Датчики движения ик: Инфракрасные (ИК) датчики присутствия человека в помещении внутренние

Инфракрасные (ИК) датчики присутствия человека в помещении внутренние

Наличие зоны высокой чувствительности
Распознавание мельчайших движений
Где используют датчик движения и датчик присутствия
Решаемые задачи
Практическое применение

В сегодняшней статье мы разберемся, чем отличается датчик движения от датчика присутствия и в каких случаях используется то или иное устройство.

Максимально сэкономить средства, затрачиваемые на потребляемую электроэнергию, помогут энергосберегающие технологии, применяемые при строительстве и реконструкции зданий.

В энергосберегающих системах используют комплексные автоматизированные датчики управления освещением. Комплексная система автоматизации здания (BMS), состоит из диспетчеризации и управления всеми имеющимися инженерными системами и подсистемами.

Также существуют локальные решения и системы управления освещением, составными элементами которых являются датчики присутствия и движения.

Они предназначены для включения, выключения и регулирования искусственного освещения в зависимости от естественного света. Датчики регистрируют движение или присутствие в разных зонах обнаружения.

Каким же образом это происходит? Здесь в работу вступает PIR-сенсор, который способен «видеть» через линзу френеля перемещение инфракрасного излучения, которое имеет каждое тело температура которого выше абсолютного нуля (-273 гр.)

Различия датчика движения и датчика присутствия

Задаваясь вопросом, на чем остановить свой выбор, нужно рассмотреть особенности каждого вида датчиков.

Наличие зоны высокой чувствительности

Датчик присутствия человека имеет зону высокой чувствительности, которая способна распознавать мельчайшие движения. Датчик движения, в свою очередь, как правило не имеет зону высокой чувствительности и поэтому фиксирует более крупные движения.

В отличии от других производителей, датчики движения B.E.G. имеют зону присутствия, которая имеет регулировки чувствительности.

Такие различия нужно учитывать, ведь при отсутствии движения свет может отключаться. Для бодрствующего человека в помещении полная неподвижность – редкое явление. Тем не менее, подобные ситуации случаются при неправильной настройке инфракрасных датчиков.

Используя специальную временную настройку можно задать время задержки на отключение. Отсчет её начинается с момента регистрации последних движений, в зоне действия ИК-датчика. Правильная настройка позволяет избавиться от несвоевременных отключений световых приборов.

Распознавание мельчайших движений

Датчик движения, способен распознавать крупные движения и имеет уличное исполнение. Он способен управлять освещением в зависимости от наличия движения в его зоне и от естественного света.

Более сложным устройством с одной стороны и многофункциональным с другой, является датчик присутствия. При его использовании в помещениях с большим количеством естественного света, возможно не только управлять искусственным освещением по сценарию включения и выключения в зависимости от присутствия и количества естественного света, а так же, регулировать яркость ламп по разным протоколам. Это означает, что свет включится или выключится при наступлении определенного порога освещенности в помещении.

Где используют датчик движения и датчик присутствия

В связи с разными возможностями, датчик движения целесообразно применять для управления освещением в проходных помещениях и помещениях с малым количеством естественного света или без него. А датчики присутствия – в помещениях, где люди находятся постоянно.

Решаемые задачи

Безусловно, все датчики в независимости движения или присутствия, имеют сенсор освещенности, который измеряет текущую освещенность при регистрации движения, различие состоит только в том, что датчики движения измеряют освещенность при обнаружении первого движения, а датчики присутствия каждое движение, поэтому они способны выключать освещение при установке в офисе.

Датчик присутствия в помещении способен выполнять более сложные и комплексные задачи, управлять освещением и дополнительными нагрузками, с разными временными задержками. Например, по основному каналу управлять освещением в кабинете, а с помощью дополнительного канала включить кондиционер. В тоже время при достаточной освещенности, освещение может выключится, а кондиционер будет продолжать свою работу, так как дополнительный канал не имеет привязки к сенсору освещенности.

Практическое применение

Представленные устройства, могут быть установлены как самостоятельные элементы управления или в качестве оконечных устройств в системах управления (например, в комплексных системах автоматизации зданий «умный» дом).

Дизайнерские серии датчиков, чаще всего применяются в помещениях частного сектора, уличные серии датчиков предназначены для управления освещением дворов и подъездов, в складских, офисных и производственных помещениях применяются профессиональные серии датчиков которые, способны решать самые сложные задачи.

Инновационные технологии и технологические разработки в области управления освещением делают жизнь современного человека более комфортной, облегчая многие задачи. Использование систем управления или локальных решений в отдельных помещениях или во всем здании, дает ряд неоспоримых преимуществ, среди которых удобство использования, безопасность и экономичность.

Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропускать полезные материалы о датчиках движения и присутствия.

comments powered by HyperComments

Инфракрасный датчик движения от производителя: принцип действия ИК

Зоны действия PIR-датчиков
Как правильно располагать PIR-датчики
Общие требования по установке PIR-датчиков

Основной чувствительный элемент датчиков движения и присутствия — пироэлектрический инфракрасный сенсор. Пироэлектричество — это электрический потенциал, возникающий
в материале под воздействием инфракрасного (ИК) излучения.

Сенсор, в котором используется материал с такими свойствами, может реагировать на тепло, излучаемое телом человека. PIR-датчик (Pyroelectric InfraRed) имеет круговую диаграмму направленности (360°) с углом разворота 120°.

Специальные схемные решения позволили создать различные инфракрасные датчики движения для включения света, фиксирующие передвижение людей.

Зоны действия PIR-датчиков

В ассортименте изделий компании B.E.G. имеются датчики движения и присутствия различного исполнения и назначения:

• для наружного применения;
• для внутреннего применения;
• для настенного монтажа;
• для потолочного монтажа
• датчики в дизайнерском исполнении.

Один из главных параметров ИК датчиков движения — зона действия. Потолочные датчики, обычно, имеют круговую зону охвата (360°). Настенные датчики движения PIR, в зависимости от модели, имеют зону действия от 120° до 280°.

В конкретных условиях порой необходимо использовать датчик с нестандартным углом обзора.
В таких случаях используются закрывающие пластины (шторки). Они исключают из зоны обнаружения источники тепла (помех) или участки помещения.

Дальность действия датчика зависит от того, как перемещается человек по отношению к датчику. Если он движется в перпендикулярном к датчику направлении, то сенсор имеет максимальную дальность действия.

Если движение осуществляется по направлению к датчику (фронтально), зона охвата сокращается почти вдвое. Датчики имеют минимальную дальность действия, если движение происходит непосредственно под сенсором.

У датчиков присутствия PIR компании B.E.G. высокая зона чувствительности, и они реагируют на самые незначительные движения. Чувствительность датчика регулируется.

При реализации проекта важно добиться, чтобы зоны действия датчиков покрывали всю площадь, подлежащую контролю. Для этого используют несколько датчиков с перекрывающимися зонами охвата, избегая «мертвых» зон. Для исключения пропусков и ложных срабатываний, применяются временные задержки.

Как правильно располагать PIR-датчики

У входа в здание устанавливается настенный датчик движения PIR для наружного применения.
В зоне его действия должна быть дорожка к входу. Датчик первым приветствует посетителя, повышая имидж учреждения.

В коридорах особое внимание уделяется входам. Датчики должны устанавливаться так, чтобы человек даже на короткое время не оказывался в темноте. Для коридоров разработаны специальные потолочные датчики движения с узким диапазоном обнаружения и большой дальностью действия.

Лестничные марши рассматриваются, как зоны повышенной опасности. Здесь должно быть исключено падение людей по причине недостаточной освещенности. На потолке  или на стене лестничной площадки датчики движения ставят как настенные выключатели.

Особенность освещения в офисе состоит в том, что в одном помещении надо обеспечить различную освещенность на разных рабочих местах. Необходимо учесть интенсивность естественного освещения и иметь возможность отключать освещение на пустующих местах.

Поэтому каждому рабочему месту нужна своя схема управления освещением. С такой задачей справятся потолочные датчики присутствия PIR с возможностью расширения диапазона обнаружения.

В школьном классе или вузовской аудитории освещение осуществляется с учетом дневного света. Помещение разделяют на зоны таким образом, чтобы с помощью регулируемого искусственного освещения обеспечить равномерную освещенность.

Особое внимание уделяется зоне у доски. Присутствующие должны хорошо видеть преподавателя и доску, поэтому здесь необходимо надежное освещение и, желательно, дополнительное ручное управление. В таких помещениях используются потолочные датчики присутствия.

При автоматизации освещения конференц-залов и комнат для совещаний используется подход аналогичный описанному выше. В магазине, аптеке, предприятии сферы обслуживания, возле входа, устанавливается датчик движения со звуковым сигналом, чтобы персонал обратил внимание на вошедшего посетителя.

Большой спортзал разбивают на зоны с независимым управлением от потолочных датчиков. Важно предусмотреть и ручное управление: это даст возможность обеспечить освещение только там, где проходят занятия.

В подземном гараже необходимо обеспечить надежный контроль зон входа и основных проходов. Возможные «мертвые» зоны компенсируются временными задержками. Здесь используются только потолочные датчики.

Общие требования по установке PIR-датчиков

Дальность действия PIR-датчиков зависит от направления перемещения источников ИК излучения. Если из-за большого количества коммуникаций установить датчики движения на потолок нельзя, то их размещают на колоннах и стенах.

Зону действия датчиков не должны ограничивать деревья, мебель и перегородки (в том числе стеклянные). Оптимальная высота установки для потолочных датчиков — 2,5-3 метра, а настенных выключателей от 1,1 до 2,2 метров. Датчики для высоких потолков размещают на высоте до 16 метров.

Ассортимент PIR-датчиков широк. Они отличаются назначением, техническими параметрами и конструкцией. Чтобы применить их с максимальной эффективностью на конкретном объекте, лучше воспользоваться услугами профессионалов.

Обращайтесь в компанию B.E.G. Наши специалисты дадут все необходимые консультации. И подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропускать полезные материалы о датчиках движения и присутствия.

comments powered by HyperComments

Инфракрасные датчики движения (ИК, PIR)

Полезная информация

Для экономии электроэнергии при организации освещения в офисных и жилых помещениях, а также на близлежащих к зданиям территориях устанавливаются инфракрасные датчики движения. Проводные подключаются к электросети, а беспроводные работают на батарейках.

Принцип работы

Приборы определяют движение объекта с помощью встроенных линз с фотоэлементами, улавливающих инфракрасное излучение, которое исходит от любого живого существа. Если требуется фиксировать появление только людей, нужно отрегулировать степень чувствительности – уменьшить ее. При появлении человека в зоне действия датчика включается свет.

Параметры выбора

• Дальность действия. Обычно ик датчики движения устанавливаются на высоте до 4 м, при этом улавливают сигнал по горизонтали до 12 м. Чем ниже прибор, тем меньше обозреваемая им площадь.
• Максимальный угол обзора зависит от конструкции. У прибора в виде классического выключателя, а также у модели с кронштейном данный параметр составляет 110 – 120º.  Датчик движения инфракрасный навесной может захватывать зону под углом 180 или 360º.
• Электрозащита изделий, согласно международной системе классификаций Ingress Protection Rating, обычно соответствует IP44: защита от брызг, падающих под любым углом и частиц более 1 мм. Но бывает усиленная, IP55: от струй воды, падающих под любым углом, и частично от пыли. Датчики этих двух видов можно устанавливать на улице.
• Задержка времени – это период, на протяжении которого горит свет, работает сигнализация или совершается другая операция, к которой привязан датчик движения. Протяженность интервала – от 3 до 12 сек, и этот параметр можно регулировать.
• Мощность, потребляемая при работе, варьируется от 500 до 1200 Вт в зависимости от модели.
• Форма исполнения. Существуют изделия потолочные в виде круга и настенные на кронштейне или квадратные, похожие на традиционные выключатели света.

Как устанавливать ик датчики движения?

При монтаже важно соблюдать несколько условий. В зоне действия фотоэлемента не должно быть предметов, ограничивающих обзор: перегородок, в том числе стеклянных или бумажных, подвесных люстр и др. Кондиционеры, отопительные приборы, находящиеся поблизости, а также прямой солнечный или электрический свет  может помешать идентифицировать инфракрасное излучение от человека.

Выбирайте подходящие инфракрасные датчики движения и заказывайте их прямо сейчас. Воспользуйтесь сервисом «Купить в 1 клик»: нажмите на кнопку и дождитесь звонка нашего менеджера.

Типы датчиков движения

В прошлой статье мы рассмотрели общий принцип работы такого датчика и даже затронули техническую сторону. Теперь рассмотрим какие бывают типы, их плюсы и минусы.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие типы датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения

Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях.

ИНФРАКРАСНЫЕ (ИК) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

КАК РАБОТАЕТ ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

— Относительно небольшой диапазон рабочих температур

— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

ПЛЮСЫ ИНФРАКРАСНЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ (УЗ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию.

