最新情景2任务2入侵报警系统设备选型.docx
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最新情景2任务2入侵报警系统设备选型
情景2-任务2:
入侵报警系统设备选型
2.2.1任务目标
了解入侵报警系统类型;了解典型设备名称、功能、分类、选型依据;学会设备选型并能够画出系统组成原理图。
2.2.2任务内容
现在要建设一套入侵报警系统,实训室中有居民住宅小区模型一座,现以该模拟建筑为例建设一套入侵报警系统,入侵报警系统控制主机设在智能楼宇综合实训室,具体任务:
1.根据建筑模型,确定入侵报警系统类型,画出系统拓扑图;
2.对该模型进行现场勘查,列出信息点统计表,确定典型设备名称、功能、分类、选型依据;
3.根据实训条件用表格形式列出所需要的设备材料清单(名称、型号、规格数量),画出系统结构原理图;
2.2.3知识点
1、入侵报警控制器的选型
入侵报警控制器可以直接或间接接收来自入侵探测器发出的报警信号,发出声光报警并能指示入侵发生的部位。
(1)小型报警控制器
对于一般的小用户,其防护的部位很少,如写字楼里的小公司,学校的财会、档案室,较小的仓库等,都可采用小型报警控制器。
小型的控制器一般功能如下:
1)能提供4~8路报警信号,功能扩展后,能从接收天线接受无线传输的报警信号。
2)能在任何一路信号报警时,发出声光报警信号,并能显示报警方位、时间。
3)对系统有自查能力。
4)市电正常供电时能对备用电源充电,断电时能自动切换到备用电源上,以保证系统正常工作。
另外还有欠压报警功能。
5)具有5~10min延迟报警功能。
6)能向区域报警中心发出报警信号。
7)能存人2~4个紧急报警电话号码,发生报警情况时,能自动依次向紧急报警电话发出报警信号。
(2)区域报警控制器
对于一些相对较大的工程系统,要求防范的区域较大,防范的点也较多,如高层写字楼、高级的住宅小区、大型的仓库、货场等。
此时可选用区域性的入侵报警控制器。
区域入侵报警控制器具有小型控制器的所有功能,而且有更多的输人端,如有16路、24路及32路或更多的报警输入,并具有良好的并网能力。
为了输人更多报警信号,要适当缩小控制器的体积。
现在区域入侵报警控制器更多地利用了计算机技术,实现了输人信号的总线制。
所有的探测器根据安置的地点,实现统一编码,探测器的地址码、信号及供电由总线完成,大大简化了工程安装。
每路输入总线上可挂接多个探测器,而且每路总线上有短路保护,当某路电路发生故障时,控制中心能自动判断故障部位,而不影响其他各路的工作状态。
当任何部位发出报警信号后,能直接送到控制中心的CPU,在报警显示板上,电发光二极管或液晶显示报警部位;同时驱动声光报警电路,同时可以启动硬盘录像机记录下图像。
与此同时,还可以及时把报警信号送到外设通信接口,向更高一级的报警中心或有关主管单位报警。
(3)集中入侵控制器
在大型和特大型的报警系统中,由集中入侵控制器把多个区域控制器联系在一起。
集中入侵控制器能接收各个区域控制器送来的信息,同时也能向各区域控制器送去控制指令,直接监控各区域控制器监控的防范区域。
集中入侵控制器又能直接切换出任何一个区域控制器送来的声音和图像复核信号,并根据需要,用录像记录下来。
由于集中入侵控制器能和多个区域控制器连网,因此具有更大的存储容量和更先进的连网功能。
(4)信道
信道是信号传送的通道,通常分有线信道和无线信道。
广义信道除包括传输媒介外,还包括从探测器输出端到报警控制器输入端之间的所有转换器(如发送设备、编码发射机、接收设备等)。
(5)信号的传输方式
信号的传输方式有串行通信和并行通信。
对于较长距离的通信,一般采用串行通信。
对于控制信号:
根据具体设备要求选用232/485/422等不同的串行总线通信方式。
(6)入侵报警系统的选型
