故宫博物馆仓库藏品定位及报警系统技术方案.doc

故宫博物馆仓库藏品定位及报警系统技术方案一、概述从1959年盗贼武庆辉潜入故宫行窃开始，由于形势所迫，一些博物馆和银行等都自发地采用了各式各样的技术防范手段。1979年公安部在石家庄市召开了“全国刑事技术预防专业工作会议”，技防作为公安业务的重要组成部分正式提出来。经过多年的发展，文博系统的技术防范手段逐步采用了一些红外、被动红外、微波、超声波、声控、视频等多种探测手段的防盗报警系统。1987年成立了全国安全防范报警系统标准化技术委员会，相关标准得到了制定和执行。这一系列标准使各行各业安全防范工程的实施和验收有了依据。其中以文博系统的标准最为完善，它们强调了文博系统的安防工程的设备方案要遵循纵深防护体系的原则,建立周界防范、监视区、防护区和禁区。各种防范区的划分，多道防线的形成， 是从实际教训中总结得出来的需要。安防事业发展不仅表现在相关技术的提高上，也表现在对技防、 物防、人防三者的有机结合的认识上，人们深深认识到物防是基础，人防是保证，技防在它们建筑的平台上才能发挥作用。否则就是有先进的安防系统，发现了罪犯也无法抓到他，文物仍然要被盗走。在现代计算机技术、自动控制技术和现代通信技术的支持下，我国的安全技术经过多年的发展先进性方面得到很大的提高，一些重要项目采用了国际上先进的安防技术和产品，可以说基本上和国际接轨。但是，我们也必须看到，虽然博物馆的安全防范技术采用了多种技术手段，文物失窃事件还是不断发生。前不久报纸曾有过报导，说国外价值3000万美元的达芬奇一幅名画被盗。盗窃高手是利用参观时把导游绑起来后，14分钟的时间里就把名画盗走。为什么盗贼能够得逞，主要是布防不严密及防范措施不得力。因为盗贼在展厅开放期间进行行窃，展览期间有人参观，许多入侵探测器的确不能工作。在国内也出现过一些重要博物馆藏品和展览品被盗事件，事件发生后很长一段时间，人们才知道文物被窃，说明盗窃分子技术手段日益高明，对内部情况非常了解，有时是内外勾结。这一方面说明我们的技术防范手段还需加强，除了加强空间防范的措施外，还要增加对点对线对面的有效防范。我们目前大多数的安防报警手段是针对空间的，如CCTV系统，门禁系统，入侵探测系统等，针对点和线的防范手段比较欠缺。国外很早就有了对点和对线的防范措施和技术，但这种技术在国内应用得较少。对点、线、面的防范是安防系统的最后防线，一般安装在隐蔽部位，不易发觉。最近几年出现的帘幕式探测器，红外对射也只是解决了部分面和线的问题，对点、对保护对象的直接防范措施几乎没有。近年来，一些新的技术逐渐应用在安防领域，如视频识别、射频识别以及无线信息传输技术等，这些技术的应用极大地提高了类似于文博系统、监狱系统、银行系统的安全保卫的技术防范能力，同时也促进了这些机构管理水平的提高。以色列VISONIC技术公司研制的系列产品，就是针对点和对象的直接保护，弥补了文博等系统安防报警系统方面的不足。二、以色列Visonic技术公司RFID技术在博物馆安防中的应用RFID的意思是射频识别。射频识别是一种非接触式的自动识别技术，识别系统由阅读器和电子标签组成，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。与其他识别技术相比，RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID技术在安防领域具有重要的应用前景，随着芯片的尺寸不断缩小，RFID信息标签可以和一些传感器（如空间位置移动感应器、温度湿度感应器）以及无线或有线的通信模块等集成在一起，组成了一个具有身份识别功能的传感系统。这些传感器和被保护物品附在一起，一旦被保护物品发生移动或者温度发生异样，传感器就会将信息传送出去。在博物馆技防应用中，这些传感器可以作成各种形状，与馆藏品或展览品附在一起，一旦位置被非法移动，即刻报警。报警中心可以第一时间了解发生报警物品的名称、目前的位置、报警的性质。如果采用红外以及无线接收技术，系统除具备报警功能外还具有实时定位和物品实时跟踪功能。以色列Visonic技术公司ELPAS本地定位系统和SPIDER ALERT（蜘蛛网）紧急报警及应急系统就是RFID和IRFID（红外+射频）识别技术在安防领域的具体应用。1、Visonic技术公司ELPAS本地地位系统介绍以色列Visonic集团是世界著名的安防产品和安防应用方案提供商，具有30多年的从业经验。其产品包括各类无线及有线探测器、无线及有线报警主机、门禁系统、无线保安、医疗紧急求助系统、本地实时定位系统等，产品行销全球70多个国家和地区。