cilindrului i nu face contact cu acesta, cir-cuitul electric fiind deschis. Cre terea sau sc derea ten-siunii din firul senzorului produce deplasarea electrodului central care intr în contact cu cilindrul metalic, închizând circuitul electric (figura 2.32.a.).

M rcile tensometrice sunt dispozitive folosite, mai ales, pentru m surarea eforturilor mecanice în laboratoa-re de specialitate. Elementul sensibil este un conductor electric foarte sub ire, care, pentru m rirea sensibilit ii,este bobinat. Orice elonga ie sau compresie a firului me-talic pe care este pus marca tensometric are ca efect lungirea sau scurtarea, respectiv sub ierea sau îngro a-rea conductorului electric. Aceasta se traduce printr-o modificare a rezisten ei electrice a conductorului, con-form rela iei:

Page 86: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

86 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

S

lR

Ör= ,

unde: R = rezisten a electric ;

r = rezistivitatea electric ; l = lungimea conductorului; S = suprafa a conductorului.

SenzoriCabluri tensionate

Resorturi cablu

Reglare tensiune fir

a. Senzor electromecanic b. Senzor cu marc tensometricC

ircui

t ele

ctric

Marc tensometric

V

Punte Wheatstone

Ancore cablu

R1

R2R3

Rx

V=0 Ú R1ÖR2=R3ÖRx

Figura 2.32. Senzori cu cabluri tensionate

Deoarece modificarea este infinitezimal , ea se poa-te m sura doar cu circuite electronice speciale, cum ar fi

Page 87: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 87

puntea Wheatstone. Aspectul unui senzor cu m rci ten-sometrice este prezentat în figura 2.32.b.

Sistemul sesizeaz orice încercare de escaladare, t iere sau desfacere a gardului protejat. Senzorul este fixat într-o carcas special care compenseaz modific -rile tensiunii firului produse de modific rile termice ale mediului. Aceast carcas elimin i modific rile lente ale tensiunii firului produse de diferite fenomene naturale. Senzorul nu este sensibil la modificarea tensiunii în fir produs de vânt; este necesar o ac ionare ferm a acestuia pentru ca alarma s fie declan at .

Firul tensionat poate fi instalat la partea superioara gardului sau poate face parte chiar din plasa de sârma gardului.

Func ie de configura ie, sistemul este sensibil fie la escaladarea, fie la t ierea sau îndep rtarea plasei de sârm . Bineîn eles, combinarea celor configura ii într-una singur , asigur o mai mare func ionalitate a sistemului.

Func ie de reglarea tensiunii, sarcina minim care declan eaz alarma este de 15÷20 kgf, de unde rezultc animalele mici, vegeta ia, vântul etc. nu produc alarme false.

Sistemul func ioneaz necorespunz tor numai în si-tua ia unei între ineri necorespunz toare a senzorilor, da-torit neverific rii periodice a tension rii firelor active.

Sistemul este foarte sigur în func ionare fiind dificil de neutralizat. Evitarea alarmei este posibil numai prin dep irea aliniamentului protejat f r ca intrusul s atin-g firele sensibile: printr-un tunel sau trecând peste gard cu ajutorul unor sc ri, macarale etc.

Page 88: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

88 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Aspectul senzorului este prezentat în figura 2.33.

Figura 2.33. Senzori cu cabluri tensionate

3.3.22. Senzori cu fibr optic îngropat

Fibra optic poate fi utilizat i în sistemele pentru m surarea presiunii exercitate asupra senzorului îngro-pat. Sistemul este asem n tor, func ional, cu senzorii folosi i pentru detectarea perturba iilor asupra mediului optic de transmisie, senzori prezenta i la paragrafele 2.3.8. i 2.3.20.

Fibra optic este îngropat la o adâncime de circa 5 cm i este instalat astfel încât s protejeze o suprafa-

, nu un aliniament ca la senzorii cu fibr optic folosi ipentru detectarea eforturilor mecanice (figura 2.34.).

Page 89: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 89

200mm

r=100mm

50mm

Fibroptic

10m

Figura 2.34. Instalarea fibrei optice îngropate

Senzorul este sensibil la intruziuni, detectând o per-soan care p e te, alearg , sare sau se târ te peste zona supravegheat .

Pentru o func ionare corespunz toare, fibra opticnu se instaleaz în zone cu stâlpi sau pomi; dac , totu i,este necesar, trebuie p strat o distan de siguranegal cu în l imea obiectului. R d cinile copacilor pot produce alarme false datorit mi c rilor crengilor trans-mise prin trunchi la r d cini. Trebuie evitate zonele expu-se eroziunii, deoarece mi c rile solului pot scoate la su-prafa fibra optic sau o pot îngropa prea adânc. De asemenea, senzorul nu este sensibil dac este acoperit cu asfalt sau beton.

Zona protejat trebuie s fie bine drenat pentru a preveni acumularea apelor pluviale, factor generator de alarme false. Alte alarme false mai pot fi produse de ani-male mari care traverseaz zona protejat .

Neutralizarea senzorului se poate face fie prin dep -irea zonei pe deasupra (construind un pode , s rind de

pe o în l ime al turat etc.), fie disipând presiunea exer-

Page 90: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

90 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

citat de t lpi asupra solului (prin podirea cu scânduri a unui culoar de trecere).

3.3.23. Senzori cu cabluri coaxiale îngropate

Un senzor asem n tor cu acesta a mai fost prezen-tat la paragraful 3.3.18, Senzori sensibili la sarcin cu cabluri coaxiale, numai c , de data aceasta, cablurile sunt special fabricate pentru a fi instalate în sol.

Cablurile coaxiale au o manta special , cu pierderi, care permit transferul controlat de energie electromagne-tic între seturile de cabluri instalate. Acest transfer de energie între cabluri este perturbat de intrus, sistemul de-tectând modific rile produse.

Sistemul const într-un generator de radiofrecvencare injecteaz un semnal în cablul de excita ie. Semna-lul parcurge cablul coaxial cu o vitez constant , dictatde impedan a caracteristic a acestuia. Semnalul recep-ionat este memorat continuu, pentru a exista posibilita-

tea compens rii modific rilor lente produse în mediul în-conjur tor.

Dac survine o intruziune, semnalul este modificat major i procesorul de semnal ia decizia declan riialarmei.

Produc torul ofer cabluri cu lungimi de la 50m pân la 200m. Cablurile se instaleaz în sol, la o adân-cime determinat de natura solului, având o distan între ele de 1÷1.50m.

Adâncimea de instalare, func ie de felul solului este: sol, prundi , asfalt mai sub ire de 10cm, beton: 23cm; asfalt mai gros de 10cm, beton armat: 6cm.

Page 91: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 91

Sistemele cu cabluri îngropate sunt produse în douvariante:

sisteme cu emisie continu , la care energia de radio-frecven este emis simultan pe ambele cabluri, semnalul fiind recep ionat la cealalt extremitate a cablurilor; în situa ia prezen ei unui corp perturbator, câmpul electromagnetic dintre conductori este pertur-bat, fiind declan at alarma; sisteme cu emisie în impulsuri, la care unda radio este emis , alternativ, prin unul din cele dou cabluri. Acest sistem func ioneaz asem n tor cu un teleme-tru – m soar întârzierea între emisia impulsului radio pe unul din cabluri i recep ionarea lui pe cel lalt ca-blu. Cunoscând viteza undelor radio prin cablul res-pectiv exist posibilitatea determin rii distan ei unde a ap rut perturba ia cu o precizie mai bun de 15m.

Undele radio creeaz un câmp electromagnetic în jurul cablurilor, creând o zon de sensibilitate. Aspectul acestei zone de sensibilitate este prezentat în figura 2.35.

Se

nsi

bili

tate

Sol

2÷3m

0.9÷2m

Cabluri îngropate

1.5m

0.2m

Figura 2.35. Zona de detec ie a senzorului cu cabluri coaxiale

Page 92: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

92 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Trebuie evitat instalarea cablurilor în apropierea altor obiecte metalice: stâlpi, conducte, piloni etc. Dacocolirea acestora nu este posibil , trebuie p strat o dis-tan de siguran de minim 1m în plan vertical i 2÷3m în plan orizontal.

Dac se dore te ca anumite segmente de cablu sdevin insensibile, la instalarea cablului se insereaz pe el inele de ferit care ecraneaz perturba iile externe.

Sistemul poate func iona nesigur dac zona unde este instalat este afectat de c deri mari de z pad care pot dep i în în l ime zona de sensibilitate a senzorului. De asemenea, pot apare fenomene necontrolabile dacîn apropierea cablurilor exist conducte nemetalice prin care circul lichide conductive electric.

Pot produce alarme false deplasarea unor obiecte metalice în apropierea sistemului, chiar în afara zonei protejate.

Sistemul este foarte dificil de neutralizat. Dep irea pe deasupra trebuie s dep easc raza de sensibilitate, tipic de 3m iar pe dedesubt tunelul trebuie s aib o adâncime de minim 2m.

3.3.24. Senzori hidrostatici

Senzorii hidrostatici sunt un sistem de supraveghere instalat subteran care detecteaz vibra iile i energia se-ismic . Dispozitivul poate sesiza vibra iile produse de persoanele, vehiculele sau animalele care se deplaseazîn zona de detec ie a sistemului.

Senzorii hidrostatici constau în tuburi, închise la ca-pete, presurizate, umplute cu un lichid antigel. De regul ,pentru compensarea automat a modific rilor de presiune

Page 93: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 93

produse de mediu, se folose te un sistem diferen ial format din dou tuburi.

Sistemul este foarte sensibil la orice modificare a presiunii în tuburi, presiune care este m surat cu ajuto-rul unor traductoare electronice. Procesorul sistemului monitorizeaz i regularizeaz aceast presiune din inte-riorul tuburilor, declan ând alarma în situa ia apari iei unor devia ii ale semnalului de la valorile prestabilite. Re-gularizarea presiunii este f cut prin intermediul unei val-ve autocompensate care elimin modific rile lente ale presiunii produse de cauze naturale (ploaie, modific riale temperaturii etc.), îns aceast valv nu compensea-z modific rile bru te de presiune produse de intruziune.

Dispozitivul este suficient de sensibil, astfel încât el poate decela natura intruziunii, vehicul, persoan care merge sau alearg i chiar greutatea acesteia, func ie de valoarea modific rii presiunii

Lungimea tuburilor i raza de sensibilitate a siste-mului depind, în principal, de natura solului i a materia-lului de la suprafa (beton, asfalt), În condi ii optime, lungimea tuburilor poate dep i 500m, raza de detec ie fiind de 100m.

Cele dou tuburi se îngroap , de regul , la o adân-cime de 25cm i o distan între ele de 1m (figura 2.36.). Dac solul este acoperit cu asfalt, tuburile se instaleazchiar sub acesta. Betonul este un bun izolant pentru pre-siunile mici produse de persoane; aceasta permite reali-zarea unor zone unde senzorul nu reac ioneaz , doar prin acoperirea suprafe ei respective cu un strat sub ire de beton.

Page 94: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

94 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Procesor, valve compensare i tra-ductoare presiune

Cablu semnal

Tuburi senzor

25c

m1m

500m

Figura 2.36. Senzorul hidrostatic

Traductoarele de presiune, instalate la capetele tu-burilor, genereaz un semnal electric care, prelucrat de procesor, poate ajuta la determinarea cu o precizie de câ iva metri a zonei unde s-a produs intruziunea.

Func ionarea diferen ial a sistemului i prezen avalvei compensate, protejeaz dispozitivul de perturba i-ile produse de mediu. Totu i, r d cinile copacilor apro-piate la mai pu in de 3m de tuburi pot genera alarme fal-se datorit transmiterii vibra iilor crengilor produse de vânt. Mai pot genera alarme false i mi c rile aleatoare ale terenului: alunec ri, cutremure etc.

Instalarea sistemului în apropierea unor c i de co-munica ie, instala ii industriale generatoare de ocuri etc.

Page 95: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 95

presupune o calibrare i instalare mai laborioas , în caz contrar sistemul devenind ineficient datorit alarmelor false generate. O aten ie deosebit trebuie acordat tem-peraturii minime la care func ioneaz sistemul; dacaceast temperatur este dep it , lichidul înghea în tuburi i sistemul este scos din func iune.

Neutralizarea sistemului este dificil datorit razei mari de detec ie. S-au încercat procedee de contracarare prin atenuarea presiunii exercitate asupra solului, precum i folosirea de materiale absorbante pentru eliminarea ocurilor dar, în 90% din cazuri, sistemul a r mas func-ional.

3.3.25. Senzori cu geofoni

Senzorii cu geofoni detecteaz vibra iile seismice de joas frecven create în sol de deplasarea persoanelor, vehiculelor, animalelor etc. Dispozitivul a fost folosit ini-ial de geologi pentru m surarea undelor seismice produ-

se de exploziile subterane, determinându-se astfel struc-tura geologic a solului.

Elementul activ al dispozitivului este un microfon cu o structur special (figura 2.37), sensibil la frecven esub 25Hz. Semnalul electric de la microfon este transmis la procesorul de semnal care, func ie de caracteristicile acestuia (amplitudine, putere spectral etc.), declan ea-z alarma.

Pentru eliminarea alarmelor false, exist facilitatea ca sistemul s preia de la microfon i semnalele audio, operatorul având posibilitatea s asculte semnalele re-cep ionate.

Page 96: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

96 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Car

cas

Bob

in M

agne

t R

esor

t

Figura 2.37. Structura microfonului pentru geofoni

Sistemele moderne, pe baz de procesoare DSP1,sunt capabile s deceleze natura intruziunii, num rul de persoane, direc ia de deplasare etc., totodat reducând la minim rata alarmelor false. În caz contrar, sistemul ge-nereaz numeroase alarme false, fiind inutilizabil. Astfel, un tren este detectat de la 10km, instala iile industriale de la 5km, zgomotele produse de o ap curg toare de la 90m, mi c rile crengilor unui copac de la 20m.

Geofonii se instaleaz la nivelul solului, având o tijînfipt în p mânt pentru preluarea vibra iilor (figura 2.38). Un sistem este alc tuit din 50÷100 de microfoane care sunt conectate la procesor fie printr-un cablu de semnal, fie prin radio. Transmiterea informa iilor de la senzori es-te f cut diferen iat, astfel c operatorul tie exact care senzor a declan at alarma, localizând astfel precis locul intruziunii.

1 Digital Signal Processor, procesor digital pentru semnal, folosit în special pentru calculul în timp real al transformatei Fourier rapide pentru semnale analogice.

Page 97: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 97

Pro

ceso

r se

mn

al

Interfacomunica ii

Baterii

Microfon

DSP

Procesor comunica ii

Surs alimentare

Figura 2.38. Sistemul cu geofoni

Raza de sensibilitate a geofonului depinde de natura solului unde este instalat dar, în condi ii optime, ajunge la 100m.

Neutralizarea sistemului este dificil datorit razei mari de ac iune i sensibilit ii ridicate. Cele mai comune procedee constau în declan area voit de alarme false pentru sc derea încrederii în func ionalitatea sistemului.

3.4. Aplica ii ale senzorilor pentru detectarea

intruziunilor

Marea varietate de situa ii în care este necesar uti-lizarea senzorilor de supraveghere, nu permite oferirea unei re ete exacte, aplicabile în orice circumstan .

Page 98: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

98 ____________________________________ Sisteme antiefrac ie

Selectarea tipurilor de dispozitive pretabile a fi utili-zate într-un caz particular, trebuie s respecte câteva etape importante întâlnite la orice lucrare de acest gen.

În primul rând, este necesar realizarea unui studiu de fezabilitate care trebuie s pun în balan , pe de o parte, cuantumul cheltuielilor necesare, iar pe de altparte, performan ele dorite de la sistem i importan aobiectivului protejat. Întrucât, în lumea real , criteriul economic este decisiv, devine evident faptul c , din p -cate, proiectan ii de sisteme de securitate trebuie s se bazeze în special pe criteriul cost i mai pu in pe criteriul performan .

Totu i, selectând în mod optim dispozitivele compo-nente ale sistemului, se pot ob ine performan e excelente i cu senzori la care cheltuielile de achizi ie, instalare,

între inere i depanare sunt minime. O regul care trebuie respectat întotdeauna la pro-

iectarea oric rui sistem de supraveghere presupune uti-lizarea obligatorie a cel pu in dou tipuri de senzori, tipuri complementare din punct de vedere al posibilit ilor de neutralizare, func ioneaz pe principii fizice diferite i nu se influen eaz reciproc.

Astfel, ca senzori de interior, cu raport performan-e/pre maxim, se pot utiliza contactele electrice i/sau

magnetice balansate pentru protec ia c ilor de acces în cl diri (u i, por i, ferestre, luminatoare etc.) i senzori pasivi în infraro u, pentru protec ie volumetric . Pornind de la acest minim de performan e, func ie de fondurile alocate i de importan a obiectivului, se poate continua

Page 99: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 99

cu ad ugarea de noi dispozitive care s asigure cre te-rea eficien ei sistemului.

Pentru sistemele de exterior i perimetrale, senzorii minimali utilizabili sunt dispozitivele volumetrice active cu microunde sau lumin infraro ie, împreun cu detectoa-rele de vibra ii mecanice instalate pe împrejmuiri.

Un element important care trebuie avut în vedere la orice sistem de protec ie const în dublarea acestuia cu un sistem de supraveghere video. Eviden iind faptul cacesta are marele avantaj al elimin rii alarmelor false, operatorul observ oportun situa ia real a obiectivului, iar înregistrarea video a devenit o surs de informa iiextrem de important , putând fi folosit atât în instan ,dac intru ii au fost re inu i, cât i pentru identificarea iprinderea ulterioar a acestora dac au reu it s scape.

La final, în figurile 2.39, 2.40 i 2.41 sunt prezenta-te, orientativ, câteva modalit i de reunire a senzori cu principii de func ionare diferite, pentru sisteme de supra-veghere cu destina ii variate.

Schi ele figurate enun doar principiile de instalare i nu trebuie considerate detalii obligatorii de proiectare

pentru sistemele de supraveghere. Proiectarea sistemului este condi ionat numai de

caracteristicile obiectivului, importan a sa, condi iile de mediu din zona de instalare i de fondurile alocate.

O modalitate de selectare a senzorilor pentru apli-ca ii de exterior const în studierea atent a tabelelor ur-m toare care prezint probabilitatea de descoperire (PD)i rata alarmelor false (RAF) pentru câteva tipuri de

Page 100: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

100 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

senzori, func ie de natura intruziunii, stilul de contraca-rare sau tipul evenimentului generator.

Legend :

Linie demarca ie obiectiv

Zon tampon: ¶ IR ¶ Microunde ¶ Fotoelectric

Barier :¶ Vibra ii ¶ Sârm tensionat¶ Fibr optic¶ Detector tensometric ¶ Câmp electric ¶ Capacitate

Senzori subterani: ¶ Cablu îngropat ¶ Geofoni ¶ Fibr optic¶ Cablu coaxial

Camer video

Senzor volumetric ¶ Microunde ¶ PIR ¶ IR pasiv

Punct de intrare (u ,perete, fereastr )¶ Comutator mecanic ¶ Comutator magnetic ¶ Comutator magnetic

balansat ¶ Detector oc (geam

spart) ¶ Detector acustic (geam

spart) ¶ Fibr optic¶ Vibra ii perete

Camer valori i depozit ¶ Audio ¶ PIR ¶ Microunde ¶ IR pasiv ¶ Ultrasunete ¶ Fotoelectric

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���

���

���� ���������

��������������������������

����������

������

��

������������

��

Intrare principal

Parcare

U Fereastr

U

������������������������������������������

Etaj

Camervalori Depozit

������

������

Figura 2.39. Mod de pozi ionare a senzorilor exteriori

Page 101: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 101

Senzor capacitiv

Împ

rejm

uir

e

ext

eri

oar

Senzor cu m rci tensometrice

Ob

iect

iv

Senzor cu cabluri îngropate

Senzor activ IR

Figura 2.40. Combina ii ale senzorilor perimetrali

LEGENDSenzori pere i, plafoane, Control u i i ferestre Pardoseli ¶ comutator mecanic Senzori volumetrici ¶ comutator magnetic ¶ microunde Senzori geam spart ¶ ultrasonic activ ¶ acustici ¶ ultrasonic pasiv ¶ ocuri ¶ IR activ Fascicul fotoelectric ¶ PIR ¶ audio Camere video

Figura 2.41. Mod de pozi ionare a senzorilor pentru interior

Page 102: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

102 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

Estimarea PD pentru senzorii exteriori Tehnica de intruziune

Tip senzor

De

pla

sare

le

nt

Me

rs

Ale

rga

re

râre

R

ost

og

olir

e

Sa

ltu

ri

Tu

ne

l

an

Po

dir

e

Tie

re

Cra

re

Rid

ica

re

Vibra ii – – – – – ¬¬ ®® ® ®® ¬ ¬ ¬Cablu tensionat – – – – – ¬¬ ®® ®® ®® ¬ ¬ ¬Câmp electric ¬¬ ¬¬ ¬¬ ¬ ¬¬ ¬¬ ®® ® ® – – – Capacitate ¬¬ ¬¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬¬ ®® ® ® – – – Cablu coaxial ¬ ¬¬ ¬¬ ¬¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬¬ ® – – – Seismic ¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ® ¬ ® – – – Magnetic ¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ®® ¬ ® – – – Microunde ¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ®® ¬ ® – – – Infraro u ¬¬ ¬¬ ¬¬ ¬ ¬ ¬ ®® ¬ ®® – – –

Estimarea RAF pentru senzorii exteriori Eveniment

Tip senzor

Nin

soa

re

Plo

aie

Bl

i

Zp

ad

Ce

a

An

ima

le

mic

i A

nim

ale

m

ari

Ps

ri m

ici

Ps

ri m

ari

Fu

lge

re

Lin

iie

lect

rice

a

eri

en

eL

inii

ele

ctri

ce

sub

tera

ne

Vibra ii ¬ ¬ ® ® ®® ® ¬ ® ® ® ®® ®®Cablu tensionat ®® ®® ®® ®® ®® ®® ® ®® ®® ®® ®® ®®Câmp electric ¬ ¬ ®® ¬ ®® ¬ ¬¬ ® ¬¬ ¬ ® ®®Capacitate ¬ ¬ ®® ¬ ®® ¬ ¬¬ ® ¬ ¬ ® ®®Cablu coaxial ®® ¬ ¬ ® ®® ®® ¬ ®® ®® ¬ ®® ®Seismic ¬ ® ® ® ®® ® ¬¬ ®® ®® ® ® ¬Magnetic ¬ ® ® ® ®® ® ¬¬ ®® ®® ® ¬ ¬Microunde ® ® ¬ ® ® ¬ ¬¬ ®® ¬ ® ® ®®Infraro u ® ® ® ® ¬ ¬ ¬¬ ®® ¬ ® ®® ®®

Simbolurile folosite în cele dou tabele reprezint :„–” -eveniment nedetectat;

„®®” -caracteristici foarte slabe;

„®” -caracteristici slabe;

„¬” -caracteristici bune;

Page 103: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 103

„¬¬” -caracteristici foarte bune. A a cum s-a mai ar tat, selectarea tipurilor de sen-

zori trebuie f cut astfel încât caracteristicile sistemului compus s fie optime din punctul de vedere al desco-peririi i siguran ei în func ionare.

3.5. Sisteme de supraveghere video

Supravegherea video este o component foarte important a sistemelor de securitate, fiind folosit atât pentru sistemele antiefrac ie, cât i pentru sistemele de control al accesului. Posibilitatea dat operatorului de a vizualiza în timp real situa ia obiectivului determin rolul principal al sistemelor video: eliminarea alarmelor false.

Toate sistemele de supraveghere video sunt formate din mai multe elemente: pentru capturarea imaginilor, pentru redarea acestora i pentru de memorarea lor.

3.5.1. Achizi ia semnalelor video

Primele metode de transmitere la distan a imagini-lor pot p rea ast zi rudimentare. O procedur , folositchiar i în secolul XX, presupunea împ r irea unei foto-grafii în câteva sute de celule, tonurile de gri al fiec rei c su e fiind convertite, manual, în caractere alfanumeri-ce. Acestea erau transmise telegrafic la destinatar unde, tot manual, un desenator ref cea imaginea ini ial pe ba-za codurilor recep ionate.

În deceniul opt al secolului al XIX-lea s-au întreprins primele încerc ri în domeniul achizi ion rii i transmiterii la distan a imaginilor statice sau dinamice; ele au con-tinuat în paralel cu experimentele legate de transmiterea vocii, beneficiind de toate nout ile în domeniu.

Page 104: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

104 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

În anul 1873 s-a descoperit c seleniul are propri-etatea de a- i modifica rezistivitatea electric func ie de cantitatea de lumin incident pe suprafa a sa. Primul dispozitiv func ional destinat captur rii imaginilor statice se baza pe descompunerea imaginilor în puncte, discul Nipkow, care a fost inventat în anul 1884. La baza teles-copului electric propus era un disc opac cu 24 de perfo-ra ii dispuse în spiral , astfel încât prin ele se putea vedea numai o anumit zon a imaginii. Secven ele lumi-noase erau concentrate pe o celul de seleniu care transforma cantitatea de lumin în curent electric trans-mis la distan .

Pentru recep ie era propus un modulator de luminmagneto-optic, în fapt un disc asem n tor cu cel de la emisie.

Tuburile videocaptoare au cunoscut o evolu ie conti-nu :

primele echipamente au folosit discul Nipkow (primul sistem TV realizat de John Logie Baird în 1926); în 1923 s-a inventat iconoscopul, primul tub videocaptor cu electroni rapizi (Vladimir Kosma Zvorikin); orticonul, primul tub videocaptor cu electroni len i, a fost realizat în 1939; superorticonul (1944), cu sensibilitate de o mie de ori mai mare decât a orticonului, se putea utiliza i în condi ii normale de iluminare; vidiconul, cu numeroasa sa familie (plumbicon, sidi-con, ebitron etc.), au fost primele tuburi cu efect fotoelectric interior, utilizarea semiconductorilor

Page 105: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 105

f când posibil realizarea primelor camere video portabile sensibile la ilumin ri de 1 lux; videocaptoarele semiconductoare dezvoltate în ultimii 20 de ani se bazeaz pe CCD (Charge Coupled Devi-ces), elemente semiconductoare organizate în formde matrice cu dimensiuni mici i o sensibilitate mare; necesitatea dezvolt rii unor dispozitive care s achi-zi ioneze imagini în afara spectrului vizibil sau în ab-sen a ilumin rii, au dus la dezvoltarea camerelor vi-deo cu intensificatoare de imagine ICCD (Intensifier CCD), respectiv a termoviziunii sau a unor tuburi vi-deocaptoare speciale (pirotronul - în domeniul infraro-u sau vidicoane speciale în domeniul ultraviolet sau

radia ii Roentgen). Camerele video sunt sensibile la intensitatea lumi-

noas . Pentru a realiza semnale care s reflecte i ca-racteristicile de culoare, fluxul luminos este împ r it în trei fascicule; fiecare fascicul este filtrat optic pentru o anumit culoare, dup care imaginea este proiectat pe câte un tub videocaptor. Teoretic s-a demonstrat c fil-trarea optim este atins pentru urm toarele culori: ro u(lungimea de und 610.535nm), verde (lungimea de und540.27nm) i albastru (lungimea de und 470nm). Aceste lungimi de und determin i reproducerea în culori a imaginii, pe tuburile catodice color.

Camerele video clasice, cu flux de electroni lucreazasem n tor, principiul de func ionare fiind prezentat în continuare. Informa ia luminoas este dirijat c tre un fo-tocatod semitransparent, fotoelectronii emi i fiind re inu ide o plac de sticl , numit int , pe care se formeaz un

Page 106: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

106 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

relief de poten ial asem n tor cu imaginea. În acela itimp, inta este explorat liniar, punct cu punct, de un fascicul de electroni emis prin efect termoelectronic de un tun electronic, focalizat i deviat în dou planuri de un sistem de bobine de deflexie. Dup explorarea intei, electronii sunt cule i i amplifica i, formând astfel sem-nalul electric care reprezint , secven ial, cantitatea de energie luminoas c zut pe int . Explorarea intei este f cut succesiv, întâi pe orizontal (linii) apoi pe vertical(cadre).

Pentru a u ura reproducerea imaginii la recep ie, la semnalul video sunt ad ugate i informa ii de sincroniza-re pe orizontal i vertical (linii i cadre) sub forma unor tensiuni electrice care semnalizeaz receptorului înce-putul fiec rei linii i a fiec rui cadru.

Prezentarea schematic a func ion rii tuburilor vi-deocaptoare este f cut în figura 2.42.

Dezvoltarea tehnologiei microelectronice a permis ca, în anii ’70, s fie realizate primele sisteme portabile CCD pentru achizi ionarea imaginilor.

Tun electronic

�������������������

��������������������������������������

e-

Amplificator

Bobine deflexie

Sistem optic

Semnal

int Fotocatod int

Fasciculeelectroni

Figura 2.42. Tubul videocaptor

Camerele video cu transfer de sarcin se caracteri-zeaz prin gabaritul redus, autonomia i sensibilitatea ridicat , performan e care au revolu ionat metodele de

Page 107: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 107

ob inere a imaginilor, ast zi fiind folosite nu numai la ca-mere video ci i la aparate de fotografiat digitale, sca-nere, copiatoare digitale, sateli i de supraveghere etc.

Spre deosebire de tuburile videocaptoare, aceste dispozitive nu mai necesit tensiuni ridicate de alimen-tare (pentru tunul electronic i electrozii de accelerare), sisteme mecanice complexe (bobine de deflexie, tunul electronic) în consecin fiind mici, economice, fiabile i,nu în ultimul rând, mult mai sensibile.

Elementul activ const într-o matrice bidimensionalde diode fotoconductive, câte una pentru fiecare element de imagine (pixel) explorat. Imaginea este proiectat de un sistem optic pe matricea de fotoelemente.

Fiecare linie de celule orizontale sunt citite pe rând, fiecare celul trecând informa ia vecinei sale (acesta fiind de fapt principiul CCD), asem n tor cu un ir de oameni care trec din mân în mân c r mizile pentru o construc-ie. Astfel, informa iile de pe întreaga linie pot fi citite cu

u urin de pe ultima celul . Rezolu ia acestor camere

ajunge la 1600³1200 pixeli, mult superioar fa de tubu-rile videocaptoare.

Dup ce o linie a fost citit , se trece la explorarea urm toarei linii i a a mai departe, pân la terminarea cadrului sau a câmpului selectat. Explorarea, atât pe linii cât i cadre, const doar într-o succesiune de impulsuri dreptunghiulare, aplicate pe prima celul cu transfer de sarcin .

Structura intern a matricei CCD este prezentat în figura 2.43.

Page 108: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

108 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

Semnal

video

Explorare pe linii

Matrice de fotoelemente

De

mu

ltip

lexo

r

Exp

lora

re p

e c

ad

re

Figura 2.43. Structura camerei CCD

Utilizarea camerelor video este problematic în si-tua ia unei ilumin ri sc zute, sub 1 lux. Pentru a func io-na în aceste condi ii, este necesar fie folosirea unor sur-se externe de iluminat fie folosirea unor amplificatoare de lumin sau intensificatoare de imagine.

Intensificatoare de imagine pot func iona ca dispo-zitive de sine st t toare (de exemplu, în aparate de ve-dere pe timpul nop ii) sau pot fi cuplate la intrarea unei camere video amplificând fluxul luminos incident.

Principiul de func ionare al unui intensificator de imagine este identic pentru toate versiunile dispozitivelor. O imagine (în ultraviolet, vizibil sau infraro u) este pro-iectat pe o fereastr transparent a unui tub cu vid îna-intat. În interiorul tubului, în dreptul ferestrei, este depuso substan special care, prin efect fotoelectric, trans-form fotonii în electroni (fotocatod). Electronii produ i de acesta sunt accelera i de o diferen de poten ial c tre partea opus a tubului vidat unde se g se te un ecran luminiscent. Luminoforul ecranului transform electronii de înalt energie în lumin (fotoni), corespunz tor distri-bu iei energiei radia iei imaginii de intrare, fluxul de lumi-

Page 109: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 109

n produs fiind amplificat de câteva ori fa de fluxul de intrare.

Aceste intensificatoare au cunoscut diverse variante de-a lungul timpului, ajungând ast zi la genera ia a III-a.

Intensificatoarele de imagine din genera ia I folosesc o singur diferen de poten ial pentru accelerarea electronilor, de la catod (fotocatod) la anod (ecranul lumi-niscent). Focalizarea fasciculului de electroni este reali-zat prin dou metode, de aici reie ind i dou variante constructive:

plasarea ecranului în apropierea fotocatodului (diodde proximitate); aceste intensificatoare au denumirea de proxifier (figura 2.44.a.); focalizarea electronilor prin intermediul unei lentile electronice (diod inversoare – imaginea este proiec-tat r sturnat – figura 2.44.b.).

Fotocatod Ecran luminiscent

a)

e-

Fotocatod Ecran luminiscent

b)

e-

Grilfocalizare

Figura 2.44. Structura intensificatoarelor de imagine din genera ia I

Diferen a esen ial între genera ia I i a II-a este cnum rul de electroni între fotocatod i ecran este multi-plicat semnificativ. Aceast amplificare este realizat de un dispozitiv numit MCP (Micro Channel Plate).

MCP este format dintr-o mul ime de fibre de sticl pe care este depus o substan semiconductiv , fibrele

Page 110: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

110 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

fiind puse una lâng alta. Între fibrele de sticl se for-meaz ni te tuburi – microcanale cu o dimensiune de cir-

ca 10mm. În aceste microcanale survin multiplic ri suc-cesive ale electronilor, energia i num rul acestora cres-când cu pân la patru ordine de m rime. Acest fenomen este schematizat în figura 2.45.

��������������������������������������� �� �� �� �� �� �� ���

��� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��

���� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��

���� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �����������������������������������

Fibr de sticl

Strat electric conductiv

Electroni secundari

Figura 2.45. Structura unui intensificator din genera ia a II-a

Pentru cre terea suprafe ei controlate exist posibi-litatea mont rii camerei video pe un dispozitiv de pozi io-nare în unul sau dou planuri; unele camere video au reglaje automate de focalizare, luminozitate, zoom etc., acestea fiind denumite i PTZ (pan-tilt-zoom camera).

ME TP

Camervideo

Obiectiv

ME

TP

ME

Sistem control

Sem

nal v

ideo

ME

– m

otor

exe

cuie

T

P –

trad

ucto

r po

ziie

Figura 2.46. Sistem automat de pozi ionare

Page 111: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 111

Pentru aceste ac ion ri se folosesc motoare electri-ce, controlate de microcontrolere. Structura simplificat a unui sistem automatizat este prezentat în figura 2.46.

Un domeniu aparte îl reprezint camerele video as-cunse folosite pentru culegerea disimulat a informa iilor. Exist dou tendin e în acest domeniu care presupun fie folosirea unor camere video miniaturale, fie transforma-rea unor lucruri banale în camere video.

Perfec ionarea tehnologiilor permit ast zi realizarea unor camere video CCD de numai 3mm, sensibile în domeniul vizibil sau infraro u, capabile s furnizeze la ie-ire semnale video standard.

Dimensiunile reduse, sub 3 cm diametru, (prima imagine din figura 2.47) i consumul mic de energie fac posibil mascarea acestor camere video în locuri din cele mai diverse, cum ar fi: bro e, veioze, c r i, detectoare de fum, ceasuri de perete, radiouri etc.

Impedimentele legate de aceste camere provin de la lipsa aliment rii din exterior pentru unele montaje, în consecin având o autonomie foarte redus i, de ase-menea, recep ionarea semnalului la distan f r ca sis-temul s fie descoperit.

3.5.2. Afi area semnalelor video

Primul sistem pentru vizualizarea imaginilor a fost realizat în anul 1906 de M.Dieckman; acesta folosea un tub catodic, asem n tor cu cele de ast zi. Cu acest tub, în anul 1911, s-a reu it performan a de a afi a la distano imagine format din trei linii! (monitoarele actuale afi eaz cel pu in 525 de linii).

Page 112: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

112 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

Figura 2.47. Camere video ascunse

Structura intern a unui tub catodic (prezentat în figura 2.48.) const într-un tun electronic, un sistem de

Page 113: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 113

focalizare i de deflexie i un strat de luminofor.

����������������������������������

Tun electronic

����������

Luminofor Ecran

Fascicul electroni

Deflexie

e-

Tensiuni deflexie (v), (h)

Figura 2.48. Tubul catodic alb-negru

În anii scur i de atunci, tubul catodic a suferit per-fec ion ri succesive în ceea ce prive te afi area culorilor, luminozitatea i contrastul, sistemele de focalizare ideflexie, gabaritul, consumul de energie etc. Chiar dacîn prezent peste 90% din sistemele de afi are folosesc tuburi catodice, tendin a este de a fi înlocuite cu dispo-zitive cu cristale lichide, cunoscute i sub numele de LCD (Liquid Crystal Display).

Func ionarea dispozitivelor LCD se bazeaz pe polarizarea luminii în straturi de cristale organice, denu-mite cristale nematice.

În figura 2.49 este prezentat modul de aliniere al cristalelor nematice în mai multe situa ii:a) în starea natural , moleculele de cristal sunt pu in aliniate

de-a lungul axelor lungi ale cristalelor; b) când moleculele vin în contact cu o suprafa canelat ,

cristalele se aranjeaz paralel de-a lungul an urilor; c) dac moleculele sunt introduse într-un sandwich, între

dou suprafe e canelate, moleculele se aranjeaz în

Page 114: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

114 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

direc ia a de-a lungul stratului superior, respectiv în direc ia b de-a lungul stratului inferior; acest aranjament natural al cristalelor se nume te „twisted nematic” – TN.

a) Stare natural b) Molecule aliniate c) Molecule între pe un strat dou straturi

a

b

1÷5 m

m

Figura 2.49. Aranjarea moleculelor într-un display LCD

Când o raz de lumin parcurge un sandwich cu

straturi canelate la 90¯, planul de polarizare al luminii se

va roti în mod corespunz tor cu 90¯ (figura 2.50.a). Dac între cele dou fe e ale sandwich-ului se aplic

o diferen de poten ial, moleculele se aliniaz de-a lungul liniilor de câmp i planul de polarizare al razei lu-minoase r mâne nemodificat (figura 2.50.b).

Folosind câte dou filtre polarizoare1, câte unul pen-tru fiecare strat canelat, func ie de alimentarea cu tensi-une, se ob in dou situa ii distincte:

când elementul nu este alimentat, planul de polariza-

re al luminii este rotit cu 90¯ i raza va trece prin ansamblul filtre polarizoare – sandwich (figura 2.50.c); în aceast situa ie pe display nu se observnimic;

1 Polarizorul transform lumina natural , la care vectorii câmp electric imagnetic se rotesc în timpul deplas rii undei, într-o lumin filtrat , la care cei doi vectori se deplaseaz plan-paralel.

Page 115: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 115

a) Rotirea planului de pola-rizare în sandwich-uri TN

~

Tens

iune

a

limen

tare

b) Aranjarea moleculelor de-a lungul liniilor de câmp electric

d) Blocarea luminii prin TN alimentate

c) Trecerea luminii prin TN nealimentate

Figura 2.50. Principiul de func ionare al LCD

dac elementul este alimentat, moleculele de cristal fiind aliniate cu câmpul electric nu mai produc rota ia

planului de polarizare cu 90¯ i, în consecin , raza nu va mai trece de al doilea filtru polarizor (figura 2.50.d); efectul const în blocarea trecerii luminii, deci în apari ia unei zone negre pe display.

Func ie de m rimea zonei sandwich-ului controlatelectric, display-ul poate fi de urm toarele tipuri (figura 2.51):

7 segmente – capabil s afi eze numai cifre; este în-tâlnit la ceasuri de mân , aparate de m sur etc; alfanumeric – are posibilitatea afi rii de litere icifre; este folosit la telefoane mobile, diverse sisteme cu microcontrolere etc;

Page 116: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

116 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

grafic – format dintr-o matrice de puncte care poate afi a litere, cifre, simboluri grafice, elemente geometrice (linii, triunghiuri, cercuri etc.); cunoa te o larg utilizare la receptoarele TV, monitoarele de PC i la proiectoare video.

a) Display „7 segmente” b) Display alfanumeric c) Display grafic

Figura 2.51. Tipuri de afi oare LCD

Principiul de func ionare descris mai sus este valabil numai pentru afi oare alb-negru. Un display color este realizat plasând filtre cromatice deasupra fiec rui ele-ment de display. Bineîn eles, datorit necesit ii afi riiunei cantit i foarte mari de informa ie, afi oarele LCD color sunt realizate numai de tip grafic.

Fiec rui punct din afi oarele alb-negru îi corespund la afi oarele color un num r de trei puncte împreun cu filtrele corespunz toare pentru culorile elementare din te-leviziune: ro u, verde i albastru. Combinând propor io-nal cele trei culori se poate ob ine orice nuan dorit .

