智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

【摘要】安防監(jiān)控系統(tǒng)承擔(dān)著智能樓宇的安全保衛(wèi)工作，針對智能樓宇對安防監(jiān)控系統(tǒng)的要求，提出了一種基于室內(nèi)安防、周邊防范和視頻監(jiān)控三位一體的安全防范系統(tǒng)的設(shè)計方案。實(shí)踐表明該設(shè)計方案工作穩(wěn)定、功能多樣，可以滿足大樓的安防要求。

【關(guān)鍵詞】智能樓宇;室內(nèi)安防;周界防范;視頻監(jiān)控

智能樓宇綜合了計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的最先進(jìn)技術(shù)，對建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動控制，對信息資源進(jìn)行有效管理，為用戶提供便捷服務(wù)，實(shí)現(xiàn)建筑物自動化、通信自動化、辦公自動化、安全保衛(wèi)自動化和消防自動化，樓宇智能化是未來發(fā)展的趨勢。智能樓宇是由綜合布線、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和安防監(jiān)控等多個系統(tǒng)組成，其中安防監(jiān)控系統(tǒng)是其重要組成部分，它確保整座大樓的安全。因此，設(shè)計一個完善而實(shí)用的安防監(jiān)控系統(tǒng)有著非常重要的意義。

1.安防監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求

安防監(jiān)控系統(tǒng)由入侵檢測系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成。

1.1 入侵檢測系統(tǒng)的技術(shù)要求

入侵檢測系統(tǒng)又可分為室內(nèi)安防系統(tǒng)和周邊防范系統(tǒng)兩部分。

1.1.1 室內(nèi)安防系統(tǒng)的技術(shù)要求

室內(nèi)安防系統(tǒng)集通訊與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、自控技術(shù)等多種技術(shù)為一體，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，將室內(nèi)安全防范、信息交流、樓宇管理和服務(wù)集為一體而構(gòu)成的智能系統(tǒng)，確保住戶人身和財產(chǎn)安全。室內(nèi)安防系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）緊急求助功能：緊急求助按鈕一般安裝在床頭、衛(wèi)生間等人容易觸摸的地方，當(dāng)發(fā)生緊急情況，如盜竊、生病等需要向管理中心求助時，住戶可按下求助按鈕，向管理中心發(fā)出緊急求救信號，管理中心接到緊急求助信息以后可以迅速派人員施救。此外，當(dāng)發(fā)生緊急事故時，業(yè)主也可以通過可視對講分機(jī)向保安室尋求支援。

（2）火災(zāi)、可燃?xì)怏w泄漏報警功能：可以在廚房、臥室等場所安裝可燃?xì)怏w探測器或感煙探測器，當(dāng)出現(xiàn)火警時，可以迅速向管理中心報警，或自動撥打119電話進(jìn)行報警。安保人員接警后迅速處理，避免火災(zāi)事故的發(fā)生和確保生命財產(chǎn)安全。

（3）非法入侵報警功能：室內(nèi)安裝有門磁、窗磁、幕簾和紅外等多種探測器，當(dāng)發(fā)生非法入侵時，會觸動室內(nèi)報警器報警，同時向管理中心機(jī)和業(yè)主手機(jī)發(fā)出報警信號，或自動撥打110報警，安保人員接警后可以第一時間趕到現(xiàn)場進(jìn)行處置。

（4）報警信息查詢功能：室內(nèi)安防系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)和管理中心計算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，安保人員可以隨時通過管理中心機(jī)或計算機(jī)查詢相關(guān)報警記錄，實(shí)時掌握樓宇安防情況，確保大樓安全。

1.1.2 周邊防范系統(tǒng)的技術(shù)要求

智能樓宇的周邊防范系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，通過電子圍欄和各種探測器自動檢測發(fā)生在智能樓宇周邊的入侵行為，一旦發(fā)生警情，系統(tǒng)會自動向管理中心發(fā)出報警信號并顯示報警區(qū)域，便于迅速采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。防盜報警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要措施，是智能樓宇的外圍安保措施。周邊防范系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）主動式防入侵功能：通過安裝在大樓周邊圍墻上的電子圍欄，可以有效地?fù)敉巳肭终?，延遲入侵時間。當(dāng)有人攀越圍墻或破壞圍欄時，會發(fā)出語音警告或拉響警鈴，同時把報警信號上傳到報警主機(jī)，聯(lián)動高速球攝像機(jī)對事故現(xiàn)場進(jìn)行攝像取證，電子地圖顯示事發(fā)地點(diǎn)，安保人員可迅速掌握現(xiàn)場情況。

