安防应用中的红外技术探讨

    目前的红外技术基本上也分为两大类，一类是被动红外，另一类是主动红外。被动红外它实际上本身不发出任何信号，它被动感应周围物体的差异，所以在夜间、雾里面，只要物体有温度都能够区别开来。运用被动红外技术生产的安防产品最具代表性的就是红外热像仪和被动式红外探测器。而主动红外，就是机器主动发出一个红外光，人眼看不到红外光，但是摄像机它可以感应到这种光线。目前，主动红外技术在安防中的应用较为普遍，像普通的红外夜视摄像机、主动式红外入侵探测器。特别是红外夜视摄像机统一采用LED灯来做红外夜视，价格低廉，极大的推动了红外夜视摄像机的普及和发展。
　　红外夜视摄像机
　　随着平安城市的逐渐深入，对安全的要求越来越严格，越来越多的场所需要24小时持续监控。红外线在夜间监视的应用更加突出，不仅金库、油库、军械库、文物部门、监狱等重要部门采用，而且也在一般监控系统中也被广泛采用，甚至是居民小区监控工程也应用了红外夜视摄像机，从而带动了红外夜视摄像市场持续升温。
　　为了适应夜间或类似场景应用，红外夜视摄像机得到广泛的认可。它综合了摄像、红外等多种技术，其配置的组件有摄像机、镜头、红外灯，这三者在整个红外夜视摄像机中肩负着不同的职责。它实现夜视的基本原理是利用装备光藕CCD的普通摄像机感受红外光源的光谱特性(即可以感受可见光，也可以感受红外光)，以附加的LED红外灯作为“照明源”在夜晚或微光环境下成像。红外灯的功率和角度，摄像机光藕CCD的配置，日夜切换滤光片的选择，以及是否有良好的供电散热处理是判断红外夜视摄像机性能指标的重要参数。
　　据了解，相比红外热像仪，红外夜视摄像机的技术门槛不高，目前大部分国内市场被国内品牌占据，外国品牌只占据了一部分高端市场。红外夜视摄像机由于价格、功能的绝对优势，目前，红外夜视摄像机的销售已经赶超了传统枪机，成为我国众多民营安防企业的出口主力。这种摄像机加装LED红外灯模组的方式，正在席卷整个安防视频监控行业，成为实现全天候监控的根本所在。
　　但是，由于红外夜视摄像机都是用LED来实现红外夜视，所以受制于LED的发展。而LED也存在着一些不足：比方说如果要实现红外照射的远距离就需要比较多LED颗粒，这样既能耗大又使得摄像机体积过大，不利于隐蔽监控。另外，LED灯的寿命短，使用一段时间后就会越来越不清晰，从而影响画面质量。
　　所以，提高LED灯的性能，降低能耗，提升照射距离和图像质量，将是红外夜视摄像机今后发展和创新的所在。价格已不成问题，只要产品性能能够进一步提高，相信，红外夜视摄像机将会越来越“红”。
　　红外热像仪
　　作为被动红外技术的典范产品，红外热成像技术是应用红外技术，将物体的热辐射能量接收，并通过温度场的形式用图像的形式显示出来。准确地说，在安防领域应用的技术，我们应该称为被动红外热成像技术，或简称红外热成像技术。中国科学院上海技术物理研究所研究员周起勃告诉记者，红外热成像的基本原理是红外光学镜头将远处目标发出的红外辐射会聚在高灵敏的红外探测器上，探测器将红外辐射转换成电信号，通过信号处理后，在显示屏上转换成人眼可见的图像。
　　红外热像仪既不依靠夜天光，也无须主动携带红外光源，而是靠接收目标自身的红外辐射(一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会有红外辐射)来工作的，自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。
红外热成像技术在安防中的现阶段应用主要是体现在在线监控型红外热像仪、警用观察型红外望远镜、检验检疫体温监控红外热像仪以及消防救援用红外热像仪等。监控型红外热像仪主要特性是可以全天候日夜监控需要观察的目标，观察距离远等特点;警用观察型红外望远镜适用于观察者在黑暗中寻找目标，清晰洞察周围环境，并能很好地隐藏自己;检验检疫用红外热像仪能快速发现人群中体温异常者，大面积准确、快速测温;消防救援用红外热像仪透烟雾、雨能力强，能在火场中迅速发现被困人员，并能帮助搜救人员安全逃离现场。
　　在国外，红外热像仪已广泛应用于安防中。而在国内，现阶段发展也非常迅速。由于红外热像仪具有隐蔽式探测功能，因为没有光的需要，所以省去了制造可见光的费用，入侵者甚至无法知道他们正在被监视。而且可以穿透烟、雾、雨水、烟云等恶劣情况持续工作，可视距离达数公里，非常适合边境巡逻、暴力防御、夜间侦察、工业安防、设备安防、码头港口安防、商业安防等领域。据美国著名高科技行业咨询公司MaxtechInternational的预测，到2012年，全球民用红外热像仪的市场需求将达到38.12亿美元。由于国内经济高速发展，中国红外热像仪市场的年均增长率可以达到20%，预计2011年中国民用红外热像仪市场的需求量可以达到9.95亿元。
　　但是由于红外热像仪价格还比较昂贵，和普通的主动式红外摄像机还没有竞争优势。红外热像仪的市场应用不容乐观，主要应用在军事、国防、公安等专业领域，在民用市场中使用却寥寥无几。不过，相信随着红外热成像技术的不断普及，价格也将趋向民用市场定位，到那时，红外热像仪必然能普遍地出现在各种大小的监控场合。

　主动式红外入侵探测器
　　主动红外探测器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当被探测目标侵入该警戒线时，红外光束被部分或全部遮挡，此时接收机接收的信号就会发生变化，它经放大与信号处理后，即控制发出报警信号。
主动入侵探测方面红外技术的产品有：传统型主动红外入侵探测器、频率区分型主动红外入侵探测器、红外幕墙等，其中分别应用到模拟的脉冲调制、多频点的脉冲调制、脉冲调制基础上的编码调制。
　　应用方面的主要区别：产品防范高度不同，前两种主动红外入侵探测器单体产品防范面低(约30厘米)，单方向防范，防范方向明确;红外幕墙单体产品防范面可以达到2米或更高，可以实现双方向防范，防范方向隐蔽。
　　由于红外线属于环境因素不相干性良好(对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源，具有良好的不相干性)的探测介质;同时也是目标因素相干性好的产品(只有阻断红外射束的目标，才会触发报警)，所以主动式红外入侵探测器将会得到进一步的推广和应用。
　　被动式红外探测器
　　在电子防盗探测器领域，被动红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
　  被动红外深测器最大的优点是本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，而且价格低廉，方便普及。但它也存在着一些不足，比如它容易受各种热源、阳光源干扰;穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收;环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，从而引发误报或漏报。
　　被动式红外探测器作为红外技术在电子防盗探测器领域应用最多的一种产品，已经成为人们生活中不可或缺的一部分，但其不容忽视的误报或漏报现象层出不穷，如何改进将成为被动式红外探测器一直追寻的方向。
　　结束语
　　红外技术作为一种成熟的技术，在各行各业都得到应用，然而它与安防产品结下的这段不解之缘，成就了最具代表性的四类安防产品，为安防监控实现清晰的夜视图像和探测报警的全方位保护谱写了一曲“火红”篇章。