PerimeterLocator. H i -Te c h R F I D t e c h n o l o g i e s * H i -Te c h R F I D t e c h n o l o g i e s zur Zaunüberwachung

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1 PerimeterLocator RFID-Perimetersystem für die Überwachung von Zäunen und Toren (Perimetern) Direkte Ansteuerung industrieller PTZ-Kameras an den Ort der Perimeterstörung(+/-2 m) Kontaktfreie Kontrolle von Wächterrundgängen im Bereich des Grundstücksperimeters Schutz von Gegenständen auf dem Grundstück mit Hilfe von RFID-Beschleunigungstags Beschreibung des PerimeterLocator-Systems Das PerimeterLocator-Sytem ermöglicht die Überwachung von Zäunen mit Hilfe spezieller RFID-Beschleunigungstags, die am Zaungeflecht (FLA-Tag) und an Toren (FLA-Tag) angebracht werden. Die RFID Tags benötigen keinerlei externe Stromversorgung oder Datenverkabelung. Angesichts dieser Tatsache, ist die Installation extrem einfach, schnell und kostengünstig. Das PerimeterLocator-System eignet sich für alle Zaun- und Torarten und verfügt über eine sehr hohe Fehlalarmsicherheit und Zuverlässigkeit. Dank modifizierter RFID-Beschleunigungstags (FLB-Tag) ist es möglich separate Gegenstände die sich innerhalb des Perimeters befinden zu sichern.. PerimeterLocator ist darüber hinaus in der Lage mit allen Typen von Sicherheitszentralen zu kommunizieren. Das Perimeterschutzsystem bietet eine revolutionäre, schnelle und genaue Steuerung industrieller PTZ-Kameras hin zu dem Ort eines Zwischenfalls mit einer Genauigkeit von +/- 2 m. Zusätzlich ist eine kontaktfreie Kontrolle von Wächterrundgängen innerhalb des Perimeters möglich. Dank speziell eingebauter Schutzvorrichtungen eignet sich das PerimeterLocator-System auch für photovoltaische Kraftwerke wo die Gefahr von Netzüberspannungen besteht.

