Подключение датчиков (протокол)
Способ подключения датчиков к системе сигнализации, шлюзу или другому управляющему устройству.
—
Проводное. Такое подключение не очень удобно при первоначальном размещении — из-за необходимости прокладывать провода. Да и расстояние до управляющего устройства ограничивается длиной кабеля. С другой стороны, соединение получается максимально надежным и безопасным, подобные датчики заметно дешевле беспроводных, а для их работы не требуется отдельных источников питания — энергию можно подавать по проводу, используемому для подключения (хотя бывают и модели на аккумуляторах и батарейках — подробнее см. «Питание»). Также отметим, что чисто технически такой датчик проще вывести из строя, чем беспроводной — достаточно перерезать провод; однако на практике сделать это непросто, так как нужно иметь физический доступ к проводке.
—
Беспроводное. Подобное подключение, как правило, осуществляется по радиоканалу с использованием Wi-Fi, Bluetooth или специализированных стандартов. Его главное преимущество очевидно: отсутствие проводов заметно упрощает установку датчиков, особенно в труднодоступных местах. При этом дальность подобной связи может достигать десятков и даже сотен метров. Однако оборудование, с которым используется устройство, должно поддерживать тот же протокол связи, в противном случае их нормальная совместная работа окажется невозможной. Что касается конкретных вариантов, то в современных
...датчиках могут использоваться как общераспространенные стандарты Wi-Fi и Bluetooth, так и специализированные протоколы — чаще всего Z-Wave, Zigbee, Jeweller или Fibra. Также датчики могут работать на собственной частоте. Вот более детальное описание каждого из этих стандартов:
— Wi-Fi. Технология, применяемая в основном для построения беспроводных компьютерных сетей, а с недавних пор — еще и для прямой связи между отдельными устройствами. Для связи чаще всего используется диапазон 2,4 ГГц или 5 ГГц. В случае беспроводных датчиков одним из преимуществ Wi-Fi является то, что это общепринятый стандарт; благодаря этому многие датчики с этим типом связи могут работать без специального оборудования — они способны подключаться к обычным беспроводным роутерам или даже отдельным устройствам вроде ноутбуков и планшетов (некоторые модели допускают даже отправку уведомлений через Интернет, через тот же роутер). Однако у такой универсальности есть и обратная сторона: Wi-Fi не имеет дополнительной оптимизации для работы с беспроводными сенсорами. В итоге такая связь уступает специализированным протоколам по общей надежности, специальному функционалу и энергоэффективности. Так что данный тип подключения характерен в основном для устройств, рассчитанных на несложные условия применения — таких, как климатические датчики температуры/влажности для систем «умного дома».
— Bluetooth. Еще один общераспространенный стандарт беспроводной связи. Работает в диапазоне 2,4 ГГц; в отличие от Wi-Fi, используется только для прямого соединения между устройствами. Также слабо подходит для профессионального применения (в частности, задержка срабатывания может достигать 2 – 3 секунд), а потому встречается в основном в датчиках бытовой специализации, рассчитанных на подключение к смартфонам/планшетам или системам «умного дома». Чаще всего для связи используется протокол Bluetooth LE, поддерживаемый модулями Bluetooth версии 4.0 и выше: он специально разработан для миниатюрных устройств с небольшой емкостью встроенных батарей, позволяет передавать данные с очень низкими затратами энергии и в то же время обеспечивает дальность до 100 м.
— Z-Wave. Протокол связи, разработанный специально для систем автоматизации и дистанционного управления. Предусматривает передачу максимально простых и коротких управляющих команд с минимальными задержками; для связи используется диапазон до 1 ГГц, благодаря чему такая связь практически не подвержена помехам от Wi-Fi и Bluetooth устройств, находящихся поблизости. Еще одной интересной особенностью Z-Wave является использование топологии типа MESH. Сигнал от датчика в такой сети может передаваться на управляющее устройство как напрямую, так и через любое количество промежуточных узлов, при этом оптимальный маршрут определяется с учетом текущей ситуации: например, если один из узлов на кратчайшем пути сигнала вышел из строя, информация пойдет «в обход», через другие ретрансляторы в пределах досягаемости. Правда, стоит отметить, что MESH-ретрансляция заметно повышает расход энергии, поэтому узлы Z-Wave c питанием от батареек/аккумуляторов ее не выполняют.