1)通过小型报警控制器、区域报警控制器、集中入侵控制器的介绍,根据实用、够用的原则,选用入侵报警系统的控制主机为区域报警控制器。
2)信号的传输方式采用有线信道,串行总线方式,便于系统布线,传输速度也已经可行。
3)对于固定的入侵报警范围,信号传输通道采用有线信道方式是可行的。
4)采用如下形式的入侵报警系统是比较可行的。
图2.2.1 入侵报警系统总体方案
2、入侵探测器概述
入侵探测器是用来探测入侵者的移动或其他动作的电子及机械部件所组成的装置。
包括主动红外入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、超声波入侵探测器、振动入侵探测器、音响入侵探测器、磁开关入侵探测器、超声和被动红外复合入侵探测器等。
每一种入侵探测器都具有在保安区域内探测出人员存在的一定手段,装置中执行这种任务的部件称为探测器或传感器。
理想的入侵探测器仅仅响应人员的存在,而不响应如狗、猫及老鼠等动物的活动,也不响应室内环境的变化,如温度、湿度的变化及风、雨声音和振动等。
要做到这一点不很容易,大多数装置不但响应了人的存在,而且对一些无关因素的影响也产生响应。
对报警器的选择和安装也要考虑使它对无关因素不作响应,同时信号的重复性要好。
设计报警装置时首先要掌握和分析各种入侵行动的特点。
入侵者在进入室内时首先要排除障碍,他必须打开门窗,或在墙上、地板和顶棚上开洞。
因此可以安装一些开关报警器,使入侵者刚开始行动时就触发开关。
另一个应考虑的特点是光和红外线不能透过人体,因此可以利用安装光电装置的方法来探测入侵活动。
还有一个十分重要的特点是人体正常体温能发射红外线,利用红外线传感器就可探测出人体辐射的热量。
此外,入侵者在行窃时不可避免的要发出声响,使用声控传感器便可探测室内发出的异常声响。
利用超声波和微波入侵探测器是根据人体的移动会干扰超声波或电磁场的原理而工作的。
各种探测器有各自不同的工作原理,它们各有优缺点。
要使探测器在任何场合都能有效地发挥作用,就应该进行精心选择、精心安装,安装时应尽可能考虑到对探测器的保护措施。
由于家庭、商店、团体和企业等部门各自的情况不同,使用的入侵探测器也不尽相同。
为了获得最佳保安效果,通常需要根据用户的实际情况对报警系统进行裁剪,这样才能使探测器更好地发挥作用。
没有入侵行为时发出的报警叫做误报。
误报可能由于元件故障或某些外界影响而造成,它所产生的恶劣后果是不堪设想的,最轻的后果是因为增加了许多不必要的麻烦而使人感到厌烦,从而大大降低报警器的可信度。
可以设想,如果商店和库房管理人员经常由于误报而被从床上叫起,他们就不会愿意使用这种报警装置。
最坏的后果是它使警察或保安人员毫无必要地火速赶到现场,这样他们本身的安全和周围人们的安全都会受到危害。
因此,误报是报警器的致命弱点。
3、入侵报警探测器的分类
传感器在报警系统中占据相当重要的地位,入侵报警探测器通常按传感器的种类、工作原理、工作方式、传输信道(或方法)、警戒范围、应用场合等划分。
入侵报警探测器的名目繁多,对入侵报警探测器进行分类,将有助于从总体上认识和掌握它。
(1)按传感器的种类分类
按传感器可探测的物理量来分,报警探测器可分为磁控开关报警探测器、震动报警探测器、声报警探测器、超声波报警探测器、电场报警探测器、微波报警探测器、红外报警探测器、激光报警探测器、视频运动报警探测器。
把两种传感器安装于一个探测器里边的,称为双技术(或称双鉴、复合)报警探测器。
(2)按工作原理分类
按工作原理分类大致分为机电式报警探测器,电声式报警探测器,光电式报警探测器,电磁式报警探测器等。
(3)按探测器的工作方式分类
按探测器的工作方式划分,报警探测器分为主动式和被动式报警探测器。
主动式报警探测器在工作时,探测器本身要向警戒现场发射某种能量,在接收传感器上形成一个稳定信号。
