無線報警器誤報警原因分析
雖然在報警器有多種造成誤報警的因素,但是,從技術(shù)的角度上來說:任何復(fù)雜的防盜報警器,通過提高可靠性和抗干擾性設(shè)計的辦法,都能達到每年不超過4次誤報警的美國UL標準。
本網(wǎng)店展示的有線防盜報警器系統(tǒng)如下的開發(fā)過程遇到的問題值得借鑒和參考:
。、設(shè)計方案:為了避免電磁波的干擾而出現(xiàn)誤報警問題,我們的技術(shù)方案不采用無線技術(shù)。與報警主機相連網(wǎng)的255個用戶終端都沒有任何無線接收電路。這樣,整個報警系統(tǒng)不太可能會受到空中電磁波干擾而出現(xiàn)誤報警問題。
。病嶒灉y試條件:按既定功能完成樣品機的工作后,為了盡量模擬出實際使用的環(huán)境,我們不是在實驗室里做老化和運行實驗,而是免費為兩家單位分別安裝了一套樣品機。不過只有1、127、255號3個終端用戶配備了防盜傳感器。
3、出現(xiàn)的問題:1號樣品機在安裝第3天就出現(xiàn)了誤報警,但報警主機顯示報警的不是3個安裝了防盜探測器的用戶終端而是其他終端編號--這說明誤報警不是由防盜探測器引起的而是系統(tǒng)本身的原因。
。、問題鎖定失誤一:難道空中的電磁波不但可以干擾有無線接收電路的用戶終端;還可以干擾到用戶終端的一般電子電路?從理論上來說這也是有可能的。為了證實這個疑問,我們斷開了報警主機與所有報警終端的連接。但第3天誤報警照樣發(fā)生了!這說明誤報警的源點在報警主機自身。
。怠栴}鎖定失誤二:如果誤報警源點是報警主機自身,那么相同的另一個2號實驗樣品機在連接著255個報警終端;其中有3套防盜探測器的情況下,為什么運行了半個多月也沒有發(fā)生誤報警呢?難道1號報警主機附近有強功率的電磁波干擾源?于是我們采用金屬層把整個報警主機的電子電路全部屏蔽起來!但結(jié)果是:開機的第二天仍然發(fā)生誤報警現(xiàn)象!這說明干擾1號報警主機產(chǎn)生誤報警的源點不是空中的電磁波而是另有干擾源點。
。、問題終于鎖定:通過以上過程,既然排除了電磁波是1號樣品機出現(xiàn)誤報警的源點,那么唯一的干擾源點就是來自市電電源本身了?但是,我們在設(shè)計的時候已經(jīng)根據(jù)電子電路設(shè)計的要求設(shè)置了濾波電路的呀,為什么2號樣品機并沒有出現(xiàn)誤報警問題呢?當(dāng)我們在查找資料尋找解決辦法時;終于在一篇介紹抗干擾性設(shè)計的資料中受到啟發(fā)后,1號樣品機產(chǎn)生誤報警的源點也準確鎖定:在距離1號樣品機大約200米的位置有一個工廠,那個工廠里許多大功率機器設(shè)備的使用產(chǎn)生的“噪音干擾”通過供電線路傳播干擾到1號樣品機。
。、問題解決的過程:為了使1號樣品機過濾掉那個工廠給供電線路造成的雜波干擾(技術(shù)上稱噪音干擾),我們在1號樣品機中又增加了兩級自行設(shè)計的濾波電路,但是因為效果不明顯,最終還是花了30元左右購買了專業(yè)生產(chǎn)廠的濾波器徹底解決了問題。
。、實驗結(jié)果比較:在1號樣品機沒有增加濾波器前,平均不到3天的時間就發(fā)生一次誤報警。1號樣品機增加濾波器后,為了比較兩個樣品機的運行效果,2號樣品機并沒有增加濾波器。三個月之后的結(jié)果是:原來頻繁出現(xiàn)誤報警的1號樣品機再沒有發(fā)生誤報警;2號樣品機在三個半月的運行中只發(fā)生了1次誤報警。