КАК РАБОТАЕТ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

— Относительно невысокая дальность действия

— Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

ПРЕИМУЩЕСТВА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Относительно невысокая стоимость

— Не подвергаются влиянию окружающей среды

— Определяют движение вне зависимости от материала объекта

— Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

— Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

МИКРОВОЛНОВЫЕ (СВЧ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ДАТЧИКА ДВИЖЕНИЯ

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

КАК РАБОТАЕТ МИКРОВОЛНОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

— Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

— СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

ПРЕИМУЩЕСТВА МИКРОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

— Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

— Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

— Датчик обладает более компактными размерами

— Может иметь несколько независимых зон обнаружения

КОМБИНИРОВАННЫЕ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Датчик движения ISIMAT + IP55 инфракрасный

Датчик движения уличный накладной. Угол обнаружения 200гр., дальность обнаружения 12м.
Номинальное напряжение 230 Vc.a.
Частота 50 Hz
Коммутируемая нрагрузка 5 A / 230 Vc.a. ~cos ф = 1
Потребляемая мощность 5 VA (1 W макс..)
Чувствительность 5-2000 Lux
Рабочая температура -20° C до + 40° C
Рекомендуемая нагрузка
-Лампы накаливания: 1000 W
-Флуоресцентные: 250 VA
-Галогеновые низкого напряжения: 500 VA
-Галогеновые (230 Vc.a.): 1000 W
-Энергосберегающие: 200 VA
  -Led: 200 VA
Задержка на отключение От 3 сек. до 30 мин.
Угол обнаружения 140°/200°
Область обнаружения
-Фронтально: 12 м. при 20°C
  -По бокам: 8 м. при 20°C
Класс защиты II согласно EN 60335 при правильной установке
Тип защиты IP 55 согласно EN 60529
Датчики движения ISIMAT+ предназначены для автоматического включения и выключения
нагрузки в заданном интервале времени при появлении движущихся объектов (излучающих в ИК спектре)
в зоне обнаружения датчика и в зависимости от уровня освещенности. Датчик не излучает радиоволны.
Основная область применения датчиков: управление уличным и внутренним освещением,
электроприборами, устройствами сигнализации.

Артикул	81383
Производитель	ORBIS
Длина, мм	100
Ширина, мм	72
Высота, мм	80
Каналы	1
Способ установки	крепление на поверхность
Выходной сигнал	230 AC
Ток нагрузки, A	5
Выходная мощность, Вт	200-1000
Тип сенсора	IR (ИК) сенсор
Напряжение питания, В	230
Тип товара	Датчик движения
Ток нагрузки, A	5

Почему датчики движения реагируют на животных и как этого избежать

Установив дома датчики движения, вы рассчитываете на моментальное реагирование на посторонних. Вор перешагнул порог или забрался в окно — сработала тревога. И можете не сомневаться, что с этой задачей справятся устройства любой качественной сигнализации. Но реагирование на движение — это только половина дела: важным качеством датчиков является умение определять, что именно движется. Они должны быстро и безошибочно обнаруживать человека, в то же время игнорируя естественные помехи и домашних питомцев. Всё это для того, чтобы вы и охранная компания были уверены: если система безопасности подняла тревогу — угроза реальная и нужно реагировать немедленно.

Эта статья расскажет, как видят мир инфракрасные датчики движения, благодаря каким технологиям они способны отличить овчарку от злодея и о чем стоит помнить хозяевам животных, устанавливая дома сигнализацию.

Как устроены инфракрасные датчики движения

Датчики движения на основе инфракрасных сенсоров улавливают инфракрасное излучение, иначе говоря, тепло.

Чем ближе к белому, тем сильнее излучение — теплее объект.

Иногда говорят: «Датчик движения увидел человека». Однако на самом деле эти устройства не видят предметов, животных или людей, они имеют дело только с данными.

Специальная изогнутая линза Френеля фокусирует инфракрасное излучение на пиросенсор датчика. Затем сигналы сенсора направляются в микропроцессор, где преобразовываются в числовые данные. А дальше происходит анализ и оценка угрозы — именно в этом процессе ключевое отличие смарт-датчиков от примитивных собратьев. Зная интенсивность инфракрасного излучения и динамику перемещения источника, программные алгоритмы определяют характер угрозы, и датчик принимает решение: поднять тревогу или проигнорировать.

Как реализован иммунитет к животным в датчиках движения Ajax

В помещениях

Датчики движения для помещений MotionProtect, MotionProtect Plus, CombiProtect и MotionCam при правильной установке и настройках не реагируют на животных ростом до 50 сантиметров и весом до 20 килограмм. Предельный вес называется как понятный ориентир, а в действительности значение имеет размер теплового пятна в инфракрасном спектре. Напомним: датчики не видят объектов, они анализируют их инфракрасное излучение.

Датчики движения менее чувствительны у земли. Предполагается, что именно там будут обитать большие домашние питомцы.

Для оценки угрозы датчики движения используют разработанный Ajax Systems программный алгоритм SmartDetect. При обнаружении движения SmartDetect анализирует форму сигнала инфракрасного сенсора и сравнивает его со значениями, характерными для движений людей. В связи с тем что размер теплового пятна животного небольшой и сигналы поступают в нижнюю зону линзы Френеля (пропускающую меньше излучения на сенсор), датчик не поднимает тревогу.

Также в датчиках движения Ajax используется система температурной компенсации. Она повышает чувствительность пиросенсора, когда температура воздуха близка к температуре человеческого тела (36°С), а когда контраст между температурой тела и среды высокий, понижает чувствительность. Благодаря этому датчики остаются эффективным во всем температурном диапазоне и защищены от ложных тревог при низких температурах.

На улице

Уличные датчики MotionProtect Outdoor и MotionCam Outdoor не реагируют на животных ростом до 80 сантиметров. Для эффективного игнорирования всех типичных для улицы помех эти датчики оснащены двумя инфракрасными сенсорами и считывают сигналы из двух областей пространства. Они поднимают тревогу только если движение фиксируют оба сенсора.

Как и датчики Ajax для помещений, уличные датчики используют алгоритм SmartDetect — это первый программный уровень защиты от ложных тревог. Алгоритм анализирует данные каждого сенсора и сравнивает их между собой. Как правило, уже на этом этапе датчик готов принять решение: игнорировать или поднять тревогу. Но если ситуация неоднозначная, будет задействован анализ спектра: частотных составляющих сигналов двух сенсоров. Это уникальная для охранных датчиков система защиты от ложных тревог получила имя LISA.

Уличный двунаправленный датчик движения штора DualCurtain Outdoor оснащен двумя системами из двух ИК-сенсоров. Он имеет узкий горизонтальный угол обзора и использует трехэтапный цифровой алгоритм ELSA. При сработке датчик последовательно сравнивает формы, паттерны и временные промежутки сигналов сенсоров, отсеивая ложные тревоги.

👉 Узнать больше об уличных датчиках Ajax

Что нужно учесть, чтобы датчики движения не реагировали на животных

1. Убедитесь, что датчики движения установлены на оптимальной высоте.

Комнатные датчики MotionProtect, MotionProtect Plus, CombiProtect и MotionCam устанавливаются на высоте 2,4 метра. Датчики движения типа штора MotionProtect Curtain при использовании в помещениях с животными должны монтироваться в перевернутом положении на высоте, превышающей рост животного. Инструкции: MotionProtect, MotionProtect Plus, CombiProtect, MotionCam, MotionProtect Curtain Уличные датчики закрепляются на высоте 0,8–1,3 метра. Ось взгляда верхней линзы должна быть параллельна плоскости земли. Даже незаметное глазу отклонение оси на дальних расстояниях сместит зону обзора верхней линзы выше человека или направит в землю. Поэтому важно провести тесты зон обнаружения. Инструкции: MotionProtect Outdoor, MotionCam Outdoor, DualCurtain Outdoor

Когда датчики движения для помещений установлены ниже рекомендованной высоты, животные перемещаются в зоне повышенной чувствительности. Если овчарка пройдется на задних лапах или даже небольшой спаниель разыграется на кресле, датчик может поднять тревогу.

На улице важно учитывать рельеф охраняемого участка. Если большая собака будет попадать в зону обнаружения обеих линз уличного датчика, иммунитет к животным может не справляться и система будет поднимать тревогу.

2. Установите в настройках датчиков подходящую чувствительность.

При охране помещений с животными в настройках датчиков MotionProtect, MotionProtect Plus и CombiProtect устанавливается средняя или низкая чувствительность — в зависимости от габаритов животного.

3. Убедитесь, что животное не может приблизиться к линзе комнатного датчика.

Чем ближе подвижный объект к линзе, тем больше его тепловое пятно. Если собаке удастся подпрыгнуть на уровень датчика в непосредственной близости от его линзы, сработает тревога. Так же и в случае с котом, который по шкафу подобрался к датчику.

Учитывайте, что при активации функции “Детекция в ближней зоне” у DualCurtain Outdoor существенно снижается эффективность иммунитета к животным. Используйте эту функцию для защиты окон и других проходов, к которым нет доступа у животных.

---

Чтобы исключить даже вероятность ваших волнений и напрасных выездов патрулей из-за срабатываний на животных, используйте новые датчики движения с фотоверификацией тревог MotionCam или MotionCam Outdoor. При обнаружении движения они делают снимок или серию из 2-5 кадров. И вы и охранная компания точно знаете, что стало причиной тревоги: разыгравшийся питомец или проникнувший в дом грабитель.

Узнать больше о возможностях MotionCam и MotionCam Outdoor

Датчики охранной сигнализации в офис

Цифровые ИК датчики – устройства, позволяющие получать информацию о состоянии контролируемой территории. Сначала они фиксируют сигнал о перемещении на исследуемой области, после чего происходит размыкание выходных контактов или подача напряжения на один из них. Купить датчик движения можно для того, чтобы оборудовать им охранную сигнализацию или технологию «умный дом».

Преимущества установки датчиков

ИК датчик используется для обнаружения изменений инфракрасного излучения окружающих предметов. Он оснащается специальными изогнутыми сегментированными зеркалами или линзами, которые улавливают температуру, испускаемую предметами. За фиксацию изменений отвечает чувствительный сенсор, помещенный внутрь устройства. На его чувствительность влияет количество установленных линз.

К причинам, по которым следует купить датчик движения, относятся:

• компактность,
• возможность использования на открытом пространстве,
• безопасность для людей и животных,
• точное определение расположения движущихся объектов.

Еще одно преимущество – интеграция с другим оборудованием. Если включить датчик движения в Москве в охранно-пожарную сигнализацию, он будет передавать сигнал о движении на охраняемой территории. Им также часто оборудуют системы сигнализации автомобилей. В составе системы освещения или технологии «умный дом» он способен включать свет, кондиционер, вентиляционную систему или запускать автоматическое открывание дверей.

	Контрольная панель «Сердце» охранной системы. Принимает и передает сигналы от датчиков охранной системы на пульт мониторингового центра УВО МВД.		Блок бесперебойного питания Обеспечивает работу всех элементов охранной системы и ее переход на резервное питание при отключении электроэнергии.
	Проводная тревожная кнопка Устанавливается в незаметном месте и позволяет вызвать охрану в случае возникновения экстренной ситуации.		Радиобрелок Мобильная тревожная кнопка, которую можно носить с собой – в руках или в кармане.
	Радиоприемное устройство Необходимо для работы беспроводных датчиков. Подключается к Контрольной панели.		Датчик магнитоконтактный Обнаруживает несанкционированное проникновение в помещение через двери и окна.
	Датчик ИК объемный Датчик движения. Используется для обнаружения движения внутри охраняемого помещения.		Предназначен для обнаружения разрушения всех видов стекол. Защита остеклённых поверхностей пл. до 50 кв.м.

Внешний вид оборудования может отличаться от изображенного на фото.

Стоимость оборудования

Чтобы узнать цену датчиков движения, устанавливаемых мастерами компании МГТС, кликните на кнопку «Оставить заявку» или позвоните по номеру, указанному в шапке сайта. Консультант перезвонит, чтобы рассказать об условиях оформления услуги и ее стоимости.

Пассивные инфракрасные датчики обнаружения движения

Пассивные инфракрасные датчики движения — это устройство безопасности, которое обнаруживает движение, отслеживая наличие инфракрасной энергии. Этот тип детекторов движения очень популярен, и эти устройства являются отличным дополнением к любой системе безопасности. Приобретите пассивный инфракрасный датчик движения на нашем сайте.

Пассивные инфракрасные датчики движения — самые продаваемые датчики движения, которые мы предлагаем. Они очень эффективны и обычно могут быть запрограммированы в зависимости от потребностей конечного пользователя.Как только устройство будет активировано при наличии движения, оно отправит сигнал в систему безопасности, и будет выполнено заранее определенное действие. Например, ваша панель безопасности может включать сирену, чтобы отпугнуть злоумышленников, или у вас может быть бесшумный сигнал тревоги, который нужно немедленно отправить в полицию. Датчики движения также могут использоваться как часть настройки домашней автоматизации для автоматического включения света или активации термостата Z-Wave.

Технология пассивного инфракрасного излучения (PIR) — один из лучших методов обнаружения движения.Эта технология работает, отслеживая любые значительные изменения инфракрасной энергии. Когда человек входит в зону обнаружения датчика движения PIR, устройство обнаруживает изменение инфракрасной энергии, и зона, связанная с датчиком, будет повреждена. Оттуда произойдет запрограммированный ответ системы безопасности. Эти устройства будут работать практически в любой среде, при этом некоторые ИК-датчики специально разработаны для использования на открытом воздухе.

