楼宇自动化创新实践

楼宇自动化创新实践——安防系统设计

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一、设计要求：

对自己所在宿舍进行安防系统的改造，考虑基本安全需要（防盗、防入侵），给出系统设计方案。

二、安防系统概述：

所谓安防，是公安保卫部门的专门术语，指以维护社会公共安全为目的的防入侵、防被盗、防破坏、防火防爆和安全检查等措施。

安防系统的基本任务之一就是保证智能建筑内部人身、财产的安全。另外，在信息社会中，计算机和计算机网络的应用十分普遍，大量的文件和数据信息都存放在计算机中，保护信息化只是资产也成为安全防范系统的基本任务之一。在科技飞速发展的今天，出现了很多新的犯罪手段，对安防系统提出了新的课题。仅靠传统的人力防范既需要耗费较大人力、财力，同时无法做到安防的严密性、实时性。

所以，随着对安防不断提高的要求，安防措施和安防技术也需要与时俱进地加以升级。现代安全技术防范是以安全防范技术为先导，以人力防范为基础，以技术防范和实体防范为手段，为建立具有探测延迟、反应基本功能并使其有效结合的综合安全防范服务保障体系而进行的活动。它是预防损失和预防犯罪为目的的一项公安业务和社会经济产业。

安全防范的基本手段包括：人力防范、实体防范和技术防范。其中人力防范和实体防范是传统的防范手段。技术防范是把现代科学技术用于安全防范领域并逐渐形成的一种独立防范手段。技术防范给安全防范带来了一次新的革命，它的地位和作用将越来越重要。

三、实践项目设计要求分析

●对象分析：

本次实践的设计是基于学生宿舍的防盗、防入侵基本安防需要，对学生宿舍进行安防系统设计。针对近期学校学生宿舍频频发生的各类失窃事件，宿舍安防措施非常必要和迫切。

学生宿舍具有一些普遍、特殊的特点：基于学生这个特殊的身份，宿舍常常会出现成员全体外出上课而导致“空城”状态；

宿舍楼较为开放，宿舍管理员无法完全防止外来人员进入宿舍楼；学生对个人财产管理较为随意，对宿舍防盗、防火意识较差；

宿舍建筑设计缺乏足够安全考虑，宿舍门窗结构简单，容易导致入侵等。

●设计要求：

1、可靠性：设计方案需要保证系统能够在布防后能够可靠探测

到入侵行为，同时在宿舍成员取消布防后不会出现误报情

况。

2、经济性：学生宿舍的防范要求较为简单，在功能和标准上可

以适当降低，出于学生个人经济情况考虑，在布防成本上理

应严格控制。

3、实时性和联动性：一般入侵和盗窃事件都发生在宿舍无人的

情况，因此当事件发生时系统应及时探测并加以报警，同时

启动相应联动措施对犯罪行为加以制止。

四、系统功能设计：

1、探测：宿舍财产是宿舍安防的重点保护目标。针对宿舍的简

单结构，入侵宿舍只有两条途径：宿舍门口以及宿舍阳台，

因此可以考虑在宿舍门口、阳台两处设置光束遮断式探测

器。

光束遮断式探测器又叫红外对射探测器，其基本的构造包括

包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。

其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体,再经

光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。红外线是一种不可见光，而且会扩散，投射出去会形成圆锥体光束。红外光不间歇一秒发1000光束，所以是脉动式红外光束。由此这些对射无法传输很远距离（600米内）。利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警，它总是成对使用：一个发射，一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。红外对射探头要选择合适的响应时间：太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太长会发生漏报。通常以10米/秒的速度来确定最短遮光时间。若人的宽度为20厘米，则最短遮断时间为20毫秒。大于20毫秒报警，小于20毫秒不报警。