9、經(jīng)驗總結(jié):在電力部門的技術(shù)人員中普遍承認:中國的電力供電網(wǎng)不如西方先進國家的供電網(wǎng)“干凈”--也就是說:在我國的供電線路里除了50HZ的正弦波外,還摻雜著更多的其它雜波。這些雜波對電子電路的干擾一般被稱為“噪音干擾”。這些噪音干擾除了能使所有用電客戶多交少許的電費外,也能使所有的電器設(shè)備和家用電器的效率降低(例如:可以使50W的燈泡發(fā)不出50W的燭光亮度來)。除此之外,這些噪音干擾對一般運行中的設(shè)備和家用電器并不造成明顯的影響,即便是有些影響,例如你的燈泡瞬間閃了一下;你看電視的時候畫面產(chǎn)生了一個瞬間的模糊和變形等,你也不會在乎的。如果其它家用電器出現(xiàn)這種瞬間的異常情況,人們根本就不容易覺察到。但是,這些電力線路上出現(xiàn)的這些瞬間的噪音干擾,對運行著的防盜報警器來說,就有可能觸發(fā)一次誤報警的產(chǎn)生。我們的1號樣品機在沒有增加濾波器之前頻繁發(fā)生的誤報警就是一個證明。所以,判斷一套防盜報警器是否容易產(chǎn)生誤報警,看它的濾波電路設(shè)計的如何也是一個重要的方面。
來源于電力線路的“噪音干擾”通過增加濾波器的方法是可以排除,而來源于空中電磁波的干擾就不是那么容易排除的了,因為在電路中增加金屬屏蔽層是一種抗電磁干擾的常規(guī)手段,所以,判斷一套無線防盜報警器抗干擾能力高低,看它的電路是否有金屬屏蔽層也是一個重要方面。
在談到了電力供電線路里的“噪音干擾”能引發(fā)防盜報警器誤報警的問題。危害更大從而也更應(yīng)該值得注意的是另一種來源于空中的噪音干擾既電磁波輻射!這種電磁波輻射對無線防盜報警器造成的干擾,更容易引起誤報警事件的發(fā)生。
無線防盜報警器比有線防盜報警器更容易產(chǎn)生誤報警的問題已經(jīng)在業(yè)內(nèi)是個不爭的事實了。當(dāng)然,幾乎所有商家在消費者面前絕對不會主動談“誤報警”這個話題的。即便是少數(shù)消費者首先表現(xiàn)出對誤報警的擔(dān)心,商家們也總是以“采用先進的無線編解碼技術(shù)”的說法來支持“不會產(chǎn)生誤報警”的說法。為了驗證這個說法;也為了掌握第一手的資料,筆者曾在同行之間通過朋友關(guān)系籌集了3套有線防盜報警器和3套無線防盜報警器做了如下的觀察實驗:
。薄嶒灄l件:6套防盜報警器全部安裝在一個房間里;并且全部不安裝任何防盜探測器,所以從理論上6套防盜報警器都不應(yīng)該產(chǎn)生報警。
。、實驗結(jié)果:在三個月之后,3套有線防盜報警器沒有發(fā)生報警,而另外3套無線防盜報警器分別都發(fā)生了次數(shù)不一的報警現(xiàn)象。
。、實驗結(jié)論:在3套有線防盜報警器都沒有發(fā)生報警的情況下可以斷定:另外3套無線防盜報警器發(fā)生的報警顯然全部都是電磁波干擾的結(jié)果。
為什么無線防盜報警器比有線防盜報警器容易受到空中電磁波的干擾而出現(xiàn)誤報警呢?原因在于前者比起后者的處理器中多了一個無線接收電路--這就等于向空中的電磁波干擾敞開了一個可以進入的大門!而籠罩在空中的電磁波其發(fā)生源并不僅是有關(guān)部門批準分配好的那些特定頻率的廣播電臺、電視臺和無線通訊收發(fā)傳播站等。一輛汽車的點火發(fā)動、太陽黑子的爆破、電器設(shè)備的啟動、自然界的雷電、電焊機工作等等;都是可以向空中釋放電磁波的。而這些電磁波發(fā)生源向空中發(fā)出的電磁波不但頻率無常,而且當(dāng)遇其它空中電磁波和遇建筑物折射成為一種泄波的時候,這些雜亂無章的電磁波對設(shè)有無線接收電路的電子產(chǎn)品干擾范圍是很寬的。