Важно помнить, что пассивный инфракрасный датчик движения также может активироваться неодушевленными предметами, которые вызывают изменение инфракрасной энергии.Сюда могут входить такие вещи, как движущийся потолочный вентилятор или вентиляционное отверстие, которое выдувает горячий или холодный воздух. По этим причинам место установки и настройка чувствительности очень важны для датчика PIR. Многие датчики PIR также имеют настройку защиты от домашних животных, которая предназначена для предотвращения ложных срабатываний домашних и других мелких животных. Если у вас дома есть домашние животные, мы настоятельно рекомендуем использовать PIR с иммунитетом к домашним животным, чтобы в дальнейшем избавить себя от лишних хлопот.

Настройка чувствительности детектора движения PIR обычно изменяется путем регулировки количества импульсов устройства.Более высокое количество импульсов сделает устройство менее чувствительным к движению и предотвратит ложные срабатывания сигнализации. Это часто необходимо для использования функции защиты от домашних животных и для предотвращения активации датчика такими мелкими вещами, как насекомые или движущиеся занавески. С другой стороны, меньшее количество импульсов увеличит чувствительность устройства и упростит активацию. Это отлично подходит для мест, где не должно быть абсолютно никакого движения, таких как безопасное здание или зона с ограниченным доступом.

Еще одним важным фактором, который следует учитывать, является диапазон действия датчика движения PIR. Различные датчики движения предлагают разные диапазоны, поэтому вам нужно выбрать датчик, подходящий для вашего типа применения. Возможно, можно будет отрегулировать диапазон датчика, изменив место его установки или его линзу. Например, линза дальнего действия обычно более полезна для обнаружения движения на длинной узкой территории. Пользователь также может закрыть часть линзы, чтобы ограничить область обнаружения определенной областью.

Общие сведения об активных и пассивных инфракрасных датчиках (PIR) и их использовании

Инфракрасные датчики встречаются чаще, чем думает большинство людей. Узнайте о различиях между активными и пассивными инфракрасными датчиками и их применениях.

Знаете вы это или нет, но вы наверняка использовали инфракрасный (ИК) датчик. Большинство из нас сменили телеканал на пульт дистанционного управления, излучающий (ИК) свет, и многие из нас прошли через датчики безопасности, которые обнаруживают движение с помощью ИК-излучения.Производители широко используют ИК-датчики, и вы, наверное, видели их в работе над автоматическими гаражными воротами. В стандартном ИК-датчике излучатель испускает невидимый свет в приемник на некотором расстоянии. Если приемник не улавливает сигнал, датчик указывает, что на его пути находится объект.

Пассивные ИК-датчики

Рис. 2: Датчик PIR подключен к светодиоду для индикации работы. Обратите внимание, что мы сняли сборку линзы на втором изображении.

Что означает PIR?

Пассивный инфракрасный датчик (PIR) распознает инфракрасный свет, излучаемый близлежащими объектами.Вы можете предположить, что «пассивные» ИК-датчики означают, что эти устройства менее сложны, чем их активные аналоги, но вы ошибаетесь. Функциональность пассивного ИК-датчика может быть труднее понять.

Функции датчика PIR

Во-первых, осознайте, что все — люди, животные, даже неодушевленные предметы — испускают определенное количество инфракрасного излучения. То, сколько инфракрасного излучения они излучают, зависит от тепла тела или объекта и материального состава. Люди не могут видеть инфракрасное излучение, но мы разработали электронные устройства обнаружения, которые улавливают эти сигналы.Датчики PIR используются в приложениях для измерения температуры, таких как безопасность и обнаружение движения. Они обычно используются в системах охранной сигнализации, сигнализации обнаружения движения и автоматического освещения.

Как работают датчики PIR?

Пассивные инфракрасные датчики

(PIR) используют пару пироэлектрических датчиков для обнаружения тепловой энергии в окружающей среде. Эти два датчика расположены рядом друг с другом, и при изменении разницы сигналов между двумя датчиками (например, если человек входит в комнату), датчик срабатывает.Это может означать, что он вызывает тревогу, уведомляет власти или, возможно, включает прожектор. ИК-излучение фокусируется на каждом из двух пироэлектрических датчиков с помощью серии линз, выполненных как корпус датчика. Эти линзы расширяют зону обзора устройства.

Хотя установка объектива и электроника датчика представляют собой сложную технологию, эти устройства легко использовать на практике. Вам нужно только питание и заземление, чтобы датчик выдавал незаметный выходной сигнал, достаточно сильный для использования микроконтроллером.Типичные настройки включают добавление потенциометров для чувствительности и настройку того, как долго PIR остается включенным после срабатывания. Вы также можете переключать датчик между:

1. Оставаться включенным в течение установленного времени после обнаружения движения.
2. Импульсное включение и выключение в режиме «без повторного срабатывания».

Вы обычно видите ИК-датчики в охранной сигнализации и автоматических установках освещения. Эти приложения не требуют, чтобы датчик определял конкретное местоположение объекта, а только то, что объекты или люди в определенной области перемещаются.

Активные ИК-датчики

Рис. 3. ИК-приемник обнаруживает отраженный сигнал от руки, чтобы выключить светодиод.

Хотя датчики PIR отлично подходят для обнаружения общего движения, они не дают дополнительной информации по вашему предмету. Чтобы узнать больше, вам понадобится активный ИК-датчик. Для настройки активного ИК-датчика требуются как излучатель, так и приемник, но этот метод измерения проще, чем его пассивный аналог. Вот как активный IR работает на базовом уровне:

1. ИК-излучатель испускает луч света, направленный на встроенный приемник.
2. Если ничего не мешает, приемник видит сигнал.
3. Если приемник не видит ИК-луч, он обнаруживает, что объект находится между излучателем и приемником и, следовательно, присутствует в контролируемой зоне.

В одном из вариантов стандартного активного ИК-датчика используются излучатель и приемник, обращенные в одном направлении. Они расположены очень близко друг к другу, поэтому приемник может обнаружить отражение объекта, когда он входит в определенную зону. Вот еще одна хитрость: фиксированный отражатель отражает сигнал обратно.Этот метод воспроизводит настройку отдельных блоков излучателя и приемника, но без необходимости установки удаленного электрического компонента. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от материала, который датчик будет обнаруживать, и других конкретных обстоятельств.

Рис. 4. Противоположные излучатель и приемник обнаруживают объект (бумагу) между ними.

Активное ИК-зондирование очень распространено в промышленных условиях. В этих приложениях пара излучателя и приемника может точно определить, находится ли объект, например, в определенной позиции на конвейере.Вы также можете найти активную ИК-технологию в датчиках безопасности гаражных ворот, которые предотвращают травмы или механические поломки из-за препятствий на пути двери. Независимо от вашего применения, существует множество инфракрасных датчиков, доступных в пассивной и активной конфигурациях, чтобы удовлетворить ваши потребности.

Как работают датчики движения: руководство

Датчик движения или детектор движения — это электронное устройство, которое использует датчик для обнаружения находящихся поблизости людей или объектов.Датчики движения — важный компонент любой охранной системы. Когда датчик обнаруживает движение, он отправляет предупреждение в вашу систему безопасности, а в новых системах — прямо на ваш мобильный телефон. Если вы подписались на службу мониторинга тревог, датчики движения можно даже настроить на отправку предупреждений вашей группе мониторинга.

Датчики движения обычно используются для:

• Обнаружить, когда потенциальный злоумышленник находится рядом или внутри вашего дома или офиса.
• Предупредить вас, если люди войдут в зоны ограниченного доступа.Дома это может быть подвал или гараж.
• Экономьте энергию за счет включения освещения в помещении только при необходимости.

Существует два широко используемых типа датчиков движения: активный ультразвуковой и пассивный инфракрасный (PIR).

Активные ультразвуковые датчики и пассивные инфракрасные датчики — две наиболее распространенные технологии датчиков движения, которые известны своей точностью и надежностью.

Активные ультразвуковые датчики излучают ультразвуковые звуковые волны с частотой, превышающей диапазон человеческого слуха.Эти волны отражаются от предметов в непосредственной близости и возвращаются к датчику движения. Преобразователь в датчике действует как путевая точка для сигнала — он посылает импульс и принимает эхо. Датчик определяет расстояние между собой и целью, измеряя время между отправкой и получением сигнала. Большинство датчиков движения позволяют настраивать чувствительность, то есть они не срабатывают, если расстояние до объекта слишком велико. Если полученный сигнал находится в пределах указанных параметров, датчик движения сработает, предупреждая вас о том, что кто-то или что-то находится рядом с датчиком.

Датчики движения, установленные в точках входа, таких как окна и двери, можно настроить на включение охранной сигнализации. Датчики дверей и окон устанавливаются специально для обнаружения злоумышленника, поэтому вам не придется сталкиваться с ложными тревогами или чрезмерными уведомлениями.

Ультразвуковые датчики могут обнаруживать объекты независимо от их цвета, типа поверхности или типа материала (например, металлический или неметаллический). Они могут даже обнаруживать полупрозрачные объекты, хотя обычно это используется в промышленных целях.

Пассивные инфракрасные датчики обнаруживают колебания инфракрасной энергии, выделяемой людьми, животными и объектами в виде тепла.

Датчики PIR немного сложнее, чем активные ультразвуковые датчики, но результат тот же.

Стены, полы, лестницы, окна, машины, собаки, деревья, люди — вы называете это — излучают некоторое количество тепла. Инфракрасные волны могут определять температуру. Инфракрасные датчики движения обнаруживают присутствие человека или объекта, обнаруживая изменение температуры в определенной области.

Давайте использовать камеру обнаружения движения, чтобы проиллюстрировать, как это работает, хотя любой датчик движения PIR работает одинаково.

В ИК-камере есть два датчика. Когда вокруг никого нет, PIR-камера обнаруживает окружающее ИК-излучение от фоновых объектов, таких как стены и двери. Когда человек (или животное, объект и т. Д.) Проходит мимо камеры, первый датчик улавливает их тепловую сигнатуру, вызывая активацию камеры, которая запускает сигнал тревоги и отправляет вам предупреждение. Если объект выходит из поля зрения камеры, срабатывает второй датчик, отмечая резкое падение температуры.

Датчик движения PIR использует эти изменения температуры для обнаружения присутствия человека или объекта. Как и активные ультразвуковые датчики, ИК-датчики можно настроить так, чтобы они игнорировали небольшие изменения ИК-излучения, поэтому вы можете ходить по дому или на работе, не включая будильники, днем ​​и ночью.

Есть несколько менее часто используемых технологий датчиков движения.

Томографические датчики движения состоят из нескольких узлов. Узлы соединяются вместе, образуя ячеистую сеть.Эти датчики обнаруживают присутствие человека или объекта при разрыве связи между двумя узлами.

Вибрационные датчики движения обнаруживают людей и предметы с помощью небольших вибраций, вызываемых такими вещами, как шаги.

СВЧ-датчики движения излучают СВЧ-импульсы. Подобно активному ультразвуковому датчику, микроволны отражаются от объектов и возвращаются к датчику. На самом деле они покрывают большую площадь, чем датчики PIR, но более восприимчивы к электронным помехам.

Некоторые датчики движения считаются «двойной технологией», поскольку они объединяют два типа датчиков в одной системе. Активные ультразвуковые датчики и датчики PIR часто объединяются в один блок с целью повышения точности обнаружения. Вы всегда можете поговорить со своим установщиком сигнализации, чтобы убедиться, что ваши датчики движения являются наиболее подходящими вариантами для вашего дома или бизнеса.

Датчики движения имеют ограниченный диапазон. Обратитесь к профессионалу, чтобы определить, где лучше всего установить их, чтобы обеспечить максимальную защиту.

Типичные датчики движения имеют диапазон до 80 футов, а это означает, что один датчик движения, вероятно, не сможет покрыть длинный коридор или открытое рабочее пространство. Вы можете нанять охранную компанию, такую ​​как Bay Alarm, для установки вашей системы безопасности. Наши установщики изучат планировку вашего помещения, чтобы определить, где именно разместить датчики движения. Как и в случае с камерами видеонаблюдения, пожарной сигнализацией и установками охранной сигнализации, наша цель — обеспечить максимальную безопасность вашего дома или бизнеса с помощью устройств и компонентов, размещенных в наиболее стратегически важных местах.

После установки агент безопасности интегрирует датчики с вашей системой охранной сигнализации. У вас будет быстрый доступ ко всей системе безопасности с телефона с помощью одного из двух приложений: SureHome by Bay Alarm или Bay Alarm Access.

Если вы решите пойти по пути безопасности своими руками, обязательно следуйте инструкциям, прилагаемым к датчику. Вот несколько советов по установке датчиков движения у вас дома или на работе:

1. Устанавливайте датчики возле точек входа. Вы можете купить детекторы движения, разработанные специально для дверей и окон.

2. Размещайте их в местах с интенсивным движением. У вас больше шансов поймать злоумышленника, если вы установите датчик в коридоре, на лестнице или в другом месте, через которое люди должны проходить. Также разумно размещать датчики рядом с помещениями с особо ценными предметами, куда воры могут попасть первыми.

3. Не устанавливайте датчики PIR рядом с источником тепла. Датчики PIR анализируют колебания температуры в определенной области и могут вызвать ложную тревогу, если они установлены слишком близко к вентиляционному отверстию, печи или камину.

4. Не блокируйте датчик. Датчики не будут работать должным образом, если будут заблокированы. Поначалу препятствие может быть неочевидным. Например, если вы устанавливаете датчик движения в своем доме над подъездной дорожкой, припаркованный автомобиль может препятствовать обнаружению движения на тротуаре или улице. Попробуйте установить датчик в чистом месте.