ELPAS本地定位系统是Visonic集团针对安防和医疗等领域的典型应用自行研发和生产的，该系统以处在现场的信息标签、标签信号接收器、信号激发器以及各种信号输入输出设备组成系统前端，以LONWORK总线方式实现信息的传输，以监控中心的管理服务器、服务器软件和客户端软件（EIRIS）作为管理平台。信息标签在活动状态下每隔5秒发出红外（IR）和无线电（RF）信号，同时将自己的身份识别码和状况随信号发出。信息标签由锂电池供电，电池使用寿命可长达几个月至几年。其中有些标签含有紧急按钮，有些标签含有防拆装置。当按下紧急按钮或者标签被拆时，标签能够发出一个特别信号。红外接收器接收红外信号，射频接收器接受无线电信号。射频信号根据需要可采用315M，433M，868M等频段。接收器之间通过LonTalk协议组成有线网络。LonTalk协议是建筑控制方面的标准之一。另外，低频（LF）信号激发器产生一个3米半径的磁场。当信息标签进入这一区域时，信息标签能够发出包含信息标签身份代码和低频激发器身份代码的无线信息。低频信号采用UHF频段。总线控制器通过信号强度和逻辑来判断事件标签的确切位置。控制器可以通过编程改变标签的各种属性（如紧急按钮、防拆、定位、电池水平、移动等）。当有事件发生时，控制器可通过网络激发一个或多个输出，以及向其他网络的通信设备发出信息。其他传感器发出的信号也可以通过专门的网络设备接入系统，控制器可通过编程来处理这些输入信号并判断是否发出情况报告。信息标签的位置可以通过文字或电子地图实时显示。信息标签的历史状况以及系统反映的情况报告储存在数据库中，系统软件可以生成各种报告格式。在博物馆的应用领域：l、现场人员安全管理既然Elpas信息标签的位置被连续地跟踪，当信息标签进入一个没有授权的区域时就会产生报警。传统门禁是基于“进入点”或“入口”的，而Elpas系统的解决方案是针对没有明显“入口”的环境的出入口控制。Visonic公司生产了用于人员佩带的信息标签，在系统中对人员能够进入的区域进行了授权，非授权人员进入区域就会引发系统报警。例如可以给参观者或访客佩带信息标签，对他们进行区域授权，一旦进入未授权区域，系统就会报警。系统也可以对进出的人员进行自动统计数量，如果在某一区域的人员数量超过授权人员数量，或者某一区域的人员少于某一数量，系统即可自动报警。例如在展览厅中，我们要求在某一特定区域内一定要有保安人员或工作人员，系统会时刻探测人员在位的情况。2、不用手的门禁为控制一个“入口”的出入口管理，一个低频信号激发器和一个射频接收器将被利用。当一个授权人员接近门口2-3米距离时，门将自动打开。利用低频激发器的主/从关系，可以将多个激发器连接起来，各个激发器的磁场范围可以调整以保证能够正确判断进出行为。3、贵重物品或设备的实时位置监控和管理当信息标签附在贵重物品或设备上时，信息标签的位置信息实际上等同于贵重物品和设备的位置信息。当信息标签从物品或设备上未经授权地取下，系统即发出拆除警报。当物品或设备移动时，系统可实时了解物品或设备的移动状况。当设备通过一个出口时，系统可以检查该贵重物品或设备是否由其授权人员所移动。如果是未授权人员连同该物品或设备接近出口处，系统会自动报警。授权人员可以通过佩带授权的职员标签或通过门禁系统显示其“在场”来合法移动该物品或设备。在博物馆应用中，我们可利用该系统的这一功能对仓库和展览厅的重要文物进行实时位置监控和管理。4、防重复进入功能对于Elpas系统来说，由于是实时跟踪佩带标签人员的位置，因而从根本上杜绝了重复进入的可能。5、防尾随功能在软件上可通过一个计数设置，使到达入口/出口的人员数量处在一个授权数量范围之内。6、监控中心计算机登录控制在监控中心设置一个红外信号接收器，当授权操作人员（佩带人员标签）离开监控中心时，电脑系统自动处于注销状态，系统必须重新输入操作密码才能重新登录。这样杜绝了操作人员不在场情况下对系统设置的更改。7、计算在现场的实际时间传统的考勤是利用读卡来完成进入/退出时间的计算。这种方法的缺陷是不知道员工到达和离开时间之间他在什么地方。Elpas系统能够清楚了解员工在现场的实际时间，因为系统随时在和员工佩带的信息标签在联系。在博物馆应用中，我们可以了解进入库房或展览厅人员在现场的具体时间和行为。8、在特定地点所花时间Eiris软件中的报告生成模块，能够对某一标签或某组标签在特定区域所花的时间进行统计。这个特点可用来计算在某一项工作中所花的时间。生成的报告也能够显示对某一特定区域的所有进入或退出情况。9、确认到达目的地Elpas系统能对某一人员到达某一区域的情况进行确认。如果在限定的时间内人员还没有到达指定位置，系统就会产生一个警报。在博物馆巡更系统中，可以应用这一功能。l0、贵重物品和设备的位置跟踪和管理当寻找某一设备时，系统软件可告知该设备的具体位置。系统软件可以对每一物品的信息进行定义，数据库可以通过二次开发与物品管理系统集成。