2 Wie funktioniert das PerimeterLocator-System? Die RFID-FLA-Beschleunigungsdetektoren werden auf die einzelnen Zaun- und Torsegmente montiert. Diese Detektoren sind in der Lage jede Zaunbewegung mittels eines 3-dimensionalen Beschleunigungschips festzustellen. Die FLA-Detektoren benötigen keinerlei Verkabelung. Die einzelnen FLA-Detektoren kommunizieren mittels RFID-Tecnologie untereinander. Informationen über Windstärken, Sabotagen, Alarme, technische Zustände der Detektoren usw. werden drahtlos weitergeleitet. Beispiel für die Übermittlungszeit von Daten. Bei einem Zaun von 2 Km Länge mit 300 FLA-Detektoren (die Detektoren sind an den ungeraden Zaunteilen montiert) benötigt die Übermittlung der Informationen entlang des ganzen Perimeters nur 2 Sekunden. Die Datenübermittlung wird regelmäßig alle 3 Sekunden wiederholt. Dieses Zeitintervall lässt sich benutzerdefiniert verändern um u.a. die Batterielebensdauer zu beeinflussen. Die Daten werden per Kabel von einer FLM-Überwachungseinheit(diese ist drahtlos mit den FLA-Tags verbunden) an eine FLU-Zentraleinheit zur Auswertung weitergeleitet. Alle von der FLU-Zentraleinheit ausgewerteten Informationen können an übergeordnete elektronische Sicherheitssysteme weitergegeben werden oder direkt zur Ansteuerung von PTZ-Kameras dienen. Prinzip der Detektion von Eindringlingen Vorteile des PerimeterLocator-Systems: Revolutionäre Zaunüberwachung mit Hilfe von RFID-Tags Sehr einfache Installation ohne jede Verkabelung am Zaun Automatische Anpassung an wechselnde Zaunqualitäten! Schutz von Gegenständen, die sich auf dem bewachten Grundstück befinden! Geeignet für alle Zaunarten. Unterschiedliche Typen können miteinander kombiniert werden! Sabotagen werden auch im DisArm-Regime erfasst! Mechanische Sabotage wegen der Systemeigenschaften unmöglich Web-Überwachung mit Hilfe eines gewöhnlichen Browsers Prinzip der Detektion von klimatischen Einflüssen Erkennung von Sabotagen Falls es zu einem Sabotageversuch kommt und ein Detektor oder ein Zaunteil entfernt wird ist das Perimeterschutz-System in der Lage einen Sabotage-Alarm auch dann auszulösen, wenn es sich im DisArm-Modus befindet. Die FLA- Einheiten verfügen über eine optische Sabotagedetektion und erkennen jede Art von Manipulationen am RFID-Tag selbst oder an den Montagekomponenten. Diese Eigenschaften haben u.a. für die Zertifizierung mit der höchsten Sicherheitsstufe IV beigetragen. Kontrolle von Wächterrundgängen ohne zusätzliche Kosten! Anschluss an jede EOL / 1kOhm-Sicherheitssystemzentraleinheit möglich Geeignet für Photovoltaik Kraftwerke - Überspannungsschutz inbegriffen Automatische Steuerung von PTZ-Kameras mit einer Genauigkeit von +/- 2m Sehr hohe Resistenz gegenüber klimatischen Einflüssen Komplett wartungsfreies System. Batterielaufzeit ca. 10 Jahre* Zertifiziert für die höchste Sicherheitsstufe IV Zeitangaben zum System Die maximale Verzugszeit ab der Perimeterstörung bis zur Auslösung eines Alarms = Übermittlungsperiode der FLA-Tags + Übermittlungszeit zur nächsten FLM-Einheit. *Batterielaufzeit :Datenübermittlung alle 3-Sekunden = ca. 10 Jahre Batterielaufzeit: Datenübermittlung alle 1,5-Sekunden = ca. 5 Jahre Übermittlungszeit über 300 FLA-Tags entlang des Perimeters = 2 Sek. Übermittlungszeit über 150 FLA-Tags entlang des Perimeters = 1 Sek. Messfrequenz vom FLA-Detektor am Zaun = 15 Messungen / Min.

3 Funtionsprinzipien der Detektion Die FLA-RFID-Beschleunigungsdetektoren nehmen alle Veränderungen am Zaun wahr. Es werden sowohl Veränderungen der Bewegung sowie veränderte Zeiten der Signalübertragung detektiert. Das Perimeter-System kann durch Wetter oder andere Umwelteinflússe bedingte Fehlalarme eliminieren. Dank der hochentwickelten Software können die für das Übersteigen des Zaunes typischen Bewegungsmuster und Zeitveränderungen der Signalübertragung von anderen am Zaun wirksamen Kräften wie Wind, Regen, Hagel oder strassenverkehrsbedingte Vibrationen unterschieden werden. Zauntypen mit unterschiedlichen mechanischen Qualitäten können ebenfall von dem System differenziert und überwacht werden. Eventuelle alterungsbedingte Änderungen der mechanischen Eigenschaften eines Zaunes werden von der Software ebenfalls wahrgenommen und bei der Auswertung berücksichtigt. Konventionelle Systeme Bei konventionellen Zaunsicherungssytemen müssen immer Kompromisse bei der Sensitivitätseinstellung der Detektoren eingegangen werden. Will man z.b. witterungsbedingte Fehlalarme vermeiden muss die Empfindlichkeit der Sensoren gedämpft werden, was zur Folge hat, dass berechtigte Alarme wegen der geringen Sensorsensitivität nicht erkannt werden. Ist hingegen die Sensorempfinlichkeit sehr hoch eingestellt um alle Ereignisse zu erfassen besteht die Gefahr von witterungsbedingten Fehlalarmen. Verkehrstechnisch bedinte Vibrationen können ebenfalls stören. Somit ist die Bandbreite der Sensitivitätseinstellungen sehr gering und immer mit Kompromissen behaftet.. Probleme konventioneller Systeme bei unterschiedlichen Zaunqualitäten Täter Bei konventionellen Anlagen ist es nicht möglich unterschiedliche Zaunqualitäten für den Sicherungsbereich zu berücksichtigen. Da wir aber dauernde physikalische Veränderungen sowohl am Zaun als auch bei den Umwelteinflússen haben wirken diese sich ebenfalls limitierend auf die Systemefektivität aus. PerimeterLocator Wegen der intelligenten Software des PerimetrLocator- Systems sind Fehlalarme ausgeschlossen. Witterungsbedindungen, vom anliegenden Verkehr hervorgerufene Vibrationen werden als normale Signale erkannt und interpretiert und lösen somit keinen Alarm aus. Somit können die Alarmparameter gezielt auf das Übertsteigen des Zauns und/oder andere Manipulationsversuche eingestellt werden. Das ergibt eine grosse Bandbreite von Möglichkeiten die verschiedenen Systemkomponenten mit höchster Effizienz zu betreiben. Das PerimeterLocator-System bei unterschiedlichen Zaunqualitäten Das PerimeterLocator-System ermöglicht die Einstellung unterschiedlicher Empfindlichkeiten der einzelnen FLA-Tags. Somit können alle lokalen und physikalischen Besonderheiten einzelner Zaunabschnitte definiert und in das System und seine Software integriert werden. Hieraus ergibt sich eine lückenlose, fehlalarmfreie Überwachung der zu kontrolliernden Perimeterbereiche.