当出现危险情况时,稳定信号被破坏,形成携有报警信息的探测信号。
此类报警探测器有超声波式,主动红外式,激光式,微波式,光纤式,电场式等。
被动式报警探测器在工作时,探测器不需要向警戒现场发射能量信号,而是接收自然界本身存在的能量,在接收传感器上形成一个稳定的信号。
当出现危险情况时,稳定信号被破坏,形成携有报警信息的探测信号。
例如,被动红外报警探测器。
还有震动式,可闻声探测式,次声探测式,视频运动式等报警探测器。
(4)按探测电信号传输信道分类
按探测电信号传输信道划分,报警探测器可分为有线报警探测器和无线报警探测器。
需要指出的是,有线报警探测器和无线报警探测器,仅仅是按传输信道(或传输方式)的分类,任何探测器都可与之组成有线或无线报警系统。
有线报警器是探测电信号由传输线(无论专用线或借用线)传输的报警器,这是目前大量采用的方式。
无线报警器是探测电信号由空间电磁波传输的报警器。
在某些防范现场很分散或不便架设传输线的情况下,无线报警器有独特作用。
(5)按警戒范围分类
按警戒范围划分,报警探测器分为点控制报警探测器、线控制报警探测器、面控制报警探测器和空间控制报警探测器。
点控制报警探测器是指警戒范围仅是一个点的报警探测器。
当这个警戒点的警戒状态被破坏时,即发出报警信号,如磁控开关及各种机电开关报警探测器。
线控制报警探测器是指警戒范围是一条线束的报警探测器。
当这条警戒线上任意处的警戒状态被破坏时,即发出报警信号。
如激光、主动红外、被动红外、微波(对射型)及双技术报警探测器,都可构成一种看不见摸不着的无形的警戒线;还有一些看得见摸得着的封锁线,如电场周界传感器,电磁振动周界电缆传感器,压力平衡周界传感器,高压短路周界传感器等。
面控制报警探测器是指警戒范围是一个面的报警探测器。
当警戒面上任意处的警戒状态被破坏时,即发出报警信号。
空间控制报警探测器是指警戒范围为一个空间的报警探测器。
当警戒空间内任意处的警戒状态被破坏时,即发出报警信号,例如双技术报警探测器,超声波报警探测器,微波报警探测器,被动红外报警探测器,电场式报警探测器,视频运动报警探测器等。
在这些报警探测器所警戒的空间内,入侵者无论从门窗,天花板,或从地下等任意处进入警戒空间时,都会产生报警探测信号。
(6)按应用场合分类
按应用场合分类,分为室内与室外报警探测器,或可分为周界报警探测器,建筑物外层报警探测器,室内空间报警探测器及具体目标监视用报警探测器。
完全严格的分类有时也会发生困难,叙述起来也会有较多的重复。
不过,从不同角度和侧面进行分类,有利于从整体上认识它和掌握它。
4、入侵报警探测器的工作原理及应用场合
入侵探测器用来探测入侵者的入侵行为。
需要防范入侵的地方很多,它可以是某些特定的点,如门、窗、柜台和展览厅的展柜;或是条线,如边防线、警戒线和边界线;有时要求防范范围是个面,如仓库、农场的周界围网(铁丝网或其他控制导线组成的网);有时又要求防范的是个空间,如档案室、资料室和武器库等,它不允许入侵者进人其空间的任何地方。
因此设计、安装人员就应该根据防范场所的不同地理特征、外部环境及警戒要求,选用适当的探测器,达到安全防范的目的。
入侵报警系统应对下列可能的入侵行为进行准确、实时的探测并产生报警状态:
(1)进入警戒或设防区域;
(2)打开门、窗、空调百叶窗等;
(3)用暴力通过门、窗、天花板、墙及其他建筑结构;
(4)破碎玻璃;
(5)在建筑物内部移动;
(6)接触或接近保险柜或重要物品;
(7)紧急报警装置的触发。
入侵探测器应有防拆保护、防破坏保护。
当入侵探测器受到破坏,拆开外壳或信号传输线短路、断路及并接其他负载时,探测器应能发出报警信号。
入侵探测器应有抗小动物干扰的能力。
在探测范围内,如有直径30mm,长度为150mm的具有与小动物类似的红外辐射特性的圆筒大小物体,探测器不应产生报替。
