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Was sind die Vor- und Nachteile verschiedener Arten von Bewegungssensoren?

Ich verstehe, dass es eine Reihe verschiedener Bewegungssensortechnologien gibt, darunter aktive Infrarot- (AIR), passive Infrarot- (PIR), Mikrowellen- und Ultraschall-Bewegungssensoren.

Ich würde gerne wissen, welche Vor- und Nachteile diese verschiedenen Arten von Bewegungssensoren haben und welche (wenn überhaupt) Schwachstellen in ihnen bestehen.

Habe ich auch andere ähnliche Bewegungserkennungsgeräte übersehen?


Bearbeiten: Nur um zu verdeutlichen, sind Bewegungssensoren auf menschlicher Basis das, woran ich interessiert bin. Praktische, nicht theoretische Technologien. Diese Frage hat nichts mit Vibrationssensoren, Glasbruchsensoren usw. Zu tun

Bearbeiten: Um den Umfang etwas einzuschränken, sollten wir uns eher an gängige Arten von Bewegungssensoren als an exotische situationsspezifische Typen halten.

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Es gibt andere Arten von Bewegungserkennungsmethoden wie Vibrationserkennung, optische Bewegungserkennung und magnetbasierte Bewegungserkennung. Ich bin nicht mit all diesen Technologien vertraut, daher werde ich mich nur denen nähern, mit denen ich zuvor studiert/gespielt habe.

  • PIR (Passives Infrarot): Sie messen die Änderung der Energie der Umgebung. Sie neigen zu Fehlalarmen, da sie empfindlich auf Umweltveränderungen wie Heiß-/Kaltluftstrom und Sonnenlicht reagieren. Sie können leicht besiegt werden, indem die Wärmeabgabe des Körpers blockiert wird. Wenn der Gegner einen wärmeisolierenden Ganzkörperanzug trägt oder sich mit einer Styroporfolie bewegt, passiert er, ohne den Sensor auszulösen.

  • AIR (Active Infrared): Sie haben hauptsächlich zwei Implementierungen. Näherungssensoren , die im automatischen Mülleimer, in automatischen Wasserhähnen und verschiedenen anderen verwendet werden; und Bewegungssensoren . Bei AIR-basierten Bewegungssensoren sendet ein IR-Sender einen IR-Strahl, der von einem IR-Empfänger empfangen wird. Wenn der Strahl unterbrochen wird, wird eine Bewegung erfasst. Aufgrund ihrer Implementierung (Überwachung eines bestimmten Bereichs) sind sie weniger anfällig für Fehlalarme. Ihr Hauptnachteil ist die Erkennbarkeit. Sie können mit einer normalen Kamera (die Kamera Ihres Telefons funktioniert) oder einem beliebigen IR-Erkennungsmechanismus leicht "gesehen" werden. Danach können sie leicht vermieden werden. In einigen Fällen sind sie möglicherweise nicht zu vermeiden (sie überwachen die einzige Tür zu einem Raum). Der Gegner kann die Quelle des Strahls erkennen und den Empfänger finden und dann einen eigenen Strahl aussenden. Einige AIR-basierte Bewegungssensoren senden IR in einem Muster einer bestimmten Frequenz aus, um die Replikation zu erschweren, aber natürlich kann der Gegner dieses Muster lernen und es dem Empfänger wiedergeben.

  • Optikbasiert: Grundsätzlich beobachtet eine Kamera einen Bereich und zeichnet mit einer bestimmten Bildrate auf. Jedes Bild (oder mehrere Bilder) wird von einem Algorithmus analysiert, der dies kann Erkennen Sie den Unterschied zwischen den letzten Frames. Wenn etwas anders ist, wird eine Bewegung erkannt. Sie können überwunden werden, indem Schatten verwendet und einfarbige Hintergründe ausgenutzt werden. Dies kann natürlich durch Wärmebild- und/oder installationsspezifische Maßnahmen (Beseitigung von Schatten mit kontrolliertem Licht) gelöst werden. Es gibt eine Menge Spitzenforschung in diesem Bereich, insbesondere in Bezug auf die Videoverstärkung. Forscher am MiT konnten die Herzfrequenz einer Person anhand eines normalen Videomaterials ermitteln.

  • Piezoelektrisch : Ich persönlich habe diese nicht gesehen oder benutzt. Sie nutzen grundsätzlich den piezoelektrischen Effekt (mechanische Kräfte, die auf einige Materialien einen elektrischen Effekt haben). Sie können auf dem Boden montiert werden, um Druck und Vibrationen zu erfassen. Sie sind anfällig für Flying Nimbus Angriffe.

  • Ultraschall: Sie senden einen Ultraschall- "Strahl" aus. Sie funktionieren genauso wie ein Sonar . Sie können besiegt werden, indem Sie einen schalltoten Anzug tragen.