Cu toate c display-ul LCD este mult mai ergonomic i mai ecologic decât cel clasic cu tub catodic, o serie de

dezavantaje importante au f cut ca dezvoltarea sa s fi destul de greoaie: pre ul de cost ridicat, contrastul sc -zut, remanen a mare (nu poate afi a imagini în mi care), unghi de vedere mic (imaginea nu este vizibil decât privit dintr-un plan perpendicular pe display), dificultatea

Page 117: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 117

realiz rii de afi oare cu diagonala mai mare de 51cm, rezolu ie limitat (maxim 1024×768 puncte), gama tem-

peraturilor de func ionare limitat (de regul 10¯C÷50¯). O parte din aceste deficien e au fost rezolvate

tehnologic, display-urile LCD cunoscând de-a lungul tim-pului mai multe genera ii:

STN – super twisted nematic; DSTN – double super twisted nematic; TFT – thin film tranzistor.

Ultima genera ie, TFT, presupune ca fiecare element de imagine (pixel) s fie comandat de câte un tranzistor montat pe display. Cu excep ia milioanelor de tran-zistoare depuse pe display, mai pot fi implementate, sub forma unor circuite integrate hibride, elemente senzoriale pentru emularea unei tastaturi, sau drivere i circuite de alimentare pentru interfa area display-ului cu sistemul de calcul.

Imaginile 2.50 prezint principiul de func ionare al unor afi oare de tip transmisiv, pu in folosite în practic ,îns utile pentru o explicare simpl a principiului. Cu excep ia acestora, mai exist afi oare de tip reflectiv

(cvasitotalitatea afi oarelor sunt de acest tip) sau de tip proiectiv (folosite pentru proiectarea imaginilor pe ecrane cu diagonale de pân la 7m). Cele trei tipuri de configu-ra ii sunt schematizate în figura 2.52.

Page 118: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

118 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

LCD

Surs lumin

LCD

Oglind

LCD

Ecr

an

a) Sistem transmisiv

b) Sistem reflectiv c) Sistem proiectiv

Figura 2.52. Tipuri de sisteme de afi are LCD

Ob inerea unor ecrane mai mari i mai str lucitoare este limitat la tehnologia LCD cu sisteme proiective.

Totu i, pre urile mari, contrastul sc zut, reglajele preten ioase ale acestor sisteme au f cut necesar dez-voltarea altor principii pentru afi oarele de mari dimen-siuni. F r a intra în multe am nunte, aceste variante tehnologice sunt:

Vacuum Fluorescent Displays (VFD) – func ioneazca ni te tuburi electronice, anodul fiind format dintr-un material fluorescent, catodul jucând rolul unui tun electronic; sunt pu in utilizate în prezent; Light-Emitting Diode (LED) – dup cum sunt denumite, sunt compuse dintr-o matrice de câteva milioane de LED-uri, fiecare element fiind format dintr-un trio RGB; se pot realiza afi oare de mari dimensiuni, cu o str lucire foarte bun , fiind de regulutilizate pentru aplica ii de exterior; Plasma Display Panels (PDP) – este format dintr-o matrice de tuburi cu desc rcare în gaz (asem n -toare cu becurile fluorescente); gazul din tuburi poate fi argon, neon etc., func ie de culoarea dorit .

Page 119: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 119

În anul 2000 a fost prezentat primul monitor color, de înalt rezolu ie, cu o diagonal a ecranului de 1.5m realizat în tehnologie PDP.

Un capitol aparte al afi rii semnalelor video îl con-stituie dispozitivele folosite pentru controlul destina iei semnalului video. Într-adev r, în cazul sistemelor de se-curitate, afi area simultan a informa iilor de la toate ca-merele video de supraveghere poate fi problematic dacnum rul acestora este mai mare decât num rul monitoa-relor de control amplasate într-un dispecerat.

În principiu, aceste dispozitive se împart în doumari categorii: afi area unei imagini preluate de la mai multe surse pe un singur monitor (video merger), respec-tiv afi area aceleia i imagini pe mai multe monitoare (video splitter).

În prima categorie pot fi amintite urm toarele apara-te (este preferat denumirea lor în englez , pentru a nu produce confuzii cu traduceri aproximative):

switch – cel mai simplu sistem de control, având rolul de a selecta manual pentru vizualizare maxim 4 canale dintr-un total de pân la 48 de intr riiaudio-video; schema bloc a dispozitivului este prezentat în figura 2.53.a.; quad – asigur afi area pe un display a 4 semnale (de aici îi provine i numele), ulterior fiind produse iquad-uri cu 9 sau 16 intr ri; structura sa este prezentat în figura 2.53.b.; multiplexer – asigur afi area pe un display a 4, 9 sau 16 semnale video precum i înregistrarea sec-ven ial a informa iilor de la camerele video (infor-

Page 120: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

120 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

ma iile de la camerele video sunt înregistrate, pe câte un cadru, asigurând astfel memorarea imaginilor de la mai multe camere video pe un singur suport); schema bloc este descris în figura 2.53.c.; video matrix – este cel mai complex sistem video, asi-gurând func ionalit i de switcher permi ând afi area oric rei camere pe oricare monitor, multiplexer, controlul camerelor PTZ, pozi ionarea automat a camerelor conform unor algoritmi de control prestabili i etc.; num rul de camere video controlate poate ajunge la 48 iar num rul de monitoare la 12; structura simplificat a unui dispozitiv este prezentatîn figura 2.53.d.

Semnalele controlate de aceste dispozitive pot fi de mai multe tipuri: video analogic (con ine toate informa iile de luminan , crominan i sincronizare), S-video (sem-nale de crominan i luminan ), video mixt (semnale tipice pentru monitoarele TV: Y, Y-B i Y-R) sau semnale pentru monitoare de calculator (RGsB – ro u, verde+sin-cronizare, albastru, RGBS – ro u, verde, albastru, sin-cronizare sau RGBHV – ro u, verde, albastru, sincroniza-re orizontal i vertical ). Num rul de semnale electrice din care este format semnalul video al dispozitivului de control dicteaz i complexitatea acestuia. În figura 2.53. este prezentat situa ia cea mai simpl , cu semnal video analogic i audio monofonic.

Page 121: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 121

In video 1

In video 2

In video n

In audio 1

In audio 2

In audio n

>>

>

>>

>

>

>

>

>

Out video 1

Out video n

Out audio 1

Out audio n

a) Switch

In video 1 >>

In video 2

>In video 3

>In video 4

Com

pres

ie

i for

-m

are

sem

nale

vid

eo

Out

vid

eo

b) Quad

In video 1

In video 2

In video n

>>

>

>Out VCR

Detec ie cadre

c) Multiplexer

Com

pres

ie

i for

-m

are

sem

nale

vid

eo

Out video

In video 1 >

Out

VC

R

Det

ecie

cad

re

d) Matrice video C

ompr

esie

O

ut v

ideo

Ctrl 1 <

In video n ><

Ctrl n

Mat

rice

com

utar

e Tastatur control Joy-stick Interfa PC

Figura 2.53. Dispozitive pentru rutarea semnalelor video

Un sistem clasic de supraveghere video presupune ca operatorul din dispecerat s verifice permanent toate monitoarele pe care sunt afi ate informa iile culese de camerele video. Pentru un num r foarte mare de moni-toare aceast metod de verificare pune probleme de-oarece, foarte rapid, survine oboseala i operatorul nu mai este capabil s deceleze informa iile necesare.

Pentru remedierea acestei probleme, au fost conce-pute sisteme automate de verificare video, sisteme care detecteaz imediat orice modificare suspect a imagini-lor, declan ând alarma, ini iind memorarea imaginilor,

Page 122: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

122 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

aten ionând operatorul etc. Principiul de func ionare al acestor dispozitive se bazeaz pe prelucr ri avansate ale imaginilor, bazate pe algoritmi matematici corelativi care sunt capabile s determine chiar i traseul intrusului i sestimeze pozi ia viitoare a acestuia (figura 2.54).

Figura 2.54. Sistem de urm rire video

Cealalt categorie de aparate, splitter-ele, sunt în-tâlnite în dou variante:

splittere video care permit transmiterea aceluia isemnal video sau SVGA la mai multe monitoare; acestea sunt formate practic din ni te amplificatoare care realizeaz i adapt rile de impedan necesare între canalul de intrare i ie iri;splittere video-wall folosite pentru afi area informa iei pe matrici de monitoare cu dimensiuni 3×3 sau 4×4. Sistemul este util pentru afi area economic pe

Page 123: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 123

ecrane de mari dimensiuni, proiectoarele digitale sau ecranele cu plasm având pre uri mai ridicate.

3.5.3. Înregistrarea semnalelor video

Primele înregistr ri video dinamice, prin metode fo-tografice, au fost realizate de fra ii Lumière în anul 1894, ast zi procedeul lor fiind cunoscut sub denumirea de cinematograf.

În anul 1928, în Germania, a fost produs o bandacoperit cu un strat magnetic. Inven ia a fost perfec-ionat între 1930 i 1940, între timp c p tând numele de

magnetofon. Dispozitivul înlocuia deja vechiul gramofon, în consecin , fiind folosit pentru înregistr ri audio. Dup1945 tehnologia a fost adus în Statele Unite, fiind folosit de firma AMPEX la producerea primului înregis-trator video pe band magnetic .

În anul 1955, firmele RCA i AMPEX au anun at pro-ducerea primelor magnetoscoape (înregistratoare magne-tice a imaginilor) color. Firmele au intuit c rezolvarea problemelor tehnice i reducerea pre urilor (ini ial de peste 75.000$), reprezint condi iile cele mai importante pentru acapararea pie ei. În acest sens s-au f cut eforturi deosebit de mari pentru dezvoltarea magnetoscopului cu caset , videocasetofonul.

Lipsa oric rei standardiz ri în domeniu a f cut ca în anii ’70, pia a s fie dominat de câteva sisteme, opt în SUA, patru în Japonia, unul în Europa, toate incompa-tibile între ele. În ciuda eforturilor întreprinse nu s-a putut ajunge la o în elegere i firmele au continuat s producdup standarde proprii: Betamax (Sony), Video Home

Page 124: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

124 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

System – VHS (RCA), VX (Matsushita), Video 2000

(Philips). Ast zi, ponderea o au sistemele VHS (80%), restul

fiind dat de sistemele profesionale Betamax. Înregistrarea pe band magnetic utilizat de vide-

ocasetofoanele VHS este relativ complicat , fiind impusde atingerea unui compromis între calitatea i durata înregistr rii. Modul de înregistrare în standardul VHS istructura unui cap video este prezentat în figura 2.55.

Cap redare-înregistrare cu vitez normal

Cap redare-înregistrare cu vitez redus

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������

��������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

��������������������������

Piste audio

Piste video

Figura 2.55. Cap video i band magnetic VHS

Aceast aparent complicat metod de înregistrare este impus de cantitatea mult mai mare de informa ie a semnalului video comparativ cu semnalul audio. Cantita-tea de informa ie este îns propor ional cu banda sem-nalului: cel audio are 19 KHz în timp ce semnalul video de tip TV are circa 5 MHz.

Pentru înregistratoarele magnetice, banda semna-lului înregistrabil este limitat , în principal, de viteza rela-tiv dintre capul de redare-înregistrare i suportul mag-netic. O vitez prea mare a benzii conducând la durate de înregistrare prea mici, s-a preferat utilizarea unor ca-

Page 125: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 125

pete rotative i a unor benzi magnetice mai late, scrierea în diagonal pe acestea asigurând viteza relativ nece-sar .

Dispozitivele de înregistrare pe band magneticpentru sistemele de supraveghere video sunt, în marea lor majoritate, de tip VHS. Specificul aplica iilor, de con-trol 24 de ore din 24, au impus ni te înregistratoare spe-ciale, denumite time lapse. Acestea, în afara faptului cpe o caset video standard de 3 ore, pot înregistra con-tinuu i o s pt mân i au interfe e speciale pentru le-garea lor la centrala de alarmare.

Durata mare a înregistr rii a putut fi realizat numai în dauna calit ii: informa ia video nu mai este preluatîn ritmul normal ci mult mai rar, chiar una pe secund ;chiar dac în mod normal acest ritm este suficient, în cazul unei intruziuni, centrala de alarm poate comanda ca înregistrarea s se fac cu vitez standard VHS, astfel încât cantitatea de informa ie memorat s fie suficientpentru clarificarea situa iei.

Toate standardele de înregistrare pe band magne-tic sunt analogice, adic semnalele memorate (luminan-

i crominan ) sunt memorate ca tensiuni care pot varia într-un domeniu definit. Chiar dac uneori calitatea imaginilor este excelent , memorarea analogic este de-zavantajoas datorit perisabilit ii mediului de înregis-trare i a redundan ei informa iei stocate.

Astfel, din anii ’70, firmele Philips i Sony au pus la punct primele sisteme digitale pentru înregistrarea sune-telor i imaginilor. În anul 1981 cele dou firme au lansat pe pia cunoscutul compact disc – CD. Acesta era limitat

Page 126: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

126 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

în ceea ce prive te durata înregistr rii dar calitatea imaginii i a suportului de înregistrare era net superioaroric rui videocasetofon profesional.

Memorarea digital a informa iei video la sistemele de supraveghere video nu este f cut îns pe CD dato-rit capacit ii mici a acestuia. Îns , folosind tehnologia IT, exist posibilitatea înregistr rii continue pe durate foarte mari, peste o s pt mân , f r a face nici un rabat calit ii. Un astfel de sistem de înregistrare digital este realizat în jurul unui PC care are câteva dot ri supli-mentare:

hard disc, cu capacit i ast zi (anul 2001) de 130GB; interfa a între PC i hard disc trebuie s fie SCSI1 sau Ultra-ATA2 pentru a putea sus ine fluxul de date furni-zat de procesorul de achizi ie grafic; plac de achizi ie grafic care asigur transformarea informa iilor de la camera video în date înregistrabile pe hard disc; extensie hardware pentru compresie în timp real MPEG; înregistrarea în formate necomprimate consu-m circa 280MB pentru fiecare secund de înregis-trare, la o rezolu ie de 320×240 puncte, 256 de culori i 15 de cadre pe secund (rezult c cei 130GB ai

hard discului sunt suficien i pentru 10 minute de înre-gistrare). Conversia MPEG nu memoreaz decât mo-

1 SCSI, acronim pentru Small Computer System Interface, este un standard de interfa are cu echipamente periferice diverse (hard discuri, CD-uri, imprimante etc.) la viteze foarte mari.

2 ATA (acronim pentru AT-Attached) reprezint un standard de inter-fa are a hard discurilor, asigurând un flux al datelor de maxim 133MB/s în cazul variantei Ultra-ATA.

Page 127: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 127

dific rile ap rute de la cadru la cadru, astfel c ima-ginile, de regul statice, caracteristice sistemelor de supraveghere, au un raport de compresie excelent, hard discul presupus ini ial fiind suficient pentru o s pt mân de înregistrare.

3.6. Protec ia antiefrac ie a conductelor

subterane

Acest sistem nu i-a g sit locul în cadrul paragra-

fului 3.3. Solu ii tehnologice, unde nu au fost prezenta i

decât senzori de uz general, pentru utilizare în interior sau exterior.

Num rul excesiv de mare de atacuri asupra con-ductelor de transport a produselor petroliere impun des-crierea unui sistem extrem de eficace, proiectat ini ial pentru protec ia conductelor împotriva scurgerilor acci-dentale provocate de coroziune, sp rturi, fisur ri etc. dar este perfect i pentru detectarea instala iilor de mulgere

a conductelor cu benzin sau motorin .O modalitate clasic pentru detectarea scurgerilor

de i ei din conductele subterane utilizeaz o camer de termoviziune ultrasensibil . Metoda se bazeaz pe pro-cedura de transport a i eiului: pentru a-i sc dea vâsco-zitatea acesta este înc lzit. În cazul unei scurgeri, termo-camera detecteaz cre terile de temperatur din jurul conductei. Îns , aceast metod nu este aplicabil decât pentru produse cu un contrast termic ridicat fa de mediul înconjur tor: i ei sau gaze lichefiate.

O tehnologie introdus de marile companii petroliere folose te tehnica de detec ie a scurgerilor prin conducte

Page 128: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

128 ___________________________________ Sisteme antiefrac ie

ghid de und , folosind principii fizice asem n toare cu cele întâlnite la propagarea microundelor în ghiduri de und .

Abordarea tehnic presupune utilizarea unui semnal acustic direc ionat prin pere i, de-a lungul conductei (figura 2.56).

Senzor Unde c l toare

Reflexii i interferen e

Figura 2.56. Detectarea scurgerilor cu unde c l toare

Receptorul acustic folose te senzori ultrasensibili având ca element activ micropârghii fixate în consolcare detecteaz semnalele reflectate, dispersate i îm-pr tiate; semnalul electric este prelucrat de un procesor de semnal care este capabil s identifice orice scurgere printr-un orificiu cu un diametru mai mare de 1% din diametrul conductei, de la distan e maxime de 50÷100 m fa de senzor. Semnalul produs de senzor are aspectul din figura 2.57.a.

Emi torul, receptorul, elementul de comand (utili-zat pentru închiderea automat a debitului prin conduct )i interfa a pentru transmitere la distan a informa iei

sunt asamblate într-un dispozitiv montat direct pe conduct (figura 2.57.b).

Interfa a utilizator este extrem de simpl , calcula-torul afi ând imediat pozi ia a oric rei defec iuni sau ten-tative de sustragere (figura 2.58).

Page 129: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 129

a) semnal produs de o b) aspectul exterior fisur a conductei al dispozitivului

Figura 2.57. Dispozitivul de detectare a scurgerilor din conducte

Figura 2.57. Interfa a cu dispozitivul de detec ie

Page 130: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

130 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Capitolul 4. ADMITEREA I CONTROLUL ACCESU-LUI

4.1. Cerin e opera ionale

Admiterea i controlul accesului, într-un sistem de securitate, este o problem cel pu in la fel de importantca i detectarea intruziunilor.

Dup cum se observ , chestiunea în cauz presu-pune rezolvarea a dou probleme: admiterea accesului pentru persoanele autorizate, adic identificarea per-soanei respective într-o baz de date, respectiv controlul persoanei în sensul interdic iei accesului în situa ia de-tect rii unor materiale sau obiecte interzise.

Multe sisteme informatice presupun utilizarea unor baze de date care con in date de identificare personal .Pentru a asocia univoc aceste date cu persoana pro-priu-zis , este necesar stabilirea unui algoritm eficient de identificare. Scopul acestor sisteme de identificare const în stabilirea unor proceduri, simple i economice, cu siguran suficient de ridicat , astfel încât organiza iile care sunt obligate s lucreze cu persoane fizice, s aibo metod sigur de identificare, pentru a se minimiza ris-curile organiza iei, elimina orice încercare de substituire de identitate, de folosire de identit i multiple sau de evitare a anonimit ii.

Orice astfel de sistem trebuie s in cont de orice posibil amenin are la adresa intimit ii i siguran ei per-sonale, de divulgare a informa iilor în afara organiza iilor

Page 131: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 131

îndrept ite s le foloseasc sau de eventuala utilizare a datelor înregistrate în scopuri ilegale.

Identificarea este o problem dificil , multidisciplina-r , de exemplu având conota ii nu numai tehnice, ci ifilozofice sau psihologice.

Problemele ridicate de identificare au c p tat noi di-mensiuni în ultimii 25 de ani, existând preocup ri pentru:

identificare personal ;culegerea informa iilor despre persoane; detectarea sau limitarea deplas rilor, ac iunilor icomportamentului persoanelor; forme de identificare care, mai degrab , arat aparte-nen a la un grup social decât identitatea personal ;identificarea produselor i ambalajelor; identificarea vehiculelor; identificarea animalelor.

Punctele referitoare la identificarea personal vor fi tratate în paragrafele urm toare, pentru celelalte fiind po-sibil generalizarea metodelor indicate la identificarea personal .

Lucrarea nu va pune un accent deosebit pe concep-tul de identitate sau pe formele clasice de identificare, probleme care sunt deja bine stabilite, fiind deja arhi-cunoscute (nume, domiciliu, re edin etc.), ci pe meto-dele moderne existente ast zi (coduri de identificare, baze de cuno tin e i indicii, diverse caracteristici fizi-ologice cunoscute sub termenul de „biometrie”).

No iunea de control al accesului se refer la detec-tarea materialelor, substan elor, obiectelor care sunt sau pot deveni un pericol pentru organiza ia interesat . În

Page 132: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

132 _________________________ Admiterea i controlul accesului

principal, este vorba de descoperirea materialelor interzi-se: muni ie, armament, explozibili, substan e halucinoge-ne, radioactive sau toxice.

4.2. Identificarea persoanelor

Admiterea accesului este o activitate care const în identificarea unei persoane cu o baz de date de cuno -tin e, pentru permiterea sau interzicerea p trunderii în obiectivul controlat.

În contextul de fa , identitatea const în „datele prin care se identific o persoan ” (Mic dic ionar enci-clopedic, 1972) sau „condi ia de a fi o persoan specific[…] i nu altcineva” (Macquarie Dictionary, 1981). Iden-titatea se poate asocia cu termenii personalitate, indi-vidualitate, individualism etc.

Conceptul de individ a început s devin important din timpul Rena terii, fiind elementul central al concep-iilor filozofice despre lume. Tendin a s-a accentuat în

perioada Revolu iei industriale, de circa dou secole ajungându-se la conceptele folosite i ast zi: nume, po-recl , domiciliu, re edin , locul i data na terii etc.

Explozia tehnologiei informatice a f cut ca ac iunea de identificare s devin o ac iune strâns legat de siste-mele informatice; ea presupune asocierea unui flux de date cu o persoan . Exist mai multe tipuri de date care pot fi folosite pentru identificare. Unele depind de carac-teristicile intrinseci sau fiziologice ale persoanei, altele sunt mult mai speculative. În practic , o persoan este identificat cu o înregistrare abstract , dac individul res-pectiv de ine un document care trebuie s se afle numai

Page 133: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 133

în posesia sa, dac are cuno tin despre lucruri i fapte pe care numai el ar trebui s le cunoasc sau dac exer-cit diverse activit i care sunt atribuite, în mod normal, persoanei respective. Bineîn eles, ac iunea de identifica-re, trebuie s combine procedurile de mai sus pentru a avea siguran a corectitudinii identit ii.

Scopul este asigurarea unei identific ri sigure, baza-te pe procese ra ionale, care s asigure un echilibru între costuri, beneficii i riscurile implicate.

În consecin , identificarea i identitatea sunt ni teno iuni vagi i ambigui. Totu i, pentru anumite activit iidentificarea contextual este suficient : în scopuri socia-le, în tranzac ii economice directe (trocul, vânzarea) sau în alte circumstan e în care costurile sunt neglijabile.

În alte situa ii, unele institu ii i organiza ii necesito identificare sigur a persoanelor care intr în rela ii cu ele. Câteodat , identificarea este f cut în scopul protec-iei persoanei (de exemplu, p strarea confiden ialit ii da-

telor personale, recunoa terea unor drepturi etc.) dar, de cele mai multe ori, identificarea este util organiza iei în-s i. Astfel, institu ia se protejeaz împotriva accesului unor persoane care pot avea inten ii clandestine, î i asi-gur unele puncte sensibile împotriva unor atacuri din ex-terior sau interior sau m car p streaz o înregistrare cu identitatea persoanei care a avut acces în zonele respec-tive.

4.3. Identificarea formal a persoanelor

Pentru identificarea unei persoane, sunt disponibile o varietate de metode, care includ:

Page 134: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

134 _________________________ Admiterea i controlul accesului

aspectul persoanei (cum arat persoana); comportamentul social (cum persoana interac ioneazcu al ii);numele (cum este apelat de al ii);codul (un nume abstract folosit de o organiza ie); cuno tin e (informa ii care le de ine numai o singurpersoan ); indicii (obiecte care sunt numai în posesia persoanei); indicii bio-dinamice (modul în care persoana ac io-neaz în anumite situa ii);indicii fiziologice (elemente fiziologice imuabile, spe-cifice fiec rei persoane); caracteristici fizice (elemente fiziologice variabile în timp).

Primele ase puncte se refer la rezolvarea în mod clasic a problemei identific rii, în timp ce ultimele trei me-tode constituie procedurile cunoscute sub sintagma de „biometrie”.

4.3.1. Numele i porecla

Natura numelui este strâns legat de tradi iile zonei culturale, religie sau de natura dreptului din ara respec-tiv . Astfel, exist diferen e majore între rile an-glo-saxone i statele influen ate de Codul lui Napoleon, între civiliza iile occidentale i cele arabe sau din extremul orient.

Primele referin e teoretice, în rile anglo-saxone, pot fi considerate lucr rile lui Fox i Davies sau Carlyon i Britton, ap rute la începutul secolului XX. În arealul

occidental, numele este format dintr-un nume de familie, luat, de regul , de la tat i unul sau dou nume „cre -

Page 135: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 135

tine”, c p tate la botez. Câteodat , numele de botez poate fi ob inut în urma reputa iei persoanei respective. Exist i posibilitatea ca persoana respectiv s fie cu-noscut i dup alt nume, preferat de ea sau anturaj. Acestea pot fi: pseudonimele, poreclele i supranumele.

Aceast structur a numelui se pare c a ap rut în anul 1465 când regele Eduard al IV-lea a impus ca fie-care irlandez s foloseasc prenume i nume engleze ti.Tot în regatul britanic, în anul 1538, Henric al VIII-lea a fost cel care a pus bazele înregistr rii identit ii, stabilind ca parohii s in registre cu na terile, decesele i c s -toriile. Clericii au continuat înregistr rile de stare civil ,pân în anul 1837, când au devenit o atribu ie a autorit -ilor laice.

În prezent, în România, actele i înregistr rile de stare civil sunt, conform Legii nr.119/1996 cu privire la actele de stare civil , atribu ia organelor administra iei publice locale. În sensul acestei legi, actele de stare civi-l sunt certificatul de na tere, cel de c s torie i cel de deces. Bineîn eles, primele dou certificate pot fi folosite pentru identificare în lipsa altor documente.

Ca baz pentru identificare, numele constituie o pre-mis f r consisten i siguran . De cele mai multe ori, dificult ile de identificare pot apare din cauza lipsei unor reguli universal valabile:

persoanele str ine, în special provenind din alte cul-turi, pot avea o structur a numelui radical diferit de cea discutat mai sus (ordine diferit , structur func-ie de sex, pot apare sau lipsi componente ale nume-

Page 136: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

136 _________________________ Admiterea i controlul accesului

lui, poate fi dat prin metode neclare, se poate modifica la împlinirea unei vârste etc.); în anumite zone, un mare num r de persoane folosesc acela i prenume (John sau James în rile saxone, Ion sau Gheorghe în România) sau nume (Kim în Coreea, Nguyen în Vietnam, etc.); exist dificult i de adaptare a caracterelor specifice fiec rei limbi în alfabetul latin (de exemplu, ,â,î, , ,ç,ü,ø etc.) sau de interpretare a numelor cu foarte multe consoane consecutive (de exemplu, croatul Krk sau polonezul Wrysczwicz);

Pentru a elimina aceste incertitudini, este necesarutilizarea unor date suplimentare. Cele mai obi nuite sunt data na terii i adresa. Îns , nici acestea nu pot oferi o siguran deplin : data na terii este comun pentru un foarte num r de oameni care pot avea întâmpl tor iacela i nume, în timp ce adresa, conform statisticilor ofi-ciale, nu exist pentru 10÷15% din popula ia rilor dez-voltate sau, dac exist , se poate modifica foarte u or.

În concluzie, numele, adresa i data na terii sunt o metod de identificare nesigur , pe care o institu ie nu trebuie s - i bazeze sistemul de identificare.

4.3.2. Codurile

Pentru a elimina inconsecven ele unui sistem de identificare bazat pe nume, institu iile i-au dezvoltat o serie de scheme de codificare. Acestea se bazeaz , de regul , pe un set de cifre dar exist i situa ii de folosire a unor caractere alfabetice.

Motivul principal pentru care sunt folosite codurile pentru identificare personal constau în univocitatea i în

Page 137: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 137

modul de alocare al lor, aflat sub controlul organiza iei respective.

De multe ori, codul personal înv at pe de rost, poa-te constitui i elementul necesar pentru identificarea ba-zat pe cuno tin e, identificare prezentat în paragraful urm tor.

Aceast codificare exist deja, de mul i ani, în nu-meroase ri.

În Statele Unite, se folose te Social Security Num-

ber (SSN) fiind aplicat de Social Security Administration

(SSA), sfera sa de aplicare acoperind asigur rile sociale. Deoarece acest cod are o acoperire foarte mare, multe institu ii îl folosesc pentru identificare, cu toate c sigu-ran a oferit de el este redus . Istoricul SSN începe cu legea din 1935 (Social Security Act) în urma c reia pa-tronii alocau un num r angaja ilor s i. În anul 1943, SSN a fost extins la totalitatea institu iilor federale, în urma unui ordin executiv valabil i ast zi. Totu i, acest ordin a avut un efect limitat pân în 1961, când fiscul american (Internal Revenue Service) a început s foloseasc SSN pentru identificarea contribuabililor i colectarea impozi-telor.

Codul SSN ofer o siguran redus . Este simplu sse desemneze un cod care are o validitate aparent , de-oarece doar câteva institu ii pot confirma dac a fost atri-buit de SSA persoanei care pretinde c are codul respec-tiv. Codul este format din nou cifre i permite un miliard de combina ii. Totu i, câteva blocuri de cod totalizând aproape 200 de milioane de combina ii nu sunt folosite, rezultând un procent de 40% de coduri corecte alocabile

Page 138: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

138 _________________________ Admiterea i controlul accesului

unei persoane. Ca urmare, un mare num r de coduri sunt gre it alocate, inten ionat sau eronat. Un cod inexact foarte folosit este din seria 078-05-1120, care dateazînc din anii `50.

În anul 1969, Institutul american de standardizare (ANSI – American National Standards Institute) a propus un standard na ional riguros de identificare care s în-corporeze i SSN. Concluzia speciali tilor a fost: „datoritîncrederii sc zute actuale în guvern i a temerii cadministra ia poate efectua ac iuni represive ca r spunsla dezordini sau crize politice, ar trebui s ne unim cu na iuni ca Marea Britanie, Canada sau Fran a care nu î ischimb politicile tradi ionale în ceea ce prive te sistemul de numerotare al cet enilor”. În concluzie, standardul respectiv a fost retras.

În 1973, un comitet consultativ al Departamentului american al s n t ii, educa iei i asisten ei sociale a decis c un identificator universal standard – SUI (Stan-

dard Universal Identifier) nu trebuie aplicat în Statele Unite nici acum, nici în viitorul apropiat: „ne declar mîmpotriva adopt rii oric rui standard na ional de identifi-care personal , cu sau f r SSN, care s m reasc pro-babilitatea arbitrarului sau al conexiunilor necontrolate între înregistr rile despre persoane i organismele guver-namentale1”.

Într-un act din 1974 legislativul american i-a expri-mat îngrijorarea fa de modificarea SSN sau utilizarea sa în alte scopuri. Astfel, era declarat ilegal orice ac iune din partea unei agen ii federale, statale sau loca-

1 U.S. Department of Health, Education and Welfare, 1973, pag.122.

Page 139: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 139

le care s oblige o persoan fizic s renun e la orice drept, beneficiu sau privilegiu acordat prin lege, renun a-re realizabil prin declararea codului SSN. Efectul acestei legi a constat în imposibilitatea utiliz rii SSN ca modalitate de identificare a persoanelor.

În Canada exist un cod asem n tor cu SSN, denumit Social Insurance Number (SIN). Datorit ame-nin rilor la adresa inviolabilit ii persoanei, utilizarea sa pentru identificare este extrem de redus .

În Marea Britanie, Australia i Noua Zeeland , dato-rit puternicelor tradi ii ale libert ilor personale, nu exis-t un sistem de înregistrare a cet enilor. Totu i, a exis-tat o încercare de impunere a unui astfel de sistem dato-rit amenin rilor din anii 1940÷1945. Dup ce pericolele au disp rut, sistemul a fost abandonat.

În România, exist Codul Numeric Personal (CNP), introdus în baza Legii nr.105/1996 privind eviden a po-pula iei i cartea de identitate. Acesta este o variant mai modern decât codul SSN, fiind mai pu in afectat de erori.

CNP este în lungime de 13 cifre, fiind format din apte grupe de numere: Acestea reprezint :

sexul i secolul na terii (o cifr ); anul, luna i ziua na terii ( ase cifre); codul jude ului locului de na tere pentru cei n scu iînainte de 1966 (dou cifre); un cod unic alocat pentru fiecare persoan pentru diferen ierea persoanelor de acela i sex, cu aceia idat de na tere i în acela i jude (trei cifre);

Page 140: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

140 _________________________ Admiterea i controlul accesului

cifr de control, calculat ca rest modulo din suma ponderat a celorlalte cifre.

Cele mai importante deficien e ale sistemului de codificare CNP constau în existen a, cu o probabilitate redus dar posibil , a dou persoane cu acela i cod.

În consecin , nesiguran a oferit de codurile aloca-te la nivel na ional, au impus crearea unor scheme de co-dificare particularizate de fiecare institu ie sau organiza-ie de stat sau privat , implicat în rela ii sociale. Exist ,

astfel, numeroase baze de date unde identificarea este f cut pe baza unui cod PIN (Personal Identification Number).

Codurile pot fi realizate astfel încât s fie recunos-cute de oameni, de cititoare speciale, dar se întâlnesc iambele situa ii.

Codificarea, recunoscut de ma ini, se poate mate-rializa pe cartele de identificare cu cod de bare, bandmagnetic , circuite electronice etc., toate acestea fiind descrise la paragraful 4.3.4., Identificarea prin obiecte.

4.3.3. Identificarea prin cuno tin e

Oamenii pot fi recunoscu i demonstrând c ei sunt în posesia unor informa ii pe care numai o anumit persoa-n le poate de ine. Ca exemple generale de astfel de informa ii, se poate considera: numele de domni oar al bunicii sau al so iei, numele copiilor, numele animalelor de cas , num rul de înmatriculare al autovehiculului per-sonal etc.

Identificarea în baza unor asemenea date sufer de lacune mari: unele informa ii pot s nu existe, altele s-au uitat dar aspectul cel mai dezavantajos este dat de infor-

Page 141: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 141

ma iile care sunt cunoscute i de alte persoane care, astfel, se pot substitui.

O metod de identificare, mult folosit de tehnologia informatic , const în folosirea de parole.

Identificarea prin parol este des întâlnit pentru identificarea utilizatorului de c tre sistemul de operare al unui calculator, similar codului PIN pentru recunoa terea posesorului unui cont bancar ATM (Automatic Teller Ma-chine) sau a unui abonat GSM.

Bineîn eles, parolele nu ofer nici ele un grad abso-lut de siguran . Ele pot fi uitate de de in tori sau pot fi aflate din gre eal de alte persoane. Pentru a preîntâm-pina încercarea g sirii la întâmplare a parolei prin intro-ducerea ei aleatorie, multe sisteme se blocheaz dupintroducerea unui num r gre it de parole (trei pentru ATM sau GSM).

Identificarea pe baza cuno tin elor este rareori folo-sit singur , de regul fiind doar o confirmare corelativ ,secundar a identit ii.

4.3.4. Identificarea prin obiecte

Un obiect este un lucru pe care o persoan îl are în posesia sa, în particular un document de identitate.

Cele mai obi nuite documente folosite pentru iden-tificare sunt certificatele de na tere sau c s torie, pa a-portul, permisul de conducere, legitima ia de serviciu, cartela de credit i, în unele ri, un document special de identificare, cartea sau buletinul de identitate.

Actele de stare civil folosite pentru identificare, certificatul de na tere i cel de c s torie, au o istorie în-delungat . Primele men iuni dateaz din Evul Mediu, în

Page 142: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

142 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Anglia, unde biserica înregistra evenimentele importante din punct de vedere ecleziastic: na terea, botezul, c s -toria i decesul.

În România, sistemul de înregistrare a st rii civile, prezentat succint la paragraful 3.3.1, Numele, este re-glementat de Legea nr.119/1996 i presupune existen a a trei certificate de stare civil asociate na terii, c s toriei i decesului.

În sensul stabilirii identit ii actele de stare civil nu ofer o siguran deosebit . Exist numeroase probleme în ceea ce prive te asocierea între de in torul unui astfel de act i identitatea sa, o recunoa tere cert f cându-se doar prin apelarea i la alte forme de identificare.

În rile anglo-saxone cel mai complet document de identificare poate fi considerat pa aportul. La origine, pa aportul a fost un document emis de suveran unei per-soane, act care era solicitat la frontier sau în porturi, permi ându-i purt torului s treac nestânjenit; no iunea este cunoscut în dreptul englez înc înainte de secolul al XIII-lea.

La sfâr itul secolului al XIX-lea, pa apoartele erau eliberate, la cerere, de guvernele diferitelor ri. Scopul lor principal era dovedirea na ionalit ii dar, în subsidiar, acesta ar ta i identitatea purt torului.

Dup Primul r zboi mondial, în climatul mi c rilor de mas a persoanelor refugiate, eliberarea de pa apoarte a devenit o necesitate stringent , astfel încât, în anul 1920, la o conferin interna ional , s-au pus bazele sistemului de pa apoarte, sistem aproape identic cu cel actual.

Page 143: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 143

În ceea ce prive te identificarea persoanelor, pa a-portul, cu toate deficien ele sale, a r mas în unele ri cel mai important act de identificare.

În România, cartea de identitate este documentul principal de identificare. Cartea de identitate a ap rut ca urmare a Legii nr.105/1996, fiind folosit i pentru evi-den a cet enilor români dup principiul locului de domi-ciliu, individualizarea (prin CNP) a tuturor cet enilor rii,analize statistice etc.

O alt categorie de documente de identificare con-st în permisul de conducere. În multe ri acesta este documentul primar de identificare, cu toate c autorit ile care îl emit nu î i asum nici un fel de responsabilitate în ceea ce prive te opera iunea de identificare între de in -torul actului i persoana propriu-zis .

În concluzie, o identificare sigur se poate construi prin acumularea unei colec ii de date, fiecare din aceasta fiind nesigure; certitudinea identific rii este dat de core-la ia informa iilor dintre elementele constituente ale bazei de date.

Toate aceste metode de identificare prezentate pe scurt, actele de stare civil , cartea de identitate, pa a-portul i permisul de conducere, sunt emise de c tre autorit ile de stat. Deficien ele de identificare ale aces-tora au obligat unele organiza ii s foloseasc i alte metode pentru a afla mai sigur identitatea unei persoane.

Organiza iile i institu iile, fie c sunt private sau pu-blice, au posibilitatea s - i creeze un sistem propriu de identificare prin obiecte. Documentele eliberate de aces-tea, legitima ii de serviciu sau alte documente de iden-

Page 144: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

144 _________________________ Admiterea i controlul accesului

tificare, sunt în multe situa ii mai sigure i mai greu de falsificat decât actele emise de autorit ile publice.

Aceste acte au o mare diversitate, practic fiecare institu ie folosind un sistem propriu de documente. Pentru a r mâne la scopul de baz al acestei lucr ri, sistemele de supraveghere i control, vor fi prezentate numai metodele de protec ie digital a unor acte de identitate care, în subsidiar, pot fi folosite i pentru identificare.

Metodele de protec ie care vor fi prezentate se refe-r numai la ata area de actul de identitate a unor dispo-zitive, componente sau alte elemente care sunt folosite pentru identificarea electronic a obiectului respectiv. Cele mai des întâlnite sunt:

coduri de bare; banda magnetic ;cartela de proximitate; cartela Wiegand; cartela inteligent (Smart card); cartela laser.

În practic , se pot întâlni cartele de identificare care nu con in nici unul din dispozitivele electronice de mai sus (de exemplu, cartea de identitate), unul singur, sau o combina ie între acestea.

Dispozitive cu cod de bare (Bar Code)

Cartelele cu cod de bare au ap rut i s-au dezvoltat ca urmare a necesit ii unui sistem pentru identificarea m rfurilor în transporturi, depozite, magazine etc. Leg -tura dintre informa ia asupra produsului i stocarea aces-teia în baza de date este locul unde intervin codurile de bare. Dac în trecut aceste opera iuni erau f cute ma-

Page 145: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 145

nual, cu creion i hârtie, ast zi predomin identificarea automat . Fiind practic cel mai vechi sistem de identifi-care electronic , sistemele cu cod de bare au migrat de la identificarea obiectelor, la identificarea persoanelor, acestea fiind prezente pe unele acte de identificare.

Dac în anul 1949, anul standardiz rii primului cod de bare, pre urile erau prohibitive iar performan ele ex-trem de reduse f când sistemul pu in utilizabil, ast zi, dezvoltarea tehnologiei informatice a condus la o expan-siune exploziv a acestui sistem de identificare.