例如下的一些現(xiàn)象就能說明電磁波對無線接收電路造成的干擾:
。、對電視機的干擾:如果一臺電視機不是采用專門的有線線路來接收電視節(jié)目,而是靠自身的天線直接接收空中傳遞過來的電視節(jié)目,那么,一些經(jīng)常在臨近街道的房間里看電視并細心觀察的人就會發(fā)現(xiàn):一輛汽車的發(fā)動或者奔駛而過,有時候也能造成電視機畫面瞬間的混亂。原因是汽車的火花塞和發(fā)動機系統(tǒng)的工作能向空中釋放了電磁波。
。病κ找魴C的干擾:有時候收音機瞬間出現(xiàn)的噪音多半不是廣播電臺設(shè)備的原因,而是受到了空中電磁波干擾的結(jié)果。
。场κ謾C的干擾:手機和小靈通在通話過程中的“斷線”現(xiàn)象多半也是因為受到其它電磁波干擾的結(jié)果。
4、對飛機的干擾:禁止乘客在乘坐飛機時使用手機就是因為手機發(fā)出的電磁波有可能干擾到飛機通訊電路的正常工作。
。、對汽車防盜報警器的干擾:媒體中常有汽車防盜報警器無端發(fā)出的報警聲音引起鄰里糾紛的報道。雖然汽車報警器發(fā)出的報警聲音多數(shù)是因為人為的因素引起的,但是,肯定也有因電磁波干擾而造成的,因為在汽車防盜報警器里有一個無線接收電路。
既然電磁波的干擾可以使電視畫面瞬間混亂;使收音機出現(xiàn)噪音;使通話中的手機斷線等,那么,電磁波的干擾能使無線防盜報警器出現(xiàn)誤報警的現(xiàn)象也就容易理解了。以上“在三個月之后,3套有線防盜報警器沒有發(fā)生報警,而另外3套無線防盜報警器分別都發(fā)生了次數(shù)不一的報警現(xiàn)象”的實驗結(jié)果也說明了問題。
為什么無線防盜報警器采用了“先進的無線編解碼技術(shù)”仍然也會受到其它電磁波的干擾而出現(xiàn)誤報警呢?要分析這個問題首先從如下的圖片談起:
在“如果電磁波是可見的情形”的圖片畫面里;我們看到的是一個籠罩在各種電磁波環(huán)境下的一個城市一角的場景。值得注意的是:在這幅圖片中顯示的只是一個靜態(tài)的場景,而實際上不但生活在這個城市里的人群在不斷地活動,電磁波也在不斷地變化著,而這些不斷變化著的電磁波一旦與安裝在這個環(huán)境里的某套無線防盜報警器的無線接收電路產(chǎn)生“對應(yīng)效應(yīng)”后,誤報警就必然發(fā)生。所以,無線防盜報警器受到電磁波干擾而容易出現(xiàn)誤報警可以從如下兩個方面來理解:
。、對應(yīng)關(guān)系因素:無線防盜報警器基本工作模式是:前端的探測器探測到需要報警的“情況”后,通過自身的無線發(fā)射電路向空中發(fā)出一串帶編碼的電磁波;后端處理器中的無線接收電路接收到這串帶編碼的無線信號并經(jīng)過解碼后開始報警--這類似鑰匙與鎖的關(guān)系:前端的無線發(fā)射電路向空中發(fā)出的那串帶編碼的電磁波是鑰匙,而后端無線接收解碼電路就是鎖。雖然在設(shè)計上要打開這把鎖的鑰匙是與之配套的那些前端的無線發(fā)射電路向空中發(fā)射的那串帶編碼的電磁波。但是,在空中的電磁波每秒鐘都會發(fā)生多次雜亂無章的組合變化中,一旦某種組合對應(yīng)了這把鎖,誤報警的情況就會發(fā)生。