入侵探测器应有抗外界干扰的能力,探测器对干扰信号,应不产生误报。
探测器应有承受常温气流的干扰,不产生误报。
探测器应能承受电火花干扰的能力。
探测器宜在下列条件下工作:
室内,-10℃~55℃,相对湿度≤95%;室外,-20℃~75℃,相对湿度≤95%。
在各种入侵报警系统中,主要差别在于探测器的应用,而探测器的选用主要根据是:
(1)保护对象的重要程度。
例如对于保护对象特别重要的应加多重保护等。
(2)保护范围的大小。
例如,小范围可采用感应式报警装置或反射式红外线报警装置;要防止人从窗门进入,可采用电磁式探测报警装置;大范围可采用遮断式红外报警器等。
(3)防预对象的特点和性质。
例如,主要是防人进入某区域的活动,则可采用移动探测防入侵装置,可考虑微波防入侵报警装置或被动式红外线报警装置,或者同时采用两者作用兼有的混合式探测防入侵报警装置(常称双鉴或三鉴器)等。
没有入侵行为时发出的报警叫做误报。
人侵探测器误报可能由于元件故障或受环境因素的影响而引起。
误报所产生的后果是严重的,它大大降低报警器的可信度,增加无效的现场介入。
所以,对于风险等级和防护级别较高的场合,报警系统必须采用多种不同探测技术组成人侵探测系统来克服或减小由于某些意外的情况或受环境因素的影响而发生误报警,同时加装音频和视频复核装置,当系统报警时,启动音频和视频复核装置工作,对报警防区进行声音和视频图像的复核。
根据所要防范的场所和区域,选择不同的报警探测器。
一般来说,门窗可以安装门磁开关,卧室、客厅安装红外微波探测器和紧急按钮,窗户安装玻璃破碎传感器,厨房安装烟雾报警器,报警控制主机安装在房间隐蔽的地方以便布防和撤防。
报警主机可以进行编程,对报警单元的常开、常闭输出信号进行判别,确认相应区域是否有报警发生。
入侵报警探测器用来探测入侵者的入侵行为,并产生相应的电信号送往报警控制器,输出报警信号。
入侵报警探测器可分为以下几种类型。
(1)点型报警探测器
点型报警探测器是所有报警装置中最简单,发展最早的一种报警装置。
由于它简单,也许有人怀疑它的效果。
事实上,这种装置与其他形式的装置具有同样的效果,且因简单,所以它就更可靠。
这种入侵探测器的报警范围仅是一个点,例如门、窗、柜台、保险柜等。
当这些警戒部位的状态被破坏时,即能发出报警信号,其原理相当于闭合(或断开)一个无源触点开关。
紧急按钮、微动开关、门磁开关等是常见的点型探测器(见图2.2.2)
图2.2.2 常见点型探测器
1)紧急按钮
紧急按钮是金融柜台常用的在紧急情况下报警的装置。
它们安装在柜台隐蔽处,当出现异常情况时,由柜台操作人员人工报警。
紧急按钮有常闭式和常开式两种,一般为无源开关。
有的开关带有按下锁紧装置,当开关被按下后,只有用专用钥匙才能使其复位。
2)微动开关
微动开关与报警电路接在一起,在压力作用下开关接通,无压力作用时,开关为断开状态,从而发出(或不发出)报警信号。
此类开关通常用在某些点入侵探测器中,以监视门、窗、柜台等特殊部位。
把微动开关或金属弹簧片组成的接触开关分别安在窗框上和门窗扇上,当门窗关闭时,开关被压下,触点接上,报警器不发出报警信号;当门窗被打开时,开关弹簧弹开,触点被断开,报警器发出报警信号。
3)门磁开关
门磁开关主要利用磁簧开关、霍尔开关等磁性探测器件作为探测体。
在磁场范围内,门磁开关保持吸合状态,当离开磁场时则断开,从而触发报警输出。
门磁开关是一种广泛使用,成本低,安装方便,而且不需要调整和维修的探测器。
门磁开关分为可移动部件和输出部件。
可移动部件安装在活动的门窗上;输出部件安装在相应的门窗上,两者安装距离不超过10毫米。
门磁开关可分为常开式和常闭式两种。
常开式门磁开关正常时处于开路状态,当有情况(如门、窗被推开)时,开关就闭合,使电路导通启动报警。