4 Installation von FLA-Detektoren an Zäunen und Toren Die FLA-Detektoren sind für alle Zauntypen (Zaungeflechte) geeignet. Sie werden vertikal an dem Zaun oder an das Tor befestigt. Siehe hierzu Bildmaterial unten. Die FLA-Detektoren werden durch das Zusammenschrauben mit einem rostfreien Gegenstück an das Zaungeflecht montiert. An einem Drahtzaungeflecht werden die FLA-Detektoren in der Mitte des Zaunsegments installiert, vgl. Bild 1. An einem Stangenzaun werden die FLA-Detektoren in dem mittleren Schrägteil in der Mitte des Zaunsegments installiert, vgl. Bild 2. Der Abstand der einzelnen FLA-Tags sollte nicht grösser als 7 Meter sein. An Toren werden die Detektoren ebenfalls vertikal installiert. Die Positionierung der Tags bei unterschiedlichen Tortypen wird auf unten angefügten Skizzen dargestellt. Die RFID-Beschleunigungsdetektoren benötigen keine externe Stromversorgung. Die Tags werden mit Batterien betrieben deren Laufzeit ca. 10 Jahre beträgt. Die Batterien sind auswechselbar und somit wird die Geamtlaufzeit eines Tags auf ca. 20 Jahre ausgedehnt. Der Austausch kann nur vom Hersteller durchgeführt werden. Die Detektoren erfüllen die IP68-Standards und sind somit wartungsfrei und resistent gegen Witterungseinflüsse. Die Elektronik ist mit einer speziellen Masse in den kompakten Teil des Detektorengehäuses eingegossen.

5 Variante 1: Standardpositionierung von FLA-Detektoren Empfohlene Variante Bei dieser Methode werden die FLA-Detektoren auf allen ungeraden Zaunteilen angebracht. Bei dieser Art der Anbringung der FLA-Tags müssen einige Beschränkungen die weiter unten aufgeführt sind berücksichtigt werden. Der Vorteil dieser Methode ist die Einsparung von 50% der Investitionskosten für die Tags. Es wird nur die halbe Anzahl benötigt. Variante 2: Positionierung von FLA-Detektoren bei photovoltaischen Kraftwerken Bei dieser Methode werden die FLA-Detektoren auf allen Zaunteilen angebracht. Sie ist die Standardvariante für Photovoltaikanlagen die alle beschriebenen Vorteile der PerimeterLocator-Technologie garantiert. Hier ist die Anbringung von FLA-Detektoren an jedem beliebigen Zauntyp ohne Einschränkungen möglich.