C r ile de identitate cu cod de bare sunt printre cele mai economice sisteme, întrucât codul este inscrip ionat direct prin tip rire pe cartel , citirea lui f cându-se cu ajutorul unui creion optic, un dispozitiv format dintr-o diod laser, un fotoelement (de regul o matrice CCD) io interfa pentru calculator. Citirea codului de bare re-prezint de fapt o m surare a l imii relative a barelor ispa iilor care formeaz codul i reconstituirea informa iei func ie de standardul utilizat.

În decursul timpului standardele au evoluat foarte mult, în lume existând ast zi peste 40 de tipuri diferite de coduri. Practic, fiecare stat dezvoltat are cel pu in un standard specific.

Astfel, în Statele Unite, exist un cod de uz general Codabare, un cod po tal Postnet, un cod pentru ma-gazine UPC (Universal Product Code), un cod pentru ca-ractere alfanumerice Code 39 sau Code 128 etc.

În Europa exist codul EAN (European Article Num-ber, cod unificat din anul 1980 cu UPC sub denumirea EAN-UPC), PZN (Pharma Zentral Nummer) etc.

Page 146: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

146 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Dup anul 1990, necesitatea cod rii unei cantit idin ce în ce mai mare de informa ie, a dus la o evolu ie a codurilor de bare spre ad ugarea a noi dimensiuni: existdeja standarde de coduri multidimensionale (bidimensio-nale sau chiar tridimensionale), cum ar fi MaxiCode sau DataMatrix.

Un exemplu de cod EAN este prezentat în conti-nuare:

primele dou cifre reprezint provenien a produsului; urm toarele cinci cifre indic produc torul (num rul este dat de Centrale für Coorganisation GmbH din Germania); ultima cifr reprezint o sum de control pentru autocorec ia erorilor.

În figura 3.1 este reprezentat num rul 0123456 con-form standardului CodaBar, respectiv EAN.

01 2 3 4 56 50123456

CodaBar EAN

Figura 3.1. Reprezentarea grafic a unor coduri de bare unidimensionale

Fiecare cifr a codului EAN este reprezentat prin dou bare i dou spa ii, având în total o l ime de apteunit i. Fiecare bar sau spa iu poate avea l imea de unu, doi, trei sau patru unit i. Cititorul de coduri de bare poate citi simbolurile în orice direc ie ob inând întotdea-una reprezentarea corect a informa iilor.

Page 147: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 147

Dispozitive cu banda magnetic

Identificarea cu ajutorul cartelelor personale de identitate a început s fie dezvoltat de marile societ ibancare pentru mijloacele de plat f r numerar, ATM, (de unde i numele – credit card), cu mai bine de 15 ani în urm .

Credit card-urile au impus i dimensiunile, stan-

dardizate ast zi: 2”³3.5” (aproximativ 54³85 mm). Cartela cu band magnetic este format din actul

propriu-zis, pe care sunt prezentate în clar o serie de informa ii de identificare (nume, diverse coduri etc.), la care este ata at o band magnetic unde se memoreazanumite informa ii suplimentare necesare pentru iden-tificare: codul personal de identificare (PIN), parole etc.

Fa de sistemul cu cod de bare, cartelele cu bandmagnetic prezint avantajul c informa ia nu este afi-at implicit, fiind mai greu de reprodus sau de falsificat.

Pentru citirea unei cartele cu band magnetic este necesar un dispozitiv de antrenare care asigur trecerea cu vitez constant a cartelei prin dreptul unui cap de citire magnetic (asem n tor cu cel de la casetofon).

Cu excep ia identific rii posesorului contului curent la societatea bancar , cartelele cu band magnetic mai sunt folosite i ca modalit i de plat f r numerar în diverse situa ii: transport în comun, servicii telefonice, abonament la televiziunea prin cablu, canale TV satelit cu abonament etc.

Page 148: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

148 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Cartele de proximitate

Sistemul de recunoa tere cu cartele de proximitate este cel mai performant din seria de sisteme credit card,în sensul c este singurul echipament care este capabil s detecteze i identifice cartela, f r s fie necesar ca aceasta s fie introdus într-un cititor special. Astfel, persoana poate fi identificat chiar dac cartela de proxi-mitate este p strat în portmoneu sau po et .

Pentru citirea cartelelor de proximitate sunt folosite mai multe tehnici care, în principal, trebuie s evite folo-sirea unor surse de alimentare pentru card. Lipsa unei surse proprii de alimentare constituie totu i un dezavan-taj important: distan a maxim între cartel i cititor poate fi numai de câ iva zeci de centimetri.

Cea mai veche metod presupune încorporarea în cartel a unor circuite rezonante radio. Datele de iden-tificare sunt stocate func ie de frecven ele de rezonanale circuitelor acordate. Cititorul con ine un emi tor radio care emite continuu trenuri de unde modulate în frecven-

i un receptor care sesizeaz r spunsurile cartelei pe frecven ele pe care îi sunt acordate circuitele proprii.

Un alt principiu de func ionare al sistemului cu car-tele de proximitate folose te un cuplaj electrostatic, elec-tromagnetic sau magnetic între cititor i cartel . Energia produs de cititor este captat de cartel i este folositpentru alimentarea circuitelor. O dat ce este alimentat cu energie, circuitul ROM (sau E2ROM) instalat în car-tel , genereaz o secven de impulsuri care constituie codul cartelei, unic pentru organiza ia respectiv . Sec-ven a de impulsuri moduleaz o purt toare radio care

Page 149: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 149

este emis de cartel i recep ionat de cititor. Acesta demoduleaz purt toarea i ob ine codul cartelei, luând decizia de permitere a accesului, înscrierea în baza de date a orei de acces etc. Cu toate c în cartela de pro-ximitate se g sesc numeroase circuite, grosimea aces-teia este standard: 1.65 mm

Deoarece sistemul poate fi folosit i pentru recu-noa terea automat i a altor obiecte, (de exemplu auto-vehicule, pentru admiterea automat a accesului în incin-tele controlate), distan a de maxim 50 cm atins de car-telele f r alimentare este insuficient i, în consecin ,au fost dezvoltate i cartele de proximitate cu alimentare proprie, cartele prea voluminoase pentru a fi folosite în mod curent pentru identificarea persoanelor.

Structura cititorului i a cartelei cu alimentare cu unde radio este prezentat în figura 3.2.

Anten

Alimentare

Cartela de proximitate

Detector

Emi tor ROM

Cititor cartele de proximitate

Emi tor radio

Receptor mCCod

f1

f2

Figura 3.2. Cartela de proximitate

Datorit u urin ei în exploatare, fiabilit ii ridicate a sistemului de identificare i pre ului convenabil, cartelele de proximitate sunt cele mai utilizate dispozitive de iden-tificare, majoritatea organiza iilor private folosindu-le pentru controlul i admiterea accesului

Page 150: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

150 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Cartela cu efect Wiegand

Acest tip de cartel este o variant de cartel de proximitate.

Cartela con ine un num r de conductori paraleli cu lungimea de aproximativ 10 mm, îngloba i în interiorul cartelei, dispu i sub forma unui cod de bare. Conductorii sunt fabrica i dintr-un material feromagnetic care produce o modificare brusc a fluxului magnetic în momentul în care cartela este expus la un câmp magnetic lent vari-abil.

Cititorul, f r contact cu cartela, con ine un magnet care activeaz materialul feromagnetic i un cap magne-tic de citire al fluxului generat de cartel .

Dispozitive cu cartel inteligent (Smart card)

Al turi de cartelele de proximitate, cartelele inte-ligente sunt cele mai sigure dispozitive de personalizare a cartelelor.

Prima cartel inteligent a fost introdus în Fran a în anul 1981, fiind dezvoltat de laboratoarele franceze de cercetare ale firmei Philips.

Ulterior, banca Midland din Marea Britanie, în anul 1989, a început s foloseasc acest tip de cartel pe post de credit card. În anul 1995 a fost dezvoltat de Bri-tish Telecom, tot în scopuri bancare, smart card-ul Mon-dex, cartel care putea memora pân la cinci valute diferite i era protejat prin coduri personale împotriva utilizatorilor neautoriza i.

Cartelele inteligente au avantajul c , spre deosebire de cartelele de proximitate, fiind realizate cu o memorie

Page 151: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 151

care poate fi tears i scris electric de mii de ori (E2ROM – Electrically Erasable Read Only Memory, me-morie ROM cu tergere electric ), informa iile p strate de ea pot fi schimbate de fiecare dat când este accesat ,fiind dificil de copiat sau falsificat.

Mai mult, circuitul E2ROM utilizeaz un protocol spe-cial, pseudoaleator, pentru ini ializarea scrierii, protocol deocamdat bine protejat i care nu este decât la înde-mâna produc torilor sistemului.

Fizic, cartela inteligent are aspectul din figura 3.3.

+5V

Reset

Clock

Date

Mas

Neconectat

Date

Neconectat

1

2

3

4 8

6

7

1

2

3

4

5

6

7

5

8

Figura 3.3. Cartela inteligent

Smart Card-ul are i o capacitate de memorare mai ridicat fa de celelalte sisteme: standard pot p stra 512 caractere, dar exist i circuite care înregistreaz 2048 caractere, echivalentul informa iei scrise pe o pagin A4.

Datorit pre ului ridicat, cartela inteligent este folo-sit relativ pu in. Aplica iile curente constau în identifica-rea abonatului GSM (cartela SIM – Subscriber Identifier Module), credit card-uri, servicii cu abonament (programe TV satelit codate sau televiziune prin cablu) etc.

Page 152: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

152 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Cartela laser

Cartela cu memorie optic , în mod normal numitcartela laser, folose te tehnologia dezvoltat pentru înre-gistr rile audio-video pe compact discuri (CD-ROM).

Datele sunt scrise cu ajutorul unui laser care modi-fic , punctual, coeficientul de reflexie al unei pelicule sub iri din aluminiu. Citirea informa iilor este f cut prin reflexie, fasciculul laser al cititorului fiind reflectat sau nu de pelicula metalic .

Spre deosebire de cartelele inteligente, aceste dis-pozitive au un volum foarte mare de stocare, ajungând la câteva zeci de megaocte i. Dezavantajul principal este dat de faptul c informa iile nu sunt la fel de bine pro-tejate ca la smart-card, acestea putându-se citi sau modi-fica prin intermediul unui inscriptor de CD-ROM.

Cu toate aceste protec ii suplimentare, metodele de identificare clasice, prin cuno tin e sau obiecte, sufer de o deficien major : este imposibil detectarea situa iei în care o alt persoan î i însu e te o identitate fals prin procurarea unor acte de identitate i cuno tin e co-respunz toare.

Eliminarea acestei deficien e presupune luarea unor m suri speciale de identificare, pentru asocierea între ac-tul respectiv i persoana care îl de ine. Aceste metode folosesc caracteristici fizice i fiziologice imuabile ale persoanei i vor fi prezentate în paragraful urm tor, Sis-teme biometrice.

Page 153: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 153

4.4. Sisteme biometrice

Termenul „biometrie” se refer la toate tehnicile de identificare bazate pe o serie de caracteristici fizice sau fiziologice, dificil sau imposibil de modificat sau imitat.

Graficul din figura 3.5. arat , procentual, domeniile unde biometria este aplicat .

Altele4.9%

Asistensocial4.1%

Telecomunica ii2.7%

Criminalistic12.9%

S n tate10.2%

Servicii bancare

8%

Calculatoare4.1%

Control acces52.8%

Figura 3.5. Aplica ii biometrice

Când primele tehnici biometrice au fost dezvoltate, cu decenii în urm , erau prea scumpe i complexe, fiind folosite numai la aplica ii militare de înalt securitate.

Situa ia îns , s-a schimbat dramatic, datorit pro-gresului tehnologiei informatice i, totodat , cre terii ex-plozive a fraudelor (se estimeaz c anual, în SUA, prin fraud ri se produc pierderi de 500 milioane USD la ATM, la cecuri circa 2 miliarde dolari iar la cartelele de credit peste 1.5 miliarde USD).

Speciali tii în domeniu apreciaz c folosirea PIN ia parolelor, cele mai aplicate metode de identificare folo-

Page 154: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

154 _________________________ Admiterea i controlul accesului

site de tehnologia informatic actual , sunt de mult dep -ite. i celelalte forme de identificare clasice sufer de

lipsuri importante. S-a demonstrat c , cel pu in în Statele Unite, este suficient falsificarea unui document de iden-titate mai pu in protejat (de exemplu, permisul de condu-cere), falsificare care poat fi urmat de ob inerea, per-fect legal , a tuturor celorlalte documente de identitate.

O serie de caracteristicile fiziologice sunt folosite în mod tradi ional pentru identificare. Astfel, descrierea fizi-onomiei i a semnelor particulare, întâlnite la pa apoar-te, este destul de grosier i arareori este suficient de si-gur pentru a identifica categoric o persoan . La cealaltextrem , exist tehnicile criminalistice invazive, bazate pe radiografii dentare i ale scheletului.

Indicii biometrici pot fi clasifica i în urm toarele ca-tegorii majore:

înf i area (de exemplu: în l imea, greutatea, culoa-rea pielii, a p rului i ochilor, semne caracteristice vi-zibile, genul, rasa, p rul facial etc., toate acestea pre-zentate, de regul , într-o fotografie);comportamentul (de exemplu: ticuri, caracteristicile generale ale vocii, stilul de exprimare, handicapuri vi-zibile, tr s turi memorate pe band video);elemente bio-dinamice (de exemplu: presiunea i vi-teza de execu ie a semn turii, caracteristici statistice ale vocii, viteza de ap sare a tastelor în cazul introducerii unei parole etc.);elemente fiziologice naturale (de exemplu: dimen-siunile scheletului – antropometrie, leziuni osoase sau dentare tratate, amprentele papilare i palmare,

Page 155: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 155

imaginea retinian , modelul vaselor capilare faciale sau din lobul urechii, geometria mâinii, amprenta ADN etc.);elemente artificiale (folosite în special pentru identificarea animalelor, putând exemplifica cu: br ri, coduri de bare tatuate, zg rzi, microcipuri inserate sub piele, emi toare radio etc.).

Unele din aceste caracteristici se modific natural de-a lungul timpului, cum ar fi culoarea p rului, greutatea i în l imea. Schimb rile naturale pot fi mascate sau am-

plificate prin vopsirea p rului, folosirea de pantofi cu to-curi sau aplicarea de regimuri alimentare specifice.

Modific rile nenaturale ale câtorva caracteristici bio-metrice fac identificarea extrem de dificil . Astfel, lentile-le de contact schimb culoarea ochilor, rama ochelarilor poate modifica aspectul facial iar schimbarea aspectului pilozit ilor faciale, incluzând barba, musta a, favori ii,sprâncenele i genele, pot face recunoa terea imposibil .În situa ii extreme, chirurgia estetic poate schimba total aspectul facial sau corporal, persoana ap rut dupopera ie fiind, aparent, f r nici o leg tur biometric cu cea anterioar .

Progresele medicinii au f cut ca nici m car sexul snu mai fie un indiciu sigur de identificare. Alte elemente, greu modificabile (cum ar fi, tratamentele dentare sau afec iunile osoase) sunt greu observabile, presupunând metode invazive de explorare; acestea sunt acceptate ca metode de identificare doar în cazul medicinii legale.

De multe ori, schimbarea are doar un substrat es-tetic; din punctul de vedere al lucr rii, este important

Page 156: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

156 _________________________ Admiterea i controlul accesului

g sirea unor caracteristici biometrice care s permitidentificarea când schimbarea este f cut în scopul unor ac iuni ilegale.

Tehnicile de identificare biometric variaz extrem de mult, func ie de necesit ile institu iei respective. La o extrem , interesul pentru aceste tehnici este nul, fiind fo-losite pentru identificare metodele clasice, cu toate nea-junsurile care decurg de aici. La cealalt extrem , unele institu ii, implicate în criminalistic , cercet ri penale, si-guran na ional etc., folosesc pentru identificare astfel de procedee, de la identificare prin amprente papilare sau palmare, pân la verificarea amprentei ADN.

M surarea, colectarea i prelucrarea datelor biome-trice ale persoanelor implic complica ii mari în cazul me-todelor invazive: în general, aceste metode sunt realiza-bile numai cu acordul persoanei respective. Alte tehnici de recunoa tere, bazate pe informa ii video, au deficien edin punctul de vedere al timpului de prelucrare al datelor, trebuind s se ajung la un compromis, întotdeauna de-favorabil, între calitatea imaginii i timpul de transmisie al informa iilor.

În continuare sunt prezentate caracteristicile dorite de la un sistem de identificare: universalitate – fiecare persoan trebuie s fie iden-

tificabil dup criteriul propus; unicitate – fiecare persoan trebuie s aib un

singur identificator; nu trebuie s exis-te dou persoane cu acela i identifi-cator;

Page 157: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 157

permanen – identificatorul nu trebuie s se modifice în timp sau s fie transformat la dorin-

;necesitate – identificatorul trebuie s con in una

sau mai multe caracteristici naturale, la care o persoan nu poate renun a;

achizi ionare – identificatorul trebuie s fie ob inut cu u urin ;

conservare – identificatorul trebuie s fie p strat cu u urin , atât în sistemele manuale de identificare, cât i în cele automate;

excludere – identificatorul selectat face inutil orice alt form de identificare;

precizie – fiecare identificator trebuie s fie sufi-cient de diferit de oricare alt identifica-tor, astfel încât identificarea s fie f -cut f r gre eal ;

simplitate – înregistrarea i transmiterea indiciilor trebuie s fie simpl , f r a se genera erori;

cost – culegerea i p strarea indiciilor trebuie s ajung la costuri rezonabile;

comoditate – culegerea i p strarea indiciilor nu tre-buie s fie dificil sau mare consuma-toare de timp;

acceptan – culegerea indiciilor nu lezeaz standar-dele etice, religioase, culturale sau morale ale societ ii.

Page 158: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

158 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Tabelul 3.1. prezint tipurile de identificare biome-tric folosite curent, în func ie de caracteristicile enume-rate anterior.

Tabelul 3.1. Criteriu

Procedur Un

ive

rsa

lita

te U

nic

ita

te

Pe

rma

ne

n

Ne

ce

sit

ate

Ac

hiz

iio

na

re C

on

se

rva

re

Exc

lud

ere

Pre

ciz

ie

Sim

pli

tate

Co

st

red

us

Co

mo

dit

ate

Ac

ce

pta

n

Imagine facial Da Nu Nu Nu Da Da Nu Da Da Da Da Nu Geometria mâinii Nu Nu Nu Da Da Da Da Nu Da Nu Da Da Amprente papilare Da Da Da Da Da Da Da Da Da Da Da Nu Retin Nu Da Nu Da Da Da Da Da Nu Nu Da Nu Iris Nu Da Da Da Da Da Da Da Da Da Da Nu Termogramfacial

Da Da Nu Da Da Da Da Da Nu Nu Da Nu

Voce Nu Da Nu Da Da Da Nu Da Da Da Da Da Dinamica semn turii

Nu Nu Nu Nu Da Da Nu Nu Da Da Da Da

Amprenta ADN Da Da Da Da Nu Da Da Da Nu Nu Nu Da

În tabelul 3.2. sunt prezentate avantajele i deza-vantajele metodelor de identificare biometric .

Tabelul 3.2. Metoda Avantaje Sl biciuni AcceptanFotografie iimagine facial

Ieftin , neinvazivU or de falsificat i de imitat.

Unele culturi nu accept foto-grafia

Geometria mâinii

Neinvaziv , rapid ,stocare u oar

Imprecis , se modificnatural, falsificabil

Amprente papilare

Precis , neinvaziv ,u or de automatizat

3÷7% din popula ie nu au amprente utilizabile

Unele ri nu folosesc metoda decât în scopuri criminalistice

Retin Precizie extrem Invaziv , incomod Inacceptabil în unele culturi

Iris Foarte exact , f rmodific ri în timp

Invaziv , cost mare Inacceptabil în unele culturi

Termogramfacial

Extrem de precis ,imposibil de fraudat

Cost mare, înc nedis-ponibil comercial

Inacceptabil în unele culturi

Voce Neinvaziv , ieftinImprecis , u or de falsificat

Dinamica semn turii

Neinvaziv , stocare u oar

Imprecis

Amprenta ADN

Extrem de precis ,imposibil de fraudat

Lent , scump ,câteodat invaziv .

Inacceptabil în unele culturi

Mul i speciali ti consider c dezvoltarea biometricii este strâns legat de cartelele inteligente. În momentul în

Page 159: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 159

care o serie de parametri biometrici sunt memora i pe smart-card, pierderea sau furtul acesteia nu mai prezintnici un fel de risc, identificarea posesorului fiind absolut sigur .

Figura 3.6. prezint ponderea tehnologiilor biometri-ce la nivelul anului 1999.

Verificarea amprentelor

Geometria mâinii

Scanarea irisului iretinei

Verificarea vocii

Verificarea semn turii

Recunoa terea fizionomiei

Figura 3.6. Ponderea tehnicilor biometrice

4.4.1. Fotografia i fizionomia

Fotografia, o reprezentare grafic a unei fizionomii, sau tr s turi specifice, realizat la un moment anume în timp i realizat în condi ii de iluminare specifice, este, deocamdat , cea mai utilizat metod biometric .

Func ie de m rimea ei, de granularitatea i rezolu ia negativului i mediului de reproducere, de caracteristicile cromatice etc, fotografia poate fi o reprezentare, mai mult sau mai pu in exact , în dou dimensiuni, a realit ii tridi-mensionale.

Posibilit ile tehnice actuale, de prelucrare digital a imaginii, fac din fotografie o metod nesigur de identifi-

Page 160: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

160 _________________________ Admiterea i controlul accesului

care, în special dac persoana respectiv urm re te fra-udarea sistemului de recunoa tere.

Un alt dezavantaj al folosirii fotografiei în sistemele automate de recunoa tere const în cantitatea mare de informa ie care trebuie memorat relativ la fiecare per-soan , precum i complexitatea algoritmilor de corelare între imaginile memorate i fotografiile verificate.

Sistemele de identificare bazate pe imagini trebuie s in cont de faptul c o serie de detalii ale fe ei se mo-dific , câteodat destul de rapid. Astfel, aspectul pilozit -ilor faciale se poate modifica de la o zi la alta, lungimea

p rului cre te observabil în câteva zile, schimbarea cos-meticelor modific nuan ele culorilor, toate acestea f -când dificil opera iunea de identificare automat .

Unele echipamente folosesc pentru identificare o se-rie de date antropometrice, m surabile pe o imagine bidi-mensional (figura 3.7.).

Figura 3.7. Identificarea fizionomic

Page 161: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 161

Parametrii m sura i trebuie s fie cât mai constan iîn timp, astfel c se recomand evaluarea distan ei dintre orbite, grosimii nasului, formei pome ilor, grosimii buzelor etc.

Unele sisteme de identificare fizionomic constru-iesc un model tridimensional al fe ei persoanei, model care este comparat cu o serie de fotografii realizate din mai multe unghiuri.

Alte proceduri, mai preten ioase, folosesc fie trans-formata Fourier bidimensional , fie o tehnologie bazatpe re ele neurale. Ambele metode pentru determin core-la ia, între cele dou seturi de date: imaginea memoratde sistem i imaginea achizi ionat pentru identificare. Performan ele sistemelor de recunoa tere fizionomice cu re ea neural asigur o rejectare fals de 1.5% i o ac-ceptare fals de 0.01%.

Compararea automat a imaginii fizionomiei cu in-forma iile memorate face necesar folosirea tehnicilor di-gitale pentru stocarea i achizi ionarea datelor. Tehnolo-gia informatic este folosit pentru realizarea unor pre-lucr ri primare ale imaginii (deplas ri, scal ri, rotiri bidi-mensionale, compens ri ale diferen elor de luminozitate), necesare pentru potrivirea aproximativ între imaginea achizi ionat i informa ia memorat , precum i pentru implementarea algoritmului care calculeaz similitudinea între cele dou seturi de date.

Toate aceste opera iuni (achizi ionarea imaginii, pre-lucrarea primar , extragerea modelelor din baza de date imagistic i calculul similitudinii între acestea) dureazmai pu in de o secund .

Page 162: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

162 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Verificarea întregului set de date asigur o identifi-care, de multe ori mul umitoare dar, nu trebuie uitat cdac un intrus dore te s penetreze un sistem de identi-ficare pe baz de imagine fizionomic , poate s foloseas-c o masc din latex care-l fac identic cu fotografia eta-lon.

O metod de identificare mai dificil de falsificat dar, în aceea i m sur , greu de implementat, presupune folo-sirea unei holograme. Aceasta este, principial, tot o fotografie dar are marele avantaj c nu memoreaz nu-mai intensitatea luminoas (în tonuri de gri pentru o foto-grafie alb-negru sau tonuri ale culorilor fundamentale RGB pentru o fotografie color) ci i faza semnalului. Me-morarea fazei are ca efect ob inerea unei imagini tridi-mensionale a obiectului.

Aparent, holograma este o imagine intraductibil : o mul ime de cercuri concentrice sau tangente, divers colo-rate. Pentru vizualizare, sunt necesare acelea i condi iica la realizarea hologramei: o surs de lumin coerent ,convergent i monocromatic , adic de un laser.

Totu i, pentru identificarea hologramei în baza de date imagistic nu este necesar vizualizarea hologramei – opera iune complex dar inutil pentru algoritmul de identificare. Verificarea se face prin compararea direct a celor dou holograme.

Metoda este, deocamdat , în curs de dezvoltare, modific rile aduse hologramei de digitizare având efecte greu de estimat i eliminat.

Page 163: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 163

4.4.2. Tehnici antropometrice

Antropometria presupune m surarea unor p r i ale corpului uman. Pân de curând era folosit numai de an-tropologie i ajuta la reconstituirea dimensiunilor corpului uman pornind de la cele câteva fragmente de schelet descoperite.

Dispozitivele electronice dezvoltate recent, se folo-sesc pentru m surarea parametrilor antropologici ai mâi-nii sau pentru explorarea tridimensional a indexului.

Identificarea pe baza geometriei mâinii (figura 3.8.), presupune determinarea lungimii i curburii degetelor, l -imea mâinii, distan a între degete etc.

Figura 3.8. M surarea parametrilor geometrici ai mâinii

Page 164: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

164 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Verificarea indexului presupune m surarea lungimii degetului, a celor trei segmente ale acestuia, curbura sa etc.

Dispozitivele execut determin ri bi- sau tridimen-sionale, folosind pentru m sur ri, de regul , tehnici opti-ce. Problemele ridicate de aceste sisteme biometrice rezult din modificarea în timp a geometriei mâinii (în special la persoanele cu afec iuni reumatice), fraudarea sistemului optic de m surare prin executarea unui mulaj dup original, posibilitatea existen ei mai multor persoane cu parametri geometrici asem n tori etc. Erorile siste-mului, de acceptare sau rejectare, sunt mai mici de 0.1%.

Aspectul unor cititoare este prezentat în figura 3.8.

Figura 3.9. M surarea geometriei mâinii

4.4.3. Amprentele papilare

Dup fotografie, aceasta este cea mai veche metodbiometric folosit , pân de curând, numai de cercetarea criminalistic . În rile dezvoltate, identificarea pe bazde amprente papilare este f cut obligatoriu pentru delic-ven ii care au înc lcat legea (Statele Unite au peste 200 milioane de fi e dactiloscopice) iar, de curând, este folo-sit i de serviciile de emigrare din unele ri.

Page 165: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 165

Folosirea amprentelor papilare pentru identificare, prezint câteva avantaje semnificative:

exist o experien semnificativ , de aproape o sutde ani, în folosirea amprentelor pentru identificare; informa ia primar este greu de falsificat dar, trebuie re inut c este, totu i, posibil; cantitatea de informa ie care trebuie memorat este redus ;algoritmii de prelucrare sunt simpli, folosindu-se nu-mai modele matematice bidimensionale; pre ul dispozitivelor de achizi ionare a datelor este cel mai sc zut dintre toate echipamentele biometrice; precizia determin rii persoanei este foarte bun ;este o metod complet neinvaziv ;timpul de identificare este mai mic de o secund .

Identificarea prin amprentele papilare cunoa te douabord ri: una folose te compararea între buclele, liniile itraseele dactiloscopice memorate în baza de date iamprenta persoanei de identificat; cealalt presupune o verificare minu ioas , a zonelor de început i de bifurcare a crestelor i adânciturilor papilare.

Tehnica informatic este folosit de mult în acest domeniu, existând aplica ii, bazate pe metoda a doua de identificare, denumite generic AFIS (Automatic Finger-print Identification System).

Procedura de lucru începe cu achizi ionarea am-prentei, dup care sistemul marcheaz automat zonele de interes pentru descrierea crestelor i adânciturilor pa-pilare (figura 3.9.a.); punctele marcate pe amprent sunt memorate ca ni te coordonate carteziene i sunt compa-

Page 166: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

166 _________________________ Admiterea i controlul accesului

rate cu coordonatele memorate anterior de la amprentele existente în baza de date.

Achizi ionarea amprentei poate fi f cut prin metode criminaliste clasice: realizare fi dactiloscopic pe bazde cerneluri, fotografiere fi , scanare i verificarea auto-mat a amprentei. Pentru controlul accesului, metoda respectiv nu este fezabil datorit procedurii complicate, timpului mare necesar impregn rii cu tu a degetelor, culegerii pe hârtie a imaginii papilare i achizi iei digitale.

a) Marcarea zonelor de verificare b) Circuit integrat cu câmp electric pentru culegerea amprentelor

Figura 3.10. Identificarea prin amprente papilare

Exist îns i alte metode de achizi ie care folosesc tehnologii bazate pe m surarea semnalului de radiofrec-ven între suprafa a subcutanat a degetului i cea a dispozitivului sau circuite electronooptice.

Dispozitivul de citire subcutanat, prezentat în figura 3.10.b., are marele avantaj c cite te amprenta chiar dac degetul este acoperit cu un strat de murd rie sau cu alte pelicule relativ sub iri. Circuitul integrat specializat, este format dintr-o matrice de antene care emit semnale radio; acesta sunt reflectate numai de stratul conductiv

Page 167: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 167

subcutanat, func ie de concentra ia de electrolit a acestuia.

Semnalele reflectate sunt culese de acela i circuit i, func ie de puterea semnalelor, este construit o ima-

gine bidimensional a reflectivit ii degetului la undele radio, identic cu amprenta acestuia.

Circuitele optice sunt mai mici ca dimensiuni dar pot fi derutate dac amprenta este mascat inten ionat.

Cititoarele de amprente sunt folosite nu numai pen-tru controlul accesului în obiective (primele trei imagini din figura 3.11.) dar, datorit simplit ii lor, au început sfie necesare pentru identificarea la ini ializare a utiliza-torului unui calculator (figura 3.12.).

Astfel, identificarea biometric în re elele de calcula-toare prezint un avantaj esen ial: elimin orice posibili-tate ca o persoan neautorizat s aib acces la datele vitale, chiar posedând o parol de Log In valid .

Tendin a general a produc torilor de kituri biome-trice pentru autentificarea utilizatorului este de a combina mai multe metode de identificare: parole, cartele inteli-gente i dispozitive biometrice multifunc ionale, f cândsistemul informatic practic inexpugnabil.

4.4.4. Imaginea retinian

Imaginea retinian const în determinarea aspectu-lui i m rimii vaselor de sânge existente în retin .

Este o metod de identificare extrem de sigur înseste pu in folosit datorit caracterului invaziv. Persoana trebuie s - i scoat ochelarii sau lentilele de contact is - i focalizeze privirea pe un punct, astfel încât sistemul

Page 168: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

168 _________________________ Admiterea i controlul accesului

optic al cristalinului s nu modifice focalizarea sistemului optic de citire.

Figura 3.11. Cititoare de amprente

Page 169: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 169

Figura 3.12. Ini ializarea unui PC pe baza amprentei utilizatorului

În timp ce ochiul este inut nemi cat, un fascicul in-fraro u de mic intensitate scaneaz circular zona cen-tral a retinei. Cantitatea de lumin reflectat , modulatde diferen ele de reflectivitate între vasele de sânge iesutul înconjur tor, este memorat i constituie infor-

ma ia care va fi prelucrat pentru identificare. Algoritmul matematic folosit pentru comparare trans-

form m rimea vaselor de sânge într-o valoare numeric ,memorat ca un cod de bare, fiind înregistrat totodat ipozi ia unghiular a acestora. Procedura este descrisgrafic în figura 3.13.

Aspectul unui dispozitiv pentru achizi ionarea ima-ginii retiniene este prezentat în figura 3.14.a. de la para-graful urm tor.

Page 170: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

170 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Procentul de acceptare fals este nul îns exist o probabilitate de 0.4% de rejectare fals .

a) Scanare optic a retinei

b) Selectare zon de test

c) Conversie m rime vase de sânge în cod de bare

d) Comparare infor-ma ii (m rime ipozi ie)

3.13. Identificarea pe baza imaginii retiniene

4.4.5. Imaginea irisului

În anul 1987, doi oftalmologi, Leonard Flom i Aron Safir, au descoperit c irisul uman posed caracteristici care permit folosirea imaginii sale pentru identificarea persoanelor. Ei au ar tat, prin metode statistice, pe un e antion cuprinz tor de persoane, c irisul fiec rui ochi este specific fiec rei persoane, fiind diferit chiar i la ge-menii univitelini.

Concomitent, au fost dezvolta i algoritmi matematici care folosesc ca baz de compara ie aproape 250 de ca-racteristici independente ale irisului. Folosind acest mo-del matematic, probabilitatea ca dou persoane s aibacela i iris este mai mic de 10-72!

Sistemul este pu in invaziv, bazându-se în special pe tehnici fotografice. Imaginea irisului este preluat co-rect, chiar dac persoana respectiv poart ochelari sau lentile de contact. Substituirea persoanei este posibildar foarte dificil , fiind necesare lentile de contact care s imite toate caracteristicile folosite de sistemul de iden-tificare.

Page 171: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 171

Procedura de verificare const în achizi ionarea imaginii irisului, m surarea i digitalizarea parametrilor folosi i pentru identificare i calculul corela iei între date-le achizi ionate i informa iile stocate într-o baz de date.

Recunoa terea irisului este extrem de eficace, fiind considerat mai performant decât recunoa terea bazatpe amprente. Irisul uman este aproape invariabil în timp i are aproape de ase ori mai multe caracteristici dis-

tinctive decât amprentele papilare. Au fost dezvoltate isisteme care sunt protejate împotriva fraud rii cu lentile de contact, m surându-se varia ia i timpul de r spuns al irisului (irisul este iluminat o frac iune de secund cu un fascicul luminos; irisul reac ioneaz i se contract ; o lentil de contact – un iris fals – r mâne nemodificat). Mai mult, ace ti parametri pot oferi i informa ii asupra st rii de s n tate a individului testat, precum i dacacesta este sub influen a alcoolului sau drogurilor.

Câteva dispozitive de achizi ie a imaginii irisului sunt prezentate în figura 3.14.b.

a) Scanner pentru retin b) Camere video pentru iris

Figura 3.14. Scannere pentru retin i iris

Page 172: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

172 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Cu toat constan a a retinei i irisului, cele douelemente pot suferi modific ri importante în timp datoritunor afec iuni cronice, diabetului sau unei opera iiby-pass.

4.4.6. Termograma facial

Termograma facial este o fotografie a temperaturii fe ei unei persoane.

Temperatura este o rezultant între fluxul de c ldurde la esuturi, în special de la vasele de sânge, i c ldura care provine chiar de la piele. De exemplu, temperatura pieii în zona unei vas subcutanat, este cu câteva sutimi de grad mai mic decât temperatura sângelui care circulprin vas, termograma prezentând astfel dispunerea im rimea vaselor de sânge subcutanate, conductivitatea termic a oaselor, esuturilor moi, cartilajelor, pielii etc., toate acestea extrem de diferite de la o persoan la alta.

Structura termic facial este imposibil de modificat, chiar prin chirurgie plastic sau alte metode imitative.

Datorit numero ilor factori care influen eaz aspec-tul termogramei faciale i a multiplelor varia ii posibile ale acestor factori, existen a unei termograme unice pentru o persoan este cert . Astfel, radia ia caloric a fe ei este diferit chiar i în cazul gemenilor a c ror recunoa tere este imposibil prin alte metode de prelucrare a imaginii.

Termograma facial se bazeaz pe structura termica imaginii, nu pe temperatura ei absolut . Acest principiu asigur recunoa terea persoanei chiar dac unele con-di ii pot varia: persoana poate veni dintr-un mediu cu temperatur ridicat sau coborât ori poate avea chiar o

Page 173: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 173

afec iune temporar care s -i modifice temperatura cor-pului cu câteva grade.

O termogram facial este ob inut prin explorarea fe ei cu un detector sensibil la radia ii infraro ii. Termo-grama captureaz o imagine a emisiilor faciale în infra-ro u, ob inut numai prin metode pasive, f r a fi emise nici un fel de radia ii d un toare.

Pentru realizarea termogramei sunt folosite camere de termoviziune instalate la circa 45 cm de persoana care trebuie recunoscut ; este posibil i scanarea termi-c a persoanelor f r ca acestea s tie c sunt verifi-cate.

O camer de termoviziune este constituit dintr-un sistem optic, un mecanism de scanare, un senzor în infraro u i sistemul de înregistrare–afi are electronic .

Imaginea ob inut de termocamer este dificil de interpretat, fiind pu ine asem n ri cu imaginea cunoscuta persoanei respective (figura 3.15.).

Folosind tehnicile de calcul a corela iei între imagini utilizate la sistemele imagistice clasice, recunoa terea persoanei este realizat în mai pu in de o secund .

4.4.7. Recunoa terea vocal

Una din cele mai simple metode de identificare este recunoa terea vocal .

Caracteristicile vocale ale persoanelor sunt determi-nate de aspectele fiziologice ale sistemului vocal uman. Vibra iile sonore sunt produse de corzile vocale; ulterior, oscila iile sunt modificate de m rimea cavit ii bucale, de pozi ia limbii i de forma i m rimea buzelor.

Page 174: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

174 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Figura 3.15. Aspectul termogramei faciale

To i ace ti factori fac unic vocea fiec rei persoane. Acest fapt este exemplificat în figura 3.16. unde sunt pre-zentate intensit ile vocale produse de dou persoane diferite la pronun area unei fraze identice.

Componentele spectrale con in mult informa ie care ar fi dificil de p strat în totalitate. Acestea sunt filtrate într-un automat finit bazat, de regul , pe un model Mar-kov, care elimin informa ia redundant simplificând mult procedura de identificare. Informa ia achizi ionat este memorat (dac se dore te înscrierea în baza de date) sau comparat cu înregistr rile anterioare din baza de date (dac se dore te identificarea).

Page 175: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 175In

ten

sita

te [

dB

]

30

20

10

0

-10

-20

Inte

nsi

tate

[dB

]

30

20

10

0

-10

-20

Frecven normalizat0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Frecven normalizat0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Figura 3.16. Diferen ierea spectral a semnalului vocal

Chiar dac , cel pu in teoretic, sistemele de identifi-care vocal sunt bine definite, practic apar probleme în ceea ce prive te eliminarea zgomotului de fond, schim-barea parametrilor vocali datorit st rii de spirit, unei gripe sau r gu eli etc.

Dispozitivul electronic care este capabil s fac di-feren a între puterile spectrale ale semnalelor, cu schema bloc prezentat în figura 3.17, converte te semnalul ana-logic într-un semnal digital (ADC – Analog to Digital Con-verter), semnal care mai apoi este descompus în com-ponentele sale spectrale printr-o transformare rapidFourier (FFT – Fast Fourier Transform).

Page 176: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

176 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Interfautilizator

Sistem de identificare vocal

¶ E antionare ¶ Conversie ADC FFT

Filtrare Markov

Baz de date

¶ E antionare ¶ Conversie ADC FFT

Filtrare Markov

Recunoa tere vocal

Bloc înregistrare

Bloc identificare

Figura 3.17. Schema bloc a sistemului de recunoa tere vocal

Sistemul este u or de indus în eroare, folosind o înregistrare audio a vocii persoanei care este substituit .

Timpul necesar recunoa terii poate varia, de la pro-duc tor la produc tor, de la 6 secunde pân la 20 secun-de.

Performan ele opera ionale ale sistemelor au valorile de 4.3% reject ri false dup o încercare i 0.9% dup trei încerc ri.

4.4.8. Dinamica semn turii

Folosirea semn turii pentru identificare nu este no-u ; este folosit de o lung perioad de timp pentru vali-darea tuturor documentelor legale. Totu i, utilizarea sem-n turii ca metod absolut de validare a identit ii este o problem mult mai dificil , de pu in timp rezolvat practic datorit dificult ilor tehnice inerente.