这种方式平时开关不耗电,但如果电线被剪断或接触不良,将使其失效。
常闭式门磁开关则相反,正常时开关处于闭合状态,情况异常时断开,使电路断路而报警。
这种方式与常开式相比,在线路被剪断或线路有故障时会启动报警,但如果罪犯在断开回路之前,先选用导线将其短路也会使其失效。
一般在门磁探测器中,大多数采用磁簧开关,用常闭方式。
其它的一些点型探测器有:
拉线开关、活销开关、张力开关、压力开关、水银开关、磁控开关、霍尔效应开关等,这些探测器运用在报警的各种场合,其应用的形式有时要与一些电子线路相配合,总之它只是用来控制一个点的报警,与常见的触点开关类似。
除以上所谈的几种常见的开关之外,根据实际情况需要,还可以设计出一些触点开关,例如,快动作的簧片开关、按钮开关、脚踢开关、微动开关等。
在不经组合的情况下,它们的控制范围只是一个点,当这个点的警戒状态被破坏时,它就产生报警信号。
例如,装在门或窗上的磁控开关,当有人推开门(或窗)时,它就产生报警信号。
当然在集中控制的系统中使用时,此信号就传输到集中控制器中而被显示出来。
(2)直线型报警探测器
直线型入侵探测器也称周界入侵探测器。
直线型报警探测器的警戒范围是一条线、两条线或更多条线,都是线状的控制形式。
当在这条警戒线上的警戒状态被破坏时,发出报警信号。
最常用的直线型入侵探测器为对射型微波入侵探测器,主动红外入侵探测器,激光入侵探测器,双技术周界入侵探测器,电场感应周界入侵探测器等。
常见的线型探测器(主动式红外探测器)如图2.2.3。
(a)主动式红外探测器外观 (b)拆去外壳后的发射机 (c)拆去外壳后的接收机
图2.2.3 常见线型探测器(主动式红外探测器)
对一些常见的线型报警探测器简单介绍如下:
1)对射型微波入侵探测器
此种探测器主要用于室外周界防护,采用场干扰原理。
安装时,发射机与接收机是分开相对而立的,其间形成一个稳定的微波场,用来警戒所要防范的场所。
一旦有人闯入这个微波建立起来的警戒区,微波场就受到干扰,微波接收机就会探测到一种异常信息。
当这个异常信息超过事先设置的阀值时,便会触发报警,
2)主、被动红外入侵探测器
①主动红外入侵探测器
主动式红外探测器由发射机和接收器两部分组成。
常用于室外围墙报警,它总是成对使用:
一个发射,一个接收。
发射机发射出一束不可见的红外线,由被安装在防护区另一端的接收器所接收,这样就形成一道红外警戒线。
当被探测目标入侵警戒线时,红外光束被部分或全部遮挡,接收机接收信号发生变化,经放大处理后发出报警信号,即触发红外探测器产生报警输出。
为提高发送的红外线束的抗干扰能力,一般采用信号调制的方式,如脉冲调制和双射束发射,这样可以避免太阳光、小鸟、落叶和小动物等产生的干扰。
双射束采用不同的调制频率,可以进一步提高可靠性。
此外,红外对射探头还要选择合适的最短遮光时间,时间太短容易引起不必要的干扰,太长又会发生漏报。
通常以10m/s的速度来确定最短遮光时间。
一般人体的厚度为20cm,则20cm/(10m/s)=20ms,遮光时间超过20ms则系统报警,少于20ms不报警。
主动式红外报警探测器有较远的传输距离,因红外线属于非可见光源,入侵者难以发觉与躲避,防御界线明确,简单可靠,尤其适用于在室内防范。
主动红外探测器由于体积小、重量轻、便于隐蔽,采用双光路的主动红外探测器可大大提高其抗噪声误报的能力;而且主动红外探测器寿命长、价格低、易调整,因此,被广泛使用在安全技术防范工程中。
②被动红外探测器
被动式红外探测器实际上是空间型报警探测器,被动式红外探测器的基本工作原理是:
人体表面温度与周围环境温度存在差别,因而人体的红外辐射强度和环境的红外辐射强度也存在着差异。
在人体穿越所设防区时,红外敏感元件检测到一系列的信号变化从而触发报警。
被动式红外探测器安装环境中的所有物体都会产生红外线和热辐射,但在正常情况下,它们产生的辐射一般比较稳定。