（2）非法入侵報警功能：通過安裝在智能樓宇周邊的紅外對射、玻璃破碎、震動和幕簾等探測器，可獲得大廈的主要通道、出入口、重要部位及周邊的情況，以利防范工作。當(dāng)非法入侵發(fā)生時，觸動探測器，向報警主機(jī)發(fā)送報警信號，或通過報警主機(jī)電話報警。

（3）報警信息管理功能：周邊防范系統(tǒng)主要由電子圍欄、報警主機(jī)、各種探測器和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。通過計算機(jī)軟件可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以對報警信息進(jìn)行管理或通過打印機(jī)實(shí)時打印。

1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是智能樓宇安全防范系統(tǒng)的重要組成部分。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由實(shí)時控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)組成。實(shí)時控制系統(tǒng)完成實(shí)時數(shù)據(jù)采集處理、存儲、反饋的功能;監(jiān)視系統(tǒng)完成對各個監(jiān)控點(diǎn)的全天候的監(jiān)視，并且能夠切換多路圖像;信息管理系統(tǒng)完成信息的采集和處理，是整個系統(tǒng)的控制核心。視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）實(shí)時的監(jiān)控錄像功能：數(shù)字硬盤錄像機(jī)能夠保存一定時間段內(nèi)的視頻圖像信息，并且還應(yīng)記錄與圖像信息相關(guān)的諸如通道、時間、報警信息等檢索信息，能夠很方便地進(jìn)行視頻調(diào)用和切換，并能夠通過回放、圖像抓拍等方式進(jìn)行報警復(fù)核、查詢、取證，為事后調(diào)查提供有力證據(jù)。還可通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（2）靈活的報警聯(lián)動功能：視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了具有視頻丟失報警功能之外，還可靈活設(shè)置報警觸發(fā)條件，當(dāng)發(fā)生警情時，通過預(yù)設(shè)方式自動調(diào)用音視頻信息進(jìn)行報警復(fù)核，并觸發(fā)錄音錄像以及提供事件觸發(fā)報警的遠(yuǎn)程提示及聯(lián)動功能。如以屏幕提示、發(fā)送Email、報警聯(lián)動、指定錄像等各種方式將報警信息發(fā)送給其他用戶。

2.安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案

智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)是把室內(nèi)安防系統(tǒng)、周邊防范系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)按照上述技術(shù)要求組成一個有機(jī)的整體，它們既相互聯(lián)系又相對獨(dú)立，各司其責(zé)，協(xié)同工作，共同完成樓宇的安全防范任務(wù)。

2.1 室內(nèi)安防系統(tǒng)設(shè)計

室內(nèi)安防系統(tǒng)的設(shè)計框圖如圖1所示。結(jié)合對講門禁系統(tǒng)，通過多功能室內(nèi)分機(jī)連接聲光報警器、緊急求助按鈕和門磁等多種探測器，然后通過層間分配器、聯(lián)網(wǎng)器與管理中心機(jī)、計算機(jī)等聯(lián)接成一個整體。通過區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)整個區(qū)域所有用戶的保安接警管理。每個用戶的安全防范系統(tǒng)通過總線都可將報警信號傳送至管理中心，保安人員能夠及時接警處理。

圖1 室內(nèi)安防系統(tǒng)框圖

主要設(shè)備說明：

（1）管理中心機(jī)：管理中心機(jī)選用深圳海灣公司的GST-DJ6406C彩色圖像顯示管理中心機(jī)。管理中心機(jī)通過CAN總線與多功能室內(nèi)可視對講分機(jī)通信，實(shí)時監(jiān)控室內(nèi)安防情況，接收室內(nèi)分機(jī)的報警信息，并通過文字和聲音進(jìn)行報警。此外管理中心機(jī)可通過RS232通信模塊與計算機(jī)通信，將報警信息實(shí)時上傳至上位機(jī)，通過軟件對報警信息進(jìn)行處理。

（2）多功能室內(nèi)分機(jī)：多功能室內(nèi)分機(jī)選用海灣公司的GST-DJ6805C彩色圖像顯示室內(nèi)分機(jī)。它除了可與管理中心機(jī)和其它室內(nèi)分機(jī)進(jìn)行可視對講通話之外，還提供8路報警接口，可外接門磁、窗磁、燃?xì)庑孤?、紅外、感煙等探測器，實(shí)現(xiàn)火警、盜警、緊急求救等報警功能，并可以布撤防。

