基于脈沖的電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

【摘要】電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)電子防護(hù)墻的單個(gè)或多個(gè)防區(qū)進(jìn)行操控，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況和設(shè)備狀態(tài)，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性，它使得整個(gè)周界防護(hù)系統(tǒng)具備多重報(bào)警、自動(dòng)記錄、遠(yuǎn)程傳輸和信息中央處理的功能。在各種系統(tǒng)龐大、設(shè)備數(shù)量多的地方，如油井分區(qū)、高壓變電站等地的周界防護(hù)系統(tǒng)配置這樣的監(jiān)控平臺(tái)后，監(jiān)控中心的辦公室即能及時(shí)準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)的異常狀況和電子防護(hù)墻的異常狀態(tài)，真正做到無(wú)人值守現(xiàn)場(chǎng)、減少安全隱患、提高工作效率。

【關(guān)鍵詞】電子圍欄；脈沖；監(jiān)控系統(tǒng)

1.引言

隨著無(wú)線局安全傳輸發(fā)射工作的地位、性質(zhì)、任務(wù)、作用的不斷提高，安全防范、企事業(yè)單位安全越來(lái)越凸現(xiàn)其極端重要性。我們過(guò)去采取的安防措施主要是建設(shè)圍墻，進(jìn)而安裝了攝像監(jiān)控系統(tǒng)，這些措施的實(shí)施都起到一定的防范作用，但是，卻存在一定缺陷。利用圍墻防范，入侵者照樣可以越墻來(lái)達(dá)到其目的，攝像監(jiān)控系統(tǒng)只能監(jiān)控而不能阻擋，而且還存在盲區(qū)，如果加裝遠(yuǎn)紅外系統(tǒng)會(huì)由于動(dòng)物、靜電等外界因素產(chǎn)生干擾而發(fā)生誤報(bào)警，特別是夜間監(jiān)控效果更不理想。鑒于以上原因，脈沖電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

2.工作原理

脈沖電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)由本地電子圍欄系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。

2.1 電子圍欄系統(tǒng)

電子圍欄系統(tǒng)主要由電子圍欄能量控制器（脈沖主機(jī)）和帶電脈沖的電子纜線組成，能量控制器的發(fā)射端可以產(chǎn)生高壓脈沖或低壓脈沖，此脈沖經(jīng)過(guò)纜線傳到前端圍墻的電子圍欄上。電子圍欄根據(jù)安全防范的要求及圍墻和周邊建筑、環(huán)境、地形等情況，在現(xiàn)有的圍墻上安裝由電子纜線組成的脈沖電子圍欄，一般兩根電子纜線的間隔為15cm至20cm，圍欄總高度為60cm到80cm，可有效實(shí)現(xiàn)阻擋。

前端電子圍欄上接收到能量控制器發(fā)出的電脈沖形成回路后，把脈沖回傳到控制器的接收端，電子纜線產(chǎn)生的非致命脈沖電壓能有效阻擋入侵者非法入侵。入侵者越墻碰觸或剪斷電子纜線時(shí)，能量控制器都會(huì)立刻實(shí)施聲、光報(bào)警，并把入侵信號(hào)發(fā)送到安全監(jiān)控系統(tǒng)值班室，即遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。為了鑒別發(fā)生報(bào)警的區(qū)域，根據(jù)實(shí)際需要可隨意設(shè)置防范區(qū)域，并將各區(qū)域進(jìn)行編號(hào)、命名，發(fā)現(xiàn)哪個(gè)防區(qū)發(fā)生報(bào)警，立刻實(shí)施本防區(qū)的防范。電子圍欄原理圖如圖1所示。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性，主要由計(jì)算機(jī)、硬盤錄像機(jī)、視頻光端機(jī)、監(jiān)視器、控制桌、接口模塊等組成。硬盤錄像機(jī)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)視頻輸出監(jiān)看、錄像、多路回放、多工處理、傳感器/報(bào)警、攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭控制、硬盤空間管理和數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)功能等，不僅實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上圖像監(jiān)控、語(yǔ)音監(jiān)控，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量的遙測(cè)、遙信。獨(dú)特的分布式技術(shù)和多級(jí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適合大規(guī)模應(yīng)用，進(jìn)而提高了系統(tǒng)可靠性、安全性，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效管理。具體描述如下：

2.2.1 預(yù)覽模式圖像

監(jiān)控可設(shè)置為：1畫面、4畫面、9畫面、16畫面等；圖像未經(jīng)壓縮，因此監(jiān)控畫面完全無(wú)滯后，無(wú)拖尾，不失真。

2.2.2 錄像支持

最大200幀/秒的錄像；錄像方式：循環(huán)被蓋記錄或非循環(huán)記錄（硬盤滿報(bào)警）；錄像模式：系統(tǒng)可設(shè)置常年錄像、定時(shí)錄像，手動(dòng)錄像，報(bào)警觸發(fā)錄像，動(dòng)態(tài)感知錄像；回放模式：多路回放（通過(guò)本地的監(jiān)視器或VGA接口顯示設(shè)備），支持時(shí)間定位回放，有快放、慢放、倒放、暫停、單幀等回放模式；回放和預(yù)覽可以同時(shí)進(jìn)行。

2.2.3 視頻輸出方式

監(jiān)視器及VGA接口的顯示設(shè)備，顯示模式有1路/4路/9路/16路等；使用遙控器和控制面板，可實(shí)現(xiàn)多畫面任意分割顯示或輪流切換顯示、單畫面手動(dòng)或自動(dòng)切換顯示、重點(diǎn)畫面固定顯示、動(dòng)態(tài)感知和報(bào)警畫面自動(dòng)切換顯示，數(shù)字矩陣功能大大節(jié)省投資造價(jià)。