После завершения установки протрите датчик от пыли и мусора, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к линзам, и не забывайте после этого периодически очищать их.

Примечание: DIYers! Интеллектуальные датчики движения с поддержкой Z-Wave подключаются к вашему телефону для быстрого доступа и немедленных уведомлений. Если вы только начинаете сборку умного дома или у вас уже есть десятки подключенных устройств, датчики движения с поддержкой Z-Wave станут достойным дополнением к вашей настройке. (Если вы не знакомы с технологией Z-Wave, мы ранее публиковали подробную статью, в которой обсуждались, что такое технология Z-Wave и как она работает).

Настройте параметры чувствительности датчика, чтобы вас не засыпали предупреждениями и сигналами тревоги.

Вероятно, вы не хотите, чтобы ваш телефон взорвался уведомлениями о движении только для того, чтобы узнать, что это просто домашнее животное, которое ходит по комнате. Один из наших специалистов по безопасности может настроить параметры уведомлений детектора по своему вкусу.

При самостоятельной установке вам придется настроить параметры самостоятельно. См. Инструкции к датчику движения. Скорее всего, он поставляется с приложением. После загрузки приложения вы можете изменить настройки, сделав их более или менее чувствительными.

Еще не приобрели датчики движения? Изучите типы настроек и функций, предлагаемых различными датчиками. Некоторые из них больше похожи на датчики типа «установил и забыл» с минимальными настройками, в то время как другие датчики обладают множеством функций, на настройку которых вы могли бы потратить много времени. Выберите тот, который вам больше всего подходит, или поговорите с профессионалом в Bay Alarm, чтобы узнать больше.

Датчики движения являются неотъемлемой частью любой системы безопасности: они представляют собой один из лучших способов обнаружения злоумышленников и другой подозрительной активности.Если вы готовы повысить безопасность своего дома или бизнеса, позвоните нам! В Bay Alarm мы защищаем таких же людей, как вы, более 75 лет.

Что вам нужно знать

Вы видите, как тень проходит ночью у вашего окна, но у вас возникает ощущение, что они все еще прячутся в темноте. Вы видели их на своей уличной камере слежения, и они не испугались. В конце концов, у вас нет датчика движения, чтобы включить прожектор, и теперь может быть слишком поздно.

Если бы вы спали, этот человек мог бы быть прямо за вашим окном, и вы бы никогда этого не узнали! Они закрыли ваш дом и могут обойти вашу безопасность в темноте, потому что у вас нет датчика движения, который мог бы вам помочь.

Сегодня мы рассмотрим различные типы датчиков движения, которые можно использовать в сочетании с системами сигнализации и освещения. К ним относятся такие опции, как активный датчик, инфракрасный датчик и датчик PIR.

Продолжайте читать ниже, чтобы узнать больше о том, что такое датчик движения, как работают датчики движения и нужен ли он.

Что такое датчик движения?

Датчик движения — это специальное устройство, которое замечает движение в заданном диапазоне.Этот диапазон может быть вокруг детектора или прямо перед ним, в зависимости от того, что вы выберете. Обычно они используются, чтобы замечать любое движение вокруг наших зданий, а также отпугивать и освещать всех, кто крадется по ночам.

Базовые детекторы движения обнаруживают объекты в пределах от 6,5 до 70 футов. Вы даже можете приобрести те, которые обнаруживают больше, если это необходимо. Типы включают оптические, инфракрасные и радиоволновые датчики движения, каждый из которых пригодится для разных ситуаций.

Оптические датчики движения

Оптический датчик движения оснащен источником света, который освещает пятно света на поверхности, называемой наплавкой.Когда этот свет отражается обратно на линзу и массив фотосенсоров, он будет следовать за этой целью, когда она перемещается в определенном поле зрения.

Инфракрасные датчики движения

Инфракрасные датчики могут обнаруживать дифференциацию тепла (например, тепла тела) в закрытой области. Они обнаруживают тепло и включают свет, камеру наблюдения и сигнализацию, когда обнаруживаются какие-либо изменения в спектре.

Радиоволновые датчики движения

Радиоволновые или «радиочастотные» датчики движения излучают микроволновые сигналы, чтобы защитить комнату или здание.При срабатывании они также включают свет, камеру наблюдения и сигнализацию, если у вас такой тип. Ваша камера видеонаблюдения узнает время срабатывания будильника и покажет вам соответствующие изображения или видео.

Где используется датчик движения?

Датчики движения

очень полезны, когда они работают вместе с другими устройствами, такими как охранная сигнализация, освещение и камеры видеонаблюдения. На самом деле, наиболее распространенное использование — ловить злоумышленников вокруг дома или внутри него.Они также используются для коммерческой недвижимости.

Эти детекторы, при использовании вместе с указанными устройствами, могут успешно поймать нежелательного гостя до того, как он подойдет достаточно близко, чтобы причинить вред имуществу или людям в пределах собственности. Не только это, но и фотографии или видео, снятые камерами видеонаблюдения, могут быть использованы в суде.

В наши дни датчики движения

также встроены в несколько новых технологий, таких как автоматические двери, некоторые смартфоны, игровые консоли, робототехника и многое другое.Сегодня мы расскажем вам об их использовании для обеспечения безопасности.

Охрана и безопасность Системы освещения

Датчики движения используются с осветительными приборами или системами освещения по соображениям безопасности. Если человек проходит через контролируемую зону, свет сразу же автоматически включается. Ваша камера видеонаблюдения поймает этого человека на фото или видео.

Прожекторы, активируемые движением, — самый популярный тип света, используемый с датчиком движения. Они используются для обеспечения безопасности, так как освещают открытую площадку в ночное время.У вас может быть система, которая активирует все прожекторы вокруг вашего дома и гаража, когда срабатывает только один датчик.

В целях безопасности они полезны и удобны при прогулке на открытом воздухе к месту назначения в темноте, например, к гаражу. Это может сэкономить вам деньги на энергии, поскольку они включаются только при обнаружении. Вы можете отключить сигнализацию для этих типов использования.

Датчики присутствия

Датчики присутствия

используются внутри помещений для защиты вас и вашей семьи и обнаружения любого движения в доме или в указанной комнате.Соответствующий индикатор загорится, если обнаружено движение, и погаснет, если движение не будет обнаружено в течение определенного времени. Они могут сэкономить вам много денег каждый год, и компании также используют их для тех же целей.

Как работают датчики движения?

Существует три основных типа детекторов движения, каждый из которых играет роль в различных ситуациях безопасности. Эти три категории — активные, пассивные инфракрасные (PIR) и комбинированные.

Как работают датчики движения и в чем разница между разными типами? Какую пользу принесет вам каждый из этих типов?

Активный датчик

Эти датчики имеют механизм, который посылает волны или сигналы через такую ​​область, как комната и т. Д. Когда монитор обнаруживает изменение времени отклика волны, он активируется. Эти волны, как мы упоминали выше, могут обнаруживать движение и очень быстро реагировать.

Они могут даже обнаруживать ветки, движущиеся на ветру, в зависимости от диапазона чувствительности, установленного на самом извещателе.Вам придется отрегулировать этот диапазон, если вы не хотите, чтобы эти небольшие движения активировали ваш свет или систему освещения. Этот тип датчика используется в торговых центрах и других местах для активации автоматических дверей.

Датчик PIR

Пассивный инфракрасный датчик, также известный как датчик PIR, используется для обнаружения и обнаружения движения. Индикаторы движения PIR включаются независимо от того, находится ли человек или движущийся объект внутри или за пределами диапазона. Они менее дороги, чем активные датчики, просты в эксплуатации и потребляют меньше энергии, чем активные датчики.

Они обычно встраиваются в гаджеты и бытовую технику на предприятиях или в домах. Они также известны как датчики «инфракрасного движения» или «пироэлектрические».

Комбинированный датчик

Также известные как датчики с двойной технологией, они будут использовать одновременно несколько типов технологий обнаружения движения, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний. Оба типа датчиков должны быть отключены, чтобы сработала сигнализация или свет. Это сужает источник, но они не всегда идеальны, поэтому вы можете получить несколько ложных тревог по пути.

Менее распространенные типы

Эти датчики движения используются реже, но их все же стоит обсудить:

• Ультразвуковые датчики движения отражают импульсы специальных ультразвуковых волн от движущихся объектов
• Вибрационные датчики движения работают, улавливая даже малейшую вибрацию в помещении; их можно сделать самостоятельно, однако самодельные датчики вибрации ненадежны

Лучше всего придерживаться того, что популярно и доказало свою надежность и стабильность, когда на кону стоит ваша безопасность.

Зачем нужны датчики движения?

Вся ваша собственность должна быть покрыта датчиком движения, чтобы кто-либо или что-то там было сразу же испугано срабатыванием ваших прожекторов. Если у вас большой двор, их можно расположить подальше от вашего здания, чтобы власти были уведомлены, прежде чем они подойдут к вашей двери или окну.

Мощные фонари, работающие всю ночь, потребляют много энергии и приводят к огромным счетам за электроэнергию для вас и вашей семьи.Но обычные прожекторы, которые постоянно включены, создают много люменов, а это значит, что они очень яркие и энергозатратные. Если они будут постоянно гореть, они могут беспокоить ваших соседей ночью.

Освещение датчика наружного движения включается только при срабатывании. Используя датчик движения с вашими прожекторами, вы платите только за те люмены, которые вам нужны, в чрезвычайной ситуации или когда вы решите их использовать.

С фарами на солнечных батареях не хватает люменов, чтобы кого-то отпугнуть.К тому же они не будут работать всю ночь. Чтобы решить вашу проблему, вам понадобится что-то, что называется детектором движения или датчиком движения. Это устройство будет работать вместе с вашим светильником.

Оставайтесь в безопасности с высококачественными датчиками движения

Теперь вы знаете ответ на вопрос «Как работают детекторы движения?» Так что подарите себе и своей семье душевное спокойствие, выбрав подходящий. Независимо от того, выберете ли вы датчик PIR, инфракрасный датчик или другой тип в целом, вы можете быть уверены, что ADT поможет отпугнуть нежелательных злоумышленников.

Технологии защиты датчиков движения прошли долгий путь за эти годы и продолжают расти в геометрической прогрессии. Обеспечьте безопасность своего дома или бизнеса в этом году и в будущем с помощью новых датчиков домашней безопасности ADT сегодня.

Хотите знать, подходит ли вам система домашней безопасности? Свяжитесь с нами сегодня для получения бесплатного предложения!

Как работают датчики движения и охранная сигнализация?

Есть много разных способов создать датчик движения. Например:

• Обычно в магазинах луч света пересекает комнату рядом с дверью, а фотодатчик находится на другой стороне комнаты.Когда покупатель прерывает луч, фотосенсор определяет изменение количества света и звонит в колокольчик.
• Во многих продуктовых магазинах есть автоматические открыватели дверей, которые используют очень простой вид радара, чтобы обнаружить, когда кто-то проходит возле двери. Коробка над дверью излучает импульс микроволнового излучения и ждет, пока отраженная энергия не вернется в норму. Когда человек попадает в поле микроволновой энергии, он меняет количество отраженной энергии или время, необходимое для появления отражения, и коробка открывает дверь.Поскольку в этих устройствах используется радар, они часто активируют детекторы радаров.
• То же самое можно сделать с ультразвуковыми звуковыми волнами, отражая их от цели и ожидая эха.

Всего это активных датчика. Они вводят энергию (свет, микроволны или звук) в окружающую среду, чтобы обнаружить какое-либо изменение.

Функция «обнаружения движения» на большинстве источников света (и систем безопасности) — это пассивная система , которая обнаруживает инфракрасную энергию .Поэтому эти датчики известны как детекторы PIR (пассивные инфракрасные) или пироэлектрические датчики . Чтобы создать датчик, способный обнаруживать человека, необходимо сделать датчик чувствительным к температуре человеческого тела. Люди с температурой кожи около 93 градусов по Фаренгейту излучают инфракрасную энергию с длиной волны от 9 до 10 микрометров. Поэтому сенсоры обычно чувствительны в диапазоне от 8 до 12 микрометров.

Сами устройства представляют собой простые электронные компоненты, похожие на фотодатчик.Инфракрасный свет отталкивает электроны от подложки, и эти электроны могут быть обнаружены и усилены в сигнал.

Вы, наверное, заметили, что ваш свет чувствителен к движению, но не к человеку, который стоит на месте. Это связано с тем, что блок электроники, прикрепленный к датчику, ищет быстрое изменение количества инфракрасной энергии, которую он видит. Когда человек проходит мимо, количество инфракрасной энергии в поле зрения быстро меняется и легко обнаруживается.Вы не хотите, чтобы датчик обнаруживал более медленные изменения, например, охлаждение тротуара ночью.

Ваш датчик движения имеет широкое поле зрения благодаря линзе , закрывающей датчик. Инфракрасная энергия — это форма света, поэтому вы можете фокусировать и отклонять ее с помощью пластиковых линз. Но это не похоже на то, что там есть двумерный массив датчиков. Внутри находится один (а иногда и два) датчика, который отслеживает изменения инфракрасной энергии.