— Zigbee. Еще одни протокол связи, созданный для систем автоматизации (включая «умный дом»), сигнализации, промышленного управления и т. п. Оптимизирован под безопасную передачу данных на небольших скоростях и с минимальным энергопотреблением, допустимым для миниатюрных устройств на батарейках/аккумуляторах. Так же, как и описанный выше Z-Wave, использует MESH-топологию сети, с возможностью передачи сигнала через несколько узлов и автоматическим выбором оптимального маршрута с учетом текущей ситуации в сети. Отличается хорошей защищенностью и помехоусточивостью, а также высокой скоростью срабатывания (выход из спящего режима занимает около 15 миллисекунд), благодаря чему довольно широко используется в современных беспроводных датчиках.
— Jeweller. Собственная разработка компании Ajax Systems, протокол связи, созданный специально для охранных систем — в этом заключается его принципиальное отличие от описанных выше стандартов. Создателями заявлены такие преимущества, как большая дальность (до 2000 м), высокая скорость срабатывания (0,15 мс), низкое энергопотребление (до 7 лет непрерывной работы в отдельных моделях датчиков), поддержка нескольких частот (с автоматическим переключением при возрастании уровня помех или попытке глушения), продвинутая система защиты от сбоев и вмешательств (с высококлассным шифрованием, точным определением типа атаки и взламываемого датчика, а также оповещением о глушении), а также возможность работы до 150 устройств на одном хабе. Из явных недостатков можно отметить разве что ограниченное применение: Jeweller поддерживается только устройствами от Ajax Systems (по крайней мере — пока). Однако выпускаются специальные модули интеграции, позволяющие подключать такие датчики к проводным и беспроводным централям других производителей.
— Fibra. Проводной протокол связи Fibra создан компанией Ajax System специально для охранных систем. Технология унаследовала беспроводные возможности родственного протокола Jeweller (см. выше), однако все устройства при этом подключаются традиционным четырехжильным кабелем. На одну линию Fibra длиной до 2000 м можно подключить как один датчик, так и несколько десятков (вместе с сиренами и клавиатурами в любом сочетании). Цифровая архитектура при использовании коммуникационного протокола Fibra выстраивается в фирменном приложении Ajax PRO. Передаваемые данные защищаются с помощью шифрования с плавающим ключом, а коммуникация Fibra упорядочена по принципу TDMA: каждому устройству выделяется короткий промежуток времени для обмена данными с хабом. В остальное время модули связи остаются неактивными, что существенно снижает энергопотребление и помогает избежать конфликтов даже при одновременном срабатывании нескольких датчиков. Fibra аппаратно поддерживается только устройствами от Ajax Systems, однако существуют специальные модули интеграции, позволяющие подключать такие датчики к проводным централям других производителей.
— Собственная частота. В контексте охранных датчиков под этим параметром подразумевается собственная частота, на которой обеспечивается беспроводной обмен данными между звеньями системы безопасности. Конкретное ее значение определяется производителем устройства, однако чаще всего встречаются варианты 433 – 434 МГц и 868 МГц. Использование собственной частоты улучшает надежность и безопасность работы охранной системы, поскольку она снижает вероятность помех от других беспроводных устройств, работающих на близких частотах. При выборе по данному параметру важно учитывать совместимость оборудования, стандарты и лицензионные требования (дабы избежать потенциальных нарушений законодательства).Интеграция в систему умного дома
Объединение освещения, климата, розеток, замков, камер и датчиков в единую экосистему с общим приложением, сценами и голосовым управлением, чтобы дом сам реагировал на расписание, присутствие и события и экономил энергию без лишних действий пользователя. Такие экосистемы бывают разными: от крупных универсальных платформ до решений с упором на доступность устройств и простоту настройки; в числе популярных — Apple HomeKit, Google Home, Xiaomi Home (Mi Home), а также SmartThings, Tuya/Smart Life и Home Assistant. Для совместимости всё чаще используют стандарт Matter и сеть Thread, а также привычные протоколы вроде Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi и BLE Mesh; при выборе важно смотреть на поддержку нужных устройств, локальные автоматизации, надёжность уведомлений и семейный доступ.
Функции и возможности
—
Регулировка чувствительности. Возможность изменять порог срабатывания датчика, подстраивая его под особенности ситуации. Такая регулировка применяется в основном для предотвращения ложных срабатываний: к примеру, чтобы наружный датчик освещения не включал свет, реагируя на качающиеся на ветру ветки дерева. Существуют и другие нюансы, связанные с подстройкой чувствительности; подробнее о них можно узнать в специальных источниках.
—
Регулировка освещенности. Функция, применяемая в основном в датчиках освещения. Как правило, такие устройства оснащаются фотоэлементами, оценивающими уровень окружающего освещения; если вокруг слишком светло и освещение включать незачем, датчик попросту не будет реагировать на «внешние раздражители». А регулировка освещенности позволяет подстроить порог срабатывания фотоэлемента — то есть уровень освещения, ниже которого сенсор начинает работать по основному назначению.