6 Systemarchitektur bei einem geschlossenen Perimeter Dass PerimeterLocator-Systems stellt eine revolutionäre Lösung der Zaunüberwachung dar. Das System ist für alle Perimetertypen und formen geeignet. Am Zaun werden nur RFID-FLA-Tags befestigt. Die FLM-Überwachungseinheit kommuniziert mit dem RFID-FLA-Tag mit der niedrigsten und dem mit der höchsten ID-Adresse. Die FLU-Einheit mit der das System konfiguriert wird ist über Kabel mit der FLM-Überwachungseinheit verbunden. Die FLU-Zentraleinheit kann direckt an eine Alarmzentrale angeschlossen werden. Es besteht auch die Möglichkeit FLE-Module mit jeweils 6 logischen und 16 logischen potentialfreien EOL-Ausgängen bestückt anzuschliessen. Die Sicherheitszentrale versorgt das Perimetersystem mit allen zum Betrieb notwendigen Informationen. Das Perimetersystem informiert umgekehrt mittels der logischen Outputs die Sicherheitszentrale darüber in welchen Bereichen des Perimeters Ereignisse zu welchem Zeitpunkt aufgetreten sind. Es werden sowohl die Qualität wie auch die Quantität der Ereignisse differenziert dargestellt und entsprechende Reaktionen des Alarmsystems direkt oder indirekt ausgelóst.

7 Systemarchitektur bei einem offenen Perimeter (erstes und letztes Tag sind ohne Sichtkontakt) Im Falle, dass sich die FLA-Tags mit der niedrigsten und der höchsten ID-Adresse nicht im Sichtbereich einer FLM- Überwachungseinheit befinden, muss in der Nähe des FLA-Tags mit der höchsten ID-Adresse eine zweite FLM-Einheit installiert werden. Diese beiden FLM-Einheiten werden über eine RS485-Sammelleitung verbunden und an die FLU-Zentraleinheit angeschlossen. Eine FLM Einheit wird als Master und die andere/n als Slave definiert und in das System integriert.

8 Systemarchitektur bei mehreren Perimetern Sind mehrere in sich geschlossene Zaunanlagen auf einem Grundstück zu überwachen wird jede Anlage mit einer FLM- Überwachungseinheit ausgerüstet. Diese muss Sichtkontakt mit dem Tag der niedrigsten und der höchsten ID-Adresse des jeweiligen Perimeters haben. Die verschiedenen FLM-Überwachungseinheiten werden dann über eine Sammelleitung mit der zugehörigen FLU-Zentraleinheit direkt und mit eventuell vorhandenen FLE-Modulen indirekt verbunden. Solche Perimeteranordnungen findet man z.b. bei photovoltaischen Anlagen deren Grundstück von einer Straße durchquert wird.

9 Allgemeine Systemfuntionen bei der Direktansteuerung von PTZ-Kameras Das PerimeterLocator-System ermöglicht die Direktansteuerung von PTZ-Kameras über ein Pelco-D-Protokoll. Das System kann die Kameras mit einer Genauigkeit von +/- 2 m auf den alarmauslösenden Bereich ausrichten. Die exakte Lokalisierung der Perimeter-Störung wird über die eindeutige Identifizierung des/der alarmauslösenden RFID-FLA-Tags ermöglicht. Die Kamera/s die laut Systemprogrammierung für das/die alarmauslösende Zaunsegment/e vorgesehen ist/sind werden aktiviert. Mit dem PerimeterLocator-System können auch mehrere Domekameras gleichzeitig angesteuert werden. Falls nur eine Störung am Zaun detektiert wird werden alle PTZ-Kameras auf dieses Segment ausgerichtet, in Echtzeit gezoomt und fokussiert. Wird an verschiedenen Stellen am Zaun ein Alarm ausgelöst so wird die für den Perimeterabschnitt zuständige Kamera aktiviert. Somit wird das Überschneiden oder der Verlust von Daten vermieden. Die PTZ-Kameras lassen sich auch über eine Bedienungstastatur manuell fernsteuern. Das System bietet die Möglichkeit die automatische oder manuelle Steuerung der Kameras mit unterschiedlicher Priorität zu betreiben. Das PerimeterLocator System ist mit den vielfältigen Möglichkeiten der Kamerasteuerung einmalig und innovativ. A. Funtionsvariante A für die Steuerung von Analog PTZ-Kameras Alle PTZ-Kameras sind über ihre CCTV-Einheit mit einer FLM-Überwachungseinheit verbunden. Die Reaktionszeit der definierten Alarmmassnahmen hängt von der Distanz des auslösendes FLA-Tag bis zum FLA-TAG mit der höchsten ID ab. Dieses FLA-Tag ist in der TAG-Hierarchie fúr die Weitergabe aller Informationen an die FLM-Einheit verantwortlich. Bei manueller Steuerung erhalten die Kameras ihr Steuersignal von der CCTV-Bedienungstastatur. Hierbei werden die Kameras mit kaskadenartiger Rückübersetzung entlang des gesamten Perimeters angesteuert. Das System bietet die Möglichkeit die automatische Navigation als die mit der höheren Priorität im Falle einer Perimeterstörung zu konfigurieren um eventuelle Verzögerungen zu vermeiden..