Если у вас есть охранная сигнализация с датчиками движения, вы, возможно, заметили, что датчики движения не могут «видеть» вас, когда вы находитесь на улице и смотрите через окно.Это потому, что стекло не очень прозрачно для инфракрасной энергии. Это, кстати, основа теплицы. Свет проходит через стекло в теплицу и нагревает ее внутри. Стекло становится непрозрачным для инфракрасной энергии, которую излучают эти нагретые предметы, поэтому тепло удерживается внутри теплицы. Логично, что датчик движения, чувствительный к инфракрасной энергии, не может видеть сквозь стеклянные окна.

Дополнительную информацию см. На следующей странице.

Что такое датчики движения

Датчики движения встречаются чаще, чем вы думаете.Когда вы звоните в дверной звонок беспроводной камеры, камера начинает запись. Когда вы подъезжаете к дому ночью, загораются прожекторы. Когда кто-то открывает вашу дверь, издает звуковой сигнал.

А как именно работают датчики движения? Существует много разных типов датчиков обнаружения движения, и каждый работает по-своему. Например, в дверях, которые открываются и закрываются в продуктовом магазине, используется датчик движения на основе радара, в то время как в световом фонаре для домашней безопасности может использоваться пассивная инфракрасная технология.

Независимо от того, обновляете ли вы систему домашней безопасности или собираетесь приобрести новые датчики движения, камеры или освещение, вот полное изложение того, на что способны датчики движения и как вы можете использовать их для лучшей защиты вашего дома и имущества.

СОДЕРЖАНИЕ

• Какую технологию использует датчик движения?

• Какие типы датчиков движения существуют?

• Что сработает детектор движения?

Какую технологию использует датчик движения?

В различных типах датчиков используются различные технологии для достижения одной и той же цели — обнаружения движения.Вот основные типы детекторов и принципы их работы:

Активные датчики движения

Также называемые радарными датчиками движения, активные датчики движения используют волны, которые срабатывают на датчике, когда кто-то проходит мимо. Например, в ваших гаражных воротах, вероятно, используется технология активного движения, чтобы они могли определить, мешает ли кто-то или что-то, когда дверь закрывается. Активные датчики движения излучают массивы микроволнового радио или ультразвуковых звуковых волн, которые отражают энергию по той же схеме. Нарушения рисунка активируют датчик.

Пассивные инфракрасные датчики

Также сокращенно PIR, пассивные инфракрасные датчики обнаруживают инфракрасную энергию или тепло тела, исходящее от любого человека, входящего в ваш дом. Когда датчик определяет наличие энергии, он может активировать вашу охранную сигнализацию и немедленно предупредить полицию или вашу мониторинговую компанию. Однако инфракрасная энергия имеет тенденцию колебаться, поэтому датчики срабатывают, когда в поле происходят более быстрые изменения — например, кто-то входит в комнату.

Фотосенсор, датчик движения

Сфокусированный свет работает в сочетании с датчиком света для обнаружения движения.Допустим, у вас на крыльце установлена ​​камера с детектором движения. Если кто-то проходит между источником света и датчиком, заблокированный луч вызовет тревогу и начнет запись.

Инфракрасный датчик движения

Все, что имеет температуру выше абсолютного нуля, испускает обнаруживаемое излучение в виде тепла. Тепловое излучение невидимо для человеческого глаза, но электронные устройства, такие как ИК-детекторы, могут ощущать тепло. Когда человек проходит перед датчиком, количество излучения увеличивается, потому что температура человеческого тела выше, чем фоновая температура.Пассивные инфракрасные датчики используют эту инфракрасную технологию. В случае охранного дверного звонка это тепло от человека, стоящего перед вашим домом, запускает камеру для записи.

Микроволновый датчик движения

Микроволновые датчики, которые часто используются в радарных датчиках движения, таких как полицейский радар, используют безопасное электромагнитное излучение для излучения волн, отраженных обратно в приемник.

Томографический датчик движения

В отличие от многих детекторов, которые должны находиться в пределах прямой видимости, вы можете убрать томографический датчик движения из поля зрения, поскольку его волны могут проходить сквозь стены.Томографические датчики движения используют перепончатую сеть радиоволн, которая срабатывает при возникновении помех.

Какие типы датчиков движения существуют?

Детекторы движения — это лишь один из многих слоев, но очень важный. Детекторы движения могут предупредить вас о том, что кто-то входит на вашу подъездную дорожку. Они могут активировать камеры безопасности детектора движения в вашем доме и вокруг него. И свет детектора движения включается, когда кто-то входит в комнату.

Вот несколько характеристик датчика движения, которые следует учитывать при выборе домашней системы безопасности с обнаружением движения:

Проводной vs.wireless

Что выбрать: проводную или беспроводную систему обнаружения движения? Смотря как. У каждого есть свои плюсы и минусы. Многие датчики движения являются проводными, то есть они используют провода для подключения к системе охранной сигнализации. Однако беспроводные датчики движения полагаются на Wi-Fi или сотовую связь, чтобы предупредить вас о движении.

Характеристики проводных датчиков движения:

• Проводные датчики движения сложнее устанавливать и перемещать.

• Возможно, им потребуется находиться рядом с источником питания.

• В целом проводные системы безопасности более стабильны с точки зрения подключения, а это означает, что они с меньшей вероятностью

• потеряют прием или сигнал.

• Проводные датчики движения менее уязвимы для взлома.

Характеристики беспроводных извещателей движения:

• Беспроводные извещатели просты в установке, поскольку не требуют большого количества шнуров.

• Беспроводные датчики движения можно брать с собой куда угодно, если у вас надежный прием.

• Беспроводная связь лишь немного менее безопасна, чем проводная система.

• Прием и стабильность сигнала могут быть проблемой, в зависимости от вашего Wi-Fi-соединения, а беспроводные датчики движения могут иметь более короткий срок службы батареи.

• Беспроводная система позволяет удаленно контролировать ваш дом или собственность с помощью смартфона, другого устройства, подключенного к Интернету или сотовой связи.

Контактные датчики движения

Контактные датчики движения предупреждают вас о входе и выходе из дверей или окон.В этом типе датчика используются две части: одна на дверном или оконном косяке, а другая на самом окне или двери. Когда элементы разделяются, активируется предупреждение или тревога.

Видеодатчики движения

Видеодомофон — отличный пример видеодатчика движения. Когда камера обнаруживает движение, она автоматически начинает запись, позволяя вам увидеть, кто находится у двери… или доставлен ли этот пакет.

Датчики движения с иммунитетом к домашним животным

Вы хотите защитить свой дом, но ваша кошка или собака прыгает на мебель, пока вас нет, и включает сигнализацию.Датчики движения с иммунитетом к домашним животным улавливают движение человека, но позволяют домашним животным с определенным пределом веса — обычно до 40 фунтов — избежать срабатывания системы безопасности. Крайне важно установить датчики движения с защитой от домашних животных в правильном положении и на правильной высоте, чтобы предотвратить ложные срабатывания сигнализации.

Что сработает детектор движения?

Хотя гениальность детекторов движения заключается в их способности точно определять движение, это может быть палкой о двух концах, когда вы уже установили домашнюю сигнализацию и вам нужно вернуться в дом, чтобы схватить ключи.Вот несколько вещей, которые будут активировать ваши датчики движения:

Температура и звук

Даже незначительные изменения температуры могут вызвать срабатывание детектора движения. Если у вас есть детекторы дыма и угарного газа, подключенные к вашей системе безопасности, вы знаете, что температура может вызвать срабатывание сигнализации. Изменение температуры может быть таким же безобидным, как нагретый воздух, выходящий из напольной вентиляции. Помимо тепла, звуковые помехи могут изгибать волны обнаружения движения и вызывать срабатывание датчика.

Домашние животные

В то время как датчики движения с иммунитетом к домашним животным эффективно работают для домашних животных меньшего размера, как насчет вашего 100-фунтового золотистого ретривера? Проконсультируйтесь с вашим старшим консультантом по безопасности, откалибруйте чувствительность датчиков и расположите их так, чтобы они соответствовали домашним животным в вашем доме.

Проезжающие машины

Сколько раз ваш дверной звонок улавливал движение автомобиля, проезжающего по вашей улице или свернувшего на подъездную дорожку? Чтобы камера не отправляла ненужные оповещения в ваше приложение для обнаружения движения, вам нужно повернуть камеру так, чтобы меньше шансов уловить ежедневные пробежки вашего соседа или грузовик местной газонокосилки.

Батареи

Нет ничего более раздражающего, чем непрерывный звуковой сигнал датчика, когда вы не можете найти свидетельств проникновения злоумышленника или движения. Проверьте эти резервные батареи и установите напоминания календаря, чтобы заменить их при необходимости.

Открытие и закрытие дверей или окон

Эти контактные датчики движения основаны на двух элементах, взаимодействующих друг с другом. Когда они отключены, датчик подает сигнал тревоги. Убедитесь, что окна и двери не приоткрыты.

Ошибки, свет и пыль

Жуткие ползания, бегающие по камере обнаружения движения, могут сигнализировать камере о начале записи.Со сменой времен года световые узоры в вашем доме и вокруг него могут меняться, вызывая тени, которых не было при первой настройке системы обнаружения движения. Даже лучи света с кружащимися пылинками могут вызвать срабатывание детектора движения, поэтому убедитесь, что вы держите камеру в месте, где не будут собираться насекомые или находиться под прямыми солнечными лучами.

Ветер или AC

Задираются ли шторы о контактный датчик окна, когда включается кондиционер? Отражает ли ваш уличный рождественский декор ваши огни обнаружения движения на улице? Помните обо всем, что может внезапно сдвинуться с места и активировать датчик.

Выбор внутренних и наружных датчиков движения является важной частью вашей домашней системы безопасности. Будь то пожарный извещатель, датчик воды или дверная сигнализация, узнайте больше о датчиках движения Brinks Home Security® и о том, какие варианты подходят именно вам.

Джейсон Стивенс — старший писатель Brinks Home Security. Он технический специалист, которому нравится делиться с другими советами по домашней безопасности и автоматизации.

Границы | Носимая калибровка бесконтактных домашних датчиков движения для мониторинга физической активности пожилых людей, проживающих в сообществах

Введение

Старение населения представляет собой беспрецедентные глобальные проблемы для современных систем здравоохранения, экономики и, что не менее важно, общества в целом (1, 2).Современные информационные и коммуникационные технологии могут внести свой вклад в решение некоторых из этих проблем (3–5). Это включает использование повсеместных вычислительных технологий, таких как объекты повседневной жизни, усовершенствованные микропроцессорами. Небольшие сенсорные устройства, такие как умные часы или умная бытовая техника, могут использоваться для обеспечения непрерывного удаленного мониторинга соответствующих показателей и результатов здоровья (4), которые все чаще называют цифровыми биомаркерами (6–8). Это может позволить раннее обнаружение ухудшения здоровья, например, более эффективные профилактические меры или более ранние вмешательства (9, 10).Кроме того, мониторинг соответствующих цифровых биомаркеров с помощью широко распространенных компьютерных технологий может позволить непрерывную оценку хронических состояний и помочь в оценке эффективности вмешательства (9, 11).

Физическая активность (ФА) связана с широким спектром преимуществ для здоровья, включая более низкие показатели смертности от всех причин, неинфекционных заболеваний, кардиореспираторной и мышечной подготовленности во всех возрастных группах. Регулярная ПА также помогает защитить от слабости, саркопении и снижения когнитивных функций (12–14).Носимые технологии, известные как носимые устройства, которые могут отслеживать поведение человека в личном кабинете, являются популярными потребительскими товарами, распространяемыми во всем мире, особенно среди населения молодого и среднего возраста. Кроме того, носимые акселерометры — общепринятый метод объективного измерения PA в повседневной жизни (15–17).

В то время как носимые устройства, такие как умные часы, смартфоны или фитнес-трекеры, были бы идеальными для отслеживания множества важных для здоровья маркеров, таких как физическая активность, опыт, полученный после внедрения, в том числе наш собственный, указывает на явное предпочтение ненавязчивым бесконтактным сенсорным устройствам (9).Причины этого могут включать определенную социальную стигматизацию, связанную с видимым ношением устройств среди сверстников (18, 19), трудности в обращении с ними, дополнительный дискомфорт, связанный с необходимостью думать о зарядке и ношении устройства (20), а также раздражения кожи, связанные с длительное ношение биосенсора (летом усиливается из-за пота). Хотя некоторые из упомянутых проблем связаны с восприятием нынешнего поколения пожилых людей технологий, обращение с носимыми устройствами, нуждающимися в регулярном обслуживании, также может быть проблематичным для пожилых людей с двигательными, когнитивными проблемами и особенно проблемами памяти.Однако альтернативные беспроводные датчики окружающей среды часто либо менее точны (например, инфракрасные датчики или датчики движения кровати), либо чрезмерно навязчивы (например, устройства записи видео или звука).

Использование носимых устройств для начальной калибровки менее точных, но ненавязчивых датчиков окружающей среды для количественной оценки PA — это новый подход, который может минимизировать нагрузку от ношения устройства, одновременно повышая надежность и, следовательно, полезность ненавязчивых датчиков окружающей среды для отслеживания физической активности.Аналогичная стратегия использовалась с оценкой скорости походки на основе пассивного инфракрасного (PIR) датчика, где калибровка выполнялась с использованием массива датчиков в качестве достоверной информации, но, как утверждают авторы, можно было использовать другой источник, например носимое устройство. (21).