2.2.4 多工處理

可同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控、錄像、回放、備份、遠(yuǎn)程同步監(jiān)控、遠(yuǎn)程回放、遠(yuǎn)程下載，多任務(wù)并發(fā)處理。

2.2.5 傳感器/報(bào)警功能

可連接多路報(bào)警輸入和多路報(bào)警輸出；開(kāi)關(guān)量、異常、移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)輸出。

2.2.6 云臺(tái)鏡頭控制

通過(guò)RS-232端口連接云臺(tái)解碼器或快球，可用遙控器、專用鍵盤或在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行云臺(tái)、光圈、變焦、聚焦等控制，控制速度可調(diào)整。

2.2.7 硬盤空間管理和數(shù)據(jù)備份

可以接八個(gè)IDE硬盤，被支持的每個(gè)IDE硬盤的容量可達(dá)2000GB，或?yàn)榉茄h(huán)記錄（硬盤滿報(bào)警）。為了對(duì)前端電子圍欄周邊環(huán)境及警情進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際情況沿圍欄合理設(shè)置攝像機(jī)。配制攝像機(jī)要具備預(yù)設(shè)位功能，平時(shí)攝像機(jī)可以監(jiān)看圍欄周邊的整個(gè)情況，一旦有情況報(bào)警，攝像機(jī)立刻調(diào)整到預(yù)設(shè)位進(jìn)行最佳狀態(tài)的跟蹤監(jiān)看。夜間可以加裝遠(yuǎn)紅外燈，也可加裝射燈，射燈可以設(shè)置為平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，一旦有情況時(shí)立刻跟蹤打開(kāi)，確保晚上有情況時(shí)有效監(jiān)控并及時(shí)錄像。

3.脈沖電子圍欄綜合安防監(jiān)控

電子圍欄能量控制器輸出的數(shù)個(gè)防區(qū)報(bào)警信息通過(guò)光纜、光端設(shè)備或屏蔽電纜，直接與安防監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)報(bào)警輸入端子Dl連接。電子圍欄能量控制器（主機(jī)）收到前端探測(cè)器的報(bào)警信息后，在本地發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，開(kāi)啟現(xiàn)場(chǎng)燈光，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)輸出到安防監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，主控室發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)處理。同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，控制相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置進(jìn)行有效監(jiān)控，啟動(dòng)錄像，立刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情況，從而，實(shí)現(xiàn)阻擋、報(bào)警、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)的綜合效應(yīng)。

4.系統(tǒng)特點(diǎn)

（l）系統(tǒng)采用了先進(jìn)的“阻擋為主，報(bào)警、 監(jiān)控為輔”，的周界安防理念，帶有高壓脈沖電的前端圍欄給入侵者極大的威懾感阻擋，有形圍欄給入侵者設(shè)置了很多障礙，5000V～8000V電子纜線產(chǎn)生的脈沖電壓能有效阻擋入侵者，主動(dòng)對(duì)入侵企圖作出反擊，延遲入侵時(shí)間，并不傷害人的生命，并且在圍欄上設(shè)有明顯的警示標(biāo)志。如強(qiáng)行入侵，則系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警，并可以與其他安防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)（如：防盜報(bào)警主機(jī)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、110報(bào)警等）。

（2）誤報(bào)率極低。系統(tǒng)報(bào)警原理先進(jìn)，克服了傳統(tǒng)的紅外、微波、靜電感應(yīng)等技術(shù)的缺陷，報(bào)等基本不受氣候、地形、樹(shù)木、小動(dòng)物等影響，能維持最高報(bào)警值。

（3）無(wú)盲區(qū)、無(wú)死角。前端圍欄是有形的圍欄，可以隨著地形高低起伏任意架設(shè)。

（4）安全可靠。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，從脈沖主機(jī)傳出的高壓脈沖能量非常小，電流為60mA，頻率低（60次/分，占空比1/10），有人一旦觸碰，猶如電棍觸擊，不會(huì)造成生命傷害。一旦系統(tǒng)短路或斷路時(shí)，監(jiān)控器及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。安全可靠的依據(jù)描述：電流通過(guò)人體會(huì)引起麻感、針刺感、疼痛、心顫動(dòng)等癥狀，心室顫動(dòng)是小電流電擊使人致命最多見(jiàn)和最危險(xiǎn)的原因，人體遭電擊引起心室頗動(dòng)受電流持續(xù)時(shí)間、電流途徑等因素影響，依據(jù)國(guó)家安全工程師手冊(cè)）中50hz～100hz交流電流對(duì)人體作用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)通過(guò)人體電流持續(xù)時(shí)間超過(guò)心臟搏動(dòng)周期時(shí)，人的心室頗動(dòng)電流約為50mA，當(dāng)電流持續(xù)時(shí)間短于心臟搏動(dòng)周期時(shí)，人的心室顫動(dòng)電流約為數(shù)百mA，當(dāng)通過(guò)人體的電流大于10mA時(shí)，根據(jù)人的生理特征會(huì)自動(dòng)擺脫帶電體，而本脈沖發(fā)生器的輸出電流是占空比為1/10的60mA脈沖電流，電流持續(xù)時(shí)間為100ms，可見(jiàn)遭電擊后電流持續(xù)時(shí)間不可能超過(guò)人體脈動(dòng)周期，因此不會(huì)造成生命傷害。

（5）設(shè)置靈活。重點(diǎn)部位可以設(shè)攝像機(jī)監(jiān)控，其它部位僅設(shè)報(bào)警，如果過(guò)去安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效的加以利用，經(jīng)過(guò)局部調(diào)整將原監(jiān)控系統(tǒng)和電子圍欄系統(tǒng)有機(jī)的實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，能節(jié)約大量資金。

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