Ridicarea caracteristicilor semn turii este f cut prin mai multe metode:

creioane speciale, dotate cu senzori iner iali în doucoordonate i traductoare de m surare a presiunii, ob inându-se semnale electrice asem n toare cu cele din figura 3.18;

Page 177: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 177

t

0 2 3 4 5 6 7

- presiune

- vitez

- vitez

Figura 3.18. Caracteristicile dinamice ale semn turii

creioane magnetice func ionale pe o tablet special ,sistem care m soar dinamica bidimensional ; cu ex-cep ia celor magnetice, exist sisteme care func io-neaz pe principii capacitive, inductive sau conduc-tive; creioane optice, care m soar caracteristicile bidi-mensionale ale semn turii, citind de pozi ia spotului pe un ecran cu tub catodic.

Informa ia memorat în baza de date poate consta în caracteristici dinamice ale mi c rii creionului (viteze, accelera ii, presiuni exercitate asupra suportului etc.) sau aspectul grafologic al semn turii (forma i dimensiunea literelor, înclinarea scrisului, orientarea buclelor etc.).

Pentru autentificarea semn turii i identificare, infor-ma ia produs de cititor este comparat cu profilele din baza de date folosind algoritmi corelativi. Pentru a pre-veni reject rile false, unele sisteme actualizeaz la fie-care utilizare profilul memorat în baza de date, rezolvând astfel problema modific rii semn turii o dat cu trecerea timpului.

Sistemele de identificare a semn turii, folosite mai ales pentru servicii bancare, comer sau pentru Log On al calculatoarelor folosesc, de regul , ca sistem de citire a

Page 178: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

178 _________________________ Admiterea i controlul accesului

semn turii calculatoare portabile Palm Top care sunt do-tate cu software specializat de recunoa tere ai parametri-lor dinamici ai semn turii (viteze i presiune).

Rejectarea fals are o probabilitate de 9% dup o încercare i scade la 2% dup trei încerc ri; validarea fals are probabilitatea de 0.7% dup trei încerc ri.

4.4.9. Amprenta ADN

O molecul de ADN (Acid DezoxiriboNucleic), cu aspectul a dou lan uri r sucite denumit elice dubl

(figura 3.19), este format dintr-un mare num r de compu i chimici, numi i nucleotide.

Figura 3.19. Fragment de molecul ADN

Molecula de dezoxiriboz ocup pozi ia central în nucleotid , m rginit într-o parte de grupul fosfatic i de o baz în cealalt parte. Grupul fosfatic al fiec rei nucle-

Page 179: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 179

otide este legat de molecula de dezoxiriboz a nucleo-tidei adiacente din lan .

Fiecare nucleotid este format din trei componente: o molecul de zah r (numit dezoxiriboz ), un grup fosfatic i una din cele patru baze. Cele patru baze sunt adenina (A), (G), timina (T) i citozina (C).

Nucleotidele dintr-o elice a ADN-ului se asociazspecific cu nucleotidele din elicea pereche. Datoritafinit ilor chimice ale bazelor, întotdeauna nucleotidele con inând adenin se împerecheaz cu nucleotidele care con in timin , iar cele care con in citozin cu guanin .

Aceast scurt introducere în biologia celular a fost strict necesar pentru a în elege tehnicile de identificare specifice.

Ini ial, testarea genetic a fost folosit pentru detec-tarea maladiilor genetice. Ulterior, la începutul anilor ’80 tehnologia genetic a început s fie folosit pentru identificarea în scopuri criminalistice în Statele Unite iMarea Britanie.

Una din primele metode de identificare genetic ,RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism), de-termin modific rile dintre fragmente particulare de ADN ob inute prin enzime restric ie specifice. Pentru aceasta este necesar o mare cantitate de ADN de foarte buncalitate.

Ulterior, procedura de identificare pe baza amprentei ADN prevedea, în primul rând, în multiplicarea cantit iide ADN; metoda de clonare a acidului dezoxiribonucleic este denumit PCR (Polymerase Chain Reaction –reac ie în lan a polimerazei).

Page 180: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

180 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Metoda de comparare între probele de ADN este denumit electroforez . Aceasta separ moleculele com-ponente ale ADN func ie de lungimea lor. Pentru spar-gerea ADN-ului în fragmente sunt folosite enzime de res-tric ie. Solu ia care con ine aceste fragmente este intro-dus într-un gel la care este aplicat o diferen de poten ial. Fragmentele de ADN se deplaseaz de la polul negativ c tre polul pozitiv, cu viteze invers propor ionale cu dimensiunea lor. Dup câteva ore, fragmentele ADN sunt complet separate iar informa ia este memorat pe un film fotografic special; aspectul este similar cu cel al unui cod de bare, distan a între linii fiind dat de dimen-siunea fragmentelor iar grosimea liniilor de cantitatea de fragmente ADN cu dimensiunea respectiv (figura 3.20.).

Figura 3.20. Electroforeza probelor de ADN

Precizii de identificare sporite se ob in prin metoda Southern blots1 (termen intraductibil, semnific petele lui Southern) care combin electroforeza cu hibridizarea (hibridizarea este un procedeu bazat pe principiul con-form c ruia o singur parte a elicei unui acid nucleic,

1 Dezvoltat de biochimistul britanic Edwin Southern.

Page 181: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 181

ADN sau ARN, se va lega de o alt molecul care este perechea complementar moleculei bazei. Procedura în-cepe prin electroforez , care separ ADN-ul în benzi de l imi diferite. Apoi benzile ADN sunt transferate pe o hârtie special unde acidul nucleic este desf cut în elicele componente (procedeu denumit denaturare). Eli-cile sunt hibridizate cu secven e de DNA complementare celor care se doresc a fi identificate. Deoarece secven aADN ad ugat con ine markeri radioactivi, se poate folosi un film fotografic pe care se ob ine o imagine care indicîn ce m sur ADN-ul probei s-a potrivit cu ADN-ul com-plementar.

Aceast idee a fost folosit pentru prima dat în anul 1983 în Marea Britanie într-un caz penal. De atunci, a c p tat o mare r spândire, fiind acceptat , în general ca una din cele mai sigure metode de identificare.

Îns , datorit complexit ii sale, identificarea ADN, nu a fost folosit pân de curând în aplica ii în timp real.

De curând, folosind o metod împrumutat din teh-nologia microelectronic , a fost dezvoltat un „bio-circuit” format dintr-o matrice din nucleotide.

Datorit nout ii absolute, principiul de realizare ide func ionare al bio-circuitului este prezentat detaliat.

Prima etap const în definirea nucleotidelor care vor fi sintetizate, func ie de abilitatea acestora de a reac iona cu proba int sau genele utile ale acesteia. Cu aceste informa ii, un algoritm realizeaz proiectul unor m ti fotolitografice, asem n toare cu cele folosite în in-dustria semiconductorilor, prin intermediul c rora nucle-otidele sunt pozi ionate foarte precis pe un substrat inert

Page 182: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

182 _________________________ Admiterea i controlul accesului

biologic. Folosind aceste m ti, pe substrat sunt depuse, în câ iva pa i, nucleotidele necesare, pe mai multe circuite simultan, fiecare nucleotid având o pozi ie spe-cific pe suprafa a circuitului. Dup ce toate elementele au fost depuse, substratul este rupt în circuite distincte care apoi sunt încapsulate în cartu e speciale care le protejeaz de contaminare, acestea folosind totodat ipentru hibridizare.

Recunoa terea ADN se realizeaz prin depunerea acidului nucleic de identificat pe suprafa a circuitului ur-mat de hibridizarea între prob i bazele din bio-circuit. Separarea acidul nucleic în elice separate, obligatorie pentru hibridizare, se face prin expunerea probei la tem-peraturi ridicate, dup care este declan at hibridizarea între ADN-ul probei i bazele pereche din bio-circuit, marcate fluorescent.

Dup ce reac ia de hibridizare este complet , cir-cuitul este introdus într-un scanner care detecteaz , pe baza cantit ii de lumin emise, structura reac iilor pro-duse. Datele sunt colectate func ie de lumina emis de substan a fluorescent : probele care corespund cu celula corespunz toare din circuit emit mai mult lumin . Deoa-rece pozi ia fiec rei celule este bine stabilit , scannerul detecteaz ce nucleotid a reac ionat cel mai mult cu ADN-ul prob , realizând astfel identificarea acestuia.

Secven ele procesului de identificare ADN sunt pre-zentate în figura 3.21.

Page 183: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 183

GACTCAGCACCGCGTAACGTGATTGACCACAACTCAGGAT

ID1 ID10

ID n H

ibrid

izar

e ID

Prob

Biocircuit

Scanare biocircuit

Figura 3.21. Etapele verific rii ADN cu ajutorul bio-circuitului

Chiar dac aceast procedur este aparent compli-cat , metodele clasice de identificare ADN presupuneau o durat a testelor de cel pu in dou s pt mâni i can-tit i mari de acid nucleic de testat.

Bio-circuitele dezvoltate deocamdat , sunt capabile s identifice lan uri nucleice de 16÷20 molecule, având o sensibilitate de 10-5. Dimensiunea unei celule este de 20 de microni, astfel c circuitul are dimensiuni reduse.

Totu i, pân când num rul de probe ADN identifi-cabile nu cre te semnificativ, timpul de prelucrare al pro-bei nu este redus i nu sunt realizate oligonucleotide care s poat discerne sigur indivizii diferi i apar inând ace-leia i specii, aplica iile de identificare cu bio-circuite sunt înc în faza incipient .

4.4.10. Elemente artificiale de identificare

În decursul timpului, au existat astfel de elemente artificiale (cum ar fi tatuajul sau marcarea cu fier înro it),

Page 184: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

184 _________________________ Admiterea i controlul accesului

îns aceste metode apar ineau timpurilor sclavagismului, subjug rii rasiale sau sistemelor judiciare medievale.

Ast zi, etica i morala fiind cu totul altele, aceste sisteme de identificare sunt inacceptabile. Totu i, ceva bazat pe principii asem n toare cunoa te o foarte largdezvoltare. Astfel de indicatoare sunt larg folosite pentru identificarea produselor, ambalajelor, animalelor s lbati-ce sau animalelor domestice. Pentru identificare, se re-curge la tot felul de proceduri, de la marcaje sau tatuaje cu coduri de bare, pân la memorii de tip smart-card in-serate sub piele sau emi toare radio ata ate animalelor.

Exist tendin a, chiar în cele mai democratice ri, ca astfel de metode s fie aplicate i oamenilor. Sunt teh-nologii ceva mai blânde, care presupun utilizarea unor coliere sau br ri, utilizate pentru identificarea noi-n s-cu ilor, pacien ilor afla i în com profund sau suferinzi de senilitate avansat .

Au existat propuneri de folosire a acestor indicatori i pentru recunoa terea altor persoane institu ionalizate

(de inu i, prizonieri, schizofrenici etc.) dar, societ ile în care respectul fa de drepturile omului ocup un loc central, nu pot admite a a ceva.

4.5. Controlul accesului

No iunea de control al accesului se refer la detec-tarea materialelor, substan elor, obiectelor care sunt sau pot deveni un pericol pentru organiza ia interesat . În principal, este vorba de descoperirea materialelor interzi-se: muni ie, armament, explozibili, substan e halucinoge-ne, radioactive sau toxice.

Page 185: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 185

Marea diversitate de materiale care trebuie detec-tate au impus dezvoltarea de dispozitive foarte diverse, care sunt capabile s sesizeze prezen a acestora.

O alt dificultate ridicat în fa a acestor sisteme este dat de faptul c , în majoritatea situa iilor, materialele prohibite sunt disimulate iar, în lipsa tehnicii strict nece-sare, opera iunile de control se bazeaz numai pe flerul celui care execut verificarea.

4.5.1. Detectoare de obiecte metalice

Aceste dispozitive sunt folosite pentru descoperirea armamentului metalic, muni iilor, armelor albe, conducto-rii i circuitul de control al unei bombe etc.

Func ionarea lor se bazeaz pe modificarea proprie-t ilor unui circuit electric oscilant în prezen a unui corp conductiv aflat la o distan mic , de la câ iva centimetri pân la un metru. Schema bloc a unui astfel de dispozitiv este prezentat în figura 3.22.

Circuit oscilant

Detector i fi l tru

Avertizare sonor

Bobinexterioar

Figura 3.22. Detector de metale cu circuit oscilant

Aceste detectoare mai sunt înc folosite ca aparate portabile de control dar, totu i, sensibilitatea lor redusle-au redus treptat aria de folosin .

În prezent, detectoarele de metale func ioneaz în baza unui principiu diferit, cu câmpuri electromagnetice: dispozitivul emite unde radio cu ajutorul unei re ele de

Page 186: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

186 _________________________ Admiterea i controlul accesului

antene; receptoarele detecteaz prezen a unui corp con-ductiv func ie de cantitatea de unde electromagnetice reflectate de acesta.

Aceste detectoare exist în dou variante: ca sasuri de acces, executându-se controlul pe toat în l imea dispozitivului sau ca aparate portabile, situa ie în care operatorul trebuie s deplaseze detectorul pe suprafa acontrolat .

Aspectul celor dou tipuri de detectoare metalice este prezentat în figura 3.23. (imaginile nu sunt la aceia iscar ).

Figura 3.23. Detectoare de metal

Page 187: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 187

Chiar dac sunt folosite pe scar larg , detectoarele de obiecte metalice nu sunt infailibile, armamentul din plastic, de exemplu, r mânând nedetectat.

4.5.2. Detectoare cu radia ii X

Dezavantajele prezentate de detectoarele de obiecte metalice au impus, cel pu in în controlul bagajelor, sistemele de detec ie cu radia ii Roentgen.

Radia iile Roentgen (sau radia ii X) sunt tot unde electromagnetice, îns propriet ile lor de penetrare prin obiecte masive, le fac extrem de utile pentru examinarea nedistructiv a unor bagaje, colete, plicuri i chiar al unor obiecte de foarte mari dimensiuni (camioane, vagoane, containere etc.).

Radia iile X pot fi produse de: generatoare cu tub Roentgen, generatoare cu accelerator liniar, generatoare electrostatice, betatroane etc. Sistemele de control al accesului folosesc în special generatoare cu tub Roent-gen, datorit avantajelor de gabarit, fiabilitate i randa-mentul conversiei de energie.

Tubul este format dintr-un balon de sticl special în care sunt monta i anodul i catodul. Presiunea în inte-riorul tubului este de circa 10-4 mm Hg. Catodul este constituit dintr-un filament adus la incandescen de un curent de câ iva miliamperi. Acesta emite electroni prin efect termoelectric, formându-se astfel între anod icatod un curent de electroni concentrat într-un fascicul de form cilindric ; fasciculul de electroni este frânat de anticatod, o pastil de wolfram încastrat în anod (figura 3.24).

Page 188: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

188 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Catod Anod

Radia ii X

Electroni Anticatod ObturatorF

ila

me

nt

Figura 3.24. Tubul generator Roentgen

Presupunând c întreaga energie cinetic a elec-tronilor se transform în energie electromagnetic , lungi-

mea de und l a radia iei se poate determina cu rela ia:

[ ] [ ]ÅkVU

4.12

Ue

chº

ÖÖ

=l ,

unde: h reprezint cuanta lui Planck (6.62519Ö10-34 JÖs);

c este viteza luminii în vid (299792458º3Ö108 m/s);

e corespunde sarcinii electronului (1.6021Ö10-19 C); U este diferen a de poten ial între anod i catod.

În condi ii ideale, o tensiune de accelerare de 25 kV

ar produce cuante X cu lungimea de und de 5Ö10-9 m. În realitate, procesul are un randament mic, o mare

parte din energia electronilor transformându-se în ener-gie termic . Aceast problem are dou aspecte: pe de o parte, înc lzirea excesiv a catodului impune ca acesta s fie realizat din materiale greu fuzibile (wolfram, cu

temperatura de topire 3400¯C) i chiar r cirea for at a acestuia cu ulei; pe de alt parte, transformarea diferen-iat a electronilor în cuante de radia ie va avea drept

rezultat un spectru continuu. În practic , tensiunile de accelerare utilizate sunt în

gama de la 5…15 kV (pentru observare prin folii foarte

Page 189: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 189

sub iri sau obiecte nemetalice), pân la 2000 kV (pentru observare prin pere i de o el de 300 mm).

Vizualizarea imaginilor produse de instala iile Roent-gen se face prin utilizarea de tuburi videocaptoare sensi-bile la radia ii X i afi area imaginii pe un monitor TV color. Astfel de imagini sunt prezentate în figura 3.25.

Figura 3.25. Imagistic cu radia ii X

Datorit gabaritelor mari ale dispozitivelor cu radia iiX, ele sunt fixe; totu i, pentru controlul unor obiecte sus-pecte nedeplasabile de mici dimensiuni, exist i insta-la ii portabile (primele imagini din figura 3.26).

Dezavantajul principal al acestor detectoare constîn utilizarea radia iilor penetrante: cu toate m surile de ecranare, operatorii sunt afecta i i sistemul nu poate fi utilizat pentru controlul persoanelor care, astfel, pot trece nedetectate cu obiecte interzise.

Page 190: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

190 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Figura 3.26. Instala ii de detec ie cu radia ii X

4.5.3. Detectoare de substan e chimice

Substan ele chimice care trebuie detectate prin con-trol nedistructiv sunt împ r ite în trei mari categorii: materiale explozive, substan e toxice i droguri.

Toate tipurile de substan e trebuie s fie identificate numai pe baza unor urme infinitezimale, particule sau vapori. Astfel, detectoarele moderne sunt capabile ssesizeze prezen a câtorva molecule de substan activ

Page 191: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 191

(câteva picograme º 10-12g) sau, în procente, sensibilit imai bune de 0.0000001%.

Detectoarele sunt capabile s sesizeze prezen a ur-m toarelor substan e: PETN, TNT, C-4, Semtex, dinami-t , EGDN i nitroglicerin , precum i cocain , opiacee (heroin i morfin ), canabis (marijuana i ha i ), stimu-latori (amfetamine, ecstasy etc.), substan e toxice de lup-t etc.

Aceste detectoare func ioneaz , pe mai multe princi-pii: electrochimice, cu cromatografie gazoas sau specto-metrie de mobilitate ionic .

Detectoarele electrochimice sunt cele mai simple; se bazeaz pe o reac ie chimic între substan a de analizat i un reactiv. Reac ia are ca efect fie o modificare a con-

ductivit ii electrice, fie o modificare a culorii substan ei fie alt principiu care permite ob inerea simpl a unui semnal electric. Principalele dezavantaje constau într-un timp ridicat de prelucrare, precum i un num r redus de substan e care pot fi identificate.

Cromatografia este o tehnic analitic folosit în chimie pentru separarea substan elor din amestecuri ise bazeaz pe absorb ia selectiv a substan elor. Tehni-ca a fost folosit pentru prima dat în anul 1906 de bota-nistul italian Mihail vet pentru separarea clorofilei dintr-o solu ie eteric . Tehnica de separare, cromatografia în co-loan , descoperit de vet cunoa te ast zi diverse vari-ante, îns toate se bazeaz pe depunerea controlat , în benzi de diferite culori, a substan elor analizate. inând cont de particularit ile acestora, detectarea substan elor interzise se face prin cromatografie gazoas . Substan a

Page 192: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

192 _________________________ Admiterea i controlul accesului

analizat trebuie s emit vapori care, amesteca i cu un gaz inert (gaze nobile sau azot), sunt trimi i într-un tub; componentele circul cu viteze diferite, natura lor fiind detectat la cap tul tubului. Metoda cromatografic este extrem de folosit în laboratoare, îns , detectarea în timp real a substan elor implic dispozitive extrem de com-plexe, cu pre uri extrem de mari.

Spectometria de mobilitate a ionilor este, de depar-te, cea mai folosit metod de detectare a substan elor chimice în cantit i infime. Aparatele realizate sunt foarte compacte (au numai câteva kilograme, fiind portabile) iau început s fie folosite pe o scar din ce în ce mai ma-re în aplica ii militare (detectarea substan elor toxice de lupt ) sau civile (detectarea materialelor explozive, nar-coticelor i a altor materiale interzise).

Un senzor de mobilitate ionic are în compunere o camer de ionizare împreun cu o surs de ionizare, o camer de deplasare ionic , un obturator de injectare a ionilor (obturator Bradbury-Nielsen) i un colector ionic (figura 3.27).

Ean

tion A

BC

Camerionizare

Câmp electric

Scurgere gaz

purt tor

A-

B- C-A-

C-B-

Grilobturator

A-

B-

C-

A-

B-

C-

A-

A-

A-

A-

A-

A-

B-

B-

B-

B-

B-

B-

C-

C-

C-

C-

C-

C-

Camerdeplasare

Gaz purt tor

Colector ionic

Achizi ie date

Figura 3.27. Construc ia senzorului de mobilitate ionic

Un gaz purt tor, azot sau aer atmosferic, transportgazele sau vaporii de analizat în camera de ionizare. Aici

Page 193: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 193

gazele sunt ionizate de o surs radioactiv b (de regulNi63), un laser sau de l mpi cu efect Corona.

Deoarece gazul purt tor este predominant în ames-tecul din camera de ionizare, ionii genera i sunt, de ase-menea forma i din moleculele aceluia i gaz. Întrucât par-cursul liber mediu al ionilor este de câteva ori mai mic decât dimensiunile camerei de ionizare, au loc nume-roase coliziuni între ionii gazului purt tor i moleculele de analizat, având ca efect ionizarea acestora.

Periodic, poten ialul obturatorului este modificat o scurt perioad de timp, permi ând astfel trecerea unui nor de ioni de la obturator la electrodul de colectare. Ionii probei sunt accelera i într-un câmp electrostatic produs între grila obturatorului i colectorul ionic.

Mi carea unui ion într-un câmp electric respectrela ia:

qÖÖÖÖE=mÖÖÖÖa,unde: q este sarcina electric a ionului, E reprezint va-

loarea câmpului electric, m este masa ionului i a

corespunde accelera iei mi c rii ionului. În consecin , timpul în care ionii ajung de la obtura-

tor la capcana ionic este dependent de masa moleculei de analizat, precum i de mobilitatea specific a ionilor în gazul neutru prezent în camera de ionizare. Dependen aîntre masa moleculei i viteza ei de deplasare, pentru ce-le dou efecte cumulate, este complex dar, în ambele situa ii, este o rela ie de propor ionalitate invers .

Ca efect al vitezelor de deplasare diferite, în camera spectometrului se produce o grupare spa ial a ionilor de acela i tip.

Page 194: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

194 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Astfel, este posibil identificarea unor substan e di-ferite analizând timpul scurs între introducerea ionilor în camera de deplasare i sosirea acestora pe electrodul de captur . Cantitatea de ioni colectat este înregistrat ca un curent func ie de timpul de deplasare, semnal electric care poate fi prelucrat de un microcontroler.

Figura 3.28. Detectoare de substan e chimice

Page 195: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 195

Aspectul câtorva detectoare de substan e explozive sau narcotice este prezentat în figura 3.28.

4.5.4. Detectoare de radia ii nucleare

Printre amenin rile nucleare care fac necesar asi-gurarea unui control radiologic se pot enumera:

accidentele la centralele nucleare sau la uzinele de procesare a combustibililor nucleari; de eurile radioactive rezultate de la centralele nucle-are, activit i industriale, spitale etc.; accidentele în care sunt implicate mijloace de tran-sport a materialelor radioactive; stocarea improprie a materialelor radioactive în cursul utiliz rii lor; materialele radioactive pierdute sau furate (în ultimii 50 de ani, în întreaga lume, s-a raportat, în medie, un incident de acest fel pe zi); terorismul nuclear (atac sau sabotaj asupra unei cen-trale nucleare, dispersia în mediu a unor materiale ra-dioactive sau chiar detonarea unor arme nucleare).

A a cum se observ , riscurile asociate materialelor radioactive sunt mai ridicate decât în cazul celorlalte ma-teriale care trebuie controlate. Chiar dac isteria din tim-pul R zboiului Rece pare s se fi încheiat, controlul în domeniul nuclear î i p streaz aceia i însemn tate.

Exist mai multe tipuri de radia ii nucleare:

Particule alfa (a). Sunt formate din nuclee de heliu, fiind emise, în general, de elementele grele (uraniu,

thoriu etc.). Particulele a sunt absorbite complet în circa 10cm de aer sau de o foaie de hârtie. Au efecte

Page 196: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

196 _________________________ Admiterea i controlul accesului

biologice foarte periculoase doar dac sunt ingerate

sau inhalate substan ele produc toare de radia ii a.

Particule beta (b). Constau în electroni care se mi c foarte rapid. Sunt radia ii mai penetrante decât

radia iile a (parcursul lor este de circa 3m în aer).

Expunerea la radia ii b poate provoca arsuri ale pielii sau cristalinului dar riscurile majore se produc tot la iradierea intern .

Radia ii gama (g). Sunt unde electromagnetice, simi-lare cu lumina dar cu energii cu mult mai mari. Sunt cele mai periculoase în cazul iradierii externe, întrucât pot parcurge aproape 10 km în aer ipenetreaz cu u urin orice fel de material.Neutroni (n). Sunt particule neutre electric i sunt produse în procesul de dezintegrare a elementelor grele (toriu, uraniu, plutoniu etc.). Sunt particule penetrante, absorb ia lor în nuclee u oare, de regul ,

hidrogen, producând radia ii g.Aceste radia ii nucleare sunt extrem de periculoase

dac sunt emise de materiale care au fost ingerate sau inhalate; protec ia poate fi realizat prin acoperirea apei i hranei i printr-o banal masc aplicat pe fa ,

eliminând astfel c ile de intrare. Pentru radia iile g este esen ial posibilitatea de a putea m sura corect intensi-tatea acestora i timpul cât organismul a fost expus.

Pentru determinarea expunerii la efectul radia iilor exist mai multe unit i de m sur :

Roentgen (R) – m soar energia produs de

radia iile g într-un centimetru cub de aer.

Page 197: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 197

RAD – provine din abrevierea termenilor Radiation Absorbed Dose (doza de radia ie absorbit ) idiferen iaz energia absorbit func ie de natura

materialului expus. Pentru radia iile g, 1R=1RAD. Rem – provine din abrevierea termenilor Roentgen Equivalent Man i se refer la efectele biologice ale radia iilor.

Mai exist i alte unit i de m sur , Sievert (Sv), gray (Gy), cu echivalen ele 1Sv=100rem respectiv 1Gy= =100rad. Pentru m surarea dezintegr rilor radioactive se

folosesc alte dou unit i de m sur , curie (Ci, 3.7Ö1010

dezintegr ri pe secund ) i becquerel (1Bq=2.7Ö10-11Ci).Efectele biologice poten iale ale radia iilor depind de

cantitatea i de perioada în care organismul a fost expus la radia ii. Urmarea iradierii celulelor organismului constfie în distrugerea direct a acesteia, fie în afectarea iprovocarea de muta ii genetice în molecula de ADN.

Dozele de radia ii se pot grupa în dou categorii: doze acute i doze cronice1.

Doza acut este definit ca o expunere a întregului corp la o doz de 10rad sau mai mare într-o perioadscurt de timp. Efectele dozei acute sunt observabile rapid, chiar în câteva ore, fiind cunoscute în medicin ca Sindromul acut de iradiere. Simptomele bolii de iradiere

apar dup expuneri mai mari de 100rad iar expuneri mai mari de 450rad au ca efect statistic decesul a 50% din persoanele expuse. Ca în majoritatea afec iunilor, efec-

1 Biological effect of radiation, in Radiation Workers Training, edited by Department of Energy, USA.

Page 198: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

198 _________________________ Admiterea i controlul accesului

tele sunt dependente de vârst i de starea general de s n tate a persoanei.

Efectele dozei acute constau, mai ales, în: sindromul organelor hematopoetice este caracterizat de afectarea celulelor care se multiplic cel mai rapid (m duva osoas , splina, esutul limfatic); apare la ex-puneri peste 100rad; simptomele constau în hemoragii interne, oboseal i sc derea imunit iiorganismului; sindromul tractului gastrointestinal este caracterizat de afectarea mucoaselor stomacale i intestinale ise manifest prin grea , deshidratare, ulcere, înso-ite de regul i de simptomele de la sindromul orga-

nelor hematopoetice; apare la expuneri peste 1000 rad; sindromul sistemului nervos central afecteaz celule-le care nu se mai multiplic (neuronii, fibrele ner-voase etc.); simptomele se manifest la expuneri de 5000 rad i constau în convulsii, stare de oc, pier-derea coordon rii etc.

Doza acut se mai manifest prin: arsuri ale pielii ic derea p rului (doze de 200÷300rad), sterilizare perma-nent (doze de 600rad direct asupra glandelor genitale), tumori ale glandei tiroide (doz de 50rad direct )

Dozele cronice sunt, de regul , doze profesionale care se acumuleaz în timp. Au valori mult mai mici, exprimate în perioade lungi de timp. Ele sunt stabilite prin normative specifice la nivele suficient de reduse, astfel încât s nu fie produse maladii ireversibile.

Page 199: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 199

M surile de protec ie împotriva expunerii sunt, în general, preventive. Exist totu i i tratamente dup ex-punere, de exemplu administrarea de pastile de iodur de potasiu pentru a evita acumularea iodului radioactiv în glanda tiroid .

Radia iile pot proveni din dou surse principale: surse naturale i surse artificiale.

Sursele naturale sunt formate de elementele radio-active existente în mediu: uraniu (circa 1g la o ton de roc ), radon (un gaz produs prin dezintegrarea izotopului de uraniu U238), toriu etc. Trebuie amintit c aceste sur-

se sunt emi toare de particule a. O alt surs naturalconst în radia ia cosmic , radia ie cu o origine neeluci-dat pe deplin dar care se pare c se formeaz în nucle-ele stelare. Radia ia cosmic este format din particule cu energii ultraînalte care, interac ionând cu straturile superioare ale atmosferei, genereaz lan uri de reac iinucleare.

Sursele artificiale, create accidental sau inten ionat în ultima sut de ani, au o natur extrem de divers . Se pot enumera sursele radioactive propriu-zise, cu largi utiliz ri în industrie sau medicin , centralele nucleare, cu toat gama de produse implicate aici (combustibilul, pro-dusele de reac ie i de eurile radioactive), poluarea pro-dus de accidentele nucleare (centrale, uzine de prelu-crare) i, în special, praful radioactiv rezultat în urma ex-perien elor militare cu armele atomice de pân în anii ’60.

De la descoperirea radia iilor X (W.Röntgen în 1895) i a radioactivit ii naturale (H.Becquerel în 1896), detec-

toarele de radia ii au cunoscut o evolu ie continu .

Page 200: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

200 _________________________ Admiterea i controlul accesului

Ecranul fosforescent folosit de W.Röntgen este precur-sorul actualelor detectoare cu scintila ie iar detectorul cu gaz folosit în principal ast zi, a fost descoperit de H.Gei-ger în 1908 i perfec ionat împreun cu W.Müller în 1920.

Senzorii mai folosi i în detectoarele de radia ii sunt contoarele Geiger-Muller, spectometrele cu scintila ie isenzorii cu semiconductori.

Principiile de func ionare al acestor dispozitive sunt, pe scurt, urm toarele:

contorul Geiger-Muller, este format dintr-un tub ermetic umplut cu un gaz, argon sau hidrogen, la o presiune de circa 200 mmHg (figura 3.29). Tubul are un electrod exterior i unul interior, între care se aplic o diferen de poten ial de circa 500V. Radia iile nucleare care traverseaz gazul produc ionizarea acestuia având ca efect producerea unui puls de curent între cei doi electrozi. Dispozitivul de m sur nu face decât s numere aceste impulsuri, ob inând astfel rata dozei, m surat în R/h. Principalul dezavantaj al acestor dispozitive este faptul c nu ofer informa ii asupra energiei particulei incidente.

g I

t Semnal produsCatod

An

od

Foton g

Figura 3.29. Contorul Geiger-Müller

Page 201: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 201

cristalele scintilatoare r spund la radia ie cu un impuls de lumin propor ional cu energia particulei absorbit de cristal. Pulsul de lumin este amplificat într-un tub fotomultiplicator, dup analiz rezultând spectrul energetic al radia iei incidente, spectru care permite identificarea tipului de material radioactiv. senzorii cu semiconductori convertesc particulele so-site în zona unei jonc iuni PN direct într-un semnal electric. Elementul sensibil este realizat din germaniu, siliciu, iodur de mercur, cadmiu-zinc-telur etc. Cea mai bun rezolu ie o are detectorul cu germaniu, dar necesitatea r cirii jonc iunii cu azot lichid îl face im-propriu pentru aparate portabile. În ultimii ani au fost create detectoare cu semiconductori de înalt impe-dan apte s lucreze la temperatura camerei, p s-trând îns aceia i sensibilitate ca senzorul cu detec-torul cu germaniu.

Detectoarele de radia ii sunt clasificate în dou mari categorii: aparate pentru m surarea ratei de expunere idozimetre.

Rata expunerii arat viteza de acumulare a dozei, fiind m surat în R/h sau mR/h; indica ia este asem n -toare cu vitezometrul unui autovehicul: ambele m sur to-ri sunt relative la timp.

Dozimetrele indic valoarea expunerii totale la ra-dia ii sau, cu alte cuvinte, a dozei acumulate. Valoarea dozei rezult fie din integrarea ratei dozei, fie din folo-

Page 202: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

202 _________________________ Admiterea i controlul accesului

sirea altor senzori: electrometre1 sau ecusoane cu film fotografic2. Aspectul detectoarelor de radia ii este foarte divers, în figura 3.30. fiind prezentate stilodozimetre icontoare Geiger-Muller.

Figura 3.30. Detectoare de radia ii

1 Electrometrul este un aparat electrostatic care m soar doza de radia ii func ie de pozi ia unui electrod care se deplaseaz datoritdesc rc rii produse de ionizare.

2 Filmul fotografic reac ioneaz la radia ii asem n tor cu lumina; doza absorbit este determinat prin m surarea transparen ei fil-mului dup developarea acestuia.

Page 203: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 203

Capitolul 5. DETECTAREA I STINGEREA INCEN-DIILOR

5.1. Cerin e opera ionale

Administrarea patrimoniului trebuie realizat inând cont i de responsabilit ile rezultate din protejarea iconservarea cl dirilor, obiectelor de valoare, persoanelor etc. Este necesar o grij permanent pentru a minimiza efectele adverse produse de clim , poluare, insecte, efrac ii, acte de vandalism sau de incendii.

Datorit vitezei i for ei distructive a focului, incen-diul constituie una din cele mai serioase amenin ri. Bu-nurile vandalizate sau distruse de intemperii mai pot fi reperate dar obiectele distruse de incendiu sunt pierdute pe veci.

Stingerea unui incendiu presupune identificarea co-rect a cauzelor care l-au declan at, avertizarea persoa-nelor aflate în zon i a echipelor de interven ie, urmate de ac iunile propriu-zise de limitare ale sinistrului. Ade-sea, acestea sunt func iunile îndeplinite de un sistem de detectare, alarmare i stingere a incendiilor.

Înainte de a prezenta sistemele automate de detec-tare i stingere a incendiilor, este benefic cunoa terea efectelor care conduc la dezvoltarea i comportamentul incendiului.

Arderea este o reac ie chimic , înso it de degajare de gaze, c ldur i, câteodat , lumin , în care un mate-rial, denumit carburant, reac ioneaz cu oxigenul din at-

Page 204: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

204 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

mosfer , denumit comburant, într-un proces de combus-tie.

Bunurile care trebuie protejate sunt, de foarte multe ori, combustibile. O list exhaustiv a acestora este greu de realizat dar sunt amintite câteva din aceste materiale: unele materiale de construc ie, toc ria, tapetul, podeaua, izola iile instala iilor electrice, mobilierul, c r ile, supor iimagnetici de date, unele substan e chimice .a. În prin-cipiu, orice material care con ine lemn, materiale plastice, hârtie, es turi sau lichide combustibile este un carburant poten ial. De asemenea, i alte materiale con in surse poten iale de incendiu, incluzând aici obiectele, ac iunile sau procesele care degajeaz c ldur : instala iile electrice, sistemele de înc lzire clasice sau de climati-zare, obiectele electrocasnice etc.

Toate acestea reprezint o serie de surse acciden-tale de combustibili pentru incendii. Îns , din p cate,incendierea voluntar este una din cele mai vechi acti-vit i umane, fiind obligatorie luarea în considerare a acestei cauze la planificarea activit ilor de protec ie îm-potriva incendiilor.

Incendiul poate fi declan at când o surs de aprin-dere (o scânteie, un obiect fierbinte etc.) intr în contact cu un combustibil. Ca urmare a acestui contact, un incen-diu accidental tipic începe lent, procesul durând de la câteva minute la câteva ore func ie de tipul i aranjamen-tul carburantului, cantitatea disponibil de oxigen. În aceast perioad cantitatea de c ldur cre te lent, toto-dat producându-se i cantit i reduse de fum; mirosul

Page 205: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 205

caracteristic de fum este prima indica ie a incendiului în curs de dezvoltare.

Pentru limitarea pierderilor este esen ial ca incendiul s fie detectat în aceast faz de c tre sistemele de de-tec ie sau de persoanele aflate întâmpl tor în zon ,detec ie urmat , bineîn eles, de interven ia echipelor spe-cializate în controlul incendiilor.

La finalul fazei incipiente, c ldura generat este s-ficient de mare astfel încât începe incendiul cu flac rdeschis , vizibil . Dup apari ia fl c rilor, incendiul se schimb dintr-o situa ie relativ minor , într-un eveniment grav, cu o cre tere rapid a fl c rilor i temperaturii.

Temperatura la nivelul tavanului poate dep i 1000¯C,producându-se i arderea materialelor care, aparent, nu sunt inflamabile. În acest moment, înc perea este distru-s complet, supravie uirea eventualelor persoane fiind deja imposibil ; fumul este degajat în cantit i foarte mari (câteva sute de metri cubi pe minut) îngreunând eventua-lele m suri de salvare.

Dac imobilul este ignifugat, c ldura i fl c rile vor consuma tot combustibilul i incendiul se va stinge de la sine. Dac pere ii sau plafoanele nu sunt corect proiec-tate împotriva incendiilor, focul se poate împr tia i la înc perile sau cl dirile vecine. Dac incendiul este în continuare necontrolat, efectul final const în distrugerea total a cl dirii i a obiectelor din interiorul s u.

În concluzie, combaterea cu succes a incendiului este dependent de stingerea sa înainte sau imediat du-p începerea combustiei cu flac r deschis . În aceastperioad , o persoan preg tit , dotat cu un simplu stin-

Page 206: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

206 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

g tor, este capabil s neutralizeze pericolul. F r un r spuns prompt, focul cre te rapid iar posibilit ile proprii de limitare a incendiului sunt dep ite. Ca urmare, este esen ial ca orice institu ie s aib , ca rezerv , cel pu in dou solu ii: anun area rapid a pompierilor i instalarea unui sistem automat de detectare i stingere a incen-diilor.

Pentru a minimiza riscul de incendiu precum i im-pactul s u asupra patrimoniului, orice institu ie publicsau privat trebuie s - i dezvolte i implementeze un plan de protec ie contra incendiilor. Planul trebuie s cu-prind elemente de prevenire, îmbun t iri necesare pen-tru unele construc ii vechi, metode de detectare a in-cendiilor, personalul care ac ioneaz în caz de eveni-mente, precum i m surile efective pentru stingerea unui incendiu. Pentru managementul situa iilor de criz este important s se ating obiectivele de protec ie ale pla-nului. De acea, chestiunea de baz de care trebuie sin cont planul respectiv este: „cât de mare poate fi in-

cendiul i ce pagube sunt suportabile”; func ie de aceste informa ii, se pot stabili ideile principale ale planului.

Aspectele principale ale protec iei împotriva incen-diilor constau în detectarea oportun a incendiilor în faza incipient , avertizarea persoanelor existente în cl dire ia echipelor specializate pentru combaterea sinistrului.

Func ie de scenariul anticipat, tipul de cl dire i des-tina ia sa, num rul i felul ocupan ilor i a elementelor critice existente, sistemele antiincendiu pot avea mai multe func iuni de baz . Un prim element const în de-tectarea unui incendiu incipient prin metode automate

Page 207: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 207

sau manuale. A doua func iune const în avertizarea ocupan ilor cl dirii de existen a unui incendiu în curs de desf urare i evacuarea sigur a acestora. Al treilea element obligatoriu presupune trimiterea unui semnal de alarm c tre pompieri sau alt organiza ie cu atribu iuni de stingere a incendiilor. Sistemele antiincendiu mai pot avea i alte func iuni, cum ar fi: întreruperea energiei electrice i a gazelor, întreruperea unor procese indus-triale sau ini ierea sistemelor automate de stingere a incendiilor.

5.2. Solu ii tehnologice

Cel mai vechi i folosit dispozitiv de detec ie este, totu i, omul. O persoan este capabil s sesizeze multi-plele aspecte ale unui incendiu: c ldura, fl c rile des-chise, fumul sau mirosurile specifice. Din acest motiv, orice sistem de avertizare, pe lâng sistemele automate are i câteva intr ri de alarm manuale care sunt declan-ate de persoanele care descoper un incendiu. Îns ,

aceast procedur nu este întotdeauna suficient deoa-rece poate s nu fie prezent nimeni în zona unde s-a produs un incendiu sau nu exist posibilit ile ca aceasta s semnalizeze evenimentul. Din acest motiv au fost dezvoltate o serie de detectoare automate de incendiu.