Датчики движения

PIR достаточно недорогие, бесконтактные и ненавязчивые. Поэтому они обычно используются в условиях длительного домашнего мониторинга пожилых людей (9, 11, 22–26). Ранее мы показали, что физическая активность в домашних условиях, количественно определенная с помощью датчиков движения PIR, может использоваться для приблизительного определения физической активности пожилых и пожилых людей, живущих в сообществе (26).Однако подход, основанный на датчике движения PIR, имеет два основных недостатка: (1) сравнение абсолютных значений базовой активности между участниками затруднено, если квартиры и размещение датчиков различаются, и (2) неясно, как правильно адресовать прогулки. Мы стремимся решить обе проблемы, используя гораздо более точные и хорошо проверенные данные о физической активности на основе акселерометра для первоначальной калибровки систем датчиков окружающей среды.

Методы

Участников

Данные, использованные в этой работе, взяты из исследования, в котором современные широко распространенные компьютерные системы оценивались на предмет дистанционного мониторинга у пожилых людей (26).Участники были частью когорты StrongAge в Ольтене (Швейцария) (27) и должны были представлять натуралистическую выборку населения, состоящего из общинных, одиноких, пожилых и пожилых людей в Швейцарии. Мы включили в этот анализ всех участников, у которых были записаны данные об активности носимых устройств не менее 60 дней (первые 30 дней зарезервированы для калибровки и ≥30 дней для оценки), всего 20 участников (возраст = 88 ± 8 лет). 60 дней были выбраны, чтобы включить в набор данных как можно больше участников, гарантируя при этом минимальное количество точек данных.

Первоначальное исследование было проведено на основе принципов, определенных в Хельсинкской декларации, и одобрено Комитетом по этике кантона Берн, Швейцария (KEK-ID: 2016-00406). Все субъекты подписали и передали информированное согласие перед участием в исследовании.

Универсальные вычислительные системы

В этой работе мы использовали систему домашнего мониторинга DomoCare ^® для пожилых людей (DomoSafety S.A., Лозанна, Швейцария), как и в (26). Система состоит из датчиков движения PIR (выборка 0.5 Гц) размещается в квартире участника. Кухня, туалет, гостиная, прихожая и спальня всегда были оборудованы хотя бы одним датчиком, а при наличии отдельной ванной — датчиком. Кроме того, датчик магнитной двери разместили на входной двери и двери холодильника соответственно. Все сенсорные блоки обмениваются данными по протоколу ZigBee с базовым блоком, который затем отправляет данные в безопасное облако в режиме реального времени. Система PIR позволяет обнаруживать движение в отдельных комнатах на основе изменений инфракрасного излучения, вызванных деятельностью человека (28).Датчики дверей позволяют рассчитывать количество выходов на улицу на основании событий открытия и закрытия входной двери, как описано в (29).

Для калибровки системы датчика PIR мы использовали биосенсор медицинского класса Everion ^® , носимый на плече (Biovotion AG, Цюрих, Швейцария). Среди других датчиков устройство содержит 3-осевой акселерометр, который производит выборку с частотой 50 Гц и выводит / сохраняет агрегированную и стандартизованную активность (величину вектора) с частотой 1 Гц. Участники носили устройство в течение дня и ставили на индуктивное зарядное устройство на ночь.Во время зарядки устройства данные передавались на смартфон через Bluetooth Low Energy, которые затем зашифровывались и автоматически передавались в безопасное облако. Данные из систем DomoCare ^® сначала хранились в облачных экземплярах компании DomoSafety S.A., расположенной в Швейцарии, а данные из Everion ^® первоначально хранились в экземплярах в Бернском университете. После сбора все данные были впоследствии переданы на локальные серверы и загружены в экземпляр аналитической базы данных OmniSci (OmniSci, Сан-Франциско, Калифорния, США) после контроля качества.Схема, включая структуру данных, доступна в Приложении. Чтобы изначально гарантировать достоверность акселерометра, мы сравнили значения Everion ^® с широко используемым и проверенным (30) 3-осевым акселерометром Axtivity AX3 (Axivity Ltd., Ньюкасл, Великобритания) [откалиброванным для местной силы тяжести и температуры, как описано в (31)] и нашли хорошее общее согласие.

Определение проблемы

Существует три основных ограничения, связанных с использованием PIR-датчиков для количественной оценки PA: (1) Движение, измеренное обычно используемыми простыми PIR-датчиками движения, преобразуется в двоичный ответ, равный нулю, если не было изменений инфракрасного излучения выше чувствительности датчика. порог и один в противном случае.Таким образом, очевидно, что простые датчики движения PIR не могут различать интенсивность движения, в отличие от акселерометра, прикрепленного к телу; (2) угол и расстояние до датчика могут влиять на то, когда и как долго обнаруживается движение; (3) размер оборудованных комнат и планировка квартиры в целом могут привести к разным результатам при одинаковом объеме физической активности, выполняемой человеком. В результате, даже если один и тот же человек выполнял один и тот же конечный набор действий A = { a ₁ ,…, a _n } в разных квартирах, оборудованных датчиками движения PIR, меры эти действия между функциями измерения датчика движения PIR f _PIR : A → M _PIR ; M _PIR ∈ℝ ₊ и акселерометр f _{в соответствии с} : A → M _{в соответствии с} , M 62 M 62 M 62 ₉₀₅ , вероятно, будет сильно отличаться.На самом деле это упрощение не совсем верно, потому что определенные действия a _i будут измеряться акселерометром, но не датчиками PIR — например, когда человек находится вне квартиры, вне поля зрения датчиков PIR или в необорудованном помещении. Это дает начало подмножеству всех измеряемых действий Ã ⊆ A = { a _i | a _i ∈ A, a _i ∈ dom ( f _PIR )}.Функции ИК-датчика в квартирах, оборудованных различными датчиками ИК-излучения, должны тогда позволить получить несколько схожие результаты для данного вида деятельности, поскольку f _{согласно} , при определенной активности a _i должны быть одинаковыми для разных квартир. Это предположение верно только в том случае, если разница между f ~ acc и f _acc не слишком велика и измерения интенсивности акселерометра между участниками в основном сопоставимы.PIR ~ GP (μ, k), где μ ( A ) = 0 — стандартизованное среднее значение активности, а k (A, A ‘) — ковариационная функция активности. Регрессия гауссовского процесса (GPR) обеспечивает различные характеристики, которые, вероятно, будут полезны в нашем сценарии калибровки. Во-первых, он позволяет моделировать нелинейные отношения и является непараметрическим (33). Кроме того, известно, что георадар хорошо работает с относительно небольшим объемом данных и позволяет получить прогнозное распределение, что может помочь в обнаружении неопределенности модели (33, 34).Включенная неопределенность эпистемической модели может быть полезна после калибровки, поскольку она может позволить количественную оценку, когда возникают закономерности, не видимые во время калибровки, и давать соответствующие предупреждения, если общая неопределенность увеличивается.

В показанных экспериментах мы закончили тем, что использовали k (ai, aj) = σ02 + ai · aj + σn2δij, как ядро, определяющее ковариационную функцию, где δ _ij — это дельта Кронекера, σn2 — обучаемый член смещения и σ02 — усваиваемая шумовая константа, представляющая дополнительную однородную алеаторическую неопределенность в измерениях активности (33).Чтобы сравнить, как могут работать другие, более традиционные алгоритмы, мы дополнительно оценили производительность калибровки с помощью алгоритма регулярной линейной регрессии (LR) и популярной реализации XGBoost (XGB) (35) алгоритма увеличения дерева. Ядро георадара и гиперпараметры для других алгоритмов были выбраны с помощью трехкратной перекрестной проверки (разбиение на уровне участников) и случайного поиска (36). Довольно сложно реалистично оценить полезность прогнозного распределения, полученного с помощью маргинальной нормы GP.Мы пытаемся количественно оценить его полезность, вычисляя линейную корреляцию между среднесуточным значением MAEpd (см. Ниже) и оценкой неопределенности среднесуточного значения (σ маргинального распределения Гаусса).

Предварительная обработка и представление данных

Мы представляем отдельные активности a _i как приступы / острова активности и описываем их характеристики в векторном пространстве. Острова активности извлекаются, сначала применяя простой фильтр нижних частот скользящего среднего с длиной 1 мин к общему сигналу активности движения PIR (сумма продолжительности, когда все датчики движения PIR в квартире были активны), а затем извлекают острова активности (участки, где активность с фильтром нижних частот постоянно> 0).Основываясь на этих островах, мы вычисляем следующие характеристики, которые можно использовать для суммирования островов в векторном пространстве: общая продолжительность острова, час дня, время, в течение которого датчики PIR обнаруживали активность для каждой оборудованной комнаты и относительную активность каждой из них. номер относительно общей продолжительности острова. Соответствующая активность носимого акселерометра также была извлечена и суммирована по длительности островка, что дало нам целевую активность f _acc .Матрица признаков была стандартизирована, чтобы иметь нулевое среднее значение и единичную дисперсию по столбцу.

Метрики статистической оценки

Во-первых, следует отметить, что оценка всегда выполнялась на всех доступных данных сверх первых 30 дней, которые были зарезервированы для калибровки. В этой работе мы обращаемся к нескольким оценочным метрикам, которые объясняются здесь. Сначала для каждого участника была рассчитана средняя абсолютная ошибка MAE _p между оценкой активности для каждого острова активности и соответствующей активностью акселерометра для каждого участника p .PIRd и ограниченная доменом сумма активности акселерометра F ~ accd = ∑ai∈d, ai∈Ãf ~ acc (ai). Для всех показателей можно рассчитать выборочное среднее по всем участникам, в результате чего будут получены глобальные MAE , ρ и ρ ~.

Определение количества носимых наземных данных

Чтобы оценить взаимосвязь между временем износа и характеристиками калибровки, мы выполнили калибровку с данными акселерометра за 1 день, 7 дней, 14 дней, 21 день и 30 дней и рассчитали ρ ~ и MAE для каждой точки времени износа и каждого алгоритм обучения (поскольку результаты могут зависеть от алгоритма).

Оценка эффективности после калибровки Evolution

Одной из основных проблем, вызывающих озабоченность по поводу такого рода процедуры калибровки, является потенциальное ухудшение качества калибровки со временем в результате сдвига в распределении генерируемых данных (например, в результате изменения поведения или сезонных моделей). Чтобы оценить возможность деградации, мы рассчитали среднюю неделю MAE для всех участников в течение тридцати недель подряд (если данные были доступны).Чтобы обеспечить аналогичные шкалы, мы сначала стандартизируем средние за неделю, удаляя медианные и масштабированные данные по межквартильному диапазону. Наконец, для каждой недели брали глобальное среднее значение и оценивали линию регрессии. Затем p -значение коэффициента наклона использовалось, чтобы определить, отличается ли параметр значительно (на основе α = 0,05) от 0, что позволяет решить, может ли присутствовать какая-либо релевантная тенденция.

Влияние калибровки на корреляцию с клиническими оценками

Чтобы оценить, как калибровка влияет на общую взаимосвязь с показателями здоровья и результатами, мы вычисляем непараметрические коэффициенты ранговой корреляции Спирмена — между средней дневной общей активностью и средним значением соответствующих клинических оценок (если для одного участника было выполнено несколько оценок за одно и то же. продолжительность).Клинические оценки включают: ориентированный на риск падений Timed Up and Go (TUG) (37), ориентированные на баланс и походку оценки мобильности, ориентированные на результативность Tinetti (POMA-b и POMA-g) (38), депрессию пожилого возраста, ориентированную на депрессию. Шкала (GDS) (39), Монреальская когнитивная оценка, сфокусированная на когнитивных способностях (40), Эдмонтонская шкала хрупкости (EFS) (41), сфокусированная на хрупкости, а также сила хватки, сгибателя бедра и разгибателя колена, сфокусированная на мышечной силе. Чтобы оценить, существуют ли статистические различия между пре- и посткалибровкой, мы применяем непараметрический знаковый ранговый критерий Вилкоксона к абсолютным значениям корреляции в соответствии с альтернативной гипотезой о том, что посткалибровочные значения в среднем больше по сравнению со значениями до калибровки.

Время, проведенное за пределами

Для оценки общей PA необходимо учитывать время, проведенное вне дома. В нашем случае, используя домашние ИК-датчики, PA за пределами дома можно рассматривать как блоки недостающих данных.

Распространенная стратегия работы с отсутствующими данными называется вменением, которая относится к замене отсутствующих данных заменителями (например, средним значением переменной по всем наблюдаемым значениям) (42). Вменение часто может работать достаточно хорошо, если данные «отсутствуют полностью случайно» или «отсутствуют случайно» (42).Учитывая, что прогулка, вероятно, предполагает большую физическую активность, чем пребывание в помещении, может быть невозможно правильно приписать физическую активность периодам прогулок. К счастью, доступ к данным калибровки с носимого устройства (учитывая, что носимое устройство также носит снаружи, что верно в нашем случае), позволяет нам оценить коэффициент τ _p (для каждого участника p ), с помощью которого ожидаемый внутреннюю активность следует умножить на. Чтобы вычислить этот коэффициент, мы сначала рассчитываем прогулки согласно (29), а затем для каждой прогулки мы делим физическую активность, измеренную акселерометром, на среднюю активность акселерометра в то же время дня, когда человек был дома.В конце концов, медиана этих отношений дает нам τ _p . Затем можно рассчитать глобальный коэффициент τ путем усреднения τ всех отдельных участников τ _p . Поскольку мы имеем дело с пропущенными временными блоками, мы используем временные средства — аналогичные тем, которые использовались для расчета временных интервалов отсутствия износа с помощью акселерометров (17, 43). То есть ожидаемая сумма активности для данного временного интервала (когда произошла прогулка) по всем наблюдаемым дням. Чтобы оценить влияние этой процедуры вменения на общую калибровку, метрика оценки ρ ~ рассчитывается с использованием (1) временного среднего вменения, (2) временного среднего вменения с коэффициентом τ _p и (3) временного среднего вменения с коэффициентом τ.