—
Регулировка времени срабатывания. Возможность изменять время срабатывания таймера на датчике освещения. Обычно подобные датчики, перестав фиксировать движение в поле зрения, отключают свет не сразу, а с некоторым запаздыванием — такой формат работы считается оптимальным по целому ряду причин. А регулировка времени срабатывания позволяет установить время выключения по желанию пользователя (в определенных пределах, разумеется); это может пригодитьс
...я для подстройки датчика под особенности ситуации. Например, при установке светильника над крыльцом частного дома входная дверь в этот дом может оказаться в мертвой зоне датчика; настройка таймера позволяет выбрать время отключения таким образом, чтобы хозяин спокойно успевал открыть эту дверь до отключения света, а светильник не тратил лишнюю энергию.
— Иммунитет к животным. Функция, встречающаяся в основном в датчиках движения, включая отдельные модели для освещения. Общая идея понятна уже из названия: эта особенность позволяет избегать срабатываний датчика на кошек, собак и других животных. Такой иммунитет может пригодиться не только при наличии домашней «живности», но и в других ситуациях: к примеру, если во двор, обслуживаемый датчиком, могут проникать соседские кошки. Отметим, что порог срабатывания этой функции может быть как фиксированным (например, «от 20 кг»), так и настраиваемым; этот момент стоит уточнять отдельно. А в ИК-барьерах с этой функцией обычно используется другой принцип — определения высоты объекта. Для этого устройство формирует два (или больше) параллельных луча на разной высоте, и кратковременное затенение нижнего луча, характерное для небольших животных, не воспринимается как сработка.
— Сигнал тревоги. Данная особенность означает, что датчик способен подавать собственный сигнал тревоги — обычно при помощи встроенной сирены. Такой сигнал бывает весьма полезен в некоторых ситуациях. К примеру, сирена от охранного датчика движения или разбития может привлечь внимание свидетелей или даже полиции, заметно усложнив задачу злоумышленнику; а звук от сенсора дыма или газа предупреждает всех людей поблизости, позволяя максимально быстро принять меры по противодействию ЧП. Еще одна полезная особенность этой функции заключается в том, что многие датчики с сиреной способны как минимум частично выполнять свою задачу даже при полной потере связи с управляющей централью.
— Защита от вскрытия/отрыва. Дополнительная защита от попыток вывести датчик из строя или вмешаться в его работу: при обнаружении таких попыток датчик подает сигнал тревоги. Отметим, что конкретные особенности такой защиты могут быть разными, в зависимости от типа и конкретной модели датчика. Одни устройства реагируют на нарушение целостности корпуса, другие — на потерю контакта с опорной поверхностью, третьи — на характерные толчки, удары или вибрации, возникающие при попытках вскрыть или оторвать датчик, и т. п. Подобные нюансы стоит уточнять отдельно. Однако в любом случае данный тип защиты обеспечивает дополнительную безопасность; он не дает абсолютной гарантии от вмешательств в систему сигнализации, однако сильно усложняет подобную задачу.
— Оповещение глушения связи. Функция, встречающаяся в беспроводных датчиках (см. «Подключение»). При обнаружении попыток заглушить беспроводную связь такой датчик отправляет предупреждение на управляющую централь, а при полной потере связи из-за глушения — включает собственный сигнал тревоги. Это заметно затрудняет вмешательство в беспроводную систему сигнализации.Время срабатывания
Время срабатывания датчика — условно говоря, «скорость реакции» на отслеживаемое событие. Указывается по времени, которое проходит между фиксацией события и отправкой сигнала на управляющую централь и/или включением собственной сирены.
В теории чем меньше время срабатывания датчика — тем выше общая надежность системы, тем быстрее она способна среагировать на событие. В то же время стоит отметить, что в большинстве моделей это время измеряется сотыми долями секунды — в среднем от 0,03 до 0,15 с. Подобная разница является принципиальной лишь в очень специфических ситуациях, когда счет действительно идет на доли секунд — например, если датчик используется для остановки промышленного механизма при появлении человека в опасной зоне. В более простых случаях на данный параметр можно не обращать особого внимания.
Дальность связи
Дальность связи, обеспечиваемая беспроводным датчиком (см. «Подключение») — наибольшее расстояние до соседнего устройства, при котором датчик способен поддерживать бесперебойную связь.
Отметим, что некоторые технологии связи допускают работу через ретрансляторы (подробнее см. «Протокол связи»); в таких случаях фактическая дальность подключения может быть заметно больше собственной дальности связи датчика. Однако в любом случае нужно учитывать, что данный параметр обычно приводится для идеальных условий — в пределах прямой видимости, без препятствий на пути сигнала и помех в используемом диапазоне. На практике же радиус действия датчика может оказаться заметно ниже — особенно при работе через стены; поэтому выбирать по данному показателю стоит с определенным запасом. При этом здесь вполне действует правило «чем больше — тем лучше»: большая дальность способствует общей надежности и устойчивости соединения.