2.2 周邊防范系統(tǒng)設(shè)計

周邊防范系統(tǒng)的設(shè)計框圖如圖2所示。周邊防盜報警系統(tǒng)承擔(dān)著智能樓宇內(nèi)外各個點(diǎn)、線、面或區(qū)域的監(jiān)控報警任務(wù)，主要由電子圍欄、各種探測器、區(qū)域控制器和管理中心幾部分組成。最底層是電子圍欄、探測器和執(zhí)行設(shè)備，負(fù)責(zé)阻止和探測非法入侵情況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，聲光報警器發(fā)聲報警，同時向區(qū)域控制器發(fā)送報警信息，可聯(lián)動攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場攝像，而區(qū)域控制器同時也向管理中心發(fā)送報警信息。

圖2 周邊防范系統(tǒng)框圖

主要設(shè)備說明：

（1）圍欄脈沖主機(jī)：采用金盛通達(dá)公司的JS-TD2010主機(jī)，采用差分脈沖電壓輸出技術(shù)，具有斷路、短路和失電報警功能;具有故障自我檢測功能;具有高、低壓手動切換、遠(yuǎn)程設(shè)備自動切換功能;具有高壓脈沖電壓和報警信號顯示功能。誤報率低、功耗小，續(xù)電時間長，具有常開、常閉接點(diǎn)報警輸出端口，可與多種現(xiàn)代安防產(chǎn)品配套使用。

（2）大型報警主機(jī)：采用BOSCH公司的DS7400XI-CHI報警主機(jī)，它是一種大型的防火、防盜報警系統(tǒng)，可與各種探測器相連接。主機(jī)自帶8個防區(qū)，可擴(kuò)充至248個防區(qū)?？山?5個鍵盤，分為8個獨(dú)立分區(qū)，可獨(dú)立布撤防。擁有200組個人操作密碼，30種可編程防區(qū)功能，可實(shí)現(xiàn)一對一，多對一，一對多等多種報警輸出。通過DS7412可實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)的直接連接，或通過接口設(shè)備與LAN連接。通過PSTN實(shí)現(xiàn)與報警中心電話連接，支持4+2、SIA和Contact ID等多種通訊格式。可實(shí)現(xiàn)鍵盤編程或遠(yuǎn)程遙控編程，可接無線擴(kuò)充防區(qū)。

（3）小型報警主機(jī)：采用BOSCH公司的DS6MX-CHI報警主機(jī)，它是一個6防區(qū)鍵盤，既可以單獨(dú)使用，也可以通過總線連接到DS7400XI大型報警主機(jī)，用于小區(qū)或大廈安保系統(tǒng)的獨(dú)立用戶。DS6MX-CHI有6個報警輸入防區(qū)，1個報警繼電器輸出，2個固態(tài)輸出和1個鑰匙開關(guān)。支持1個主碼，3個用戶碼，1個劫持碼和1個開門密碼。DS6MX-CHI也支持無線功能。

（4）液晶鍵盤：DS7447E是一款四線式字母數(shù)字顯示液晶鍵盤，需與DS7400XI或DS7200系列控制主機(jī)配合使用。它支持系統(tǒng)所有功能，通過DS7447E液晶鍵盤可以對DS7400XI主機(jī)進(jìn)行編程。另外鍵盤上還設(shè)置了火警鍵、特別事故鍵和緊急救護(hù)鍵等三個可編程緊急按鍵。液晶鍵盤與控制主機(jī)之間的電纜長度不得超過305米。

2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由前端、傳輸、控制及顯示記錄四個部分組成。前端部分由安裝在重要監(jiān)視部位的多個攝像機(jī)組成;傳輸部分包括電纜或光纜，以及調(diào)制解調(diào)設(shè)備等;控制部分包括視頻切換器、云臺控制器、操作鍵盤等;顯示記錄設(shè)備包括數(shù)字硬盤錄像機(jī)、監(jiān)視器和計算機(jī)等。

主要設(shè)備說明：

（1）矩陣主機(jī)：采用華維CCTV矩陣主機(jī)，最大可切換1024路視頻輸入信號到128路視頻輸出，通過監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)視，或送到DVR錄像機(jī)錄像。可配置多個鍵盤或計算機(jī)圖形工作站，可控制高速球云臺攝像機(jī)進(jìn)行光圈、聚焦、變倍及轉(zhuǎn)動。可進(jìn)行矩陣切換、隊(duì)列切換、群組切換、預(yù)置點(diǎn)調(diào)用、報警聯(lián)動和報警信息查詢?？蛇B接電腦，運(yùn)用圖形界面軟件，可實(shí)現(xiàn)基于電子地圖和設(shè)備樹的矩陣系統(tǒng)操作和編程。