Senzorii automa i monitorizeaz una sau mai multe caracteristici ale incendiului: detectoare termice care m -soar c ldura, detectoare de fum care sesizeazprezen a aerosolilor specifici, detectoare de flac r care m soar optic prezen a focului deschis, detectoare de

Page 208: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

208 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

gaze care sesizeaz prezen a produ ilor rezulta i din ardere etc.

Selectarea corect acestor senzori, f cut func ie de caracteristicile construc iei i a materialelor existente, poate asigura un sistem de înalt eficien i func io-nalitate.

5.2.1. Detectarea manual a incendiilor

Detectarea manual a incendiilor este cea mai ve-che form de sesizare a sinistrului. În forma cea mai sim-pl , o persoan poate avertiza, în mod oportun, declan-area unui incendiu prin intermediul unor sta ii de alarm

manuale. În principiu, aceste dispozitive se instaleaz în zone unde prezen a unor persoane are probabilitate maxim : culoare i u i de acces, înc peri mari, camere unde exist personal permanent de serviciu etc.

Dispozitivele sunt extrem de simple (figura 4.1.), de regul fiind formate dintr-un comutator. Ele au o eficienmaxim în situa ia în care cl direa este locuit perma-nent; în caz contrar, un incendiu produs în afara orelor de program, nu poate fi detectat decât de senzorii automa i.Pentru preîntâmpinarea declan rii unor alarme false, butoanele sunt fie închise într-o cutie, fie sunt ac ionate cu o cheie sau cartel special .

Page 209: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 209

Figura 4.1. Dispozitive pentru semnalarea manual a incendiilor

5.2.2. Detectoare termice

Aceste detectoare au fost folosite începând cu anii 1800, multe dintre ele fiind în produc ie i ast zi. Ele detecteaz fie cre terea temperaturii în afara unui dome-niu determinat (de regul 57°-74°C), fie prin m surarea vitezei anormale de cre tere a temperaturii într-o perioa-d scurt de timp.

Un alt tip de astfel de senzor const într-o pereche de cabluri izolate care, dac sunt expuse la temperaturi mari, fac scurtcircuit datorit topirii izola iei.

Avantajele acestor senzori sunt date de fiabilitatea lor ridicat , pre ul redus i simplitatea între inerii. Aceste detectoare nu se folosesc dac se inten ioneaz identi-ficarea unui incendiu în faz incipient sau dac tempe-raturile normale în zona supravegheat dep esc valorile standard dintr-o înc pere.

5.2.3. Detectoare de fum

A a cum indic i numele, aceste detectoare sesi-zeaz un incendiu func ie de fumul generat în faza incipi-ent . Exist dou variante principiale de senzori: cu ioni-zare sau fotoelectric.

Unul dintre tipurile de detector de fum fotoelectric este detectorul cu obturarea luminii. Acesta este format dintr-o sursa de lumin i un dispozitiv fotosensibil, cum

Page 210: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

210 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

ar fi o fotodiod (figura 4.2.a). Semnalul de ie ire al ele-mentului fotosensibil este afectat de particulele de fum care blocheaz par ial fascicolul (figura 4.2.b). Schim-barea acestui semnal este sesizata de circuitul electronic al detectorului i, dac se dep e te un anumit prag, se genereaz un semnal de alarm . Detectoarele cu obtu-rare sunt de obicei de tip cu fascicul proiectat, la care intensitatea sursei de lumina determin aria de protejat.

Surs lumin(LED)

Surs lumin(LED)

Fotodiod Fotodiod

a b

Figura 4.2. Detector fotoelectric de incendiu cu obturarea luminii

Exist i detectoare de fum fotoelectrice de tip foca-lizat care opereaz pe principiul luminii difuzate. O diodLED lumineaz o arie care nu este v zut de elementul fotosensibil, de obicei este o fotodiod (figura 4.3.a). La p trunderea particulelor în calea luminii, aceasta este re-flectat c tre elementul fotosensibil (figura 4.3.b), acti-vând detectorul.

ba

Figura 4.3. Detector fotoelectric de incendiu cu obturarea luminii

Detectorul cu camer de ionizare const în doupl ci înc rcate electric i o surs radioactiv (Americiu 241) necesar pentru ionizarea aerului dintre pl ci (figura 4.4.a). Sursa radioactiv emite particule care intr în coli-

Page 211: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 211

ziune cu moleculele de aer dislocându-le electronii. O parte din moleculele de aer devin ioni pozitivi prin pier-derea electronilor; o alt parte a moleculelor prime teelectroni devenind ioni negativi. Se creeaz astfel un nu-m r egal de ioni pozitivi i negativi. Ionii pozitivi sunt atra i de placa negativ , iar cei negativi de placa pozitiv(figura 4.4.b). Acest fenomen genereaz un curent de ionizare, care poate fi m surat prin circuitul electronic conectat la cele dou pl ci.

+

+

+

+

–+

+

– +

+

+ +

– – a b c

Figura 4.4. Detector de fum cu camer de ionizare

Particulele rezultate din combustie sunt mult mai mari decât moleculele de aer ionizate. La intrarea parti-culelor de combustie în camera de ionizare, acestea vor intra în coliziune cu moleculele de aer ionizate i se vor combina cu acestea (figura 4.4.c). Unele particule astfel rezultate vor fi pozitive, iar altele vor fi negative. Aceste particule relativ mari continu s se combine cu al i ioni, devin centre de recombinare i totalul particulelor ioni-zate din camer se reduce. Reducerea num rului de par-ticule ionizate conduce la sc derea curentului de ionizare mai sus men ionat, care este permanent monitorizat. La sc derea acestui curent sub o valoare predeterminat , se

Page 212: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

212 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

dep e te un prag dincolo de care este stabilit condi ia de alarm .

Schimb rile în presiunea i umiditatea atmosfericpot afecta curentul de ionizare i pot crea un efect similar aceluia de p trundere a particulelor de combustie. Pentru compensarea efectelor nedorite generate de schimb rile de presiune i umiditate, a ap rut camera de ionizare dual , care ast zi se folose te pe scar larg pentru detectoarele de fum.

Un detector cu camera dual folose te dou camere de ionizare. Una dintre ele este camera de detec ie care este deschis c tre aerul din exterior (figura 4.5.a). Ca-mera de detec ie este afectat de macroparticule, de pre-siunea i umiditatea atmosferic . Cea de-a doua camerserve te ca referin i este par ial închis fa de aerul din exterior. Ea este afectat numai de presiunea i umi-ditatea atmosferic , întrucât deschiderile mici prin care p trunde aerul nu permit intrarea macroparticulelor cum ar fi particulele de fum. Circuitul electronic monitorizeazambele camere i compar semnalele.

Schimb rile de presiune sau umiditate ale atmos-ferei afecteaz în mod identic semnalele de ie ire ale ambelor camere de ionizare care în acest fel se anuleazreciproc. La intrarea particulelor de fum în camera de de-tec ie scade curentul de ionizare al acesteia comparativ cu curentul din camera de referin care r mâne nemo-dificat. Diferen a de curent rezultat este detectat de circuitul electronic (figura 4.5.b).

Page 213: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 213

Camer de referin

Camer de detec ie –

a b

+

–+

+

+

–+–

Figura 4.5. Detector de incendiu cu camer de ionizare dual

Exist totu i o serie de probleme care pot afecta detectoarele cu camer dual de ionizare: praful, umidi-tatea excesiv (condensul), curen ii de aer semnificativi, mici insecte care pot fi citite ca particule de combustie de c tre circuitul electronic al detectorului. Cu cât detectorul este calibrat mai sensibil, cu atât mai mult aceste proble-me pot afecta performan ele detectorului, generând alar-me false.

Caracteristicile detectoarelor cu ionizare le fac mai potrivite pentru detec ia focului cu flac r (uzual provenit din materiale foarte inflamabile) caracterizat de particule de combustie în plaja 0.01÷0.03 microni.

Detectoarele fotoelectrice, pe de alta parte, sunt mai potrivite pentru detec ia focului cu ardere mocnit (uzual provenit din hârtie, materiale textile etc.) caracterizat de particule de combustie în plaja 0.3÷10.00 microni. Totu i,ambele tipuri de detector pot sesiza cele dou tipuri de foc, dar timpul de r spuns va fi variabil, în func ie de tipul de foc.

Deoarece cl dirile protejate con in o mare varietate de combustibili, este dificil de prev zut care tip de ma-croparticule vor ap rea în eventualitatea unui incendiu.

Page 214: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

214 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

De asemenea, lucrurile se complic i inând cont de fap-tul ca pentru acela i combustibil, diferite surse de aprin-dere pot avea efecte diferite. De exemplu, o igar aprin-s aruncat pe o canapea sau pe un pat va produce, de obicei, un foc cu ardere mocnit . Totu i, dac igara cade mai întâi pe un ziar aruncat pe canapea sau pat, focul rezultat va fi caracterizat mai mult de fl c ri decât de ardere mocnit .

Aspectul unor detectoare de fum este prezentat în figura 4.6.

Figura 4.6. Detectoare de fum

Page 215: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 215

5.2.4. Detectoare de flac r

Aceste detectoare opereaz într-o gam de frecven-e, de la infraro u la ultraviolet (400÷770 nm), frecven e

caracteristice unui incendiu cu foc deschis. Aceste detectoare sunt foarte sigure în func ionare

în medii dificile de lucru, acolo unde al i senzori pot fi cauza declan rii unor alarme false numeroase.

Un dezavantaj al acestor detectoare este pre ul ridi-cat i între inerea laborioas . Spre deosebire de detec-toarele de fum sau termice, pentru a sesiza incendiul, acestea trebuie s priveasc direct spre sursa de foc.

Câteva detectoare de flac r sunt prezentate în figura 4.7.

Figura 4.7. Detectoare de flac r deschis

Page 216: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

216 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

5.2.5. Alte tipuri de detectoare

Cu excep ia celor trei tipuri de senzori prezentate anterior, mai exist alte numeroase tipuri de detectoare sau variante ale principiilor de func ionare.

Astfel, se pot aminti camerele de termoviziune, folo-site în medii industriale pentru detec ia la distan a tem-peraturilor ridicate produse de un incendiu, detectoarele de fum cu camer cu cea (eliminându-se sursa radio-activ de Americiu 251) sau detectoarele de gaze rezul-tate ale procesului de combustie sau care pot provoca un incendiu.

Astfel, exist detectoare de gaze care func ioneazpe principii asem n toare cu cele prezentate la para-graful 4.5.3, Detectoare de substan e chimice, care sesi-zeaz prezen a în atmosfer a bioxidului de carbon, a gazelor naturale, butanului, vaporilor de diverse produse petroliere, acidului clorhidric (rezultat în urma arderii izo-la iei din policlorur de vinil a cablurilor electrice) etc.

Unele detectoare sunt portabile, altele sunt fixe, interfa ate cu sistemul de detec ie al incendiilor; aspectul acestora este prezentat în figura 4.8.

Page 217: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 217

Figura 4.8. Detectoare de gaze

5.2.6. Stingerea incendiilor

Întocmai ca la detectarea incendiilor, stingerea lor este asigurat , în principal, de persoane special preg titeîn acest scop. Totu i, sistemele automate de stingere a incendiilor, proiectate, instalate i între inute corespunz -tor, pot asigura o protec ie crescut împotriva incendiilor.

Pentru majoritatea incendiilor, apa reprezint agen-tul de stingere ideal. Sprinkler-ele stropesc cu ap fla-c ra i sursa de c ldur , având ca efect r cirea procesu-lui de combustie i prevenirea aprinderii unor combustibili adiacen i.

Eficien a maxim a sprinkler-elor este atins dacacestea sunt declan ate în faza ini ial a incendiului. În cele mai multe cazuri, sprinkler-ele trebuie s intre în func iune în câteva minute de la detectarea incendiului.

Printre avantajele poten iale ale sprinkler-elor auto-mate, se pot enumera:

Page 218: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

218 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

¶ identificarea i controlul rapid al unui incendiu în curs de dezvoltare, în orice moment, inclusiv în perioadele în care în cl direa protejat nu se g se tepersonal specializat;

¶ alarmare imediat , în conjunc ie cu sistemul de protec ie antiincendiu;

¶ reducerea pierderilor provocate de c ldur ifum datorit interven iei în faza incipient ;

¶ simplificarea proiect rii cl dirii, întrucât traseele de evacuare sau barierele împotriva focului ori fumului devin mai pu in restrictive în condi iile în care incen-diul este controlat în faza incipient ;

¶ cre terea siguran ei, fiind posibil reducerea sau chiar eliminarea interven iei echipelor specializate de interven ie.

Sistemul de stingere automat este format, în prin-cipiu, dintr-o surs sigur de ap care alimenteaz , prin-tr-o re ea de conducte dispozitivele de împr tiere ale apei, sprinkler-ele.

Activarea stropirii cu ap se poate face în mai multe moduri: fie sistemul de detec ie al incendiilor controleazo electrovalv care permite curgerea apei de la sursc tre sprinklere, fie chiar sprinkler-ele sunt dotate cu mecanism cu bimetal care permite trecerea apei dactemperatura dep e te 57°÷107°C.

Pentru instalarea sistemului de conducte i a dispo-zitivelor de stropire, trebuie inut cont de locurile de dispunere a sprinkler-elor. În general, acestea pot asi-gura controlul unui incendiu incipient pe o suprafa de 15÷20 m2; dac incendiul este îns provocat sau alimen-

Page 219: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 219

tat de substan e foarte inflamabile, densitatea sprin-kler-elor trebuie s creasc în mod corespunz tor.

Pentru func ionarea optim a sprinkler-elor, o impor-tan deosebit o are sursa de alimentare cu ap . În ma-rile aglomer ri urbane aceasta poate fi o problem dificilastfel c , în continuare, sunt enumerate cerin ele impuse aliment rii cu ap a sprinkler-elor:

¶ sursa de ap trebuie s fie disponibil tot timpul;

¶ apa trebuie s aib o presiune i un debit corespunz tor necesit ilor sprinkler-elor;

¶ sursa de ap trebuie s aib volumul necesar pentru a asigura cantitatea necesar pe durata estimat a func ion rii dispozitivelor.

Exist multe variante principiale i constructive de sprinklere, alegerea lor fiind dictat de valoarea patrimo-niului care trebuie protejat.

Astfel, exist sprinklere rapide, care intr în ac iune în câteva secunde de la declan area unui incendiu, dis-pozitive on-off, care împr tie apa numai dac sunt în-deplinite condi iile stricte de declan are, aceasta mini-mizând distrugerea bunurilor de c tre ap sau sprinklere cu cea .

Acest sistem, recent creat, asigur împr tierea unor particule foarte fine de ap , ca un fel de cea ,având ca rezultat o serie de avantaje importante:

¶ cantitatea de ap necesar scade cu 10÷25%;

¶ stingerea incendiului este mai eficient ,producându-se mai degrab o în bu ire a acestuia;

Page 220: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

220 _______________________ Detectarea i stingerea incendiilor

¶ distrugerea de c tre ap a bunurilor este mult redus .

Dezavantajele dispozitivelor cu cea sunt dictate de pre ul mai mare, precum i de instalarea mai dificil da-torit presiunii foarte ridicate care trebuie s existe în conductele de alimentare (100÷1000 psi).

În afar de aceste sprinklere umede, clasice sau cu cea , au fost dezvoltate o serie de sisteme de stingere a incendiilor pe baz de gaze ignifuge.

Aceste sisteme sunt formate dintr-un rezervor cu gaz sub presiune (Halon 1301, azot, bioxid de carbon etc.), o re ea de conducte i o serie de guri de evacuare.

Sistemele cu gaz sunt utilizabile în locuri unde folo-sirea apei este interzis (muzee ale c ror exponate pot fi afectate de umiditate, centrale electrice i telefonice, unele uzine chimice etc.) sau dificil (zone cu temperaturi negative extreme), extinderea lor fiind limitat de pre ul foarte ridicat, de poluarea provocat de unele gaze de stingere, precum i de instalarea i între inerea dificil .

Page 221: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 221

Capitolul 6. SUPRAVEGHEREA OBIECTIVELOR MOBILE

6.1. Cerin e opera ionale

În foarte situa ii este necesar supravegherea unor obiective mobile, atât din punctul de vedere al înc rc tu-rii unor autovehicule, cât i în ceea ce prive te suprave-gherea propriu-zis a autovehiculului.

Procedurile clasice presupun realizarea unei escorte care trebuie s urm reasc îndeaproape autovehiculul supravegheat, escorta având un rol multiplu: de paz , de protec ie i de observare.

Supravegherea electronic nu va putea elimina com-plet procedurile clasice dar, prin avantajele oferite, poate c p ta o importan deosebit .

Astfel, determinarea în timp real a pozi iei unui auto-vehicul, este o solu ie optim în cazul în care se inten-ioneaz folosirea echipamentului de urm rire ca un sis-

tem de afi are a pozi iei vehiculelor proprii sau chiar ca sistem antifurt. De asemenea, dispozitivul poate avea fa-cilit i suplimentare, în sensul transmiterii i recep ion riiunor mesaje, inclusiv de alarmare, controlul de la distan-

al func ion rii autovehiculului, cu posibilitatea bloc riifunc ion rii motorului, a echipamentelor electrice din ve-hicul sau a afi rii la distan a parametrilor vehiculului.

Gabaritul dispozitivului poate fi mic orat la dimen-siuni suficient de mici, astfel încât el s poat fi montat pe autovehicul, f r ca ocupan ii acestuia s tie c sunt supraveghea i, lucru extrem de util în anumite aplica ii.

Page 222: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

222 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Un ultim i important avantaj este pre ul. Chiar dacsunt folosite tehnici i dispozitive ultramoderne, costul total este o frac iune infim din costul necesitat de proce-durile clasice.

Pe scurt, sistemul se bazeaz pe urm toarele con-cepte: GPS (Global Position System – sistemul de pozi-ionare global ), GSM (Global Systems for Mobile – tele-

fonia mobil ) i GIS (Geografic Information Systems – bazele de date geografice).

Toate aceste sisteme, extrem de complexe, ar nece-sita pentru o descriere complet , o cantitate foarte mare de informa ii. În paragrafele urm toare, vor fi explicate sumar numai principiile generale de lucru ale celor trei „G”, precum i datele necesare pentru în elegerea mo-dului de reunire într-un sistem de sine st t tor, pentru supravegherea obiectivelor mobile.

6.2. Sistemul de pozi ionare global GPS

Sistemul GPS–NAVSTAR (Global Positioning Sys-tem–Navigation Satellite Timing and Ranging) este înfiin-at i controlat de Departamentul ap r rii al Statelor Uni-

te. Cu toate c în lume exist milioane de utilizatori civili, sistemul a fost destinat utiliz rii i oper rii de c tre armata SUA.

Concep ia sistemului GPS a fost elaborat în circa 20 de ani, de la începutul anilor ’60, pân în 1979. Sis-temul a fost realizat sub conducerea i coordonarea Co-mandamentului Înzestr rii al For elor Aeriene al Statelor Unite, prin Comandamentul întrunit al programelor GPS. Actualmente, în compunerea acestui comandament intr

Page 223: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 223

reprezentan ii for elor militare aeriene, maritime, terestre, infanteria marin , Direc ia cartografic , Paza de coast(toate din SUA), precum i rilor NATO i Australia.

Lucr rile la sistem au început dup ce posibilit ile lui au fost demonstrate de lansarea primilor sateli i (mo-delul Block 1), realizarea primelor sta ii de control la sol i a receptoarelor GPS.

La realizarea sistemului au participat, în principal, trei firme:

Rocwell International, care în 1974 a ob inut prin con-curs contractul de elaborare i fabricare a sateli ilor (în variantele Block 1, Block 2 i Block 2A, iar din 1989 i firma General Electric a ob inut licen a de producere a sateli ilor Block 2R;General Dynamics, pentru complexele de comand icontrol de la sol, în colaborare cu IBM; Magnavox (sucursal a concernului General Dyna-mics) care a ob inut licen a de elaborare i fabricare a aparaturii utilizatorilor GPS.

În decembrie 1978 erau instala i pe orbit patru sateli i Block 1, fapt ce a permis efectuarea primelor m -sur tori ale pozi iei i vitezei utilizatorului; receptoarele GPS au ap rut în 1977 când, pentru experiment ri, lipsa unor sateli i a fost suplinit prin simul ri cu sta ii terestre.

Începând cu 1985, s-a trecut la fabricarea în serie a echipamentului i la lansarea pe orbit a sateli ilor mo-derniza i de tip Block 2. În plus, sateli ii au fost înzestra ii cu aparatur pentru detectarea exploziilor nucleare.

În prezent, sistemul este format din 27 sateli i (figura 5.1.) i receptoarele GPS ale utilizatorilor. Sateli ii sunt

Page 224: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

224 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

dispu i pe ase orbite (figura 5.2.), alese astfel încât în orice moment, pe orice punct de pe suprafa a P mântului s existe vizibilitate direct la cel pu in cinci sateli i).

Sateli ii furnizeaz semnale codificate special care sunt prelucrate de receptoarele GPS pentru calcularea pozi iei tridimensionale, a vitezei i timpului.

Figura 5.1. Orbitele pentru cei 27 de sateli i opera ionali, la data de 29.09.1998 ora 00.00.00

Planuri orbitale

La

titu

din

e

80¯

160¯

120¯

40¯

320¯

280¯

240¯

200¯317¯ 17¯ 77¯ 137¯ 197¯ 257¯

A3a B2a

A1a

A4a

B1a

B4a

B3s C2a

C1a

C4a

C3a

D3a

D2s

D1a

D4a

E4a A2a

E1a

E3a

E2a

F1a

F2a

F3s

s=rezerva=activ

Figura 5.2. Reprezentarea simplificat a constela iei GPS

Orbitele sateli ilor repet acela i traseu, în timp ce P mântul se rote te sub ei, câte o dat în fiecare zi. Pentru aceasta este aleas o în l ime specific a orbitei, astfel încât întreaga constela ie se reg se te exact asu-

Page 225: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 225

pra aceluia i punct terestru ziua urm toare (mai exact, cu o întârziere de patru minute pe zi).

Cele ase planuri orbitale, în care se afl câte patru

sateli i, sunt egal distan ate la 60¯ i sunt înclinate la

circa 55¯ fa de planul ecuatorial. Pentru calcularea pozi iei i timpului receptorului

sunt necesare semnale de la patru sateli i GPS (figura 5.3.). Sateli ii GPS au aspectul din figura 5.4.

Sistemul de pozi ionare global GPS Determinarea pozi iei receptorului în trei dimensi-uni (XYZ) i a timpului (T) este f cut prin prelu-crarea codurilor primite de la minim patru sateli i

XYZT

Figura 5.3. Informa iile determinate de sistemul GPS

Figura 5.4. Satelitul GPS

Page 226: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

226 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Controlul sistemului GPS este efectuat de cinci sta iiterestre, conform figurii 5.5.

Sta ie monitorizare Diego Garcia

Sta ie monitori-zare Hawaii

Sta

ie m

onito

-riz

are

Insu

lele

A

scen

sio

n

Sta ie monitorizare Kwajalein

Sta ie control Falcon AFB Colorado Springs

Figura 5.5. Sta iile terestre de control ale sistemului GPS

Sta ia principal de control este localizat la Falcon Air Force Base (actualmente Schriever AFB) în Colorado.

Sta iile de monitorizare m soar parametrii semna-lelor de la sateli i, fiecare semnal încorporând modele or-bitale pentru fiecare satelit. Modelele calculeaz datele orbitale precise (denumite efemeride) i corec iile de timp pentru fiecare satelit. Sta ia principal transmite aceste date c tre sateli i care, la rândul lor transmit subseturi ale efemeridelor c tre receptoarele terestre prin interme-diul unor leg turi radio.

Segmentul utilizatorilor GPS este format din organi-za iile militare sau civile care trebuie s determine cât mai exact pozi ia geografic sau timpul astronomic. Func iunile principale ale sistemului GPS sunt:

naviga ia în trei dimensiuni; facilitatea este folosit de avioane, nave, vehicule sau chiar de persoanele care transport un receptor GPS;

Page 227: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 227

pozi ionarea precis , cu eroare sub 1m, folosind doureceptoare GPS, unul din ele fiind plasat într-o pozi ie cunoscut ; facilitatea cunoscut sub numele de DGPS (Differential GPS) este folosit pentru geode-zie, supraveghere, studiul tectonicii pl cilor etc.; ceasurile atomice de la bordul sateli ilor permit folo-sirea receptoarelor GPS ca etaloane de timp i frec-ven de c tre observatoarele astronomice, sistemele de telecomunica ii etc.

Sistemul GPS asigur dou servicii: serviciul de po-zi ionare precis (PPS – Precise Positioning System) iserviciul de pozi ionare standard (SPS – Standard Posi-tioning System).

PPS este folosit numai de utilizatori autoriza i (for e-le armate ale SUA i alia ilor ei, unele agen ii guverna-mentale americane i persoanele civile de pe o listaprobat de guvernul SUA), terminalele fiind echipate cu dispozitive criptografice speciale. Precizia estimat asi-gurat de PPS este de 27m în plan orizontal, 27.7m în plan vertical i 200ns în determinarea timpului.

SPS poate fi utilizat de oricine, f r nici un fel de obliga ie sau restric ie. Rezolu ia SPS este degradat in-ten ionat pentru a limita folosirea sistemului GPS în sco-puri strict civile. Astfel, performan ele garantate de SPS sunt: 100m în plan orizontal, 156m în plan vertical i340ns în timp.

Începând cu data de 2 mai 2000, serviciul SPS nu mai este denaturat, performan ele SPS tinzând spre cele ale PPS.

Page 228: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

228 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Comunica ia radio între sateli i i receptoare este f cut pe dou canale: L1 (1575.42MHz, folosit ca pur-t toare pentru mesajele de naviga ie i semnalele de cod SPS) i L2 (1227.60MHz, serve te pentru compensarea erorilor produse de propagarea prin ionosfer ; este folosit numai de receptoarele PPS).

Pentru modularea celor dou purt toare sunt folosite trei coduri binare:

codul C/A (Coarse Acquisition – achizi ie cu rezolu ie joas ) moduleaz L1. Codul C/A const într-un cod generator de zgomot pseudoaleator (PRN – PseudoRandom Noise) i este unic pentru fiecare satelit. Codul C/A se repet de 1000 de ori pe secund .codul P (precis) moduleaz ambele purt toare. Este tot un cod PRN dar se repet dup apte zile, f cândimposibil decriptarea sa în timp real. codul Y este folosit în modul AS (anti-spoofing) ieste un cod criptografic care necesit existen a unui modul criptografic special pentru fiecare receptor. Codurile P(Y) sunt folosite de receptoarele PPS.

Schema func ional a semnalelor GPS (cu excep ia codului Y care este clasificat de autorit ile SUA) este prezentat în figura 5.6.

Informa ia de naviga ie moduleaz semnalul L1-C/A. Acesta const într-un ir de bi i care descriu orbita sate-litului, corec iile de timp i al i parametri ai sistemului.

Mesajul este marcat de o serie de bi i care indictimpul de transmitere al fiec rei structuri (cadru) de date.

Page 229: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 229

Purt toare L1 (1575.42 MHz)

Cod C/A (1.023 MHz)

Date naviga ie (50 Hz)

Cod P (10.23 MHz)

Purt toare L2 (1227.6 MHz)

����������������������������������������

��������������������

Semnal L1

Mixer

Summodulo 2

Semnal L2

Figura 5.6. Semnalele GPS

Un cadru este format din 1500 de bi i împ r i i în cinci subcadre a câte 300 de bi i. Un cadru complet este emis la fiecare 30 de secunde. Un mesaj de naviga ie complet este format din 25 de cadre i este transmis cu o perioad de 12.6 minute. Structura unui cadru de date este prezentat în tabelul 5.1.

Tabelul 5.1

Subcadru Subcadru=300 bi i, 6 secunde

1 TLM TRS Corec ie timp satelit

2 TLM TRS Efemeride satelit (1)

3 TLM TRS Efemeride satelit (2)

26 pagini subcadre 4 i 5 = 12.6 minute

4 TLM TRSAlte date (UTC, ionosfer

…)

5 TLM TRSDate almanah pentru

sateli i

Cad

ru d

ate=

=

1500

bii

=

=3

0 s

ecu

nd

e

Un cuvânt=30bi i (24 bi i date+6 bi i paritate) TLM

TelemetrieAntet (8 bi i) Date Paritate

TRS Transmisie

Timp (17 bi i) Date Paritate

Page 230: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

230 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Ca exemplu al complexit ii i preciziei informa iilor vehiculate de sistemul GPS, în tabelul 5.2 sunt prezen-tate par ial informa iile despre sateli i care se pot ob ine din decodificarea subcadrelor 2÷5; în tabel este folositnota ia tiin ific , „E” desemnând exponentul lui 10.

Tabelul 5.2. Num r cod PRN

2 7 12 15 24 27

Efemerid 224 5 52 16 179 158

Axa semimajor[m]

2.65603E+07 2.656E+07 2.65577E+07 2.65598E+07 2.65599E+07 2.65602E+07

C(ic) [rad] 1.88127E-07

1.91852E-07

-2.10479E-07

-8.0093E-08 -1.0244E-07 2.66358E-

07

C(is) [rad] -1.0058E-07

-1.08033E-07

9.12696E-08 1.86265E-

09 -1.2293E-07

1.73226E-07

C(rc) [m] 321.656 300.719 246.875 171.938 168.656 160.781

C(rs) [m] 87.6875 -94.0938 112.5 -56.0312 -63.3125 63.2188

C(uc) [rad] 4.36418E-06

-4.81494E-06

5.89341E-06 -2.8796E-06 -3.4868E-06 3.40119E-

06

C(us) [rad] 2.70829E-06

4.06802E-06

9.87016E-06 1.09263E-

05 1.1526E-05

1.08313E-05

Excentricitate 0.0139305 0.00693839 0.0154782 0.00671411 0.00623617 0.0112431

Vitezunghiularînclina ie

4.11089E-10 -1.53578E-

102.91441E-10

1.63578E-10

1.05004E-10

-7.3931E-11

Unghiul înclina ie [rad]

0.950462 0.964094 1.08541 0.971519 0.976756 0.945988

Perigeu [rad] -2.56865 -2.56914 -0.0994882 1.74644 -2.06498 2.57836

Timp referin [s]

240704 247904 255600 244800 252000 252000

S pt mân 797 797 797 797 797 797

Precizie estimat

32 32 2.8 4 32 32

Corec ie L1 L2

9.31323E-10 1.39698E-

092.79397E-09 2.79397E-09 6.0536E-09 1.39698E-09

Schema bloc simplificat a unui receptor SPS este prezentat în figura 5.7.

Page 231: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 231

Preamplificator Mixer VHF

Anten fazat

Mixer

Dem

odul

ator

C

ontr

ol c

od

Mesaj naviga ie

M surare cod C/A

M surare timp

Corelare bi iBi i paritate Decodificare date

Calcul pozi ie satelit

Corec ii domeniu

Calcul pozi ie, vitezi timp receptor

pozi ie viteztimp

Generator cod C/A

Ceas

Figura 5.7. Schema func ional a unui receptor GPS

Algoritmul matematic folosit pentru calculul pozi iei i timpului se bazeaz pe rezolvarea unui sistem de patru

ecua ii cu patru necunoscute (x,y,z i t), pe baza datelor decodificate din mesajul de la sateli i.

Sistemul are forma urm toare:

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )îîî

í

îîî

ì

ë

=-+-+-

=-+-+-

=-+-+-

=-+-+-

24

2u4s

2u4s

2u4s

23

2u3s

2u3s

2u3s

22

2u2s

2u2s

2u2s

21

2u1s

2u1s

2u1s

rzzyyxx

rzzyyxx

rzzyyxx

rzzyyxx

unde: xsi, ysi, zsi reprezint pozi ia satelitului i, i=1…4; xu, yu, zu sunt coordonatele utilizatorului; ri este distan a între utilizator i satelitul i calculat

pe baza rela iei:

r=r0+cÖTA+cÖ(Dtu+Dts),

unde: c este viteza luminii (299792458 m/s); TA reprezint întârzierea semnalului la trecerea

prin ionosfer , admis egal pentru to i sateli ii;este sursa principal de erori;

Page 232: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

232 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Dtu i Dts sunt abaterile timpului utilizatorului, res-pectiv satelitului fa de timpul GPS;

r0 este distan a între satelit i receptor i se cal-culeaz pe baza produsului dintre diferen a de timp între satelit i receptor i viteza luminii.

Coordonatele sateli ilor sunt cunoscute din efeme-ridele transmise în subcadrele 2 i 3. Rezolvarea siste-mului ofer coordonatele carteziene ale utilizatorului, tim-pul rezultând implicit din calculul corela iei codului C/A. Întrucât toate receptoarele GPS sunt dotate cu un microcontroler, utilizatorul poate selecta tipul de coordo-nate afi at (rectangulare sau, prin conversie, cele geo-grafice), unghiul fa de nordul geografic, chiar i efeme-ridele sateli ilor.

A a cum s-a ar tat, precizia determin rii distan ei pentru SPS (disponibil în România) este de 100m. Pentru aplica iile de supraveghere este necesar cre terea sem-nificativ a acesteia prin metode care sunt la îndemâna utilizatorilor.

În principal, exist dou procedee: sistemul GPS di-feren ial (pe scurt, DGPS) i sistemul de control al fazei purt toarei.

Sistemul DGPS asigur precizii de 1÷10m pentru serviciile SPS. Sistemul DGPS poate fi utilizat în timp real sau ulterior, ca o tehnic de postprocesare.

Elementul esen ial pentru DGPS este un receptor fix, plasat într-o pozi ie foarte bine cunoscut care î idetermin pozi ia cu erorile provocate de perturba iile ionosferice.

Page 233: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 233

Pentru aplica iile de timp real este necesar o leg -tur radio între receptorul GPS fix i cel mobil, astfel în-cât erorile produse de propagarea undelor s poat fi eli-minate din datele receptorului mobil conform cu erorile receptorului fix (figura 5.8). Rata de transmisie a erorilor coordonatelor i timpului este suficient în ritmul de doumesaje pe minut.

Distan a între cele dou receptoare nu trebuie sdep easc 100km pentru ca cele dou receptoare sfoloseasc datele de la aceia i sateli i.

Tehnica postproces rii presupune înregistrarea con-secutiv a pozi iilor receptorului mobil împreun cu un timp de referin . Ulterior, datele sunt corectate func ie de informa iile ob inute de la receptorul de referin .

Receptor fix

Receptor mobil

Leg tur date Dx,Dy,Dz

Figura 5.8. GPS diferen ial

Sistemul de control al fazei purt toarei asigur pre-cizii de 1÷10mm. Acest sistem este tot diferen ial, în sen-sul în care exist un receptor care stabile te referin a fa-zei purt toarei. Distan a între receptoare nu trebuie s

Page 234: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

234 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

dep easc 30km, astfel încât propagarea prin ionosfers se fac în condi ii similare.

M surarea bazat pe purt toare nu mai ofer infor-ma iile de timp, întrucât aceasta, chiar modulat cu codu-rile generatoare ale timpului C/A i P(Y), nu poart nici un fel de informa ie care s diferen ieze perioadele sem-nalelor între ele. Evalu rile utilizate de aceast tehnicpresupun m surarea diferen elor de faz între referin ireceptorul mobil cu o precizie de circa 1/20÷1/200 din lungimea de und a purt toarei. Principiul m sur riidiferen elor de faz este ilustrat în figura 5.9.

Ultima tehnic în domeniu, cinematica în timp real – RTK (Real Time Kinematic) permite determinarea pozi iei cu erori mai mici de 1cm.

Rec

epto

r m

obil

Rec

epto

r re

ferin

Momentul t0

Momentul t1

Rec

epto

r m

obil

Rec

epto

r re

ferin

Receptor referin

Receptor mobil

Momentul t0Momentul t1

Orbitsatelit

Pozi ia mobil = Pozi ia referin + diferen e x,y,z deduse din m surarea purt toarei

Figura 5.9. Principiul m sur rii diferen elor de faz

6.3. Telefonia mobil

Sistemul de telefonie mobil poate fi definit ca un complex de echipamente realizate cu scopul de a stabili

Page 235: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 235

i men ine leg turi de comunica ie de tip voce i date, care folosesc ca suport unde electromagnetice, format dintr-o re ea terestr de radiorelee i o serie de terminale mobile utilizate de abona i.

În evolu ia sistemelor de radiotelefonie celular se remarc existen a a trei genera ii:1. genera ia analogic , la care se folose te procedeul de

acces multiplu prin diviziune de frecven – FDMA. Primele concepte cu privire la aceste sisteme au ap -rut în anul 1940 în SUA, ajungând la maturitate în anii 1970, o dat cu punerea în func iune a sistemului AMPS; în România, sistemul NMT a folosit un ase-menea procedeu.

2. genera ia numeric , la care se folose te procedeul de acces multiplu prin diviziune în timp – TDMA. Dezvol-tarea sistemelor din aceast genera ie a fost stimulatde extinderea re elelor de telefonie integrat ISDN ide dezvoltarea tehnicilor numerice de prelucrare itransmitere a semnalelor. Din aceast categorie se poate men iona sistemul GSM din Europa.

3. genera ia numeric la care se folose te procedeul de acces multiplu prin diviziune de cod – CDMA; sistemul ZAPP din România este realizat conform acestui standard.

La baza sistemelor de comunica ii celulare moderne st principiul reutiliz rii frecven elor, adic satisfacerea unui num r mare de leg turi folosind un num r limitat de canale radio aflate la dispozi ie.

O prim metod de reutilizare const în împ r irea teritoriului care urmeaz a fi acoperit în zone de teren

Page 236: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

236 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

care sunt deservite de o sta ie terestr , adic în celule.Astfel, celulele vecine vor folosi frecven e diferite iar, du-p un num r de celule care se determin prin analiza perturba iilor de interferen care pot apare, frecven ele primei celule se pot reutiliza. Aceste celule pot avea dimensiuni i forme variabile, de la 35 km (celulele mari) pân la 30 m (picocelule); în ceea ce prive te forma, s-au utilizat celule cu 3, 4 sau, preponderent, cu 6 laturi.

O alt metod utilizat const în alocarea dinamic

a canalelor radio. În acest caz, canalele radio nu sunt alocate unei celule anume. În momentul în care apare o cerere de canal pentru efectuarea unei convorbiri, se alo-c automat un canal radio liber care satisface restric iile din acel moment din punctul de vedere al perturba iilor de interferen .

Cea mai modern metod presupune transmiterea numeric a informa iilor, în pachete de date. Astfel, un singur canal radio poate fi folosit simultan de mai mul iutilizatori, pachetele de date fiind multiplexate în timp.

Prin dezvoltarea sistemelor celulare de comunica ie, se asigur urm toarele facilit i:

men inerea leg turii de comunica ie pe timpul deplas rii abonatului mobil, în zona controlat de re ea; leg tura este posibil prin transferul succesiv al informa iilor, din celul în celul , între cei doi coresponden i.controlul automat al calit ii leg turii radio; acest lucru este posibil prin schimbarea automat a setului de frecven e la care este asigurat calitatea optim a recep iei;

Page 237: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 237

posibilitatea de localizare a abonatului pe întreg teritoriul acoperit de re eaua celular ; precizia localiz rii este dictat de dimensiunile celulei în care se g se te mobilul, fiind deci între 30m i 30km.

Cu toate c , dup cum s-a ar tat, în lume exist nu-meroase tehnologii de telefonie mobil , pentru sistemul de supraveghere al obiectivelor mobile nu are importance tehnologie anume este folosit ; singurul lucru esen ial este ca între centrul de supraveghere i obiectivele mo-bile s exist o leg tur sigur , permanent i bidirec-ional . Dac zona geografic de deplasare a mobilului

este limitat , exist chiar posibilitatea renun rii la un sis-tem de telefonie mobil , pentru transmiterea datelor folo-sindu-se o re ea radio dedicat .

Deoarece standardul analogic FDMA nu mai este folosit fiind dep it vor fi prezentate câteva detalii tehnice referitoare la procedeele digitale: TDMA i CDMA.

6.3.1. Sisteme de telefonie mobil digital TDMA

Sistemul de telefonie mobil pan-european, cunos-cut sub numele de GSM reprezint , în momentul de fa ,cea mai complex re ea de radiocomunica ii din lume, luând în considerare chiar i realiz rile din domeniul militar.

Cu excep ia GSM, în lume mai exist standardele digitale ADC (American Digital Cellular) i JDC (Japa-nese Digital Cellular).