Aber um ehrlich zu sein, glaube ich nicht, dass das größte Sicherheitsrisiko in der Bewegungserkennungstechnologie im Erfassungsmechanismus selbst liegt. Ich würde mir mehr Sorgen um die Software/Hardware machen, die es steuert, und um die Implementierung selbst.

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Adi

Gute Antwort @Adnan!

Ich bin mir nicht sicher, was Sie für die zweite Frage zu Ihrem "Bewegungssensor" einschränken, und seine Antwort deckte die allgemeinen Fragen ab, die Sie in typischen Systemen finden. Ein paar andere zu beachten:

  1. Aktive Glasfaser - Diese sind in der Regel in High-End-Begrenzungssystemen (wie Flughafenzäunen) zu finden und werden zur Erkennung von Bewegungen und Vibrationen entlang der Barriere verwendet.

  2. Active Sonic - Sie haben sowohl Ultraschall, wie Sie bemerkt haben, als auch Unterschall. Ich werde nicht auf Letzteres eingehen, da es etwas exotischer ist und nur in bestimmten Umgebungen zum Erkennen verwendet wird. Dies sind natürlich aktive Technologien - d. H. Sie senden eine Wellenform aus und interpretieren sie.

  3. Active Tomographic - Dies ist eine aktive Funkwellen-Sensortechnologie, die tatsächlich durch Wände und andere Hindernisse erfassen kann. Ihre Mikrowelle würde darunter fallen und ist nur ein Typ. Die auf Flughäfen verwendeten Körperscanner sind sogar noch häufiger und ein anderer Typ.

  4. Was Adnan als piezoelektrisch bezeichnet, ist eigentlich eine verallgemeinerte Kategorie von Schwingungen. Diese Sensoren können piezoelektrisch sein, können aber auch eine Vielzahl anderer Konfigurationen aufweisen: einfacher Kontakt, federbasiert, ... In diesen werden häufig Quecksilberschalter verwendet. Interessanterweise können Sie diese Welpen aufgrund der sehr kleinen, leicht zu verdeckenden und nahezu unvorstellbaren Anzahl von Konfigurationen einsetzen - diese sind oft am schwierigsten zu entfernen, wenn Sie einen Sensor ausschalten. Gute, selbst die geringste Vibration, die über die Norm für die Umwelt hinausgeht, löst einen Alarm aus. In den meisten Fällen müssen Sie daher die Konfiguration der Vibrationssensoren in der Einrichtung identifizieren, einen Alarmsturm für Vibrationssensoren erstellen und diese abschneiden. Aber ich schweife ab.

  5. Passive elektromagnetische Feldsensoren - Diese sind da draußen, ich bin nicht auf viele gestoßen.

  6. Passive chemische Sensoren (auch bekannt als Electronic Nose) - Auch diese sind meistens in Handgeräten verfügbar, um beispielsweise Drogenscans durchzuführen. Sie können jedoch in Sensorumgebungen eingesetzt werden, um Menschen zu erkennen und nach ihnen zu suchen (z. B. wenn Sie sich in einem fernen Land auf der Suche nach einem Bösewicht befinden, der sich in den Boondocks befindet, und Sie müssen eine Spur scannen, die sowohl von Tieren als auch von Menschen benutzt wird ).

  7. Passive Audio-/Akustiksensoren - diese entstehen und können jetzt 3D-Bilder von Umgebungen erstellen, die sie wahrnehmen. Zum Beispiel können Strafverfolgungsbehörden jetzt Systeme in feindlichen Umgebungen einsetzen, die durch das Geräusch des Schusses genau bestimmen können, von wo aus ein Scharfschütze schießt.

  8. Passive Druckwellensensoren - diese können Luftdruck, Wasserdruck usw. erfassen. Wenn eine Person durch einen Raum geht, ändert sie den Luftstrom und die Druckwelle und es ist erkennbar. Wieder nicht in Produktionsumgebungen, aber verfügbar.

  9. Ich werde auch erwähnen, dass es einige sehr exotische, wenn auch nicht produktive Sensortechnologien gibt. Ich habe einmal eine teilweise Demonstration eines sogenannten Quantensensors gesehen. Die Theorie war, dass die Raumzeit diesen seltsamen "Pfad" der 4. Dimension hat, der sich endlos verjüngt und mit der richtigen Kraftausrüstung kann man diesen Pfad vorwärts oder rückwärts spüren (wie Wellen in einem Teich, nachdem man einen Stein hineingeworfen hat). Die Demonstration zeigte eine sehr kurze, aber begrenzte "Rückschau", aber niemals Voraussicht - was Sie natürlich für die "Wahrnehmung" benötigen würden. Natürlich war es auch ein sehr sperriges Gerät - suchen Sie es also nicht so schnell in einem durchschnittlichen ADT-Sicherheitssystem. Aber es gibt eine Menge solcher Dinge, die die ganze Zeit da draußen vor sich gehen.

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Tek Tengu