Вся обработка данных, анализ и построение графиков выполнялись с помощью языка сценариев Python (Python Software Foundation) (версия 3.7). Для алгоритмов LR и GPR использовались реализации из библиотеки Scikit-learn (44). В случае алгоритма XGB использовалась официальная реализация Python.

Результаты

Результаты калибровки с разными объемами данных и алгоритмами обучения

На рисунке 1 мы визуализировали метрику оценки ρ ~ и MAE для 1, 7, 14, 21 и 30 дней данных калибровки в сочетании с предлагаемой калибровкой на основе георадара, а также калибровкой на основе LR и XGB. PIR, видно, как георадар показывает лучшую производительность с небольшим объемом данных за период до 14 дней.После этого GPR в основном находится на одном уровне с LR и начинает проигрывать по сравнению с XGB. Значения корреляции р показывают в среднем 0,84 через 14 дней. Обратите внимание, что все результаты, отображаемые ниже по потоку, были основаны на данных калибровки за 14 дней.

Рисунок 1 . Визуализация данных и калибровки в зависимости от алгоритма. Выполнение алгоритмов, используемых для калибровки систем пассивных инфракрасных датчиков, в отношении физической активности, измеряемой носимыми акселерометрами.Кривые обучения показывают эффективность всех 20 участников метода калибровки в сравнении с количеством дней, указанным в справочных данных акселерометра. Разные цвета линий показывают разные алгоритмы обучения, используемые для калибровки (LR, линейная регрессия; XGB, XGBoost; GPR, регрессия гауссовского процесса). На левом графике в качестве критерия оценки показан коэффициент корреляции Пирсона ρ ~ (чем выше, тем лучше), а на правом графике показана средняя абсолютная ошибка ( MAE), критерий оценки (чем ниже, тем лучше).При использовании георадара для получения качественного изображения необходимо всего 7–14 дней эталонных данных акселерометра, которое можно лишь незначительно улучшить с помощью дополнительных данных.

Характеристики после калибровки Evolution

Визуально трудно различить какое-либо общее ухудшение в течение 30 недель после калибровки, за исключением некоторых краткосрочных отклонений (см. Рисунок 2). Регрессионный анализ MAE в зависимости от времени также показывает, что наклон не является статистически значимым ( p = 0.262).

Рисунок 2 . Эволюция характеристик после калибровки. показывает изменение средней производительности калибровки до 30 недель после калибровки. Отдельные цветные линии представляют стандартизированный MAEpd для данной недели каждого участника, в то время как черная линия представляет стандартизованный MAE для всех участников для данной недели. Мы наблюдаем, что даже в течение 30 недель (~ 7 месяцев) после калибровки первоначальная калибровка с использованием данных акселерометра за 14 дней остается действительной.

Влияние калибровки на соответствующие возрасту показатели здоровья и результаты

Результаты, показывающие корреляцию клинических оценок с использованием откалиброванной и неоткалиброванной активности системы датчиков окружающей среды, а также акселерометра, демонстрируют, как калибровка приводит к увеличению корреляции для всех оценок, кроме силы разгибателей бедра. Часто корреляции после калибровки достигают значений, близких к золотому стандарту акселерометра (см. Таблицу 1). Результаты, основанные на знаковом ранговом критерии Вилкоксона, дополнительно предполагают, что различия в корреляциях между до и после калибровки являются статистически значимыми ( n = 8, p = 0.004).

Таблица 1 . Характеристики и демография участников.

Разгрузочные работы

Мы обнаружили, что для большинства участников время, проведенное вне дома, приводит к большей активности по сравнению со средним временем, которое они проводят дома. В среднем соотношение активности снаружи и внутри составило 1,38. Однако, в зависимости от человека, это соотношение может быть несколько разным — от 0,92 до 1,82. Распределение визуализируется в виде гистограммы, показанной на рисунке 3.

Рисунок 3 . Распределение соотношений внутренней и внешней активности. Гистограмма соотношения времени, проведенного вне дома и дома. Среднее значение 1,38 для всех включенных участников. Эти значения основаны на данных переносного датчика акселерометра.

Мы также обнаружили, что при вычислении среднего временного значения ρ (корреляция с общей суточной активностью акселерометра) в большинстве случаев увеличивается. Что касается типа временного среднего вменения, использование коэффициента без коэффициента, по-видимому, приводит к значительно более низким значениям корреляции по сравнению с использованием коэффициента для конкретного человека ( p = 0.0007) или значение статического коэффициента ( p = 0,0007), между которыми не было обнаружено значительной разницы ( p = 0,8) (см. Рисунок 4).

Рисунок 4 . Сравнение нескольких стратегий вменения для обработки выходных. Отображается корреляция между общей ежедневной откалиброванной активностью и общей активностью акселерометра. В случае с синей линией было использовано простое временное вменение для замены отсутствующей физической активности из-за прогулок.Оранжевая линия обозначает случай, когда в дополнение к временному среднему вменению был добавлен глобальный поправочный коэффициент, тогда как зеленой линией использовался поправочный коэффициент для конкретного человека. Красный цвет обозначает исходный уровень, где вылазки вообще не вменяются.

Прогнозируемое распространение

Чтобы оценить потенциальную полезность прогнозирующего распределения, мы оценили, насколько хорошо оно коррелирует с ежедневным MAEpd для каждого участника. Средний коэффициент корреляции для всех участников был равен 0.49 ± 0,15 (мин = 0,1, макс = 0,67). Пример хорошей корреляции приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 . Корреляция между среднесуточными средними ошибками и погрешностью прогноза. Показан пример участника, где мы построили среднесуточное значение MAEpd и прогнозируемое среднесуточное распределение (оба средних агрегированных на уровне недели), как указано в граничной норме GPR.

Обсуждение

Мы обнаружили, что используя даже относительно небольшое количество носимых наземных данных, системы беспроводных датчиков на основе PIR могут быть откалиброваны для значительного улучшения оценок ежедневной физической активности пожилых людей.Мы могли дополнительно проверить, что это повышение производительности напрямую приводит к более сильной корреляции измеренных уровней физической активности с различными возрастными показателями и результатами здоровья, которые, как известно, связаны с физической активностью. Это указывает на то, что эффективность, полученная при калибровке, не только представлена ​​на бумаге, но также проявляется в показаниях физической активности, которые отражают связь со здоровьем значительно лучше, чем в случае без калибровки.PIR, похоже, зависит от количества доступных калибровочных данных. Для небольших объемов калибровочных данных лучшим выбором может считаться георадар, что является известным свойством подходов, основанных на GP (45). В качестве примечания: в нашем случае линейное ядро ​​оказалось лучшей параметризацией, что было бы эквивалентно использованию байесовского алгоритма линейной регрессии, но представление GP может быть более эффективным при небольшом количестве данных (46). Это также объясняет, почему результаты георадара в значительной степени сходятся с результатами LR при большем количестве данных.С другой стороны, алгоритм XGB приводит к немного лучшей производительности, учитывая более 14 дней калибровочных данных, что было бы ожидаемым поведением для алгоритма с гораздо большей способностью к обучению. Теперь, поскольку мы хотим ограничить необходимое время износа до минимума, GPR, как мы изначально предполагали, является подходящим алгоритмом для этой задачи. Дополнительным преимуществом байесовской природы георадаров является включенная в нее прогностическая неопределенность, которая, по нашему мнению, может быть весьма полезной, поскольку часто указывает на одновременное увеличение ошибки модели и, таким образом, может использоваться для диагностики, когда характеристики калибровочной модели ухудшаются.Однако для наших данных (см. Рисунок 5) мы не обнаружили значительного ухудшения качества калибровки в течение 30 недель после калибровки, что указывает на то, что калибровка в целом является относительно стабильной и устойчивой к меньшим потенциальным возмущениям.

Неудивительно, что важно как-то учесть время, проведенное на улице, иначе физическая активность людей, проводящих много времени на улице, будет сильно недооценена. Однако вопрос о том, как лучше всего справиться с прогулками в этом сценарии, остается открытым, и мы не нашли никакой работы по оценке этого у пожилых и пожилых людей, проживающих в сообществах.Наши результаты показывают, что простая замена времени, проведенного на улице средней активностью в течение заданного временного интервала, является действенной стратегией, приводящей к значительным улучшениям калибровки, но в большинстве случаев в ней недооценивается физическая активность, поскольку пожилые люди и люди старшего возраста, как правило, более физически активны. когда снаружи. Мы обнаружили, что наша группа участников была в среднем в 1,38 раза физически активнее на улице по сравнению с тем, если бы они находились внутри в одно и то же время дня (см. Рисунок 3). Используя эти знания, можно еще больше улучшить условное исчисление выездов, немного скорректировав систематическую ошибку, вызванную выездом на улицу.Интересно, что не было замечено никаких улучшений между использованием статического глобального фактора и использованием фактора, специфичного для человека, что позволяет предположить, что даже если бы не было достоверных данных акселерометра, прогулки можно было бы скорректировать примерно в 1,4 раза. Мы не совсем уверены, почему это так, но это может быть связано с тем, что мы в любом случае используем очень приблизительную оценку, и точный коэффициент повлиял бы только на то, если бы наши оценки были более точными. Однако это открытие заслуживает дальнейшего изучения в разных популяциях и при различных обстоятельствах.

Использование краткосрочных данных от более точных носимых устройств, кажется, хорошо работает для калибровки систем беспроводных инфракрасных датчиков окружающей среды. Учитывая, что предыдущие исследования по калибровке систем датчиков PIR для измерения скорости походки также привели к очень многообещающим результатам (21), такие относительно простые процедуры начальной калибровки следует рассматривать в будущих долгосрочных приложениях дистанционного мониторинга и исследованиях с использованием беспроводных датчиков PIR.

В конце концов, наша процедура калибровки имеет очевидные ограничения и проблемы.В целом следует отметить, что из-за относительно небольшого размера выборки обобщение наших результатов с использованием статистических выводов может быть ограничено. Что касается процедуры калибровки, большинство датчиков PIR имеют относительно низкую частоту дискретизации из-за наличия рефрактерного периода и ограниченного поля зрения. Это делает практически невозможным получение полностью точной оценки реальной физической активности, как это было бы при использовании высокочастотного акселерометра. Это означает, что, вероятно, всегда будет определенная недооценка физической активности даже после калибровки, поскольку некоторые действия просто пропускаются системой PIR.Кроме того, мы должны добавить, что этот подход может работать только в том случае, если кто-то живет один. Хотя в некоторых исследованиях предполагается, что PIR-установки можно использовать в среде нескольких человек, это, скорее всего, не относится к количественной оценке физической активности. Еще одна проблема — это расхождения в результатах между участниками (как это легко увидеть на Рисунке 4). Некоторым людям не представлялось возможным получить хорошую калибровку (хотя все же немного лучше, чем исходная), и даже после тщательного ручного исследования в двух случаях мы не нашли разумного объяснения такому поведению.Возможные объяснения могут заключаться в том, что в комнате не хватало датчиков, что датчики не были размещены идеально, или что поведение человека по своей сути затрудняет регистрацию физической активности с помощью датчиков PIR — например, кто-то, кто регулярно заботится о соседях. домашний питомец. Это еще один важный аргумент в пользу использования надежных данных для калибровки беспроводных систем. Используя перекрестную проверку, можно легко идентифицировать установки, для которых есть большие разногласия до и после калибровки, это также позволяет вручную проверять возможные смещения с использованием графиков Бланда-Альтмана.Что касается медицинских приложений, достоверность данных, поступающих от неинвазивных датчиков окружающего движения, имеет особое значение для укрепления доверия к этой новой технологии и, таким образом, может обеспечить более широкое применение. Поэтому при работе, связанной с бесконтактным мониторингом состояния здоровья, мы рекомендуем использовать более точные и проверенные носимые устройства для начальной калибровки и проверки работоспособности беспроводных датчиков. В будущей работе можно будет оценить аналогичные процедуры калибровки, применяемые к другим методам, таким как бесконтактное измерение частоты сердечных сокращений или определение частоты дыхания.Кроме того, было бы очень интересно продолжить исследование обнаруженного соотношения внешней активности и внутренней активности в более крупных популяциях пожилых людей, проживающих в сообществах.