（2） 數(shù)字硬盤錄像機(jī)：采用大華硬盤錄像機(jī)，可實(shí)現(xiàn)音視頻錄像、回放、監(jiān)視和查詢等功能，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，支持TV、VGA和HDMI同時輸出。支持多路音視頻信號，數(shù)據(jù)存儲采用專用格式，確保數(shù)據(jù)安全。具有多路報警輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)報警聯(lián)動和現(xiàn)場燈光控制。通過RS485通信接口實(shí)現(xiàn)對云臺或球機(jī)的控制。

3.安防監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

以一個住宅小區(qū)為例，按照上述安防監(jiān)控系統(tǒng)的要求，完成系統(tǒng)的設(shè)計安裝。具體如下：

設(shè)一個管理中心，里面裝有管理中心機(jī)、電話、計算機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器、矩陣主機(jī)、數(shù)字硬盤錄像機(jī)以及感溫、感煙探測器和聲光報警器等設(shè)備，配備24小時安保值班人員。在小區(qū)出入口和住宅樓的大堂安裝有門口主機(jī)，每一住戶都安裝有多功能室內(nèi)分機(jī)（需設(shè)置不同地址）、緊急按鈕、聲光報警器和各種探測器，可實(shí)現(xiàn)自動報警和人工報警，并與保安隨時聯(lián)系。

在小區(qū)圍墻上安裝電子圍欄、信響器、燈光補(bǔ)償器、紅外對射探測器、紅外攝像機(jī)和智能球機(jī)。大型報警主機(jī)、液晶鍵盤和小型報警主機(jī)可以安裝在弱電井。在一樓大堂所有門窗都安裝上門磁、窗磁、震動或紅外探測器。在停車場和門廳、小區(qū)及地庫出入口安裝槍式攝像機(jī)，在大堂和電梯轎廂各安裝一個半球攝像機(jī)，每一個樓層過道安裝一個紅外攝像機(jī)，在小區(qū)廣場、道路等公共區(qū)域安裝高速球攝像機(jī)。所有攝像機(jī)都可以實(shí)時監(jiān)視監(jiān)控點(diǎn)的情況，并通過矩陣主機(jī)或硬盤錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻切換、預(yù)置點(diǎn)調(diào)用和輪巡等功能。

由于DS7400XI報警主機(jī)自身只有8個防區(qū)，而小區(qū)需要防范的區(qū)域較多，故需要利用DS7436雙回路總線驅(qū)動器進(jìn)行防區(qū)擴(kuò)展，可外接多個6防區(qū)的DS6MX-CHI小型報警主機(jī)、8防區(qū)的DS7432或單防區(qū)的DS7457i。為了方便管理，可以把防區(qū)進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，并把感煙、感溫和燃?xì)庑孤┨綔y器設(shè)置成24小時防區(qū)，震動和幕簾探測器可設(shè)置成延時防區(qū)，紅外和玻璃破碎探測器可設(shè)置成即時防區(qū)等等。攝像機(jī)可以設(shè)置遮擋報警，并通過數(shù)字硬盤錄像機(jī)和高速球攝像機(jī)對一些重要區(qū)域進(jìn)行聯(lián)動報警設(shè)置，當(dāng)這一區(qū)域出現(xiàn)警情時，在觸動相應(yīng)報警裝置的同時，高速球攝像機(jī)可以快速轉(zhuǎn)向該區(qū)域進(jìn)行攝像取證。

通過DS7447E液晶鍵盤可以很方便地對大型報警主機(jī)DS7400XI各個防區(qū)進(jìn)行編程，小型報警主機(jī)DS6MX-CHI可以對自身防區(qū)進(jìn)行編程，通過編程賦予每個防區(qū)相應(yīng)的防區(qū)功能。DS7400XI和DS6MX-CHI報警主機(jī)都可以設(shè)置劫持碼報警，當(dāng)發(fā)生劫持事件時，可以通過事先設(shè)置的劫持碼在進(jìn)行撤防的同時進(jìn)行無聲報警。DS7400XI可設(shè)置三個報警電話，方便進(jìn)行電話報警，并通過安裝在計算機(jī)上的CMS7000管理軟件，可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)置以及信息的查詢和管理等工作。

4.結(jié)束語

根據(jù)上述方案設(shè)計的智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地對樓宇進(jìn)行安全防范，性能穩(wěn)定，功能比較全面，智能化程度較高，能夠滿足一般樓宇的安防監(jiān)控要求。但隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化和圖像分析智能化的發(fā)展，視頻監(jiān)控從被動監(jiān)控發(fā)展到主動監(jiān)控，從目標(biāo)的人工識別到智能識別，未來的智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度會越來越高。

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作者簡介：陳永洪（1968—），男，碩士，電子講師，主要研究方向：電子通信與電氣自動化。