Dezvoltarea GSM a fost posibil din anul 1979 când la Conferin a mondial a administra iei radio s-au alocat benzile de frecven pentru telefonia mobil . Ulterior, în Europa au ap rut primele re ele analogice (NMT 1981,

Page 238: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

238 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

C450 1982 etc.). În anul 1982 a fost creat grupul special pentru comunica ii mobile (GSM, ulterior SGM) fiind format un consor iu din 17 ri europene. Sub conducerea acestui grup, în decurs de câ iva ani, au loc experi-ment ri i evalu ri, fiind stabilite principiile de lucru.

Anul de debut al GSM poate fi considerat 1991, când la expozi ia TELECOM a fost prezentat primul sis-tem GSM în func iune. Începând cu 1992 s-a trecut la exploatarea comercial a sistemului.

Ulterior, acest sistem a fost implementat i în ri de pe alte continente, de exemplu Australia, Thailanda etc.

GSM are avantaje semnificative, în special bene-ficiind de o capacitate de transmitere de 5-10 ori mai mare fa de sistemele analogice. Aceast sporire este datorat mai multor mecanisme:

înlocuirea transmiterii semnalului vocal prin modula ie de frecven cu e antionare, codare i transmiterea acestuia prin modula ie numeric . Comunica ia nume-ric , mult mai rezistent la interferen , permite m ri-rea semnificativ a num rului de canale. introducerea controlului puterii la emisie, a saltului de frecven i a emisiei discontinue, proceduri care per-mit reducerea interferen ei. folosirea metodei de acces multiplu prin diviziune în timp (TDMA) implementat pe mai multe purt toare radio, reduce timpul de transfer între celule i m re -te num rul de comunica ii simultane.

GSM are la baz standardele definite de CEPT (Conference European of Posts and Telecommunication

administration) pentru servicii, protocoale, interfe e etc.

Page 239: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 239

GSM este descris în 161 de recomand ri care se întind pe mai bine de 6000 de pagini.

GSM este un sistem bidirec ional, asigurând trans-misie fonie i date. Are unele facilit i care dep esc po-sibilit ile re elelor terestre, cum ar fi: transmisii de date cu viteze de pân la 9600 bit/s, ISDN, serviciul pentru mesaje scurte punct la punct etc.

GSM asigur personalizarea aparatului prin utiliza-rea modulului personal de identitate (SIM – Subscriber

Identity Module). Un SIM pierdut nu poate fi folosit decât dac se cunoa te num rul PIN (Personal Identity Num-ber) asociat. Securitatea este sporit suplimentar prin introducerea secretiz rii comunica iilor (fonie, fax sau da-te) excluzând astfel posibilitatea intercept rii radio.

O schem bloc foarte general în care sunt puse în eviden principalele blocuri func ionale ale unei re ele GSM este indicat în figura 5.10., unde prescurt rile au urm toarele semnifica ii:

CAU RAL RAV CTAM

RIE

CTAM-P

CSB

CSB

CSB

SB

SB

SB

SM

CTT CTL ETFCTLETF

Figura 5.10. Structura re elei GSM

a) CTAM (central telefonic pentru abona i mobili) este o central telefonic prin care se realizeaz o parte din conexiunile telefonice din interiorul sistemului i o

Page 240: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

240 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

parte din func iunile de supraveghere i control. CTAM preia toate leg turile telefonice de la i c tre re eauatelefonic public .

b) RAL (registru de apartenen pentru abona ii locali) este o baz de date în care se stocheaz o serie de informa ii cu privire la abona ii operatorului c ruia îi apar ine re eaua. Func ie de extinderea re elei, un CTAM poate avea unul sau mai multe RAL. În RAL se stocheaz urm toarele date: - informa ii despre tipul abonatului; - informa ii despre localizarea abonatului; - num rul de identificare interna ional al abonatului

(IMSI, International Mobile Subscriber Identity); - num rul de identificare ISDN (MSISDN, Mobile

Station ISDN Number); acesta este num rul de apel al abonatului respectiv;

c) RAV (registru de apartenen pentru abona ii vizita-tori) este o baz de date care con ine informa ii dina-mice despre toate sta iile mobile care se afl la un moment dat în aria de lucru al CTAM;

d) RIE (registru identificare echipamente) reprezint o baz de date care con ine informa ii despre identitatea echipamentelor mobile. Numerotarea sta iilor mobile este relativ complicat pentru a preveni utilizarea unei sta ii furate sau la care nu s-a pl tit abonamentul. Hard-ul este unic determinat de num rul de identifica-re interna ional al echipamentului sta iei mobile (IMEI, International Mobile Equipment Identity). Exist i un al doilea num r, num rul interna ional de identificare

al abonatului mobil (IMSI, International Mobile Subs-

Page 241: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 241

criber Identity). Num rul de identificare este implem-entat într-un modul separat de restul sta iei, modulul de identificare al abonatului (SIM, Subscriber Identity Module). Pentru a spori confiden ialitatea, aceste nu-mere nu sunt trimise prin radio. Identificarea este re-alizat pe baza unui num r de identificare temporar(TMSI, Temporary Mobile Subscriber Identity) num ralocat de RAV.

e) CAU (centru autentificare) furnizeaz c tre RAL o serie de parametri i cheia cifrului abonatului mobil;

f) CSB (controlor sta ie de baz ) este responsabil de func ionarea leg turii radio i de gestionarea resurse-lor radio. CSB stabile te nivelul puterii semnalului emis de sta ia mobil i de sta ia de baz , ia deciziile cu privire la momentul când trebuie ini iat procesul de transfer al datelor i stabile te care celul urmeaz spreia apelul.

g) SB (sta ie de baz ) este un sistem de emisie-recep ie care con ine întregul echipament necesar comunica iei duplex cu multiplexare în timp (TDMA).

h) SM (sta ie mobil ) reprezint terminalul abonatului, cu o structur intern prezentat în figura 5.12.

i) CTT (central telefonic tranzit), CTL (central tele-fonic local ), ETF (echipament telefonic fix) repre-zint elemente ale re elei publice telefonice comutate.

Unitatea de baz pentru transmiterea informa iei este cadrul TDMA care con ine opt ferestre de timp; în fiecare fereastr de timp se transmit 156.25 bi i cu o vite-z de circa 271 kbi i/s.

Page 242: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

242 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Filtru duplexor

De

mo

dul

ato

r în

cu

adra

tur

Mo

dul

ato

r în

cu

ad

ratu

r

Sin

tez

frec

ven

De

mo

dul

ato

r M

od

ula

tor

GM

SK

Co

ma

nda

e

mis

iei r

ad

io

Co

ma

nd

rece

pto

r C

om

an

dsi

ntez

Ge

nera

tor

tact

C

om

an

dra

dio

C

om

an

dn

ume

ric

Mu

ltip

lexo

r p

ach

ete

Într

ee

sere

/

dez

într

ee

sere

C

od

or

/ d

eco

dor

Transcodor voce

RO

M

RA

MD

ispl

ay

Tas

tatu

r

Figura 5.12. Schema bloc a unei sta ii mobile GSM

Tipurile de date transmise pot fi diverse dar, întot-deauna, sunt obligatorii dou secven e: o perioad de

Page 243: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 243

gard (cu lungimea de 8.25 bi i; apare la începutul mesajului fiind utilizat pentru compensarea deplas riiabonatului fa de sta ia fix ) i o secven de delimitare (cu o lungime de 3 sau 8 bi i func ie de tipul cadrului; folosite pentru separarea subcadrelor dintr-un mesaj). Bi ii r ma i liberi sunt folosi i pentru transmiterea infor-ma iilor.

Sistemul de telefonie GSM900 are alocate benzile de frecven 890÷915 MHz pentru leg turi abona i–sta iifixe i 935÷960 MHz pentru leg turi sta ii fixe–abona i,fiecare band fiind împ r it în 24 de subbenzi.

A adar, num rul total de leg turi care pot fi asigu-rate de sistem într-o zon de repeti ie (un grup de trei celule adiacente) este de: 8×124=992 conversa ii simul-tane, de circa 10 ori mai mare fa de FDMA.

6.3.2. Sisteme de telefonie mobil digital CDMA

Tehnologia CDMA, cunoscut i sub numele de IS-95, concureaz cu GSM pentru domina ia în lumea telefoniei mobile.

CDMA este o tehnologie cu spectru împr tiat: sem-nalul util care moduleaz purt toarea este suprapus peste un semnal de radiofrecven cu o band de circa 10 ori mai larg decât semnalul ini ial.

La CDMA, pentru diferen ierea terminalelor abona-ilor, nu se folosesc numai benzile de frecven sau ca-

nalele radio ci, mai degrab , codurile digitale. Codurile sunt distribuite între terminalele mobile i sta iile de bazi sunt denumite secven e de cod pseudo-aleatoare.

Deoarece fiecare abonat este diferen iat pe baza unui cod unic, to i utilizatorii pot împ r i aceia i band de

Page 244: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

244 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

frecven . Acest fapt ofer avantaje majore tehnologiei CDMA fa de oricare alt tehnologie de comunica iimobile.

Cu toate c aplica iile CDMA în telefonia mobil sunt noi, CDMA este folosit de aproape 40 de ani în aplica iimilitare, pentru sta ii radio cu salt de frecven (foarte greu de bruiat sau de interceptat) ori pentru sisteme ra-dar telemetrice cu precizie foarte mare.

Aplica iile de telefonie mobil au fost dezvoltate ini-ial de firma american QualComm, CDMA caracterizân-

du-se prin performan e de 8÷15 ori mai ridicate fa de sistemele analogice.

CDMA a fost adoptat ca standard de telefonie mobi-l de c tre TIA (Asocia ia Industriei Telecomunica iilor) în anul 1993, în 2001 existând 35 de milioane de abona i.

Detaliile tehnice ale re elei CDMA difer esen ial fa de GSM, cu toate c principiile generale, organiza-rea celulelor, construc ia terminalului mobil, personaliza-rea terminalelor i a abona ilor respect acelea i reguli.

Specific CDMA este modularea informa iei emise de utilizator cu un semnal de band larg . Semnalul de ban-d larg este generat prin propagarea unor coduri forma-te din secven e de 64 de subdiviziuni, fiecare subdiviziu-ne fiind asociat unuia din cele 64 de intervale de trans-misie a informa iilor. Întreaga secven de subdiviziuni este folosit pentru modularea purt toarei informa iei, re-zultând astfel spectrul cu banda mare sau împr tiat. In-forma iile sunt suprapuse peste secven ele de subdivi-ziuni prin metode diferite pentru cele dou canale de

leg tur : terminal­sta ie fix , respectiv sta ie fix ­ter-

Page 245: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 245

minal. În ambele cazuri, caracteristicile semnalului cu spectru împr tiat ofer câteva avantaje importante:

secven ele de împr tiere a spectrului sunt astfel alese astfel încât mai mul i abona i pot accesa acela icanal în acela i timp; secven ele de împr tiere sunt astfel calculate încât corela ia între doi sau mai mul iabona i care folosesc acela i canal radio s fie minim ;func ia de autocorela ie asociat cu semnalele de band larg este mult mai îngust decât cea asociatinforma iilor, facilitând astfel extragerea semnalului util din purt toare; sistemele CDMA asigur cea mai ridicat imunitate la perturba iile externe.

Secven ele pseudo-aleatoare sunt create cu ajutorul unor func ii ortogonale Walsh, atât de sta ia terestr cât i de terminalul mobil.

Informa ia este transmis digital între releu i termi-nal, într-o band de 1.25MHz (fa de 0.2MHz la GSM), având urm toarele particularit i:

leg tura sta ie fix ­terminal este format din cele 64 de subdiviziuni care constau în: secven a pilot, aptesecven e de tip pagin , un canal de sincronizare i 55 de canale pentru transmisia informa iilor cu viteze de 9600, 4800, 2400 sau 1200 bi i/s, func ie de necesi-t ile dinamice;

cele 64 subdiviziuni ale leg turii terminal­sta ie fixsunt formate din coduri de acces i informa ii într-o structur variabil , func ie de traficul din celul .

Page 246: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

246 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Principalul dezavantaj al tehnologiei CDMA este nu-m rul mai mic de abona i care folosesc aceia i l ime de band , comparativ cu TDMA.

6.4. Bazele de date geografice GIS

Termenul GIS se refer la o aplica ie informaticaparent simpl : memorarea, prelucrarea i exploatarea unor informa ii cartografice, topografice, de planimetrie etc., într-un cuvânt, h r i electronice.

Prima aplica ie GIS a ap rut în anul 1965, în Cana-da, pentru a face o inventariere a faunei i florei.

În anii scur i de atunci, aplica iile GIS au cunoscut o amplificare continu (estimat la peste 20% pe an), ast zi neexistând vreun domeniu al activit ii umane care s nu poat beneficia de acestea.

Aplicabilitatea GIS este practic nelimitat c ci marea majoritate a activit ilor umane au drept tr s turcaracteristic localizarea în spa iu. În mod natural, un astfel de sistem este utilizat pentru producerea de planuri i h r i, gestionarea unor re ele de utilitate public de

mari dimensiuni: telecomunica ii fixe sau mobile, c i de comunica ie rutiere, fluviale sau maritime, re ele de apgaze, electricitate etc.

Facilitând prelucrarea i analiza datelor spa iale, atât conven ionale cât i specifice, integrate în baze de date complexe, eterogene, GIS constituie o solu ie opti-mal prin care se pot rezolva ra ional, inteligent i efi-cient problemele tot mai dificile legate de utilizarea re-surselor proprii, din ce în ce mai reduse.

Page 247: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 247

O abordare în sensul GIS implic în mod necesar tratarea unitar , într-o baz de date unic i neredun-dant a componentelor grafice, cartografice, topologice itabelare, referitoare la unul sau mai multe domenii de activit i.

Orice aplica ie GIS este capabil s r spund , în principal, la întreb rile:

Ce este la … ? (De exemplu, ce altitudine exist la latitudine X i longitudine Y sau ce caracteristici are traficul pe strada Z); Cum pot ajunge de la … la …? (De exemplu, cum pot ajunge din Bucure ti, strada X, la Timi oara, strada Y);Unde se g se te …? (De exemplu, unde este pozi ionat num rul X de pe strada Y).Ce s-a schimbat de la …? (De exemplu, situa ia evenimentelor din ultimele 24 ore);Ce se întâmpl dac …? (De exemplu, cum va evolua traficul rutier dac pe artera X se introduce sens unic).

Programele evoluate sunt capabile s rezolve pro-bleme de drum critic (de exemplu, care este traseul optim între punctul A1 i punctul An cu puncte obligatorii de tre-cere A2,A3,… pentru consum minim de combustibil, du-rat minim de parcurs, distan minim etc.), analizstatistic (evolu ia spa io-temporal a diferitelor feno-mene) etc.

Spre deosebire de o hart clasic , tip rit , la care este valabil sintagma „what you see is what you get” (ce vezi este tot ce ob ii), o hart electronic GIS poate com-

Page 248: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

248 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

bina multe straturi tematice de informa ii care sunt sau nu afi ate la un moment dat. Folosirea unei h r i clasice este banal : tot ceea ce trebuie f cut este ca harta s fie desf urat . Pe hârtie, func ie de natura h r ii, pot fi reprezentate ora e sau osele, mun i sau râuri, c i ferate sau limite administrative; ora ele sunt reprezentate prin puncte sau cercuri, osele prin linii, vârfurile montane prin triunghiuri, p durile sau lacurile prin zone albastre sau verzi.

Ca i pe hârtie, o hart electronic este format tot din puncte, linii sau poligoane, fiecare form geometricfiind folosit pentru a simboliza detaliile din teren ase-m n tor cu harta clasic .

Diferen a const în faptul c informa iile provin dintr-o baz de date i utilizatorul poate selecta dac sfie afi ate sau nu. Baza de date memoreaz elementele h r ii (coordonatele punctelor, începutul i sfâr itului seg-mentelor de dreapt , coordonatele vârfurilor poligonului) la fiecare fiind asociate orice alte informa ii considerate utile pentru descrierea acelui element: culoarea i aspec-tul afi rii, dimensiunile geografice reale, denumirea ele-mentului, categoria c ii de acces, num rul obiectului, proprietarul elementului i toate elementele de identifi-care ale proprietarului etc.

Fiecare set de informa ii este localizat pe hart într-un strat grupat pe elementele tematice cu toate carac-teristicile asociate lor; de regul , straturile tematice sunt formate din elemente geometrice identice:

puncte: întrebuin ate pentru reprezentarea unor ele-mente prea mici pentru a fi afi ate la scar ; servesc

Page 249: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 249

pentru prezentarea unor simboluri speciale: extreme (vârfuri sau depresiuni), izvoare, fântâni, arbori izola ietc.;linii: folosite pentru afi area unor elemente cu gro-sime neglijabil , cum ar fi: osele i alte c i de comu-nica ie, linii electrice, cursurile apelor, curbe de nivel, limite administrative etc; poligoane: utilizate pentru desenarea unor zone de teren care au o caracteristic comun , de exemplu: p duri, lacuri, zone cadastrale, în general orice ele-ment care poate fi reprezentat bidimensional la scara h r ii.

Avantajul prelucr rii electronice const în faptul c ,din datele ini iale, prin prelucr ri specifice, se pot ob ine informa ii noi, imposibil de afi at pe o hart clasic .Astfel, se poate prezenta o imagine tridimensional a zonei (figurile 5.13.), o analiz statistic a bazat pe un anumit criteriu (figurile 5.14.) sau traseul optim între doupuncte func ie de anumite restric ii i condi ii (figura 5.15.).

Figura 5.13. Afi ri tridimensionale în GIS

Page 250: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

250 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Figura 5.14. Analize statistice în GIS

Figura 5.15. Determinarea traseului optim cu ajutorul GIS

6.5. Sistem de supraveghere pentru obiective

mobile

Aceste dispozitive sunt întâlnite în literatura de spe-cialitate sub mai multe denumiri: AVL (Automatic Vehicle Location), VTS (Vehicle Tracking System), îns toate

Page 251: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 251

sunt destinate aceluia i scop: urm rirea pozi iei unui obiect mobil.

Acest sistem poate fi conceput în dou situa ii: pe autovehicul exist o sta ie radio pentru transmiterea da-telor c tre un dispecerat unde acestea sunt afi ate pe o interfa GIS sau prin postprocesare, când informa iile de pozi ie de la GPS sunt memorate de un microcalculator instalat în vehicul, urmând ca afi area s se fac ulterior, prin desc rcarea datelor la dispecerat

Ambele variante au avantaje i dezavantaje speci-fice: varianta cu radio ofer informa iile în timp real dar la costuri ridicate, postprocesarea este mai precis dar traseul vehiculului este ob inut abia dup ce informa iile sunt desc rcate la dispecerat.

Schema bloc a sistemului în timp real este prezen-tat în figura 5.16. i structura fizic a sistemului în figura 5.17.

DISPECERAT

PC

GIS Sta ie radio

VEHICUL

Sta ie radio GPS

mCvehicul Interfa

Figura 5.16. Sistemul de urm rire în timp real

A a cum s-a mai ar tat, dac se dore te suprave-gherea unui num r mic de obiecte mobile, este mai eco-nomic utilizarea unor servicii oferite de telefonia mobil .În esen , este vorba de utilizarea serviciului SMS (Short Message Service), mesajele transmise fiind chiar coordo-

Page 252: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

252 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

natele preluate de la GPS sau parametrii vehiculului ob i-nu i de la microcalculatorul autoturismului (dac exist ).

Acela i serviciu poate fi folosit i pentru leg tura in-vers , de la dispecerat la mobil. Aceast leg tur nu este esen ial pentru func ionalitatea sistemului dar ea poate fi util pentru transmiterea unor comenzi c tre echipa-mentul mobil: solicitarea pozi iei curente, blocarea calcu-latorului de bord al vehiculului etc.

Figura 5.17. Interconectarea sistemului de urm rire în timp real

Dup cum se observ , sta ia radio celular este fo-losit numai pentru transmiterea de date numerice, co-duri ASCII, reprezentând coordonatele sau parametrii vehiculului. În consecin , este util folosirea unui telefon celular special, f r partea de emisie-recep ie a informa-iilor vocale. Acest dispozitiv este denumit „modem radio”

Page 253: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 253

i asigur recep ionarea sau transmiterea informa iilor numerice prin intermediul unei interfe e seriale. Tot din motive economice, la receptorul GPS se poate renun a la display i butoanele de control, comanda dispozitivului fiind realizat de interfa a cu sta ia radio.

Atât calculatorul de bord cât i receptorul GPS sunt dotate cu o leg tur serial RS-232. Interfa a prezent în schema bloc din figura 5.16. asigur , pe de o parte multi-plexarea celor dou c i de date (de regul , modemul ra-dio are o singur intrare de date), pe de alt parte asi-gur conversia semnalelor RS-232 în semnale compati-bile cu modemul radio. Aceast interfa poate avea un rol mai important dac mai este echipat cu alte compo-nente:

o memorie nevolatil poate p stra mesajele transmi-se, pentru o eventual postprocesare, sau numai me-sajele transmise pentru care nu s-a primit confirmarea de recep ie; un display alfanumeric pentru afi area st rii siste-mului sau pentru afi area unor comenzi recep ionate de la dispecerat; un display grafic pentru afi area pozi iei vehiculului pe o aplica ie GIS local (asem n tor cu sistemele de naviga ie existente la unele autoturisme); o tastatur întrebuin at pentru ini ierea unor trans-misii sau regimuri speciale: avertizare dispecerat, transmisie pozi ie curent , control calculator de bord etc.

Page 254: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

254 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

Componentele sistemului sunt prezentate în figura 5.18. iar aspectul aplica iei GIS din dispecerat în figura 5.19.

Comenzile furnizate prin interfa a serial c tre mo-demul radio i receptorul GPS sunt schematizate în figu-ra 5.20.

Simbolurile folosite în schema logic au urm torul în eles:

Figura 5.18. Componentele instalate pe autovehicul

Figura 5.19. Traseul autovehiculului supravegheat

Page 255: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 255

caracterele introduse între ghilimele ”x” semnific o

informa ie alfanumeric în cod ASCII;

caracterele introduse între virgule ,x, semnific trans-

miterea unor coduri hexazecimale;

@@ denot o cerere de date de la receptorul GPS;

este urmat de un cod din dou caractere ASCII care indic informa iile cerute; receptoarele Motorola admit peste 70 de coduri valide;

”@@Ad”,99,99,99,99,C,0d,0a (Latitudine)

Inte

rfa Rec

epto

r G

PS

”@@Ad”,[latt],C,0d,0a

”@@Aa”,[timp],C,0d,0a

”@@Aa”,ff,ff,ff,C,0d,0a (Timp)

”@@Ae”,[long],C,0d,0a

”@@Ae”,99,99,99,99,C,0d,0a (Longitudine)

”@@Af”,[hhhh],xxxx,C,0d,0a

”@@Af”,99,99,99,99,99,C,0d,0a (În l ime)

Mod

em

”+CMGS:[rm]OK”

”AT+CMGS=[Num r telefon]”,0d,[timp latt long

”OK”

”ATH

Figura 5.20. Protocolul de citire i transmitere al pozi iei

C reprezint o sum de control modulo2 utilizat pen-

tru verificarea corectitudinii transmisiei;

timp constituie valoarea timpului GMT, în cod BCD,

cu structura hhmmss, cu valorile posibile hh=0÷24 (ora), mm=0÷59 (minutul), ss=0÷59 (secunda);

Page 256: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

256 _______________________Supravegherea obiectivelor mobile

latt este valoarea binar a latitudinii, m surat în

milisecunde de arc; valorile posibile sunt în domeniul -324.000.000÷324.000.000;

long este valoarea binar a longitudinii, m surat în

milisecunde de arc; valorile posibile sunt în domeniul -648.000.000÷648.000.000;

hhhh este valoarea binar a în l imii, m surat în

centimetri; valorile posibile sunt în domeniul -100.000÷1.800.000;

AT reprezint o comand c tre un modem; pentru

aplica ia prezentat , AT+CMGS ini iaz transmiterea unui mesaj SMS;

num r telefon reprezint num rul de telefon al dispe-

ceratului; este format respectând regulile privitoare la prefixe existente în re eaua telefonic respectiv ;

rm este o prescurtare pentru „referin mesaj” i este

un contor al mesajelor transmise; are valori în do-meniul 0÷255;

timp latt long hhhh constituie mesajul SMS propriu-zis

i este format prin prelucrarea i concatenarea informa iilor preluate de la GPS.

Page 257: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 257

Capitolul 7. SISTEME DE CALCUL PENTRU SISTEME DE SECURITATE

7.1. Introducere

În domeniul sistemelor de supraveghere se utilizea-z o dispozitive automate, cu un num r finit de st ri, de-numite în literatura de specialitate automate finite.

Pentru cele mai simple sisteme de supraveghere, automatele finite sunt realizate din circuite digitale dis-crete: decodificatoare, num r toare, registre. Aceste dis-pozitive asigur o func ionalitate minimal ; de regul ele semnalizeaz local numai apari ia unui eveniment i,eventual, starea de func ionare a circuitelor. Ele sunt destinate unor aplica ii de mic amploare, în general fiind folosite ca sisteme antiefrac ie nepreten ioase pentru lo-cuin e, autoturisme etc.

Majoritatea sistemelor de securitate moderne utili-zeaz , de regul , automate finite realizate în jurul unor calculatoare specializate, denumite calculatoare de pro-ces.

Aceste sisteme de calcul utilizate pentru manage-mentul securit ii sunt denumite centrale de alarmare.Ele asigur interfa area între to i senzorii instala i în obiectivul supravegheat i utilizator, având ca principale sarcini:

afi area situa iei obiectivului în timp real; introducerea de coduri de control pentru intrarea în regimuri specifice de func ionare;

Page 258: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

258 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

transmiterea informa iilor despre starea obiectivului la distan pentru a avertiza echipele de interven ie.

Cu excep ia centralelor de alarmare i unii senzori, fie datorit principiului de func ionare, fie datorit unor fa-cilit i suplimentare, sunt construi i tot în jurul unui micro-calculator. Acesta nu are decât rolul de a prelucra semnalele, de regul analogice, preluate de la traductor, precum i de a asigura transmiterea informa iilor c tre centrala de alarmare.

Majoritatea centralelor de alarmare sunt capabile scontroleze starea câtorva sute de senzori, chiar câteva mii. Îns , de cele mai multe ori, aceste centrale nu dispun de facilit i deosebite pentru o interfa are simpl cu utilizatorul uman: pentru afi area st rii dispun de un sim-plu display alfanumeric, pentru introducerea codurilor de acces dispun de o tastatur cu maxim 16 taste iar averti-zarea o fac sonor, prin intermediul unei sirene.

În consecin , pentru obiectivele de importan deo-sebit , utilizatorul nu interac ioneaz direct cu centrala de alarmare ci folose te pentru control un calculator PC de uz general care este interfa at cu centrala de alar-mare. Prezen a PC-ului în sistemul de securitate prezintcâteva avantaje importante:

obiectivul poate fi prezentat grafic, u urând mult iden-tificarea zonei unde s-a produs evenimentul; PC-ul poate fi folosit pentru controlul mai multor cen-trale de alarmare, de natur diferit (antiefrac ie, con-trol acces, antiincendiu etc.) sau din zone diferite;

Page 259: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 259

pe display, peste planul obiectivului, se pot suprapune toate informa iile necesare existente în bazele de date asociate acestuia; calculatorul, printr-o plac de achizi ie video, poate afi a informa iile preluate de camerele video de supraveghere, existând i posibilitatea controlului camerelor video orientabile; de asemenea, echipând calculatorul cu discuri de mare vitez , acesta poate fi transformat i într-un sistem de înregistrare video; la apari ia unui eveniment, PC-ul poate declan a apli-ca ii de tip sistem expert pentru a u ura i eventual corecta deciziile luate de operator; în memoria calculatorului pot fi stocate toate eveni-mentele produse (în cazul sistemelor antiefrac ie, antiincendiu sau pentru controlul accesului) sau activit ile curente (pentru sistemele de admitere a accesului, control radiologic etc.), simplificând foarte mult ob inerea unor statistici temporale sau spa iale.

Aceste facilit i introduse de un PC în cazul unui sistem de securitate sunt numai o parte din cele care se pot imagina îns , toate acestea depind de programul de management al securit ii instalat pe sistem.

F r a face parte din structura sistemului de calcul dar esen iale pentru orice sistem de securitate, trebuie amintite detectoarele, senzorii i toate celelalte dispo-zitive prezentate anterior la capitolele 2÷5, precum imodul în care senzorii, detectoarele i celelalte dispo-zitive instalate în teren transmit informa iile la centrala de alarmare.

Page 260: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

260 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

7.2. Calculatoare de proces

Dispozitivele de prelucrare a informa iilor întâlnite în sistemele de securitate sunt, de regul , calculatoare spe-cializate, proiectate exclusiv pentru a îndeplini sarcinile sistemului respectiv.

Specificul acestor calculatoare const în capacitatea mic a memoriei de date, lipsa oric ror dispozitive de memorie extern , preponderent fiind memoria fix , pen-tru programe i constante. În mod obligatoriu, orice cal-culator de proces dispune îns de o serie de interfe especifice pentru controlul sistemului: ceasuri de timp real, interfe e seriale, temporizatoare, convertoare analog/nu-merice i numeric/analogice, memorii nevolatile, interfe epentru afi oare alfanumerice i tastaturi etc.

Structura cea mai general a unui calculator este format din urm toarele componente:

unitatea central , cu rolul execut rii programului de lucru, prelucr rii informa iilor i controlul tuturor com-ponentelor existente în sistemul de calcul; ca unit icentrale se pot folosi microprocesoare, microcontro-lere sau procesoare de semnal; memorii, folosite pentru stocarea programelor, variabilelor de lucru sau temporare; decodificatoare pentru selec ia circuitelor de suport existente; circuite de intrare digitale i analogice, necesare pen-tru interfa area cu senzorii; interfe e pentru m surarea precis a unor intervale de timp;

Page 261: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 261

interfe e seriale pentru transmiterea i recep ionarea datelor, respectiv comenzilor de la dispecerat sau centrala de alarmare; interfe e pentru panoul de comand (display i tasta-tur matricial ); circuite de suport pentru m surarea unor tensiuni analogice; surse de alimentare cu rezervare, pentru asigurarea aliment rii sistemului de calcul cu energie electric .

7.2.1. Unitatea central

Unitatea central reprezint elementul esen ial al oric rui calculator, performan ele sale dictând caracteris-ticile întregului sistem. Unit ile centrale au cunoscut o lung evolu ie istoric , de la primele calculatoare nu-merice realizate în anii ’40, pân la actualele supercalcu-latoare.

i în cazul calculatoarelor de proces, unitatea cen-tral este realizat cu ajutorul unui microprocesor.

Acesta are ca principale func iuni: decodificarea instruc iunilor programului de lucru din memoria ROM i executarea lor; sincronizarea activit ilor întregului sistem de calcul; efectuarea de opera ii aritmetice i logice; p strarea variabilelor de lucru în registrele interne sau în memoria RAM extern ;controlul circuitelor de suport i a perifericelor prin intermediul unor decodificatoare.

Structura general a unui sistem de calcul echipat cu microprocesor este prezentat în figura 6.1.

Page 262: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

262 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

RAM RAMRAM Decodificator Timer M surare timp

UART Interfaserial

CNA Ie iri analogice

Oscilator

Registre externe

Ie iri digitale

Intr ri digitale

CANIntr ri analogice

RAM RAMROM mP

Magistral date

Mag

istr

al a

dres

e

Mag

istr

alco

ntro

l

Selec ii

Figura 6.1. Structura general a unui sistem cu microprocesor

Rolul fiec rui element din schema bloc din figura 6.1 este, pe scurt, urm torul:

timer-ul este un periferic folosit pentru m surarea in-tervalelor de timp sau pentru declan area unor eveni-mente la momente de timp foarte precise; UART reprezint un acronim în limba englez pentru interfa a serial asincron de uz general folosit pen-tru schimbul de informa ii pe linii seriale cu alte peri-ferice de acela i tip montate în alte sisteme; CNA, convertorul numeric-analogic, transform datele numerice în tensiuni sau curen i analogici folosite, de exemplu, pentru comanda motoarelor electrice de pozi ionare ale unei camere video; registrele externe, denumite i porturi de intrare/ie ire, sunt formate din bistabile controlate fie de procesor, fie de evenimente externe, fiind întrebuin ate pentru legarea sistemului cu exteriorul, adic pentru transmiterea în afara sistemului a unor semnale digitale (de exemplu, aprinderea unui LED pentru afi area st rii), respectiv pentru citirea

Page 263: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 263

semnalelor digitale din exterior (de exemplu, starea unui dispozitiv); mai sunt folosite pentru decodificarea tastaturii matriciale, controlul afi oarelor etc.; CAN, convertorul analog-numeric, transform tensiu-nile produse de diferi i senzori în informa ie digitalcare poate fi prelucrat de procesor; ROM i RAM reprezint memoria extern a proceso-rului; ele servesc pentru a memora instruc iuni (pro-gramul propriu-zis, un set de coduri care controleazfunc ionarea unit ii centrale) i a constantelor folosite de program, respectiv pentru stocarea variabilelor (informa iile sau datele temporare folosite de procesor); magistrala de date este constituit din leg turile între periferice i procesor utilizate pentru schimbul de date între acestea; magistrala de adrese interconecteaz memoria extern cu procesorul fiind folosit pentru selectarea loca iei de memorie de lucru; magistrala de control con ine un num r de semnale de sincronizare, de direc ie (intrare sau ie ire pentru procesor) i de selectare a scrierii sau citirii c tre memorie sau periferice etc.; decodificatorul determin din magistrala de adrese icontrol ce anume circuit de suport trebuie selectat pentru a lucra la un moment dat cu procesorul; microprocesorul este cel care controleaz toate circuitele enumerate mai sus, unificând întreg sistemul.

Page 264: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

264 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

El controleaz func ionarea tuturor celorlalte compo-nente din sistem i este capabil s aduc instruc iunile din memoria program, s le decodifice i s le execute, s aduc din sau s p streze în memoria extern datele de lucru, s r spund la unele semnale externe de con-trol.

Structura intern a microprocesorului s-a schimbat foarte mult în cei peste 30 de ani de existen i, mai ales, toate firmele produc toare au concepte proprii de realizare. R mânând la nivelul de generalitate maxim ,se pot enumera urm toarele blocuri componente:

decodificatorul de instruc iuni stabile te, pe baza co-dului adus din memoria program, ce anume are de f cut procesorul; func ie de num rul de instruc iuni care le cunoa te un procesor, exist dou tipuri de procesoare, RISC (Reduced Instruction Set Computer

– procesoare cu set redus de instruc iuni), respectiv CISC (Complex Instruction Set Computer – procesoa-re cu set complex de instruc iuni); ie irile decodificatorului comand un microsecven or, elementul esen ial al procesorului, acesta fiind cel care controleaz intern întregul procesor; registrele interne formate din câteva loca ii de memo-rie RAM folosite pentru opera iile curente ale procesorului; unul din cele mai importante registre interne este acumulatorul, întrucât majoritatea opera iilor curente din procesor se desf oar numai prin intermediul lui; un alt registru important este PC (Program Counter – contorul program) care stabile te

Page 265: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 265

adresa din memorie de unde va fi adus urm toarea instruc iune; unitatea aritmetic i logic (ALU – Arithmetic Logic

Unit) execut calculele matematice elementare (adu-n ri, sc deri, eventual înmul iri i împ r iri), opera iilogice ( I LOGIC, SAU LOGIC. SAU EXCLUSIV i NEGA IE), deplas ri i rotiri; de regul , lucreaz numai cu regis-trul acumulator i alt registru intern; ALU con ine ibi ii de stare care sunt seta i func ie de unele rezultate particulare ob inute în cursul opera iilor aritmetice sau logice; circuitele de control ale magistralelor stabilesc, func ie de natura instruc iunii executate, ce semnale s fie transmise sau accesate de pe magistralele externe; toate acestea sunt sincronizate de circuitul de ceas.

Microprocesorul Z80, considerat desuet fiind produs la mijlocul anilor ’70, este totu i reprezentativ pentru mi-croprocesoarele de 8 bi i, structura sa fiind prezentat în figura 6.2.

Aceast prezentare general a microprocesoarelor poate fi considerat numai o introducere în vastul dome-niu al unit ilor centrale. A a cum s-a ar tat, un sistem pentru centralele de alarmare trebuie s con in nume-roase circuite externe pentru interfa area cu senzorii din teren.

Urm rind aceea i filozofie care a condus de la tran-zistor la circuitul integrat i în continuare la microproce-sor, produc torii au integrat i o serie de circuite de su-port: memorii, porturi, convertoare, interfe e seriale, time-

Page 266: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

266 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

re etc., rezultând un nou circuit denumit microcontroler. Ele au ap rut imediat dup microprocesoare i au fost destinate realiz rii unor calculatoare simple, menite înde-plinirii unor sarcini specifice, adaptându-se perfect rolului de calculatoare de proces.

Registru instruc iuni

Decodificator instruc iuni

Secven or

8+88+88+8

16161616

B C D E H L

IX IY SP PC

+

MUX

Magistral intern (8 bi i)

TMP

Acc 8 Stare

Buf

fer

8

Buf

fer

Magistral adrese (16 bi i)

Buf

fer

Magistral control

Date

Adrese

8

16

Control

ALU

Figura 6.2. Structura intern a microprocesorului Z80

Cel mai utilizat controler de 8 bi i a fost circuitul Intel 8051. În decursul timpului a cunoscut perfec ion ri suc-cesive, pia a fiind ast zi dominat de familia de micro-controlere de 8 bi i Philips 8xC552.

Aceast familie constituie o perfec ionare a contro-lerului 8051, în sensul ad ug rii de noi periferice, cre -terii vitezei de lucru sau a integr rii de facilit i supli-mentare. Setul de instruc iuni al 8xC552 este compatibil cu cel al lui 8051, în sensul c programele pentru 8051 pot rula i pe 8xC552.

Page 267: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 267

Controlerul 8xC552 con ine: unitate central de 8 bi i;256 octe i de memorie RAM, suprapu i cu 128 octe ide memorie aloca i registrelor interne speciale pentru controlul modulelor; controler de întreruperi; ase porturi de intr ri/ie iri digitale cu un total de 48

linii de intrare i 40 linii de ie ire; dou timere/num r toare de 16 bi i;un num r tor de 16 bi i cu registre de captur i com-para ie; un timer pentru deblocarea sistemului (watchdog); un convertor analog/numeric de 10 bi i (precizie 0.1%) cu 8 intr ri; dou ie iri de impulsuri modulate în durat (utilizabile pentru convertoare numeric/analogice); dou interfe e seriale (una asincron , compatibilRS-232, cealalt sincron , compatibil I2C).

Structura intern a circuitului 80C552 este prezen-tat în figura 6.3.

Lumea microcontrolerelor nu a evoluat la fel de rapid ca cea a procesoarelor destinate calculatoarelor de uz general. Cerin ele utilizatorilor nu au crescut în ceea ce prive te viteza sau capacitatea de lucru, ci mai ales, în domeniul integr rii a cât mai multe module în controler. Astfel, un controler de 16 bi i este i ast zi extrem de performant, un bun exemplu fiind familia de circuite Siemens SAB80C16x.

Page 268: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

268 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

T0 T1 INT0 INT1 PWM1 ADC0-7 SCA PWM0 SCL

mPTimere

T0 i T1

Porturi I/O

P0-P3UART

Nucleu 8051

P0 … P3 TX RX T2 RT2 RST EW P5 P4 CT0I-CT3I CMT0,CMT1 CMSR0-CMSR5

XTAL1 XTAL2

EA

ALE PSEN

WR

RD

AD0-7

A8-15M

em

ori

e

pro

gra

m

8k³

8

Me

mo

rie

d

ate

2

56³ 8

Mo

du

lato

rim

pu

lsu

ri

CA

N

I2C

Po

rtu

ri

I/O

P

4-P

5

Re

gis

tre

c

ap

tur

Tim

er

T2

Re

gis

tre

c

om

p.