Заключение

Мы обнаружили, что использование данных калибровки носимого акселерометра, собранных в течение 7–14 дней, значительно улучшает оценки физической активности систем беспроводных пассивных инфракрасных датчиков. Это также приводит к значительно более сильной корреляции с показателями здоровья и результатами, которые, как известно, связаны с физической активностью.Байесовские методы, такие как регрессия гауссовского процесса, которые хорошо работают с небольшими наборами данных и обеспечивают внутреннее прогнозирующее распределение, которое может помочь в диагностике, когда функция калибровки ухудшается с течением времени — например, из-за изменений в поведении человека. Время, проведенное на улице, следует рассчитывать как среднюю активность дома за тот же период времени, умноженную на индивидуальный коэффициент прогулок. Если индивидуальный коэффициент выхода недоступен, можно использовать коэффициент ~ 1,4.

Мы пришли к выводу, что используя даже относительно небольшие объемы носимых наземных данных за 7–14 дней, беспроводные сенсорные системы на основе PIR можно откалибровать, чтобы дать значительно более точные оценки ежедневной физической активности пожилых людей.Это повышение производительности напрямую приводит к более сильной корреляции с различными возрастными показателями здоровья и результатами, которые, как известно, связаны с физической активностью.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Kantonale Ethikkommission des Kantons Bern, Murtenstrasse 31, 3010 Bern (KEK-ID: 2016-00406).Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

NS, HS, PB, PU, ​​RM и TN разработали и спланировали исследование. NS и HS установили и обслужили систему и измерили участников. NS и AB проанализировали данные. Рукопись написали NS, AB и HS. Все авторы просмотрели и одобрили окончательную рукопись.

Финансирование

Работа, связанная с этой рукописью, частично финансировалась InnoSuisse, а частично — институциональным финансированием.Авторы заявляют, что Innosuisse не участвовал в разработке, сборе, анализе, интерпретации данных, написании этой статьи или решении представить ее для публикации.

Конфликт интересов

PB использовалась компанией Domo-Safety SA, которая является производителем системы отображаемых датчиков.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Благодарим всех испытуемых за участие. Кроме того, мы благодарим всех, кто участвовал в сборе представленных данных.

Список литературы

1. Knickman JR и Snell EK. Проблема 2030 года: уход за пожилыми бэби-бумерами. Health Serv Res. (2002) 37: 849–84. DOI: 10.1034 / j.1600-0560.2002.56.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

2. Блум Д.Е., Каннинг Д. и Любет А. Старение мирового населения: факты, проблемы, решения и перспективы. Дедал. (2015) 144: 80–92. DOI: 10.1162 / DAED_a_00332

CrossRef Полный текст | Google Scholar

5. Конти М., Орсиони С., Мадрид Н. М., Гайдук М. и Зееполд Р. Обзор систем мониторинга здоровья с использованием датчиков на кровати или подушке. In: Lecture Notes in Computer Science (включая подсерии Lecture Notes по искусственному интеллекту и Lecture Notes по биоинформатике) (Берлин: Springer Verlag). (2018). п. 347−58. DOI: 10.1007 / 978-3-319-78759-6_32

CrossRef Полный текст | Google Scholar

6.Мейстер С., Дейтерс В. и Беккер С. Цифровое здоровье и цифровые биомаркеры — создание цепочек добавленной стоимости на основе данных о здоровье. Curr Dir Biomed Eng. (2016) 2: 577–81. DOI: 10.1515 / cdbme-2016-0128

CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Coravos A, Goldsack JC, Karlin DR, Nebeker C, Perakslis E, Zimmerman N, et al. Цифровая медицина: учебник по измерениям. Цифровые биомаркеры . (2019) 3: 31–71. DOI: 10.1159 / 000500413

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8.Коравос А., Хозин С., Мандл К.Д. Разработка и внедрение безопасных и эффективных цифровых биомаркеров для улучшения результатов лечения пациентов. NPJ Digit Med . (2019) 2:14. DOI: 10.1038 / s41746-019-0090-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Ранц М.Дж., Скубич М., Попеску М., Галамбос С., Купман Р.Дж., Александр Г.Л. и др. Новая парадигма технологических «показателей жизнедеятельности» для раннего выявления изменений в состоянии здоровья пожилых людей. Геронтология. (2015) 61: 281–90. DOI: 10.1159/000366518

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

10. Скубич М., Гевара Р.Д. и Ранц М. Автоматические оповещения о состоянии здоровья с использованием данных домашних датчиков для встроенной оценки состояния. IEEE J Transl Eng Heal Med. (2015) 3: 2700111. DOI: 10.1109 / JTEHM.2015.2421499

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Lyons BE, Austin D, Seelye A, Petersen J, Yeargers J, Riley T. и др. Универсальные компьютерные технологии для непрерывной оценки прогрессирования болезни Альцгеймера и эффективности вмешательства. Front Aging Neurosci. (2015) 7: 102. DOI: 10.3389 / fnagi.2015.00102

CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Пауэлл К.Э., Палуч А.Э. и Блэр С.Н. Физическая активность для здоровья: какая? Сколько? Насколько интенсивно? Вдобавок к чему? Анну Rev. Общественное здравоохранение . (2011) 32: 349–65. DOI: 10.1146 / annurev-publhealth-031210-101151

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Garatachea N, Luque GT и Gallego JG. Измерение физической активности и расхода энергии с помощью акселерометров у пожилых людей. Nutr Hosp. (2010) 25: 224–30. DOI: 10.3305 / nh.2010.25.2.4439

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

16. Ли И.М. и Широма Э.Дж. Использование акселерометров для измерения физической активности в крупномасштабных эпидемиологических исследованиях: проблемы и проблемы. Br J Sports Med. (2014) 48: 197–201. DOI: 10.1136 / bjsports-2013-093154

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

17. Доэрти А., Джексон Д., Хаммерла Н., Плётц Т., Оливье П., Гранат М. Х. и др.Масштабная популяционная оценка физической активности с использованием наручных акселерометров: исследование UK Biobank Study. PLoS ONE. (2017) 12: e0169649. DOI: 10.1371 / journal.pone.0169649

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

19. Wu X, Choi YM и Ghovanloo M. Дизайн и производство галстуков для улучшения соблюдения медицинских правил пожилыми пациентами. In: Lecture Notes in Computer Science (включая подсерии Lecture Notes по искусственному интеллекту и Lecture Notes по биоинформатике) (Берлин: Springer Verlag).(2015). п. 222–34. DOI: 10.1007 / 978-3-319-20913-5_21

CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Peek STM, Wouters EJM, van Hoof J, Luijkx KG, Boeije HR и Vrijhoef HJM. Факторы, влияющие на принятие технологии старения на месте: систематический обзор. Int J Med Inform. (2014) 83: 235–48. DOI: 10.1016 / j.ijmedinf.2014.01.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Рана Р., Остин Д., Джейкобс П. Г., Карунанити М. и Кэй Дж.Оценка скорости походки с использованием временного чередования между последовательными активациями пассивного ИК-датчика. IEEE Sens J. (2016) 16: 6351–8. DOI: 10.1109 / JSEN.2016.2577708

CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Ранц М.Дж., Скубич М., Миллер С.Дж., Галамбос С., Александр Г., Келлер Дж. И др. Сенсорная технология для поддержки старения на месте. J Am Med Dir Assoc. (2013) 14: 386–91. DOI: 10.1016 / j.jamda.2013.02.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

24.Urwyler P, Stucki R, Rampa L, Müri R, Mosimann UP и Nef T. Когнитивные нарушения, классифицированные у проживающих в сообществах пожилых людей с деменцией и без нее с использованием домашних датчиков, которые распознают повседневную активность. Научный доклад (2017) 7: 42084. DOI: 10.1038 / srep42084

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

25. Паис Бруно, Филипп Б., Тобиас Н., Нараян С., Хьюго С., Даниэль Г. и др. Новые технологии в обслуживании клиентов. Rev Med Suisse. (2019) 15: 1407–11.

PubMed Аннотация | Google Scholar

26. Schütz N, Saner H, Rudin B, Botros A, Pais B, Santschi V, et al. Достоверность непрерывной оценки физической активности на основе всеобъемлющих вычислений у пожилых и пожилых людей, живущих в сообществе. Sci Rep. (2019) 9: 1–9. DOI: 10.1038 / s41598-019-45733-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

27. Санер Х., Шютц Н., Ботрос А., Урвайлер П., Булушек П., дю Паскье Г. и др.Возможности систем датчиков окружающей среды для раннего выявления проблем со здоровьем у пожилых людей. Front Cardiovasc Med. (2020) 7: 110. DOI: 10.3389 / fcvm.2020.00110

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Сонг Б., Чхве Х. и Ли Х.С. Система видеонаблюдения с использованием пассивных инфракрасных датчиков движения в беспроводной сенсорной сети. В: 2008 Международная конференция по информационным сетям (Пусан: IEEE) (2008). п. 1–5. DOI: 10.1109 / ICOIN.2008. 4472790

CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Аран О., Санчес-Кортес Д., До М.Т. и Гатика-Перес Д. Обнаружение аномалий повседневного поведения пожилых людей в условиях окружающей среды. In: Lecture Notes in Computer Science (включая подсерии Lecture Notes по искусственному интеллекту и Lecture Notes по биоинформатике) (Берлин: Springer Verlag). (2016). с.51–67. DOI: 10.1007 / 978-3-319-46843-3_4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

30.Роулендс А.В., Миркс Е.М., Йейтс Т., Клемес С., Дэвис М., Кхунти К. и др. Физическая активность, измеренная с помощью акселерометра, в эпидемиологии: эквивалентны ли мониторы? Медико-спортивные упражнения. (2018) 50: 257–65. DOI: 10.1249 / MSS.0000000000001435

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. van Hees VT, Fang Z, Langford J, Assah F, Mohammad A, da Silva ICM, et al. Автокалибровка данных акселерометра для оценки физической активности свободноживущих людей с использованием местной силы тяжести и температуры: оценка на четырех континентах. J Appl Physiol. (2014) 117: 738–44. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00421.2014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

32. Уайт Т., Вестгейт К., Холлидж С., Венейблс М., Оливье П., Уэрхэм Н. и др. Оценка расхода энергии с помощью акселерометрии запястья и бедра у свободноживущих взрослых: исследование воды с двойной маркировкой. Int J Obes. (2019) 43: 2333–42. DOI: 10.1038 / s41366-019-0352-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

33.Williams CKI и Rasmussen CE. Гауссовские процессы для машинного обучения. Кембридж, Массачусетс: MIT Press (2006).

Google Scholar

35. Чен Т. и Гестрин К. XGBoost: масштабируемая система повышения качества дерева. В: KDD’16: Материалы 22-й Международной конференции ACM SIGKDD по открытию знаний и интеллектуальному анализу данных . Сан-Франциско, Калифорния: Ассоциация вычислительной техники (2016). DOI: 10.1145 / 2939672.2939785

CrossRef Полный текст | Google Scholar

37.Подсиадло Д. и Ричардсон С. Расчет времени «up & amp; go »: тест на базовую функциональную подвижность для ослабленных пожилых людей. J Am Geriatr Soc. (1991) 39: 142–8. DOI: 10.1111 / j.1532-5415.1991.tb01616.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

40. Насреддин З.С., Филипс Н.А., Бедириан В., Шарбонно С., Уайтхед В., Коллин И. и др. Монреальская когнитивная оценка, MoCA: краткий инструмент для выявления легких когнитивных нарушений. J Am Geriatr Soc. (2005) 53: 695–9. DOI: 10.1111 / j.1532-5415.2005.53221.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

42. Дондерс АРТ, ван дер Хейден ГДЖМГ, Стийнен Т. и Мунс КГМ. Обзор: мягкое введение в вменение пропущенных значений. J Clin Epidemiol. (2006) 59: 1087–91. DOI: 10.1016 / j.jclinepi.2006.01.014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. van Hees VT, Renström F, Wright A, Gradmark A, Catt M, Chen KY, et al.Оценка суточного расхода энергии у беременных и небеременных женщин с помощью носимого на запястье трехосного акселерометра. PLoS ONE. (2011) 6: e22922. DOI: 10.1371 / journal.pone.0022922

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

44. Педрегоса Ф., Вароко Дж., Грамфор А., Мишель В., Тирион Б., Гризель О. и др. Scikit-Learn: машинное обучение на Python. J Mach Learn Res . (2011) 12: 2825–30. DOI: 10.5555 / 1953048.2078195

CrossRef Полный текст | Google Scholar

45.Фаул С., Грегорчич Г., Бойлан Г., Марнан В., Лайтбоди Г. и Коннолли С. Моделирование гауссовского процесса ЭЭГ для выявления припадков у новорожденных. IEEE Trans Biomed Eng. (2007) 54: 2151–62. DOI: 10.1109 / TBME.2007.895745

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

46. Гриффитс Т.Л., Лукас К.Г., Уильямс Дж. Дж. И Калиш М.Л. Моделирование обучения человеческим функциям с помощью гауссовских процессов. Ванкувер, Британская Колумбия (2009).

Google Scholar

Приложение

Хотя большинство полей говорят сами за себя, мы опишем некоторые детали, касающиеся полей, используемых в процедуре калибровки.Атрибут «длительность» таблицы PirMotions указывает, сколько секунд данный датчик сообщал о движении. Атрибут местоположения в той же таблице описывает комнату, в которой находился датчик, и time_ точное время стрельбы (в UTC). Поле активности в таблице Biovotion1 представляет нормированные значения активности, полученные с помощью акселерометра устройства, а time_ описывает точное время измерения (в UTC). Поле местоположения таблицы DoorSensors относится к месту, где был установлен датчик — в этой работе были актуальны только датчики входа.