。、電磁波強度因素:乘坐飛機時禁止使用手機并不是因為手機發(fā)出的電磁波與飛機通訊系統(tǒng)中的無線接收電路的頻率和編碼相同而產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系,而是因為手機作為一種電磁波的發(fā)射源距離飛機越近,對飛機通訊系統(tǒng)中的接收電路的電磁干擾強度就越大。當(dāng)一種頻率的電場強度超過了另一種頻率的接收電路抗干擾強度加之泄波的作用,就有可能對另一種頻率的接收電路產(chǎn)生“擊穿”效果。所以,當(dāng)空中出現(xiàn)一個瞬間的強大電磁波(例如:雷電、太陽黑子爆破、靠近防盜報警器的地方有電焊機工作等)情況下,也有可能引起無線防盜報警器的誤報警發(fā)生。
還有其他原因有:
1、設(shè)計水平因素:對電子產(chǎn)品來說,雖然采用同一種電路,但因電路板的線段、元件放置的位置等不同因素,也會影響到產(chǎn)品的可靠性和抗干擾性的,這是與設(shè)計者的經(jīng)驗和水平有關(guān)的問題。
2、元件質(zhì)量因素:有些電子元件因質(zhì)量不同價格差別也是很大的。據(jù)說我國的神舟6號采用的電子元件比一般電子元件的價格能高出很多倍呢。有些質(zhì)量差的電子元件,隨著冬天、夏天等溫度的變化而變化出現(xiàn)的“漂移”現(xiàn)象或者快速“老化”等原因,也會造成防盜報警器的誤報警現(xiàn)象發(fā)生,如果生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本而選用價格低的電子元件,那么,誤報警的問題也就容易出現(xiàn)。
3、生產(chǎn)性因素:只有經(jīng)過生產(chǎn)中多個環(huán)節(jié)才能把一個個電子元件組合成防盜報警器,如果在某個環(huán)節(jié)質(zhì)量管理不善;把關(guān)不嚴;那么也容易使防盜報警器在使用中產(chǎn)生誤報警問題。
4、質(zhì)量檢測因素:對一些電路比較復(fù)雜的防盜報警器,出廠前都應(yīng)該經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢測甚至老化測試的。如果簡化甚至省掉了這個環(huán)節(jié),那么誤報警器的問題同樣也容易發(fā)生。
5、安裝不當(dāng)因素:防盜報警器在安裝的時候也涉及到一定的要求,如果安裝不符合要求也容易使防盜報警器在使用中產(chǎn)生誤報警。
6、外界干擾因素:有些外界干擾是可見的或者是因果關(guān)系明顯的,所以也是可以避免的。而有些例如太陽黑子的爆破、電磁波的干擾等卻是不可見的,要避免這類干擾而出現(xiàn)的誤報警問題,除了提高產(chǎn)品內(nèi)在的抗干擾性和可靠性外設(shè)計外,恐怕沒有別的好辦法了。
對于有線防盜報警器來說,如果處理器部分既報警主機部分電路設(shè)計的可靠性高,那么,它的誤報警根源只能來自于前端的探測器這一個方面,也就是說;只有當(dāng)前端的探測器受到非人為因素的干擾而確實輸出了一個報警信號后才能引發(fā)誤報警。但是,對于無線防盜報警器來說,它的誤報警可以來自于探測器和處理器兩個方面。因為它的處理器自身就有一套無線接收電路,而這套電路不但可以接收到來自探測器部分的報警信號;也可以接收到其它信號
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