空气的流动和温度的变化等也能产生红外线辐射的微小变化,但一般情况下较人体移动产生的红外线辐射变化要小。
为了防止这些变化影响被动式红外探测器的可靠性,现在的被动式红外探测器采用了多种抗干扰技术。
被动式红外探测器有其独特的特点:
●由于它是被动的,不主动发射红外线,因此其功耗极小,尤其适用于要求低功耗的场合。
●与微波探测器相比,红外波长不能穿越砖头水泥等一般建筑物,在室内使用时不必担心由于室外的运动目标而造成误报。
●在较大面积的室内安装多个被动红外报警探测器时,因为它是被动的,所以不会产生系统互扰问题。
●工作不受噪声的影响,声音不会使它产生误报。
实际应用中,把探测器放在所要防范的区域内。
当背景辐射发生微小信号变化,被探测器接收后转换成背景信号,这些信号是噪声。
噪声不发生报警信号。
只有当稳定不变的热辐射被破坏,产生一个变化的新的热辐射时才发出报警信号。
3)激光入侵探测器
激光探测器和主动式红外探测器一样,都是由发射机和接收机组成的,都属于距离遮挡型探测器。
发射机发射一束近红外激光光束,由接收机接收,在收发机之间构成一条看不见的激光光束警戒线。
当有目标入侵警戒线时,激光光束被遮挡,接收机接收到的光信号发生突变。
光电传感器提取这一变化信号,经放大并作适当处理后,发出报警信号。
激光探测器采用半导体激光器的波长,属于红外线波长,处于不可见范围,便于隐蔽,不易被犯罪分子所发现。
激光探测器采用脉冲调制,抗干扰能力较强,稳定性好,一般不会因机器本身的问题产生误报警。
如果采用双光路系统,可靠性会更高。
激光具有亮度高、方向性强的特点,所以激光探测器十分适合于远距离的线控报警检测。
由于能量集中,可以在光路上加反射镜。
通过反射镜光,围成光墙,从而用一套激光探测器封锁一个场地的周围,或封锁几个主要通道路口。
4)电场感应周界入侵探测器
电场感应周界探测器并不是带高电压的钢丝网或围栏。
周界金属线上带的是很低的安全电压,因此,人碰触时不会遭受电击和受伤,但人接近时却会触发报警。
5)磁震动电缆传感器
这是一种用于周界安全防范、埋设于地下的电缆式探测装置,又称传感电缆。
它能感应入侵者的压力及入侵者所携带的铁磁体,如匕首、枪支以及钳子、起子等作案工具。
一旦有入侵者进入其防范区,就会触发报警。
6)泄漏电缆入侵探测器
泄漏电缆原来主要应用于坑道通信,近年来泄漏电缆在周界入侵探测方面的应用逐渐增加。
泄漏电缆是掩埋在地下使用的,因而它不受外界影响,基本上可以说是全天候的。
尽管它的价格较贵,仍然适合用户的需要。
实际应用中,泄漏电缆周界报警系统有两线组成的,也有三线组成的。
双线组成时,一根电缆发射能量,另一根电缆接收能量,两者之间形成一个电场。
当有人进入此电场时,干扰了这个耦合场,此时在感应电缆里便产生电量的变化,此变化的电量达到预定值时,便触发报警。
三线组成时,中间的一根电缆发射的能量,两边的两根电缆接收能量,中间的一根和其两边的两根电缆之间都各自形成一个稳定的电场;当有人进入此场时,就会产生干扰信号,在其中的一根或两根感应电缆中产生变化的电量;此量达到预定值时,便触发报警。
7)驻极体电缆入侵探测器
驻极体电缆探测器也称张力敏感电缆或麦克风式电缆探测器。
这种驻极体电缆探测器,在电缆中心的内导体上敷以低损耗电介质材料。
此材料经处理后,带有一种永久性的静电荷。
金属编织的屏蔽套封闭着电介质(填充物),外面再包一层塑料。
这种探测器主要用于周界报警系统。
应用时将此电缆设法固定在围栏上,使其处于整个围栏高度的中心处。
当电缆因入侵者爬越围栏而受压变形时,电缆便产生模拟信号报警,信号的大小正比于压力的大小。
8)警戒缆
本系
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