Tim

er

T3

Figura 6.3. Structura microcontrolerului 80C552

Familia 80C16x, nefiind constrâns de necesitatea p str rii compatibilit ii cu alte familii anterioare, a putut fi realizat la parametri deosebi i, principalele facilit ifiind:

unitate central de 16 bi i, cu frecven e de ceas de 20 MHz sau 40 MHz; majoritatea instruc iunilor sunt executate într-un ciclu ma in , în special datorit adopt rii unei arhitecturi cu stiv de instruc iuni cu patru nivele: timp de execu ie a majorit ii instruc iunilor – 50 ns ;

timpi de execu ie pentru înmul ire (16³16 bi i) – 250 ns, împ r ire (32/16 bi i) – 500 ns; spa iu liniar de adresare pentru memoria program imemoria de date este 16 MB;

Page 269: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 269

con ine o memorie intern : RAM–2 kB (din care 1024 destinate registrelor speciale) i ROM–8 kB; caracteristicile magistralei externe sunt programabile pentru diferite structuri ale sistemului: se pot selecta patru m rimi ai magistrale de adrese (16, 18, 20 sau 24 de bi i);magistral extern de date pe 8 bi i sau 16 bi i;pot fi programate 5 semnale speciale pentru selecta-rea circuitelor externe; convertor A/D de 10 bi i cu 16 intr ri i 9.7 ms timp de conversie; dou module multifunc ionale cu 5 timere, cascadabile pân la 32 de bi i, cu o vitez de 25 ns; dou module de captur -comparare cu 16 canale; timer programabil pentru resetare (watchdog); patru module generatoare de impulsuri modulate în durat ;dou interfe e seriale (una de vitez mic , sincron -asincron , cealalt de vitez mare, numai sincron ); pân la 111 linii de intrare-ie ire care se pot confi-gura separat ca intrare (standard ori trigger Schmitt) sau ie ire; se pot introduce automat 0…15 st ri de a teptare sau, pentru periferice foarte lente, semnale speciale de întârziere; un sistem de întreruperi special realizat pentru sis-teme în timp real (16 nivele de întrerupere cu 56 de întreruperi cu vectori separa i, timpul mediu de r s-puns la întrerupere fiind de 300-500 ns), care gestio-

Page 270: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

270 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

neaz evenimentele produse de modulele interne, ex-terne sau prin program; con ine o structur asem n toare DMA denumitPEC (Peripheal Event Controler – Controler pentru evenimente de la periferice) util pentru transferul unor blocuri de date într-un timp foarte scurt.

Schema bloc general a microcontrolerului 80C167 este prezentat în figura 6.4.

ROM intern

Procesor RISC

W atchdog

PEC Controler întreruperi

RAM intern

Osc

Co

ntr

ole

r m

ag

istr

al

ext

ern

Po

rt 0

P

ort

1P

ort

4

Co

nve

rto

r A

/N

10

bi

i

GPT1 T2

T3

T4 GPT2

T5

T6

ASC

BRG

SSC

BRG

PW M

CA

PC

OM

2

T7 T9

CA

PC

OM

1

T0 T1

16

16

8

Port 6 Port 5 Port 3 Port 7 Port 8

Port 2

8 15 8 8

16

16

Figura 6.4. Structura microcontrolerului 80C167

Multe detectoare i senzori folosi i în sistemele de supraveghere necesit îns i o prelucrare analogic a semnalului. Special destinate acestui scop sunt circuitele denumite DSP (Digital Signal Processor – procesor digi-tal de semnal [analogic]).

Page 271: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 271

Structura lor intern se apropie de cea a unui micro-controler, cu observa iile urm toare:

setul de instruc iuni este special conceput pentru a fi u or implementate algoritmi matematici specifici pre-lucr rii semnalelor (descompunere în serie Fourier, filtre digitale etc.); pot avea magistrale de date i adrese diferite pentru program i date; spre deosebire de procesoarele clasice, majoritatea circuitelor DSP execut simultan mai multe instruc-iuni;

pentru cre terea vitezei, magistralele interne sunt realizate pe 32 bi i;înglobeaz procesoare de virgul mobil strict nece-sare pentru volumul mare de calcule impus; convertoarele analog-numerice incluse sunt foarte ra-pide pentru a putea realiza conversia semnalului ana-logic cu o vitez ridicat .

7.2.2. Circuite de suport pentru sistemele de alarmare

Printre principalele circuite specifice unui calculator destinat sistemelor de supraveghere, realizat cu micro-controler, vor fi descrise sumar convertoare analog-nu-merice (ADC), timere, modulatoare de impulsuri în durat(PWM), panouri de control i surse de alimentare.

O categorie important de astfel de circuite, inter-fe ele seriale, vor fi prezentate separat la paragraful care trateaz transmisiile de date.

Page 272: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

272 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Convertoare analog-numerice

Sunt folosite pentru transformarea unei tensiuni sau curent, care poate varia într-o anumit plaj , într-un sem-nal digital. Transformarea semnalului analogic în informa-ie digital se face cu o precizie ridicat (minim 0.4%),

îns majoritatea microcontrolerelor ofer precizii mult mai bune, de 0.1% i chiar de 0.001%.

Dac precizia asigurat de aceste convertoare este suficient , viteza transform rii este îns problematic .Func ie de aplica ia dorit , mai exact, de frecven a maxi-m a semnalului care trebuie convertit, se pot folosi diverse principii de conversie. Pentru semnalele cu frec-ven mai mici de 1 KHz, întâlnite de exemplu la senzorii hidrostatici, geofoni etc., se utilizeaz convertoare ana-log-numerice cu registru de aproxima ii succesive, adicexact modulele existente în microcontrolere. Un conver-tor analog-numeric de acest tip, cu n bi i, stabile te va-loarea digital a semnalului, aproximându-l în n pa i, pâ-n când eroarea scade sub valoarea 1/2n (figura 6.5.a.).

Comp

Con

vert

or n

umer

ic

anal

ogic

n ie

iri d

igita

le

Gata Start

Semnal

a) Convertor analog-numeric cu registru de aproxima ii succesive

Sem

nal

Ref

erin

1

2

2n-2

2n-1

n ie iri digitale

b) Convertor analog-numeric paralel

R

2R

nR

Reg

istr

u ap

roxi

ma

ii su

cces

ive

Circ

uit c

ombi

naio

nal

Figura 6.5. Convertoare analog-numerice pentru sistemele de supraveghere

Page 273: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 273

În situa ia unor semnale cu frecven e mai ridicate, produse de senzorul pentru detectarea spargerii geamu-lui, senzorul cu cablu microfonic, senzorul acustic etc., necesit ile analizei de semnal impun utilizarea unor con-vertoare rapide, de tip paralel. Acestea sunt formate din 2n comparatoare, montate în paralel, cele 2n ie iri fiind apoi prelucrate într-un circuit combina ional pentru a ob ine cele n ie iri digitale (figura 6.5.b.).

Timere

Sunt ni te circuite folosite pentru m surarea timpului, pentru declan area unor evenimente la perioade i cu durate stabilite de unitatea central , pentru

determinarea intervalului între mai multe evenimente externe etc.

Principial, timerele sunt formate din num r toare cu presetare, cu incrementare sau decrementare, binare sau zecimale, interfa ate cu unitatea central prin intermediul unor registre sau buffere.

În toate microcontrolerele exist în structur câteva timere ca module distincte: în circuitul 80C552 exist cin-ci timere iar în 80C167 un num r de opt. Acestea sunt complet programabile, con inând i o serie de registre speciale pentru captur (memoreaz valoarea num r to-rului la sosirea unui eveniment extern), pentru reînc rca-re (seteaz num r torul cu o valoare prestabilit la sosi-rea unui semnal extern) i pentru comparare (genereazun semnal – o întrerupere – când num r torul a ajuns la o valoare prestabilit ). Schema bloc a unui timer este prezentat în figura 6.6.

Page 274: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

274 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

f IN D ivizor com andat

sus/jos

m

f IN /2m

Control t im er

Evenim ente externe

Num r tor

Registru

B inar/B CD

Într

eru

pe

re

Se

lec

ie

Spre procesor

Date

Figura 6.6. Timer de uz general

Modulatoarele de impulsuri în durat

Sunt circuite folosite pentru a genera secven e de impulsuri care au programabile durata i perioada aces-tora, precum i num rul de impulsuri produse. Semnalele generate de modulatoarele în impulsuri sunt folosite, de regul , pentru comanda incremental a unor motoare pas-cu-pas sau, prin integrare, pentru realizarea unor conversii numeric-analogice.

Microcontrolerele con in în structura lor module cu rolul de modulatoare în impulsuri, acestea dispunând de registre programabile pentru stabilirea parametrilor sem-nalelor generate: perioad , durat , num r de impulsuri.

Panourile de control

reprezint interfa a direct între operatorul uman isistemul de supraveghere antiefrac ie i/sau antiincendiu.

El se instaleaz în apropierea centralei de alarmare sau chiar pe centrala de alarmare i sunt echipate mini-mal cu o tastatur utilizat pentru introducerea de coduri de recunoa tere, stabilirea regimurilor de lucru, activarea sau dezactivarea alarmelor, precum i un display alfanu-

Page 275: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 275

meric sau numai cu ni te LED-uri pentru afi area diver-selor informa ii.

Cele dou elemente, tastatura i display-ul, sunt conectate la unitatea central pe o serie de porturi de intrare/ie ire digitale.

Acest dispozitiv semnalizeaz starea sistemului de supraveghere, fie optic, prin lumini intermitente (coman-date de la timer), fie sonor (cu sunete modulate de mo-dulul PWM).

Panoul, prin intermediul interfe elor seriale, poate stransmit la distan starea sistemului: fie prin modem, pe fir telefonic, fie prin radio prin mesaje SMS sau pager.

Fiecare produc tor realizeaz panouri de control distinctive, cu regimuri de lucru i de control specifice. Aspectul exterior al acestor panouri este prezentat în figura 6.7.

Dac obiectivul supravegheat este de mari dimensi-uni, sistemul este dificil de controlat numai pe baza infor-ma iilor disponibile pe display-ul panoului. Ca urmare, în aceast situa ie, informa iile culese de la senzorii insta-la i în teren sunt transmise la un dispecerat unde acestea sunt afi abile pe un display grafic, dotat eventual cu o in-terfa GIS. În plus, performan ele superioare ale calcu-latorului dispeceratului, îi permit acestuia s integreze toate informa iile de la toate panourile de control existen-te în obiectiv, indiferent c acestea supervizeaz siste-mele antiefrac ie, antiincendiu, pentru controlul accesului sau supravegherea video.

Page 276: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

276 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Figura 6.7. Panouri de control pentru centralele de alarmare

Sursele de alimentare

sunt cele care asigur energia electric necesarpentru func ionarea elementelor sistemului de securitate. Sunt o component foarte important , care asigurfunc ionarea sigur în orice condi ii. Sunt unele din cele mai sabotate elemente din structura sistemului, în consecin la realizarea ei trebuind a fi luate m surispeciale de evitarea a disfunc ionalit ilor.

Page 277: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 277

Din punct de vedere func ional, sursele sunt fie ni temontaje electronice relativ simple, fie un grup de baterii înseriate.

Alimentarea cu baterii este singura solu ie pentru dispozitivele care sunt instalate pe teren unde nu existre ea de tensiune electric . În cazul lor, este esen ialschimbarea sau reînc rcarea periodic a bateriilor, func-ie de autonomia energetic a dispozitivului.

În obiective unde exist re ea de tensiune alternativ , se folosesc surse formate dintr-un transfor-mator coborâtor de tensiune (de 220 V la o tensiune între 10 i 28V), o punte redresoare (transform tensiunea alternativ în tensiune continu ) i o serie de circuite de filtrare i stabilizare a tensiunii ob inute. Sursa astfel ob inut este ideal pentru aplica ii obi nuite, îns nu este indicat pentru sistemele de supraveghere întrucât o metod normal de scoatere din func iune a sistemelor de supraveghere const în întreruperea aliment rii cu energie electric din zone unde accesul nu este contro-lat.

Pentru a preîntâmpina lipsa aliment rii i, în conse-cin , scoaterea din func iune a sistemului de securitate, sursele de alimentare destinate acestora vor fi realizate obligatoriu cu rezervare dubl sau tripl .

O metod const în alimentarea cu 220V pe circuite separate, pe circuite diferite. Metoda este u or de pus în practic îns nu întotdeauna exist mai multe re ele electrice separate disponibile.

Procedeul cel mai utilizat folose te o baterie de acu-mulatori tampon care, în prezen a aliment rii, se încarc

Page 278: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

278 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

de la re ea. În lipsa aliment rii de la re ea, acumulatorii pot furniza un timp limitat energia necesar pentru func-ionarea sistemului. Durata asigurat de acumulatori de-

pinde, în primul rând, de timpul necesar remedierii ali-ment rii de la re ea, pentru minimizarea acestui timp centrala de alarmare intrând în stare de avertizare ime-diat ce a fost detectat lipsa tensiunii de 220V.

Exist dispozitive pentru rezervarea aliment rii,echipate fie cu baterii tampon i invertoare care produc tensiuni de 220V/50Hz (cunoscute sub denumirea de UPS – Uninterruptible Power Supply), fie baterii tampon comandate de relee sau circuite de comutare staticfolosite pentru alimentarea direct la joas tensiune a circuitelor electronice. De regul UPS se folosesc pentru echipamentele complexe (PC-uri, centrale de alarmare mari), în timp ce varianta rezervare cu acumulatori tam-pon este folosit pentru dispozitive simple.

7.3. Transmisii de date

Leg turile de date între terminalele formate din sen-zori, detectoare, camere video etc. i centralele de alar-mare sunt un element extrem de important al sistemelor de supraveghere.

Instalarea leg turilor fizice pentru un sistem de su-praveghere care controleaz o arie mare, cu trasee de mari dimensiuni, este unul din principalele elemente care contribuie la func ionarea corect i sigur a întregului sistem.

Conexiunile între elementele din teren i centralele de alarmare se pot realiza în multe moduri, func ie de

Page 279: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 279

tipurile de echipamente utilizate, distan ele între acestea, nivelul de siguran în func ionare urm rit etc.

O clasificare a leg turilor utilizabile în domeniul sis-temelor de securitate care s in cont de toate variantele posibile este extrem de vast . R mânând la nivelul de generalitate propus, este indicat urm toarea clasificare:

leg turi fir pentru: - semnale analogice; - semnale video; - semnale digitale; leg turi radio; leg turi prin unde infraro ii.

Semnalele analogice sunt constituite din tensiuni sau curen i care pot avea orice valoare dintr-un domeniu predefinit. Întrucât sistemele actuale de supraveghere sunt exclusiv digitale, aceste semnale sunt obligatoriu transformate în semnale digitale cu ajutorul unor conver-toare, fie la surs , fie la destina ie. Transmiterea neper-turbat , pe linii lungi, a semnalelor analogice este dificil ,în concluzie fiind preferat transformarea la surs a sem-nalelor analogice în semnale analogice urmat de tran-smiterea serial a acestora c tre destinatar.

Semnalele video sunt tot semnale analogice, îns

prelucrarea lor în stilul descris anterior, achizi ie­con-

versie­serializare­transmisie este f cut numai cu aju-torul unor procesoare de semnal foarte puternice. În caz contrar, leg turile video clasice presupun folosirea cablu-rilor coaxiale i a amplificatoarelor repetoare necesare pentru refacerea semnalului atenuat de trecerea prin linia coaxial .

Page 280: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

280 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Semnalele digitale sunt formate din curen i sau ten-siuni care nu pot avea decât dou valori: în logic direc-t , o valoare minim corespunz toare simbolului 0 LOGIC,respectiv o valoare maxim asociat lui 1 LOGIC.

Sistemele de supraveghere folosesc dou principii de transmitere a informa iilor:

conexiuni punct la punct; structuri adresabile.

7.3.1. Conexiuni punct la punct

Conexiunile punct la punct sunt caracteristice siste-melor clasice de supraveghere i sunt caracterizate prin faptul c fiecare dispozitiv periferic (senzor, traductor, detector etc.) este conectat individual la centrala de alar-mare.

Ca mediu de transmitere ale informa iilor se poate folosi atât leg tura fir, cât i cea prin unde electromag-netice.

Schema bloc a unei astfel de conexiuni este pre-zentat în figura 6.8.

CENTRAL DE ALARMARE

Senzor Senzor Senzor

Senzor Senzor Senzor

Senzor Senzor

Figura 6.8. Conexiunea punct la punct

Page 281: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 281

Situa ia prezentat în figura 6.8. este ideal , în sen-sul c fiecare senzor este legat în mod distinct la un port de intrare al procesorului din centrala de alarmare. Dacun senzor declan eaz o alarm , centrala prime te infor-ma ia respectiv i semnalizeaz operatorului unde anu-me s-a produs evenimentul.

În realitate, acest tip de conectare a senzorilor este pu in întrebuin at întrucât traseele de leg tur pot fi atât de numeroase încât s dep easc posibilit ile de co-nectare ale centralei, pozarea circuitelor de semnalizare în cl diri etc.

Metodele conven ionale de cablare presupun insta-larea a unul sau mai multe circuite de semnalizare pentru legarea tuturor senzorilor de centrala de alarmare. Pe fie-care circuit se monteaz unul sau mai multe dispozitive de detec ie, func ie de o mul ime de factori care depind de gradul de protec ie dorit, structura spa iului protejat etc.

În cazul unui eveniment, unul sau mai mul i senzori î i vor schimba starea, situa ie care este detectat de centrala de alarmare. Schimbarea st rii detectorului con-st în modificarea contactelor unui releu, din pozi ia nor-mal-deschis în pozi ia normal-închis sau invers.

Func ie de specificul zonei protejate, se folosesc diverse variante de legare a senzorilor la centrala de alarmare, conexiuni care minimizeaz drastic num rul de perechi i lungimea firelor necesare.

O prim variant , denumit conexiune pe dou fire

(figura 6.9.a.), folose te o pereche de fire din care derivalte tronsoane pentru legarea celorlalte detectoare. În

Page 282: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

282 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

aceast situa ie, dac unul din cei n senzori lega i împre-un declan eaz o alarm , centrala nu va fi capabil sdeceleze ce senzor a detectat evenimentul i va afi adoar care set de senzori a descoperit intruziunea.

Conexiunea pe dou fire este indicat pentru ampla-samente cu arhitectur complicat , cu multe culoare, în-c peri etc. Num rul de tronsoane al unei conexiuni pe dou fire poate fi oricât de mare dar, din considerente de detectare facil a locului evenimentului, trebuie p strato limit rezonabil de senzori cupla i la o singur linie.

Cealalt variant de conectare, în bucl (figura 6.9.b.), utilizeaz numai dou perechi de fire. De-a lungul traseului se monteaz senzorii, centrala de alarmare de-tectând orice modificare a st rii acestora.

O problem important este protejarea liniilor de transmisie împotriva sabotajelor, accidentelor etc.

O prim metod const în asigurarea unei redun-dan e pentru zonele cele mai expuse, perechile de fire de rezerv fiind instalate, eventual, pe alte trasee.

Alt metod de protec ie împotriva întreruperii acci-dentale sau sabot rii traseelor de leg tur presupune in-jectarea unui curent în linia de transmisie. În aceast si-tua ie, releele din senzori au contactele în pozi ia nor-mal-închis. Dac traseul este întrerupt sau dac , în urma unui eveniment, releul î i schimb contactele (normal-în-

chis­normal-deschis) curgerea curentului este întrerupt

i alarma este declan at . Metoda nu este infailibil : da-c topologia traseelor este ramificat , întreruperea unui tronson terminal nu este detectat (în situa ia din figura 6.8.a., numai întreruperea ramurii A întrerupe circula ia

Page 283: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 283

curentului; topologia din figura 6.9.b. este special proiec-tat i sistemul poate detecta orice întrerupere). De ase-menea, dac sabotarea se face nu prin t ierea firelor ci prin scurtcircuitarea lor, întreg sistemul devine inoperant.

Ram

ura

A

Ramura B R

amur

a C

Ramura D

Ram

ura

E

Central de alarmare

Central de alarmare

Sen

zor

1

Senzor 2

Sen

zor

n

a) Conexiune pe 2 fire b) Conexiune în bucl

Figura 6.9. Conexiunea prin fir

7.3.2. Dispozitive adresabile

Dup cum se observ , metodele clasice de conec-tare au câteva dezavantaje importante:

dac sunt cuplate mai multe dispozitive pe acela itraseu, sistemul nu poate decela care senzor a declan at alarma ; informa ia primit este minimal , func ie de cele doust ri ale releului: normal sau alarm ;sistemul de supraveghere este u or de sabotat prin întreruperea sau scurtcircuitarea traseelor.

În consecin s-a pus problema îmbun t irii atât a siguran ei în func ionare, cât i a calit ii informa iilor pri-mite de la senzori.

Page 284: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

284 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Acest lucru a presupus dotarea fiec rui senzor, ori-cât de simplu ar fi fost el, cu un microcontroler care s ia deciziile necesare în ceea ce prive te atât starea detec-torului, cât i transmiterea informa iilor.

Din punct de vedere tehnic, sistemele de calcul ac-tuale procedeaz în mod similar: informa ia digital de la emi tor este achizi ionat , serializat i transmis pe dou fire c tre receptor unde procesul se desf oarinvers, rezultând în final aceia i informa ie ca la emi tor.

La calculatoarele personale sunt standardizate o serie de proceduri care permit conectarea la PC a diver-se echipamente periferice.

Cea mai veche i aproape universal interfa este cea denumit RS-232. Principalele propriet i ale aces-teia sunt:

distan a maxim între cele dou dispozitive este de 7m;func ioneaz half-duplex (ambele dispozitive pot emi-te, dar la un moment dat unul singur poate fi în emi-sie);pe un circuit poate exista un singur emi tor i un sin-gur receptor; func ioneaz cu amplificatoare în tensiune.

La PC, aceast interfa este utilizat pentru mouse, unele imprimante, modemuri externe etc. îns tendin aactual este de a fi înlocuit cu interfe e rapide care permit cuplarea simultan a mai multe periferice (USB – Universal Serial Bus sau FireWire).

Pentru sistemele de supraveghere, toate aceste in-terfe e sunt utile doar din punct de vedere principial întru-

Page 285: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 285

cât lungimea mare a conexiunilor le face inoperante. Ca urmare, se folosesc variante îmbun t ite de interfe eRS-232, codificate RS-422 sau RS-485.

Principalele caracteristici ale interfe ei RS-422 sunt: distan a maxim între cele dou dispozitive este de 1200m;func ioneaz half-duplex;pe un circuit poate exista un singur emi tor i 32 de receptoare; func ioneaz cu amplificatoare în tensiune,

iar ale interfe ei RS-485: distan a maxim între cele dou dispozitive este de 1200m;func ioneaz half-duplex;pe un circuit pot exista 32 de emi toare i 32 de receptoare; func ioneaz cu linii de transmisie echilibrate, cu am-plificatoare în curent.

În mod evident, în sistemele de supraveghere se folosesc dispozitivele seriale RS-485 într-o topologie de tip bucl (figura 6.8.b.).

La re elele half-duplex unde exist mai multe emi -toare, principala problem este evitarea coliziunii mesa-jelor, adic prevenirea intr rii în emisie a dou dispozi-tive, în acela i timp. Pentru aceasta, întreaga re ea este supus unui control strict de c tre dispozitivul principal, centrala de alarmare, numai aceasta dând permisiunea fiec rui element de a prelua magistrala i a emite.

Protocolul de comunicare, la un nivel foarte general, se poate desf ura în modul urm tor:

Page 286: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

286 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

1. ciclic, centrala de alarmare solicit fiec rui senzor in-forma iile de stare; senzorul este identificat printr-un cod, denumit adres , care este unic pentru întreaga re ea;

2. senzorul care î i recunoa te codul recep ionat are permisiunea de emisie i transmite informa iile nece-sare; informa iile constau fie în date referitoare la su-praveghere (starea de alarm , avertizare, avarie, nor-mal etc.), fie informa ii referitoare la acces (codurile persoanelor care au trecut prin poarta respectiv );

3. centrala recep ioneaz semnalul i, func ie de adresa ini ial , stabile te exact starea senzorului.

Acest tip de interfa are previne orice încercare de sabotaj, întreruperea sau scurtcircuitarea firelor afectând în primul rând echilibrul liniei. Mai mult, deta area sen-zorului de la central va conduce la lipsa r spunsului la cererea de date, aceasta fiind o condi ie de alarm .

În concluzie, structura topologic RS-485 a unui sis-tem de supraveghere este prezentat în figura 6.10.

Pentru aplica ii de mic amploare, cu pu ini senzori i suprafe e acoperite mici, acest fel de re ea este opti-

m .Problemele apar când, fie num rul de senzori este

mai mare de 31, fie distan ele sunt mai mari de 1200m. Rezolvarea const în introducerea unor concentratoare care au rolul de a împ r i întreaga re ea în tronsoane mai mici, cu lungimi adecvate, la care sunt conectate maxim 31 de dispozitive.

Page 287: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 287

CE

NT

RA

L D

E

AL

AR

MA

RE

RS-485

Senzor 1 Senzor 2 Senzor 31

1200m

Rezisten e echilibrare

Figura 6.10. Structura unei re ele RS-485

Aceste conexiuni prin fir asigur transmiterea infor-ma iilor c tre centrala de alarmare de la senzorii antie-frac ie, antiincendiu sau de admitere a accesului.

În schimb, semnalele video de la camerele de su-praveghere, datorit frecven elor mari, nu pot fi transmise prin re elele folosite de senzori. Liniile de transmisie pen-tru semnalele video trebuie s asigure o band de circa 5MHz, band care nu poate fi asigurat decât de cablu-rile coaxiale. Topologia cabl rii video, este de tip punct la punct, aceasta presupunând cheltuieli mari cu instalarea i între inerea sistemului.

Pentru a minimiza aceste costuri exist îns diverse solu ii. O prim variant const în transmiterea de cadre cu o vitez de circa 50 de ori mai mic , vitez care asi-gur sc derea benzii semnalului la circa 100KHz, bandacceptabil pentru transmiterea semnalelor pe acelea ire ele cu celelalte dispozitive.

Totu i, cuplarea unei camere video produce satura-rea cu informa ii a liniei, fapt care duce la încetinirea co-munica iilor cu celelalte dispozitive.

Page 288: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

288 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Alt principiu utilizat pentru sc derea drastic a canti-t ii de informa ii transmise de camerele video const în eliminarea informa iilor redundante i compresia datelor care sunt transmise. Procesorul capabil de aceste prelu-cr ri este un procesor de semnal i acesta poate asigura transmiterea informa iilor video i pe linii telefonice de proast calitate.

Ultima variant în domeniul transmisiei informa iilor video permite transmiterea datelor prin intermediul re e-lelor de calculatoare. Re elele de calculatoare, cablate fie pe fire torsadate, cabluri coaxiale sau fibre optice, au l imi de band de la 10 Mb/s, la 100 Mb/s i chiar 1Gb/s.

În acest caz, la camera video este ata at un dis-pozitiv care realizeaz prelucrarea i compresia semna-lului, precum i o interfa pentru cuplarea la o re eaEthernet. Aceast modalitate reduce la minim cheltuielile de infrastructur , folosindu-se cea deja creat pentru re eaua de calculatoare. Aceast tendin este urmat ide centralele de alarmare, care au început s fie dotate cu interfe e Ethernet pentru cuplarea la dispecerat.

Folosirea re elelor locale pentru transmiterea infor-ma iilor de supraveghere este optim din toate punctele de vedere, atât ale performan elor tehnice, cât i ale cos-turilor de instalare. Echipamentele hardware, protocoa-lele de transmisie, elementele software pentru LAN sunt bine controlate din punct de vedere tehnologic, singurul impediment fiind pre ul pu in mai ridicat al dispozitivelor de supraveghere interfa abile la re ea.

Page 289: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 289

7.4. Programele de lucru ale calculatoarelor din

sistemele de supraveghere

Calculatoarele de proces din centralele de alarmare, fiind special destinate unei aplica ii specifice nu dispun decât de programe limitate. Aceste programe sunt fixe, în sensul c ele sunt memorate în circuite ROM, modifica-rea lor presupunând schimbarea circuitelor respective.

7.4.1. Centrale de alarmare

Elementele de control ale centralelor de alarmare sunt cele prezentate la paragraful 7.2.2., Circuite de suport pentru sistemele de alarmare, respectiv panoul de control.

Astfel, comenzile operatorului sunt introduse prin in-termediul tastaturii iar afi area st rii sistemului este f -cut fie pe un display alfanumeric, fie pe câteva LED-uri.

Principalele func iunii ale centralelor de alarmare sunt:

supravegherea continu a re elei de senzori cupla i la interfe ele corespunz toare ale microcontrolerului; controlul st rii senzorilor din sistemul de supraveghe-re (a teptare-avertizare-alarm , tensiuni de alimenta-re, integritate trasee de comunica ie etc.); luarea unor decizii specifice în cazul detect rii unui eveniment: - ini ierea avertiz rii optice i/sau sonore; - blocarea sau închiderea electromagnetic a u ilor

de acces din apropierea senzorilor care au de-clan at alarma;

- închiderea aliment rii cu energie electric i cu gaze naturale în situa ia detect rii unui incendiu;

Page 290: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

290 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

transmiterea la distan , la calculatorul master care controleaz toate centralele de alarmare din compo-nen a sistemului de supraveghere, periodic sau la cererea acestuia, a informa iilor care descriu complet starea sistemului; anularea alarmei i a avertiz rilor dup introducerea unui cod fie de c tre un operator, prin intermediul tas-taturii panoului de control, fie de la distan de c tre calculatorul master; posibilitatea schimb rii codului de blocare al alarmei, dup o procedur specific ;set ri diverse, func ie de specificul obiectivului supra-vegheat: - metode de verificare suplimentare ale senzorilor

necesare pentru eliminarea alarmelor false; - temporiz ri între ac iunile decise de central ;- diverse coduri de control; - stabilire mod de afi are pe display; - eliminarea complet a avertiz rii sonore i optice

preferându-se numai alarmarea dispeceratului.

7.4.2. Sisteme de supraveghere video

Dispozitivele de supraveghere video constituie o altmare categorie de sisteme de calcul folosite în sistemele de securitate.

Ini ial, aceste calculatoare lipseau, întreg procesul de supraveghere video f cându-se numai prin procedee analogice, fluxul datelor fiind:

Camere video­­­­Quad­­­­Monitoare i Videorecordere

Page 291: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 291

Preponderen a sistemelor numerice au f cut ca, treptat, elementul esen ial din sistemele video s fie un calculator personal.

PC-ul controleaz direct dispozitivele de concentrare a informa iei video (quad-uri, multiplexoare, matrici video etc.), permite înregistrarea digital , pe hard disc, a imaginilor, precum i afi area pe display-ul calculatorului a imaginilor achizi ionate, regimurilor de lucru, st rii de func ionare a sistemului etc.

Prin intermediul unor programe specifice, PC-ul este capabil s controleze i camerele PTZ (pan-tilt-zoom), fie la dorin a operatorului care controleaz orientarea ca-merei dintr-un joy-stick, fie automat, pe anumite pozi iiprestabilite.

De asemenea, PC-ul poate executa i programe de detectare a mi c rii în scopul avertiz rii sistemului ichiar programe de recunoa tere automat , situa ie în care intrusul poate fi identificat dintr-o baz de date ima-gistic .

PC-ul sistemului video poate fi un calculator stan-dard la care, îns , se au în vedere câteva elemente esen iale:

echiparea cu pl ci de achizi ie video, dotate eventual i cu codificatoare MPEG pentru compresia digital a

informa iei video; dac se doresc performan e ridi-cate, prezen a codificatorului în sistem, fie pe placa de achizi ie, fie pe alt extensie, este obligatorie; instalarea unui hard disc rapid, de mare capacitate (de preferat SCSI) pentru înregistrarea în timp real a informa iilor video.

Page 292: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

292 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

La un PC astfel echipat se pot ata a, camerele vi-deo, fie direct, fie prin intermediul concentratoarelor de semnal. În principiu, sistemul func ioneaz cu orice sursde semnal video: camere USB, camere video digitale sau analogice.

Ca orice sistem de securitate, are posibilit i de alarmare: acustic , optic sau la distan – trimiterea de SMS, mesaje radiopaging ori ini ierea de apeluri voce în re eaua telefonic standard.

Unele facilit i suplimentare apar datorit cupl riiPC-ului într-o re ea local , lucru care face posibil trans-miterea complet a informa iei video pe LAN sau numai cadru cu cadru pe un modem telefonic.

Utilizarea unui PC ofer o interfa u or de utilizat ide persoanele care nu au cuno tin e de operare ale calculatoarelor, precum i un acces personalizat, pe bazde drepturi utilizator sau instalarea de camere ascunse, vizibile doar pe baz de parol .

Aspectul tipic al informa iilor afi ate pe display este asem n tor cu cel din figura 6.11.

Figura 6.11. Afi area pe PC a informa iilor de supraveghere video

Page 293: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 293

7.4.3. Sisteme de supraveghere integrate

Maxim de asisten din partea unui PC se poate ob-ine dac acesta este folosit pentru gestionarea tuturor

informa iilor de la senzori (antiefrac ie, antiincendiu iadmitere acces) împreun cu informa iile culese de la camerele video dispuse în obiectiv.

Aplica ia integrat combin capacitatea sistemului de supraveghere cu scalabilitatea unei aplica ii distribuite în re ea care poate beneficia de cele mai noi programe de aplica ie.

În continuare, sunt prezentate func ii principale care pot fi realizate de un altfel de program de aplica ie:

integrarea sistemelor de supraveghere; gestionarea alarmelor i evenimentelor; elemente de configurare; conectarea cu baze de date externe; sistemul de comunica ii;securitatea aplica iei; controlul sistemului de admitere al accesului; controlul sistemelor antiincendiu i antiefrac ie; integrarea cu sistemul video.

Facilit ile oferite de modulul de integrare a informa-iilor constau în:

este capabil s primeasc informa ii de la sistemele de detec ie perimetrale, dispozitivele pentru detecta-rea intruziunilor, sistemul video, centrala de alarmantiincendiu, sistemul de control acces etc., fiind capabil s ofere în timp real o imagine global icoerent a obiectivului supravegheat;

Page 294: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

294 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

mecanismul de interconectare între sisteme etero-gene este bazat pe un model în bucl închis , eve-niment-reac ie; utilizatorul dispune de o interfa grafic , fapt ce îi permite configurarea protocoalelor de comunica ie cu diversele echipamente conectate la sistem, ac iunile implicite necesare la detectarea unui eveniment (func ie de politica de securitate specific a institu iei), precum i a ferestrelor care sunt afi ate, a elementelor de control (butoane, casete de validare, liste de op iuni etc.); sistemul este tolerant la erori, r mânând opera ional chiar dac unele din sta iile de lucru pe care ruleazaplica ia sunt defecte; afi area situa iei operative este f cut în stil GIS, pe planul obiectivului fiind indicate i pozi iile ele-mentelor active ale sistemului de supraveghere (figura 6.12).

Gestionarea alarmelor i evenimentelor asigur ur-m toarele func iuni;

sistemul integrat creeaz o baz de date în care se memoreaz toate evenimentele survenite, împreuncu caracteristicile acestuia (ora i data detect rii,dispozitivul care a sesizat-o etc.); apari ia unei alarme produce comutarea automat a ferestrei principale, astfel încât pe aceasta este afi atplanul zonei unde se g se te senzorul care a declan at evenimentul;

Page 295: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 295

Figura 6.12. Prezentarea situa iei operative

Figura 6.13. Editorul sistemului expert

Page 296: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

296 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

pentru fiecare senzor sau grup de senzori, aplica ia dispune de un sistem expert care ofer asistenoperatorului pentru luarea deciziei optime; setarea sistemul expert de asisten este realizabilprin intermediul unor ferestre specializate (figura 6.13); dispune de facilit i de management ale crizelor, cum ar fi: sistemul expert, afi area de informa ii despre eveniment, schimb aspectul grafic al elementului care a declan at alarma, mecanism de reac ie automat la recep ionarea unei alarme, generarea automat a rapoartelor (figura 6.14) etc.

Figura 6.14. Fereastra de generare a rapoartelor

Page 297: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 297

Elementele de configurare permit fie setarea inter-fe ei utilizator, în stilul general al aplica iilor vizuale, fie setarea protocoalelor de comunica ie cu dispozitivele externe ori stabilirea activit ilor care trebuie efectuate la detectarea unui eveniment.

Conectarea cu baze de date externe este o facilitate necesar pentru a asigura migrarea facil a informa iilor de securitate pe alte platforme de calcul dotate cu alte sisteme de operare i de gestiune a bazelor de date.

Sistemul de comunica ii are urm toarele func iuni: asigur leg turile de date între calculatoarele pe care ruleaz aplica ia de management i centralele de alarmare i celelalte sisteme externe; este tolerant la defect ri, în sensul c dac o leg tureste defect , incidentul este semnalat i tratat ca un eveniment, informa iile care trebuiau transmise fiind memorate pân la refacerea conexiunii; este capabil s func ioneze cu re ele, protocoale imedii de transmisie eterogene; asigur leg tura cu sistemele de comunica ii externe: trimiterea de SMS, mesaje radiopaging ori ini ierea de apeluri voce în re eaua telefonic standard.

Securitatea aplica iei asigur protejarea programului împotriva acceselor utilizatorilor neautoriza i. Ea este structurat pe trei nivele ierarhice (administrator, opera-tor i utilizator), fiecare opera iune fiind memorat într-un jurnal. Nivelul ierarhic valideaz sau invalideaz accesul la diversele facilit i ale programului, fiind posibile set ri, reconfigur ri, anul ri alarme etc.

Page 298: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

298 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

Controlul sistemului de admitere al accesului permi-te fie afi area informa iilor despre persoana care folose -te o cartel de acces împreun cu pozi ia cititorului de cartele activat (figura 6.15), fie crearea unei fi e de pontaj cu con inut divers:

Figura 6.15. Fereastra pentru controlul accesului

listele de acces, pe zile, pentru fiecare zi, persoansau departament (figura 6.16); listele cu persoanele care au intrat în obiectiv înainte sau dup timpul planificat; listele cu persoanele care au stat în obiectiv mai pu in decât timpul planificat; timpul total petrecut de cineva, într-o perioad dat ,în obiectiv; lista persoanelor care s-au g sit în obiectiv, la un moment specificat.

Page 299: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 299

Figura 6.16. Fi a de pontaj

Accesul cu cartele poate fi f cut diferen iat, pentru anumite zone sau înc peri critice. Împreun cu sistemul de acces pe baz de cartele, se pot ad uga i dispozitive biometrice utile pentru cre terea siguran ei. Sistemul de management fiind un sistem deschis, permite interfa area simpl cu dispozitivele biometrice cu ajutorul unor inter-fe e seriale standard sau Ethernet.

Integrarea cu sistemul video este f cut pe baza acelora i principii prezentate anterior la paragraful 7.4.2., Sisteme de supraveghere video, sistemul de manage-ment având disponibile urm toarele facilit i:

controlul camerelor video PTZ (direc ie, unghi de deschidere, focalizare, luminozitate); dispozitivelor de concentrare a informa iei video (quad-uri, multiplexoare, matrici video etc.);

Arvinte Ion

Cal inescu Dana

Farcas Claudia

Georgescu Vasi le

Iancu Oana

Mel inte Adrian

Nicolae Ioana

Oprea Daniel

Popescu Radu

Radu Valeriu

Stan Marin

Tudor Cristian

Page 300: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

300 ____ Sisteme de calcul pentru sistemele de supraveghere

înregistrarea digital a imaginilor; afi area pe display-ul calculatoarelor a imaginilor achizi ionate. Controlul sistemelor antiincendiu i antiefrac ie asi-gurinterfa area cu centrala de alarmare specific fiec rui sistem; afi eaz , cu elemente grafice distincte, starea de func ionare a fiec rui senzor: func ional, avertizare, alarm , necesit între inere, avarie, defect etc.; aplica ia asigur operatorului o interfa unitar ,orientat func ional, f r a acorda aten ie tipului echipamentului folosit, pentru utilizator fiind trans-parente detaliile tehnice particulare referitoare la orice dispozitiv din sistem; ad ugarea de noi sisteme antiefrac ie, antiincendiu sau de protec ie perimetral , compatibile cu protocoalele de leg tur instalate.

Page 301: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 301

Capitolul 8. ASPECTE LEGALE REFERITOARE LA ACTIVIT ILE DE SUPRAVEGHERE

8.1. Standarde na ionale referitoare la sistemele

de supraveghere

Standardele na ionale existente în domeniul activit -ilor de supraveghere sunt realizate, în cea mai mare par-

te, înainte de 1989, când nivelul tehnic al dispozitivelor isenzorilor era inferior celor existente actualmente.

Dup 1989 au existat încerc ri de realizare a unor astfel de standarde profesionale, îns situa ia se prezen-ta în felul urm tor: „la data aprob rii prezentului standard [12.03.1998], nu exist nici un standard […] na ional care s se refere la acela i subiect”1. În bibliografie sunt enumerate standardele profesionale ale Ministerului de Interne i cele ale Ministerului Ap r rii Na ionale dar, deocamdat , acestea se refer doar la aspecte termino-logice.

Totu i, chiar dac nu exist standarde na ionale pri-vitoare la defini ii, terminologie, caracteristici tehnice, condi ii tehnice generale de func ionare etc., se pot uti-liza în acest scop documenta iile tehnice specifice fiec -rui produs tehnic.

O alt metod indicat pentru a asigura corectitudi-nea proiect rii i instal rii unui sistem de securitate, con-st în consultarea standardelor existente în alte state; în bibliografie sunt indicate titlurile a peste 100 de stan-

1 Ministerul de Interne, Standard profesional SPMI 07.0009/1998, edi ia 1, pag.1.

Page 302: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

302 __________________________________Centrale de alarmare

darde de referin în domeniul sistemelor de supra-veghere.