10 Funtionsprinzip für die Steuerung von Analog-PTZ-Kameras bei sehr grossen Perimetern Die Steuerung der PTZ-Kameras geschieht in der gleichen Weise wie bei der Variante A..Weil es an sehr langen Perimetern unter Umständen zu relativ grossen Zeitintervallen bei der Signalübertragung kommen kann wird der Einsatz von zusätzlichen FLM-Units empfohlen. So sollte idealerweise eine FLM Einheit 1 Km Zaunlänge überwachen und die zugehörigen Kameras steuern. In Abhängigkeit der bestehenden Zaunverhältnisse kann aber schon der Zusatz einer zweiten FLM- Überwachungseinheit ausreichend sein und somit eine kostengünstige Alternative darstellen. Dank dieser zusätzlichen FLM- Einheiten wird die Übertragungszeit der Alarmsignale bis zur Steuereinheit der Kameras verkürzt. Wir realisieren wie unten dargestellt eine kürzere Reaktionszeit T2 im Gegensatz zu einer Reaktionszeit T1 aus dem Beispiel der Variante A. Grundsätzlich bewirkt der Einsatz mehrer FLM-Einheiten ein Verkürzen der Übertragungszeit der Alarm- und Informationssignale. Mit einfachen Massnahmen kann die Dynamik des Überwachungssystems somit wesentlich erhöht werden. Weitere FLM-Einheit B. Funtionsvariante für die Steuerung von Analog-PTZ-Kameras für sehr grosse Perimeter Alle PTZ-Kameras befinden sich auf einer RS485-Sammelleitung die mit der FLU-Zentraleinheit verbunden ist. Im Alarmfall sendet das betroffene FLA-Tag entsprechend der Taghierarchie sein Signal zur nächsten FLM-Einheit und von dort über Kabel zur FLU-Zentraleinheit. Diese steuert über die RS485-Sammelleitung alle Kameras die diesem Zaunsegment zugeordnet sind. Bei manueller Steuerung erhalten die Kameras ihr Signal von der CCTV-Bedienunseinheit die ebefalls über die RS485- Sammelleitung mit allen Komponenten verbunden ist. Alle PTZ-Kameras und CCTV-Bedienungselemente befinden sich auf der RS485/BUS-3-Sammelleitung. Alle FLM-Überwachungseinheiten auf der RS485/BUS-1-Sammelleitung. Siehe Skizze.

11 Protokoll PTZ-Kamerasteuerung mit dem PerimeterLocator-Programm PerimeterLocator C. Funtionsvariante für die Steuerung von PTZ-IP-Kameras Ist das Überwachungssystem mit IP-Kameras ausgestattet erfolgt die Gesamtplanung auf die übliche Weise. Abweichend hiervon wird die FLU-Zentraleinheit über einen Schalter an das gleiche LAN-Netz wie die Kameras angeschlossen. Im Alarmfall erhalten die Kameras ihr Steuersignal von der FLU-Einheit über das anliegende LAN-Netz. Bei manueller Kamerasteuerung erhalten alle Kameras ihr Steuersignal über das LAN-Netz direkt vom DVR-CCTV-System.