Время работы
Время работы датчика с автономным питанием на одном комплекте батареек или заряде аккумулятора (см. «Питание»). Стоит учитывать, что этот показатель является достаточно приблизительным — он обычно указывается либо для идеального, либо для некоего «усредненного» режима работы. Реальная же автономность зависит также от ряда практических нюансов: частоты срабатываний, дальности связи, уровня помех и т. п., вплоть до температуры воздуха. Так что на практике время работы может отличаться от заявленного как в одну, так и в другую сторону. Тем не менее, по данной характеристике вполне можно как оценивать общую автономность датчика, так и сравнивать разные модели между собой: различие в указанном времени работы обычно вполне соответствует разнице в реальной автономности.
Отметим, что для современных датчиков характерно очень низкое энергопотребление, поэтому их время работы считается в месяцах.
Класс защиты
Класс защиты от неблагоприятных условий внешней среды, которому соответствует корпус датчика.
Данный параметр традиционно обозначается по стандарту IP — маркировкой «IP» с двумя цифрами, каждая из которых соответствует своему показателю. Так, первая цифра описывает защиту от проникновения пыли и посторонних предметов; среди датчиков по этому показателю встречаются такие варианты:
— 2. Защита от предметов толщиной 12,5 мм и более; предотвращает проникновение пальцев.
— 3. Защита от предметов толщиной от 2,5 мм, в частности многих инструментов.
— 4. Защита от предметов толщиной от 1 мм, таких, как большинство проводов.
— 5. Полная защита от контакта «начинки» с посторонними предметами, стойкость к пыли (пыль может проникать внутрь корпуса, однако в небольших количествах, не оказывающих влияния на работу устройства).
— 6. Полностью закрытый корпус, исключающий попадание внутрь пыли.
Отметим, что данный параметр описывает только механическую защиту, обеспечиваемую корпусом (грубо говоря — размер отверстий в нём и предметы, которые могут через них проникнуть). О защите от вскрытия и вмешательства в работу датчика в данном случае речи не идёт — это совершенно отдельный нюанс, реализуемый другими способами (например, установкой датчика вскрытия корпуса).
Вторая цифра, характеризующая защиту от влаги, может быть такой:
— 0. Полное отсутствие какой-либо защиты, попадание воды на корпус не допускается....Как правило, означает, что датчик предназначен исключительно для внутреннего применения.
— 1. Защита от вертикальных капель воды.
— 2. Защита от вертикальных капель при наклоне корпуса до 15° от штатного положения.
— 3. Защита от брызг, попадающих на корпус под углом до 60° к горизонтали. Минимальный показатель, позволяющий говорить о стойкости к дождю.
— 4. Защита от брызг с любого направления. Позволяет безопасно переносить дождь с сильным ветром.
— 5. Защита от водяных струй с любого направления, стойкость к бурям.
— 6. Защита от сильных водяных струй или сильных морских волн (когда устройство может полностью скрыться под волной на короткое время).
Более высокие уровни влагостойкости, допускающие погружение в воду, в современных датчиках не встречается — это попросту не требуется, для самых суровых условий обычно вполне достаточно уровня 6, а то и 5.
Степень защиты по IP особенно важно учитывать при выборе уличных датчиков (см. «Использование») — именно они более всего подвержены неблагоприятным воздействиям. Здесь стоит отметить, что если степень защиты не указана — это не значит, что устройство не защищено. Речь лишь о том, что оно не проходило официальную сертификацию по IP, фактическая же степень защиты может быть довольно высокой (её в таких случаях стоит уточнять по документации производителя). В то же время подчеркнём, что определённая степень защиты по IP сама по себе не гарантирует возможности наружного применения — ведь датчик должен противостоять не только влаге и пыли, но также перепадам температур, солнечному свету и другим неблагоприятным факторам.
Рабочая температура
Диапазон температур окружающего воздуха, в котором датчик гарантированно сохраняет работоспособность.
Все современные датчики способны без последствий перенести температуры, характерные для жилых и офисных помещений. Поэтому обращать внимание на данный параметр имеет смысл в основном в тех случаях, когда сенсор планируется использовать в более неблагоприятных условиях — например, на улице, в неотапливаемом помещении, «горячем» промышленном цеху и т. п. При этом подчеркнем, что даже для самых «термостойких» моделей нежелательно воздействие прямых солнечных лучей — они могут нагреть корпус до температур, значительно превышающих допустимые.