『光束遮断式感应器-功能特点』

▼有线，总线兼容，现场全息实时报告

▼专用DSP芯片，专利多维容错，真检测报警技术

▼使用偏蚀式球面高精度光学聚焦镜

▼智能功率发射，自主开发的芯片能够自动的感知周围环境的变化，根据环境状况来自动调整对射的发射功率，大大延长了发射管的使用寿命，也降低电能

▼数字模糊人工智能识别，采用人工智能模糊判断，误报

率降至最低

▼上下光学镜片同时调整结构，使调整更快，更准确

▼全功能诊断，环境自适应

『光束遮断式感应器-技术参数』

▼型号：XA-60

▼警戒距离：室外60米

▼光束数：2束

▼探测方式：红外线脉冲可调式，2光束同时遮断检知式▼消耗电流：40mA/max

▼电源电压：DC13.8～24V AC11V～18V

▼环境温度：-25℃～+55℃

▼光源：长波段双光束红外LED

▼报警输出：IC继电器接点输出，接点容量DC30V/0.5A MAX

▼感应速度：50～700毫秒可变

2、报警控制器：报警控制器是防盗报警系统的主控部分，主要

实现：为报警探测器提供电源、接受报警探测器送出的报警信号、分析判断报警信号、启动报警装置等。当探测器探测发生入侵事件后，控制器对报警装置发出示警信号，同时启动宿舍楼联动措施，包括通知宿舍管理员报警地点、自动封锁宿舍楼大门等。

报警控制器工作原理：

1、电源部分是整个控制器的供电保证环节，承受主机部分和探测器供电，输出功率要求较大，大多报警控制器原理采用线性调节稳压电路，在输出部分增加相应的过压、过流保护。优点：稳压精度高、输出稳定。缺点：电源转换效率相对较低，电源部分热损耗较大，影响整机的热稳定性。目前，出现了开关型稳压电源，利用大规模集成电路，将各种分立元器件进行集成及小型化处理，使得整个电源部分的体积大大缩小；同时输出保护环节也日趋完善，除具有一般的过压、过流保护外，还增加了过热、欠压保护及软启动等功能；因主输出功率管工作在高频开关状态，整个电源部分转换效率也大大提高，可达80％～90％，并大大改善了电源部分的热稳定性，提高了整个控制器的技术性能。

2、主机部分承担着将火灾探测源传来的信号进行处理、报

警并中继的作用。从原理上讲，无论是区域报警控制器，还

是集中报警控制器，都遵循同一工作模式，即收集探测源信

号—一输入单元——，自动监控单元——，输出单元。同时，为了使用方便，增加功能，增加了辅助人机接口——键盘、显示部分、输出联动控制部分、计算机通信部分、打印机部

分等

3、监控录像及保存设备：在宿舍内设置摄像头，在布防开始后

启动录像，对宿舍情况进行监控，同时为犯罪事件进行取证。

同时考虑到宿舍的安防需求，对监控录像只需做当天的保

存，所以对保存录像的硬盘不需要过大的要求。

4、信号传输：

传输方式的类型

监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部

分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，应选择不同的传输方式。

1、视频监控同轴电缆传输

信号传输带宽为50Hz～4MHz，传输距离在200m以内时，可选用SYV75-3同轴电缆；传输距离在500m以内时，可选用SYV75-5同轴电缆。

2、视频双绞线传输

视频双绞线基带传输是用5类以上的双绞线，利用平衡传输和差分放大原理。这种传输方式的优点是线缆和设备价格便宜，传输距离相对较远。

3、光缆传输

常用的光缆传输是“视频对射频调幅，射频对光信号调幅”的调制解调传输系统。光缆传输技术是远距离传输最有效的方式，传输效果也都公认的好，适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输。具体实施为普通视频线、控制信号线（附近监控点）到光端机发射端，通过光缆把视频信号传输到监控中心的光端机的接收机还原成视频信号进行监控和存储；控制信号通过光端机和光缆传输到前端设备，完成对前端云台、变倍镜头、高速智能球、其他联动设备进行控制。

根据三种传输方式的特性，在学校校园的监控环境中心，三类传

输方式比较如下：

1、图像质量

光纤>同轴电缆>超五类非屏蔽双绞线；

2、传输距离：

光纤>超五类非屏蔽双绞线>同轴电缆；

3、传输成本：

光纤>超五类非屏蔽双绞线>同轴电缆；

4、施工和维护难度

同轴电缆>光纤>超五类非屏蔽双绞线；

在本系统设计中，出于传输要求和施工难度、成本考虑，在室内考虑采用双绞线，在宿舍与宿舍楼监控室之间采用同轴电缆进行信号传输。

5、出入口管制系统：

由于宿舍加装安防系统，对于宿舍内部成员应能够加以正确识别，因此在宿舍门口加装出入口管制系统，可以保证宿舍的正常出入和安防系统有效的布防、撤防。利用射频卡门禁系统，对宿舍成员进行有效识别，当成员回到宿舍时能够可靠地撤销布防避免误报，而当成员离开宿舍后能够可靠地实现布防。

出入口控制系统access control system(ACS)利用自定义符识别或／和模式识别技术对出入口目标进行识别并控制出入口执行机构启闭的电子系统或网络。