12 Schutz von Gegenständen innerhalb eines Perimeters mit dem PerimeterLocator-System Mit dem PerimeterLocator-Systems können auch Güter die sich innerhalb des umzäunten Geländes befinden geschützt werden. FVE-Platten, Fahrzeuge, Maschinen etc. werden mit speziellen RFID-Tags bestückt die mit den am nächsten gelegenen FLA Zauntags kommuinzieren.(max. Distanz 20 m zum nächsten Zauntag). Jegliche Ortsveränderung oder Manipulation der so geschützten Güter löst einen Alarm des PerimeterLocator-Systems aus. Es werden alle in der Gesamtkonfiguration des Systems definierten Alarmreaktionen aktiviert. Mit dieser Zusatzfuntion stellt das PerimeterLocater-System einen kompletten Schutz für Aussenanlagen dar. Bei der Nutzung dieser Zusatzfunktion wird die Lebendauer der Batterien in den FLA-Tags auf 6 bis 7 Jahre herabgesetzt.

13 Spezielle Anwendung des PerimeterLocator-Systems für die Überwachung von Photovoltaik FVE-Platten Für den Schutz von Solarmodulen werden spezielle Detektoren des Typs FLC verwendet. Diese werden an beiden Rändern der jeweiligen Modulträger befestigt. (s. Bild unten). Diese beiden Detektoren werden mit einem zwei-adriges Außenkabel ( twisted pair ) verbunden das in seiner gesamten Länge durch die Löcher zwischen dem Plattenhalter und dessen Sicherungsleiste geführt wird. Somit ist es nicht möglich, die Module ohne eine Kabelstörung zu demontieren. Jegliche Manipulation am TAMPER-Kabel oder an den FLC-Detektoren löst einen Alarm des Systems aus und leitet die vorgesehenen Sicherheitsmassnahmen ein. Die FLC--Detektoren an einem Modulträgerende die per Funk mit den gegeüberliegenden FLA- Tags kommunizieren werden als Master FLC-Tags konfiguriert. Die Distanz zwischen FLC-Tag Master und dem zugehörigen FLA- Tag darf max. 6 Meter betragen. Somit stellt das PerimeterLocator-System einen kostengünstigen Komplettschutz für Solarparks dar. Die im System eingebauten Schutzeinrichtungen gegen Netzüberspannungen sind ein weiterer Vorteil des Systems. Bei der Nutzung dieser Zusatzfunktion wird die Lebendauer der Batterien in den FLA-Tags auf 6-7 Jahre herabgesetzt.

14 Kontrolle von Wächterrundgängen mit dem PerimeterLocator-System Eine weitere Funktion des PerimeterLocator-Systems ist die Kontrollmöglichkeit von Wächterrundgängen. Der Wächter wird mit einem aktiven persönlichen RFID-Pager ausgerüstet der bei den Rundgängen mit den einzelnen am Zaun angebrachten FLA- Tags kommuniziert. Das System speichert in seiner Datenbank alle Informationen die bei einem Wächterundgang enstehenund benötigt werden. Sämtliche Daten über Zeit und Aufenthaltsort des Wächters während seines Rundgangs werden erfasst und dokumentiert. Die Distanz mit der sich die Wachperson und sein Pager den FLA-Tags nähern muss kann vom Klienten bestimmt werden. Wird zusätzlich die Kontrolle von mit RFID-Tags ausgerüsteten Objekten und/oder Innenräumen benötigt so können diese Funtionen ebenfalls in das Kontrollprogramm integriert werden. Bei der vom PerimeterLocater System angewandten Kontrolltechniken sind keine manuellen Tätigkeiten des Wachpersonals nötig. Der Aufenthalt des Wächters an für ihn nicht erlaubten Lokalitäten wird ebenfalls vom System erfasst und verarbeitet. Das Ablegen des Pagers an einem anderen Ort als der zugehörigen Dockstation wird vom System sofort erkannt und in der Datenbank als unerlaubte Operation registriert. Von allen Punkten des vom PerimeterLocater überwachten Geländes können die Wächter über eine spezielle Taste auf dem Pager einen Notruf absetzen um notwendige zusätzliche Aktivitäten zu initiieren.