8.2. Folosirea ca mijloace de prob a

înregistr rilor audio i video

Unul din scopurile pentru care sunt folosite sisteme-le de supraveghere video const , în aflarea adev rului, identificarea f pta ilor i tragerea lor la r spundere, fie administrativ, fie penal.

În ceea ce prive te tragerea la r spundere penal ,este esen ial ca înregistrarea video s poat fi considera-t un mijloc de prob .

Astfel, în cadrul enumer rii limitative a mijloacelor de prob , din art.64 C.pr.pen, prin Legea nr.141/1996 pentru modificarea i completarea Codului de procedurpenal , au fost ad ugate noi mijloace de prob la cele prev zute expres în cod, i anume, înregistr rile audio ivideo. Prin aceia i lege, a fost introdus în Capitolul II al Titlului III al P r ii generale a Codului de procedur pena-l Sec iunea V1 denumit „Înregistr rile audio sau video”, sec iune care stabile te procedurile de efectuare a aces-tor înregistr ri.

Art.911 C.pr.pen. stabile te foarte clar modul de rea-lizare a intercept rilor, precum i condi iile de form i de fond cerute proceselor-verbale înso itoare ale supor ilor magnetici.

Astfel, alin.2 i alin.3 din art.911 C.pr.pen. prev d ceste necesar autorizarea motivat a procurorului numit de procurorul general al Parchetului Cur ii de Apel, atât pentru efectuarea înregistr rilor la solicitarea organelor

Page 303: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 303

de urm rire penal , cât i la cererea motivat a persoa-nei v t mate.

Totu i, pentru un sistem de înregistrare activ per-manent, f r a se putea cunoa te în ce moment vor fi efectuate înregistr rile privitoare la o anumit infrac iune, procedura prezentat anterior este inaplicabil , fiind im-posibil ob inerea unei autoriza ii pe o durat nedetermi-nat din partea procurorului.

Solu ia este dat de alin.2 art.915 C.pr.pen. care specific „se pot constitui mijloace de prob i înregistr -rile prezentate de p r i, dac nu sunt interzise de lege”. Interpretând declarativ aceast prevedere, rezult logic faptul c pentru înregistr rile prezentate de p r i nu este necesar autorizarea dat de procuror.

Un alt punct de vedere const în faptul c , de re-gul , sistemele de supraveghere video surprind infrac-iuni flagrante. Aplicând principiile corespunz toare pro-

cedurii penale de urgen rezult c , de asemenea, pen-tru înregistrarea flagrantului nu este necesar o auto-riza ie special .

Îns , cea mai important idee se degaj din faptul c toate aceste sisteme de supraveghere nu se insta-leaz (deocamdat ) în locuri publice, ci numai la domici-liul sau în incinta proprie a unor persoane fizice ori juri-dice, publice sau private. Întrucât legea nu interzice instalarea pe proprietatea cuiva a sistemelor de supra-veghere ci, dimpotriv , multe institu ii sunt obligate s - iinstaleze astfel de dispozitive (prevedere existent în Legea nr.18/1996), justi ia trebuie s admit f r nici un fel de rezerve probele aduse de aceste sisteme.

Page 304: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

304 __________________________________Centrale de alarmare

Conform principiului liberei aprecieri a probelor, în-registr rile nu au o valoare preferen ial , fiind egale ca for probant , cu celelalte mijloace de prob . Dezavan-tajul acestor mijloace de prob este dat de faptul c , fo-losind aparatur i software profesional, aceste înregis-tr ri pot fi falsificate destul de u or.

În unele sisteme de drept str ine, înregistr rile se constituie în mijloace de prob dac se poate dovedi, prin orice metod , c înregistr rile au fost f cute în locul comiterii faptei i la momentul ar tat de partea v t mat(prevedere existent în Legea înregistr rilor pe bandmagnetic valabil în Statele Unite din anul 1968).

În sistemul penal românesc, este prev zut o proce-dur de certificare a înregistr rilor îns aceast proce-dur este aplicabil numai intercept rilor f cute cu auto-rizarea procurorului.

Interpretând din nou, extensiv, art.912 i art.914

C.pr.pen., rezult c pentru certificarea înregistr rilor re-alizate de un sistem de supraveghere video trebuie sexiste o eviden clar a supor ilor magnetici, fiind nece-sare, totodat , o serie de informa ii suplimentare care trebuie s se afle pe caseta video:

data i ora înregistr rii;locul înregistr rii (num rul camerei din sistemul de supraveghere care a efectuat înregistrarea).

La acestea se poate ad uga i procesul-verbal, care trebuie s respecte condi iile de fond i de form , prin care supor ii magnetici au fost preda i organelor de urm -rire penal .

Page 305: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 305

Sistemul de înregistrare trebuie s fie setat astfel încât informa iile memorate s fie de bun calitate, clare i inteligibile. Set rile presupun stabilirea corect a mo-

dului de înregistrare (time lapse – normal), condi iile de iluminare, focalizarea i unghiul de deschidere al obiecti-vului etc.

În ceea ce prive te cerin ele probelor administrate, înregistr rile video trebuie s fie pertinente, concludente i utile, adic au leg tur cu solu ionarea cauzei, contri-

buie hot râtor la aflarea adev rului i pot clarifica unele fapte sau împrejur ri care nu au fost dovedite prin alte probe.

8.3. Sistemele de paz ale obiectivelor,

bunurilor i valorilor în România

În conformitate cu reglement rile în vigoare1, minis-terele, organele administra iei publice centrale i locale, regiile autonome, societ ile comerciale, institu iile publi-ce sau alte organiza ii care de in bunuri ori valori cu orice titlu sunt obligate s asigure paza acestora.

Enumerarea institu iilor prev zute în lege este limi-tativ în sensul obligativit ii activit ii de paz , îns orice alte persoan fizice sau juridice, care de in valori sau bunuri cu valori deosebite, pot asigura acestora o pazspecializat .

Conform legii, paza obiectivelor, bunurilor i valori-lor, se face de c tre:

1 Legea 18/1996 privind paza obiectivelor, bunurilor ivalorilor, publicat în M.Of. nr.75 din 11 aprilie 1996

Page 306: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

306 __________________________________Centrale de alarmare

efective de jandarmi – destinate pazei obiectivelor de importan deosebit pentru ap rarea rii, activitatea statului, economie, tiin , cultur i art , a localurilor misiunilor diplomatice sau agen ii i reprezentan ecomerciale str ine, precum i a valorilor i bunurilor deosebite; efective proprii – folosite pentru paza obiectivelor, bunurilor i valorilor altele decât cele asigurate cu paza militarizat cu jandarmi; efective de gardieni publici – menite supravegherii obiectivelor stabilite conform Legii nr.26/1993; efective specializate – folosite în scopuri asem n -toare efectivelor proprii.

Cu excep ia obiectivelor asigurate cu paz militari-zat , la celelalte forme de paz i supraveghere sunt ne-cesare diverse activit i de sprijinire, avizare, control ipentru asigurarea armelor i muni iilor, efectuate de ser-viciile competente ale poli iei.

8.3.1. Atribu iile poli iei pe linia pazei i supravegherii

Sprijinul dat de poli ie pentru asigurarea sprijinului de specialitate în organizarea pazei unei institu ii constîn:

recunoa terea în teren în vederea întocmirii planului de paz , activitate desf urat împreun cu repre-zentan ii institu iei respective; analiza situa iei operative care determin organizarea pazei (întinderea, perimetrul i împrejmuirile institu-iei, punctele, sectoarele i c ile de acces, amploarea i tipologia fenomenului infrac ional existent în zon

etc.);

Page 307: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 307

locurile de amplasare a posturilor de paz , tipurile lor (fixe sau mobile) i activit ile desf urate de fiecare element de paz în cazul unui eveniment; tipurile de dispozitive antiefrac ie folosite, locurile inum rul de echipamente instalate i modalit ile de ac iune ale echipelor de interven ie în cazul detect riiunor intruziuni; procedurile folosite pentru accesul în incinta institu iei i în anumite zone cu risc ridicat, în mod clasic sau

cu cartele de acces ori cu dispozitive biometrice. Avizarea personalului angajat pentru activit i de pa-

z este f cut de serviciile competente ale poli iei i pre-supune verificarea condi iilor specificate de lege, între care cele mai importante sunt: s aib cet enia român ,s aib serviciul militar satisf cut (numai pentru b rba i),s fie apt fizic i profesional (condi ie rezultat în urma unui examen de specialitate psiho-medical), s nu aibantecedente penale pentru infrac iuni comise cu inten ie.

Personalul destinat instal rii i între inerii sistemelor electronice de supraveghere este verificat i avizat dupaceia i procedur prev zut pentru personalul de paz .

De asemenea, firmele specializate în paza obiecti-velor, bunurilor i valorilor sau în comercializarea, insta-larea i între inerea sistemelor electronice de suprave-ghere necesit , pentru func ionare, avizul competent din partea poli iei.

Serviciile specializate ale poli iei asigur i instrui-rea personalului de paz precum i controlul efectu riipazei la obiectivele aflate în raza de competen .

Page 308: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

308 __________________________________Centrale de alarmare

Muni ia i armamentul este asigurat de poli ie efec-tivelor de paz destinate institu iilor care au prev zute în plan serviciul de paz înarmat.

8.3.2. Atribu iile jandarmeriei i gardienilor publici

pentru paza obiectivelor

Obiectivele p zite de jandarmi sunt stabilite, potrivit legii, dup cum urmeaz :

prin hot râri ale Guvernului, pentru obiective de im-portan ã deosebit pentru ap rarea rii, activitatea statului, economie, tiin cultur i art , localurile misiunilor diplomatice, agen ii, reprezentan e econo-mice str ine, sedii ale unor organisme interna ionale, valori deosebite; prin ordine ale ministrului de interne, pentru obiective care apar in Ministerului de Interne; prin ordine ale Comandamentul Na ional al Jandarme-riei, pentru obiective apar inând jandarmeriei.

Activit ile care se executã pentru asigurarea pazei constau în:

recunoa terea obiectivului; elaborarea documentelor de paz ;stabilirea necesarului de for e i mijloace; încheierea contractului (conven iei) între beneficiar iunitatea de jandarmi.

In scopul cre terii eficien ei pazei bunurilor i a activit ilor de ap rare a ordinii i lini tii publice, a vie iii integrit ii persoanelor, pe lâng Consiliile jude ene i

Consiliul municipiului Bucure ti, sunt înfiin ate corpurile gardienilor publici.

Page 309: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 309

Corpurile gardienilor publici sunt institu ii publice, prestatoare de servicii, cu personalitate juridic .

Activitatea corpurilor gardienilor publici se desf oa-r pe baza regulamentului de organizare si func ionare, aprobat prin hot râre a Guvernului.

Gardienii publici sunt destina i s asigure paza la un agent economic public sau privat, institu ie, asocia ie de orice natur i s participe la ap rarea ordinii i lini tiipublice.

Organizarea si executarea pazei bunurilor, valorilor de orice fel de inute, transportului acestora i a altor presta ii de paz , precum i participarea la ap rarea ordi-nii i lini tii publice se realizeaz pe baz de contracte încheiate de corpurile gardienilor publici cu primarii, agen ii economici publici sau priva i, institu iile, asoci-a iile de orice natur , persoanele juridice sau fizice, dupcaz.

Paza prin gardieni publici se execut conform planu-lui de paz întocmit de comandan ii subunit ilor de pazi beneficiari, fiind aprobat de eful Corpului gardienilor

publici, având avizul de specialitate al poli iei.

8.3.3. Atribu ii pe linia ap r rii împotriva incendiilor

Ap rarea împotriva incendiilor reprezint ansamblul de m suri tehnice i organizatorice, precum i de activi-t i specifice, planificate i realizate în scopul de a asigu-ra identificarea, evaluarea, controlul i combaterea riscu-rilor de incendiu, informarea cet enilor asupra acestora, precum i interven ia operativ pentru salvarea i acorda-rea ajutorului pentru persoanele aflate în pericol, stinge-rea incendiilor i limitarea efectelor acestora.

Page 310: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

310 __________________________________Centrale de alarmare

Ap rarea împotriva incendiilor, ap rarea vie ii oame-nilor i a bunurilor constituie o problema de interes pu-blic, la care trebuie s participe, în condi iile legii, autori-t ile administra iei publice centrale i locale, persoanele juridice i fizice romane, precum i celelalte persoane ju-ridice sau fizice care desf oar activit i ori se afl în tranzit, dup caz, pe teritoriul României1.

Actele normative referitoare la activit ile de protec-ie împotriva securit ii sunt extrem de numeroase, în

bibliografie fiind enumerate 17 legi, ordonan e, hot râri, ordine sau normative în domeniu.

Conform acestora2, o serie de categorii de construc-ii, instala ii tehnologice i alte amenaj ri sunt supuse

aviz rii de specialitate, dup cum urmeaz :construc ii administrative; construc ii de cult, cultur , înv mânt i s n tate;construc ii i amenaj ri sportive (s li cu capacitatea peste 600 de locuri, stadioane cu tribune având peste 5000 de locuri); construc ii financiar-bancare (mai mari de 500m2); construc ii comerciale (mai mari de 300m2); cl diri înalte (peste 28 m); g ri, autog ri i aerog ri (mai mari de 700m2); spa ii de depozitare pe lâng punctele vamale (mai mari de 750m2).

1 Ordonan a nr.60/1997 privind ap rarea împotriva incendiilor, publicat inM.Of. nr.225 din 30 august 1997

2 Hot rârea Guvernului nr.571/1998 pentru aprobarea categoriilor de con-struc ii, instala ii tehnologice i alte amenaj ri care se supun aviz rii i/sau autoriz rii privind prevenirea i stingerea incendiilor, publicat în

M.Of. nr.347 din 14 septembrie 1998

Page 311: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 311

În domeniul echipamentelor tehnice utilizate pentru detectarea i stingerea incendiilor, legea stabile te înde-plinirea unor condi ii specifice. Pentru a fi utilizate, detec-toarele i echipamentele de control i semnalizare tre-buie certificate de Centrul de studii, experiment ri ispecializare PSI i avizate de Inspectoratul General al Corpului Pompierilor Militari conform reglement rilor teh-nice specifice bazate pe standardele SREM 54-2, SREM 54-4, EN 54-5 i EN 54-7.

Page 312: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

312 ______________________________________Prevederi legale

Page 313: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 313

Capitolul 9. BIBLIOGRAFIE

9.1. A. Articole, cursuri, tratate, dic ionare

1. I.B nicã, Re ele de comunica ii între calculatoare, Editura Teora, 1998, ISBN 973-601-683-8

2. A.Beale, Facial Thermogram System, Unisys Corporation, 1997

3. P.Brookes, Electronic Surveillance Devices, Butterworth-Heinemann Edition, Oxford, 1996

4. Col.ing. S.Calot .a., Protec ia împotriva incendiului, Editura „Service Pompieri”, Bucure ti, 2001, ISBN 973-98509-0-1

5. G.Cern ianu, Sistemul cosmic de radionaviga ie GPS–NAVSTAR, ICDA, Bucure ti, 1995

6. J.Collins .a., Global Positioning System. Theory and Practice,Springer Verlag, Wien, New York, 1993

7. N.Co anis Radiocomunica ii mobile – GSM, Universitatea Politehnic Bucure ti, 1995

8. A.Mateescu .a., Semnale, circuite i sisteme, Editura Militar ,Bucure ti, 1998

9. I.Marghescu, Re ele de comunica ii mobile, Universitatea Politehnic Bucure ti, 1995

10. V.Melnic .a., Program de modelare pentru un circuit TFD în timp real ICDA, 1991.

11. V.Melnic, Calculator specializat cu I8086, ICDA, 1992.

12. V.Melnic, Utilizarea procesorului ADSP 2100, ICDA, 1994

13. V.Melnic, Sistem de dezvoltare cu microcontroler de 16 bi i,ICDA, 1994.

14. V.Melnic, Sistem pentru monitorizarea debitului dozei de radia iinucleare, ICDA, 1995.

15. V.Melnic, Sistem electronic de prelucrare i interpretare a datelor culese de la senzori de detec ie nuclear i chimic ,ICDA, 1995.

16. V.Melnic, Sisteme de supraveghere avansate pentru paza obiectivelor importante, Academia de Poli ie, 1999.

Page 314: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

314 __________________________________________ Bibliografie

17. V.Melnic .a., Mijloace tehnice de supraveghere i sesizare,Editura MI, Bucure ti, 1999, ISBN 973-9265-30-8

18. V.Melnic, Sisteme electronice de supraveghere, Editura Teora, Bucure ti, 1999, ISBN 105-1260-29-9

19. V.Melnic .a., Aplica ii cu microcontrolere de uz general, Editura Teora, Bucure ti, 2000, ISBN 973-20-0672-2

20. V.Melnic, Ghidul utilizatorului de PC, note de curs, Academia de Poli ie, 2001

21. C.S.Paraschiv .a., Drept Procesual Penal, Editura ProTransilvania, Bucure ti, 2001, ISBN 973-8149-28-2

22. S.S.Russel .a., Global Positioning System, Washington DC, 1985

23. I.Smietan, Electronic Security Systems Engineering, Defense Advanced Research Projects Agency, 1995

24. J.J.Spilker Global Positioning System, The Institute of Navigation, Washington DC, 1980

25. P.Tabarcea .a., La frontierele electronicii, Editura Militar ,Bucure ti, 1985

26. V.Cristea .a., Dic ionar de informatic , Editura tiin ific iEnciclopedic , Bucure ti, 1981

27. *** Îndrum tor pentru verificarea i func ionarea mijloacelor de prim interven ie i a instala iilor de semnalizare istingere, Ministerul de Interne, 1986

28. *** Dic ionar de fizic , Editura Enciclopedic Românã, 1972

29. *** Access Control & Security Systems Integration, Buyer’s Guide Issue, 1998

30. *** Biological effect of radiation, Radiation Workers Training, Department of Energy, USA

31. *** Design guidelines for security fencing, gates, barriers, and guard facilities, MIL-HDBK-1013/10, Department of Defence, USA

32. *** GPS Technical Reference Manual, Motorola, 1993

33. *** Partnership in Technology: Software and Hardware companies team up for police applications, Law and Order, 1995

Page 315: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 315

34. *** Using ArcView GIS, ESRI, 1996

35. *** Using Avenue, ESRI, 1996

9.2. B. Acte normative

1. Constitu ia României, adoptat la 21 noiembrie 1991, aprobatprin referendum la 8 decembrie 1991, publicat în M.Of. nr.233/1991.

2. Codul de procedur penal , actualizat pân în 1997, republicat în M.Of. nr.78/1997.

3. Codul penal, actualizat pân în 1997, republicat în M.Of. nr.65/1997.

4. Codul de procedur civil , publicat în Editura „Lumina Lex”, Bucure ti, 1998.

5. Codul civil, actualizat pân în 1997, publicat în Editura „Lumina Lex”, Bucure ti, 1998.

6. Legea nr.5 / 99 a siguran ei na ionale, publicat în M.Of. nr.163 din 7 august 1991.

7. Legea nr.26/ 993 privind înfiin area, organizarea ifunc ionarea Corpului gardienilor publici, publicat în M.Of. nr.109 din 28 mai 1993

8. Legea nr. 0/ 995 privind calitatea în construc ii, publicat în M.Of. nr.12 din 24 ianuarie 1995

9. Legea nr. 7/ 996 privind regimul armelor de foc i al muni iilor, publicat în M.Of. nr.74 din 11 aprilie 1996

10. Legea nr. 8/ 996 privind paza obiectivelor, bunurilor ivalorilor, publicat în M.Of. nr. 75 din 11 aprilie 1996

11. Legea nr. 4 / 996 privind modificarea Codul de procedurpenal , publicat în M.Of. nr.289 din 14 noiembrie 1996.

12. Legea nr.2 2/ 997 pentru aprobarea Ordonan ei nr.60/1997 privind ap rarea împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.366 din 18 decembrie 1997

13. Legea nr. 9/ 996 cu privire la actele de stare civil , publicatîn M.Of. nr.282 din 11 noiembrie 1996.

Page 316: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

316 __________________________________________ Bibliografie

14. Legea nr.2 2/ 996 privind aprobarea Ordonan ei Guvernului nr.60/1997 privind ap rarea împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.366 din 18 decembrie 1997.

15. Legea nr. 26/200 privind aprobarea Ordonan ei nr.114/2000 privind ap rarea împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.170 din 4 aprilie 2001

16. Ordonan a nr.60/ 997 privind ap rarea împotriva incendiilor publicat în M.Of. nr.225 din 30 august 1997

17. Ordonan a nr. 4/2000 pentru modificarea si completarea Ordonan ei Guvernului nr.60/1997 privind ap rarea împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.425 din 1 septembrie 2000

18. Ordonan a de urgen nr. 6 /2000 pentru modificarea si completarea Legii nr.18/1996 privind paza obiectivelor, bunurilor si valorilor, publicat în M.Of. nr.557 din 9 noiembrie 2000

19. Hot rârea Guvernului nr.5 / 996 privind avizarea/autorizarea din punct de vedere PSI, publicat în M.Of. nr.384 din 9 octombrie 1998

20. Hot rârea Guvernului nr.57 / 998 pentru aprobarea categoriilor de construc ii, instala ii tehnologice i alte amenaj ri care se supun aviz rii i/sau autoriz rii privind prevenirea istingerea incendiilor, publicat în M.Of. nr.347 din 14 septembrie 1998

21. Hot rârea Guvernului nr.678/ 998 privind stabilirea isanc ionarea contraven iilor la normele de prevenire i stingere a incendiilor, publicat în M.Of. nr.384 din 9 octombrie 1998

22. Ordinul nr.775/ 998 pentru aprobarea Normelor generale de prevenire i stingere a incendiilor, publicat în M.Of. nr.384 din 9 octombrie 1998

23. Ordinul nr.79 / 998 pentru aprobarea Normelor metodologice de avizare si autorizare privind prevenirea si stingerea incendiilor, publicat în M.Of. nr.384 din 9 octombrie 1998

24. Ordinul nr.85/200 pentru aprobarea Metodologiei de certificare a conformit ii, de agrementare tehnic i de avizare tehnic pentru fabricarea, comercializarea i utilizarea mijloacelor tehnice de ap rare împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.573 din 13 septembrie 2001

25. Ordinul nr.86/200 pentru aprobarea Metodologiei privind atestarea persoanelor juridice care presteaz lucr ri de

Page 317: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 317

termoprotec ie, ignifugare, verificare, între inere i reparare a autospecialelor i a altor mijloace tehnice destinate ap r rii împotriva incendiilor, publicat în M.Of. nr.573 din 13 septembrie 2001

26. Ordinul nr.87/200 pentru aprobarea Metodologiei privind identificarea, evaluarea i controlul riscurilor de incendiu, publicat în M.Of. nr.573 din 13 septembrie 2001

27. Normativ pentru proiectarea i executarea instala iilor de telecomunica ii i semnalizare din cl diri civile i de produc ieI18-1996, ELECTROUZINPROIECT, Bucure ti, 1997

28. Normativ pentru proiectarea i executarea instala iilor electrice cu tensiuni pân la 1000 V c.a. i 1500 V c.c. I7-98, Institutul de cercet ri pentru echipamente i tehnologii de mecanizarea construc iilor, Bucure ti, 1999

29. Normativ de siguran la foc a construc iilor P118-99, Institutul de proiectare, cercetare i tehnic de calcul în construc ii,Bucure ti, 1999

9.3. C. Standarde

1. SPMI 3001/98 Mijloace i aparatur pentru determinarea i proba-rea faptelor infrac ionale folosite în criminalistic .Terminologie i defini ii

2. SPMI 3002/98 Mijloace i aparatur pentru determinarea i proba-rea faptelor infrac ionale folosite în criminalistic .Cerin e tehnice speciale

3. SPMI 6001/98 Mijloace i aparatur pentru supravegherea fron-tierei de stat. Terminologie i defini ii.

4. SMO 50001/98 Semne de avertizare pentru marcarea zonelor de teren contaminate (periculoase), complete de echipamente, aprovizionare i desfacere

5. STPM 40340 /99 Protec ie NBC. Terminologie

6. SMT 40267/2001 Echipamente individuale. Protec ia împotriva agen-ilor NBC. Terminologie.

7. ISO/IEC 7810 Identification cards. Type cards.

8. ISO/IEC 7812 Identification cards. Pin management and security.

9. ISO/IEC 9735 Electronic data interchange for administration, com-merce and transport.

10. ISO/IEC JTC1 SC17.WG3

Information technology. Identification cards and related devices. Biometric technology.

Page 318: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

318 __________________________________________ Bibliografie

11. ANSI X9.84 Biometric information management and security.

12. ANSI T1.319/95 Fire propagation hazard.

13. UL 0038 Manually Actuated Signaling Boxes for Use with Fire-Protective Signaling Systems

14. UL 0193 Alarm Valves for Fire-Protective Service

15. UL 0217 Single and Multiple Station Smoke Alarms

16. UL 0218 Fire Pump Controllers

17. UL 0228 Door Closer-Holders, With or Without Integral Smoke Detectors

18. UL 0268 Smoke Detectors for Fire Protective Signaling Systems

19. UL 0268A Smoke Detectors for Duct Applications

20. UL 0305 Panic Hardware

21. UL 0365 Police Station Connected Burglar Alarm Units and Systems

22. UL 0464 Audible Signal Appliances

23. UL 0467 Grounding and Bonding Equipment

24. UL 0497B Protectors for Data Communication and Fire Alarm Circuits

25. UL 0521 Heat Detectors for Fire Protective Signaling Systems

26. UL 539 Single and Multiple Station Heat Detectors

27. UL 603 Power Supply for Use with Burglar-Alarm Systems

28. UL 606 Linings and Screens for Use with Burglar-Alarm Systems

29. UL 609 Local Burglar Alarm Units and Systems

30. UL 0611 Central-Station Burglar-Alarm Systems

31. UL 0634 Connectors and Switches for Use with Burglar-Alarm Systems

32. UL 0636 Holdup Alarm Units and Systems

33. UL 0639 Intrusion Detection Units

34. UL 0681 Installation and Classification of Burglar and Holdup Alarm Systems

35. UL 0753 Alarm Accessories for Automatic Water Supply Control Valves for Fire Protection Service

36. UL 0827 Central-Station Alarm Services

37. UL 0864 Control Units for Fire Protective Signaling Systems

38. UL 0983 Surveillance Camera Units

Page 319: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 319

39. UL 0985 Household Fire Warning Systems Units

40. UL 1023 Household Burglar-Alarm System Units

41. UL 1037 Antitheft Alarms and Devices

42. UL 1076 Proprietary Burglar Alarm Units and Systems

43. UL 1310 Class 2 Power Units

44. UL 1480 Speakers for Fire Protective Signaling Systems

45. UL 1481 Power Supplies for Fire Protective Signaling Systems

46. UL 1610 Central-Station Burglar-Alarm Units

47. UL 1626 Residential Sprinklers for Fire-Protection Service

48. UL 1635 Digital Alarm Communicator System Units

49. UL 1637 Home Health Care Signaling Equipment

50. UL 1638 Visual Signaling Appliance-Private Mode Emergency and General Utility Signaling

51. UL 1641 Installation and Classification of Residential Burglar Alarm Systems

52. UL 1711 Amplifiers for Fire Protective Signaling Systems

53. UL 1730 Smoke Detectors Monitors and Accessories for Individual Living Units of Multifamily Residences and Hotel/Motel Rooms

54. UL 1971 Signaling Devices for the Hearing Impaired

55. UL 1981 Central Station Automation Systems

56. UL 2034 Single and Multiple Station Carbon Monoxide Detectors

57. UL 2043 Fire Test for Heat and Visible Smoke Release for Discrete Products and Their Accessories Installed in Air-Handling Spaces

58. UL 2044 Commercial Closed Circuit Television Equipment

59. UL 3044 Surveillance Closed Circuit Television Equipment

60. CSAA STA 1.2 Central Station Burglar Alarm Systems

61. CSAA STA 1.3 Alarm Verification and Notification Procedures

62. CSAA STA 1.3.2 Burglar Alarm Signals

63. CSAA STA 1.3.4 Fire Alarm Signals

64. CSAA STA 1.4. Alarm Investigator Response

65. CSAA STA 1.5 Monitoring Facility Security

66. CSAA STA 1.5.1 Physical Protection

67. CSAA STA 1.5.2 Fire Protection

68. CSAA STA 1.5.3 Communications

Page 320: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

320 __________________________________________ Bibliografie

69. CSAA STA 1.5.4 Emergency Lighting

70. CSAA STA 1.5.6 Main Power Supply

71. CSAA STA 1.5.7 Standby Power Supply

72. CSAA STA 1.6 Monitoring Facility Disaster Planning and Recovery

73. CSAA STA 1.7 Sensor Design and Installation

74. CSAA STA 1.8 Alarm Retransmission and Notification of Public Emergency Response Agencies.

75. CSAA STA 1.9 Central Station Automation Systems

76. CSAA STA 1.10 Burglar Alarm Response During Storms and Other Disturbances

77. ISET 2000.1 Mechanical and electromechanical security systems

78. ISET 2000.2 Electronic security systems and components

79. ISET 2000.3 Control and supervision security systems and equipment

80. ISET 2000.4 Security of vehicles

81. ISET 2000.5 Technical equipment of the Police

82. ISET 2000.6 Technology for criminal investigation and expertise

83. ISET 2000.7 Surveillance and guarding services, operation of centralised protection desks

84. ISET 2000.8 Individual equipment for electronic security systems

85. ISET 2000.9 Transport security equipment and special vehicles

86. ISET 2000.10 Means of personal protection and safety

87. FM 3-19.30/2 Physical Security. Systems Approach

88. FM 3-19.30/3 Physical Security. Design Approach

89. FM 3-19.30/4 Physical Security. Protective barriers

90. FM 3-19.30/5 Physical Security. Physical-Security Lighting

91. FM 3-19.30/6 Physical Security. Electronic Security Systems

92. FM 3-19.30/7 Physical Security. Access Control

93. FM 3-19.30/8 Physical Security. Lock and Key Systems

94. FM 3-19.30/9 Physical Security. Security Forces

95. FM 3-19.30/10 Physical Security. In-Transit Security

96. FM 3-19.30/C Intelligence, Counterintelligence, and Threat Analysis

97. FM 3-19.30/D Physical Security. Crisis-Management Plan

98. FM 3-19.30/E Physical Security. Office Security Measures

99. FM 3-19.30/F Physical Security. Physical-Security Plan

100. FM 3-19.30/G Physical Security. Personal-Protection Measures

Page 321: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere _____________________ 321

101. FM 3-19.30/I Physical Security. Executive Protection

102. FM 3-19.30/J Physical Security. Resource Management

103. FM 3-19.30/K Physical Security. Vulnerability Assessment

104. AR 12-15. Joint Security Assistance Training (JSAT) Regulation (Navy Instructions 4950.4; AFR 50-29).

105. AR 50-6. Nuclear and Chemical Weapons and Materiel, Chemical Surety.

106. AR 190-11 Physical Security of Arms, Ammunitions, and Explosives.

107. AR 190-14. Carrying of Fire Arms and Use of Force for Law Enforcement and Security Duties.

108. AR 190-59. Chemical Agent Security Program.

109. AR 380-19. Information Systems Security

110. AR 525-13. Antiterrorism Force Protection (AT/FP): Security of Personnel, Information,and Critical Resources

111. AR 600-8-14. Identification Cards

112. DOD 02000.12H Protection of DOD Personnel and Activities Against Acts of Terrorism and Political Turbulence

113. FF-L-2740. Locks, Combination

114. GTA 19-4-3. Individual Protective Measures

115. TM 5-805-8. Builders’ Hardware

116. TM 5-853-1. Security Engineering Project Development (AFMAN 32-1071, Vol 1)

117. TM 5-853-2. Security Engineering Concept Design (AFMAN 32-1071, Vol 2)

118. TM 5-853-3. Security Engineering Final Design (AFMAN 32-1071, Vol 3)

119. TM 5-853-4. Security Engineering Electronic Security Systems

120. STD 872-50-01. Entry Points for US Army Installations

121. STD 872-90-05. FE7 Chain-Link Security Fence Details for Sensored Fence

122. STD 872-90-06. FE8 Chain-Link Security Fence Details for Sensored Fence

Page 322: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

322 __________________________________________ Bibliografie

9.4. D. Cataloage i prospecte de firm

1. ACI 2. Ademco 3. ADT Security Systems 4. Advantor 5. Afimetrix 6. Analog Device 7. Aritech 8. BEI Communications 9. Bosch 10. Bentel Security 11. Camo 12. Cerberus 13. CMC 14. DAQ Electronics 15. Delft Sensor Systems 16. Detections Systems Inc. 17. Digiplex Paradox 18. EFF-EFF 19. ELMO 20. Eytek 21. Future Home Systems 22. GenTech 23. GYYR 24. Harris Security Systems 25. Hewlett-Packard 26. IBM 27. Identa 28. Inframetrics 29. Intel 30. Marconi 31. Metrologic 32. Microwave Sensors 33. Millenium Sensors

34. Mitec 35. Mitsubishi Electronics 36. Motorola 37. Ortek 38. QualComm 39. Philips 40. PhotoScan 41. Prastel 42. Racal 43. Radionics 44. Raytheon 45. Riverwind Surveillance 46. RomanoElectro 47. Safeguards Technologies 48. Scantronics 49. Schrack Seconet AG 50. Senstar-Stellar Security 51. Sharp 52. Siemens 53. Sony 54. Sorhea 55. Spartan Electronics 56. Tane Alarm 57. Tracam 58. Tumik 59. TWC 60. Unisys Corporation 61. UTI 62. Videocomplex 63. Vindicator 64. Visionic LTD 65. WaveTek 66. Zeiss

Page 323: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 323

CUPRINS

INTRODUCERE _________________________________ 3

MANAGEMENTUL SECURIT II _________________ 71.1. Conceptul de risc ___________________________ 81.2. Analiza riscului _____________________________ 81.3. Necesitatea supravegherii ___________________ 111.4. Managementul securit ii ____________________ 141.5. Mecanismul de securitate ____________________ 161.6. Considera ii economice______________________ 21

1.6.1. Cheltuieli de securitate ___________________ 211.6.2. Costurile insecurit ii ____________________ 21

1.7. Condi ii de mediu __________________________ 221.8. Principii de selectare a senzorilor______________ 24

Capitolul 2. SISTEME ANTIEFRAC IE __________ 272.1. Cerin e opera ionale ________________________ 272.2. Sisteme integrate __________________________ 282.3. Solu ii tehnologice __________________________ 29

2.3.1. Comutatoare mecanice___________________ 342.3.2. Comutatoare magnetice __________________ 352.3.3. Comutatoare balansate __________________ 362.3.4. Senzori pentru detectarea spargerii ferestrei _ 372.3.5. Senzori fotoelectrici pentru interior _________ 402.3.6. Senzori cu microunde ____________________ 432.3.7. Detectoare de vibra ii ____________________ 482.3.8. Detectoare de vibra ii cu fibr optic ________ 512.3.9. Senzori audio __________________________ 532.3.10. Senzori ultrasonori pasivi _________________ 542.3.11. Senzori ultrasonori activi _________________ 562.3.12. Senzori pasivi cu infraro ii (PIR) ___________ 582.3.13. Senzorii activi cu infraro ii pentru interior ____ 662.3.14. Senzori activi cu infraro ii pentru exterior ____ 682.3.15. Detectoare de vibra ii pentru împrejmuiri_____ 69

Page 324: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

2.3.16. Senzori electrostatici ____________________ 742.3.17. Senzori capacitivi _______________________ 762.3.18. Senzori sensibili la sarcin cu cabluri coaxiale 792.3.19. Senzori sensibili la sarcin cu cabluri cu

polimer magnetic _______________________ 812.3.20. Senzori sensibili la sarcin cu fibre optice____ 832.3.21. Senzori cu cabluri tensionate ______________ 852.3.22. Senzori cu fibr optic îngropat ___________ 882.3.23. Senzori cu cabluri coaxiale îngropate _______ 902.3.24. Senzori hidrostatici ______________________ 922.3.25. Senzori cu geofoni ______________________ 95

2.4. Aplica ii ale senzorilor pentru detectarea intruziunilor _______________________________ 97

2.5. Sisteme de supraveghere video ______________ 1032.5.1. Achizi ia semnalelor video _______________ 1032.5.2. Afi area semnalelor video _______________ 1112.5.3. Înregistrarea semnalelor video ____________ 123

2.6. Protec ia antiefrac ie a conductelor subterane___ 127

ADMITEREA I CONTROLUL ACCESULUI _____ 1303.1. Cerin e opera ionale _______________________ 1303.2. Identificarea persoanelor ___________________ 1323.3. Identificarea formal a persoanelor ___________ 133

3.3.1. Numele i porecla ______________________ 1343.3.2. Codurile______________________________ 1363.3.3. Identificarea prin cuno tin e ______________ 1403.3.4. Identificarea prin obiecte ________________ 141

Dispozitive cu banda magnetic _______________ 147Cartele de proximitate _______________________ 148Cartela cu efect Wiegand_____________________ 150Dispozitive cu cartel inteligent (Smart card) ____ 150Cartela laser_______________________________ 152

3.4. Sisteme biometrice ________________________ 1533.4.1. Fotografia i fizionomia _________________ 1593.4.2. Tehnici antropometrice __________________ 1633.4.3. Amprentele papilare ____________________ 1643.4.4. Imaginea retinian _____________________ 1673.4.5. Imaginea irisului _______________________ 1703.4.6. Termograma facial ____________________ 172

Page 325: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sisteme electronice de supraveghere ____________________ 325

3.4.7. Recunoa terea vocal __________________ 1733.4.8. Dinamica semn turii ____________________ 1763.4.9. Amprenta ADN ________________________ 1783.4.10. Elemente artificiale de identificare _________ 183

3.5. Controlul accesului ________________________ 1843.5.1. Detectoare de obiecte metalice ___________ 1853.5.2. Detectoare cu radia ii X _________________ 1873.5.3. Detectoare de substan e chimice __________ 1903.5.4. Detectoare de radia ii nucleare ___________ 195

DETECTAREA I STINGEREA INCENDIILOR___ 2034.1. Cerin e opera ionale _______________________ 2034.2. Solu ii tehnologice _________________________ 207

4.2.1. Detectarea manual a incendiilor__________ 2084.2.2. Detectoare termice _____________________ 2094.2.3. Detectoare de fum _____________________ 2094.2.4. Detectoare de flac r ___________________ 2154.2.5. Alte tipuri de detectoare _________________ 2164.2.6. Stingerea incendiilor ____________________ 217

SUPRAVEGHEREA OBIECTIVELOR MOBILE ___ 2215.1. Cerin e opera ionale _______________________ 2215.2. Sistemul de pozi ionare global GPS __________ 2225.3. Telefonia mobil __________________________ 234

5.3.1. Sisteme de telefonie mobil digital TDMA __ 2375.3.2. Sisteme de telefonie mobil digital CDMA __ 243

5.4. Bazele de date geografice GIS _______________ 2465.5. Sistem de supraveghere pentru obiective mobile 250

SISTEME DE CALCUL PENTRU SISTEME DE SECURITATE _________________________________ 257

6.1. Introducere ______________________________ 2576.2. Calculatoare de proces _____________________ 260

6.2.1. Unitatea central ______________________ 2616.2.2. Circuite de suport pentru sistemele de

alarmare _____________________________ 271Convertoare analog-numerice _________________ 272Timere ___________________________________ 273Modulatoarele de impulsuri în durat ___________ 274Panourile de control _________________________ 274

Page 326: Sisteme Electronice Pentru Supraveghere Si Control

Sursele de alimentare _______________________ 2766.3. Transmisii de date_________________________ 278

6.3.1. Conexiuni punct la punct ________________ 2806.3.2. Dispozitive adresabile___________________ 283

6.4. Programele de lucru ale calculatoarelor din sistemele de supraveghere __________________ 289

6.4.1. Centrale de alarmare ___________________ 2896.4.2. Sisteme de supraveghere video ___________ 2906.4.3. Sisteme de supraveghere integrate ________ 293

ASPECTE LEGALE REFERITOARE LA ACTIVIT ILE DE SUPRAVEGHERE___________ 301

7.1. Standarde na ionale referitoare la sistemele de supraveghere_____________________________ 301

7.2. Folosirea ca mijloace de prob a înregistr rilor audio i video ____________________________ 302

7.3. Sistemele de paz ale obiectivelor, bunurilor ivalorilor în România _______________________ 305

7.3.1. Atribu iile poli iei pe linia pazei isupravegherii _________________________ 306

7.3.2. Atribu iile jandarmeriei i gardienilor publici pentru paza obiectivelor _________________ 308

7.3.3. Atribu ii pe linia ap r rii împotriva incendiilor 309

BIBLIOGRAFIE _______________________________ 3137.4. A. Articole, cursuri, tratate, dic ionare _________ 3137.5. B. Acte normative _________________________ 3157.6. C. Standarde _____________________________ 3177.7. D. Cataloage i prospecte de firm ___________ 322