l1、自动化控制Eiris软件能够对空调和灯光进行自动控制。当有人员进入时，空调和灯光自动打开。标签上的紧急按钮也可用来开启/关闭某些特定的电器装置。l2、紧急求助功能每一个人员信息标签可以包含一个按钮，可以定义为紧急求助按钮。系统框架：主要设备介绍：计算机接口卡PCLTA-20PCI接口，红外接收器（IR RDR）红外接收器是信息标签和LONWORK总线网络相连接的接口器件。接收器可以吸顶安装或墙面安装，它接收信息标签传送的编码信号。该接受器对收到的信号进行解码、处理和储存并通过LONWORK网络向系统控制器传送所需数据信息。射频接收器（RF RDR ）射频接收器是信息标签和LONWORK总线网络相连接的接口器件。接收器可以吸顶安装或墙面安装，它接收信息标签传送的编码信号。该接受器对收到的信号进行解码、处理和储存并通过LONWORK网络向系统控制器传送所需数据信息。根据客户要求，射频频率315M，433M，919M可选。有常规距离和远距离射频接收器可选。低频激发器（LF RDR） 低频激发器为吸顶安装，一般安装在出口区域和建筑物的特定区域，其作用是这些特定区域探测到信息标签的存在。该装置通过低频信号在一个非常有限的范围内（2-3米）起作用，能够激发信息标签发送信息。信息标签发送的信息包括了该低频激发器的ID编码，因而系统能够准确判断该信息标签所处在的出口位置。为了区分进入或退出的行为，该装置一般为成对安装。频率：125KHz 场强半径：3M 发射间隔：0.6秒中继器（PLR） 中继器的作用是增加信号在总线上的传送距离，符合LONWORK FTT-10/10A标准。输出模块（ExB）输出模块直接可与信号接收器相连，用于控制外接设备。输出模块有2路硬接线输出，可控制门、灯和空调等。功率：最大5A 230V主干电缆接线盒 主干电缆接线盒主要是连接主干网络、电源以及各种信号接收器。Weigand转换器（WTB）Wiegand转换器 (WTB) 接受信号接收器发出的信号并将信号转换为Wiegand26 格式，包含了信息标签的ID码信息，可激发外接的门禁系统的读卡设备和控制设备。该转换器有二路Wiegand输出, 一路发送信息标签的ID，一路发送信息标签的状态信息。RS-232 适配器用于将LonTalk 数据转换为RS-232 ，与其他设备相连，如显示设备、巡呼设备等。. 电源供应器输入电压：220V AC输出电压：24V DC电流：2A 最大显示灯设备信号标签:人员信号标签紧急按钮2SPIDER ALERT无线报警及应急系统SPIDER ALERT无线报警及应急系统是以色列Visonic技术公司开发的，以降低人身、财产、单位风险，对紧急情况有更快、更有效的反应，是最具灵活性和性能价格比的安防系统。与现今时间随时可遇的危险相比，SPIDER ALERT 系统的投资微乎其微，通过发出紧急信号和实行监控为个人和财产安全提供保护，它是保护个人安全、财产、程序监控的领导潮流。SPIDER ALERT 系统是结合了人身安全、财产保护、报警和过程控制等能力的智能化的多用途安全网络系统，结合特殊的双工技术，它能判断：谁在发报警信号是何种性质的报警信号发出地点在哪里自动的即刻和联动反应事件储存和报告系统采用4芯全监控总线线缆。报警信号可用任何专门设计的发射器发送到指定接收装置，并自动指示、报警及处理。正因为具备如此强大的功能，SPIDER ALERT 系统已被全世界广泛地应用于以下部门的安全防范。劳教所及监狱博物馆政府机构停车场和车库公寓和工厂医院和保健机构各类学校学院商业楼宇住宅区通过建设高可靠的安全报警系统可降低各类暴力风险及财产损失，明确职责促进相关部门间的和谐。使每个员工都得到希望的安全工作环境，去除暴力事件可能带来的伤害，减少日常工作的心理压力。SPIDER ALERT 系统是以计算机数据处理为中心，以Spider Bus总线数据传输为骨干的全智能化报警网络。系统的构成：控制中心：是报警网络的数据处理中心，集：数据接收、处理、存档管理；指挥监督；连接驱动其它系统等功能。包括：一台PC机（配打印机），同时安装Eiris管理软件及SSK-5软件秘钥等。总线系统：Spider Bus总线为SPIDER ALERT系统的信号传输系统，是Visonic 技术公司自行研制开发的，适合高可靠要求的警报系统专业总线，每路总线均由一台SLC-5 Spider Bus的总线控制器来管理驱动，总线采用4芯电缆，2条作为Spider Bus总线的数字信号传输数据线，2条是为总线设备供电的12V直流供电电源线，总线拓扑结构可做到任意连接。a.全监控：报警网络的可靠性是至关重要的，Spider Bus总线可实现实时地对网络的设备、线路、电源等的运行状态进行监控、管理，以防止、发现及排除各种故障及破坏情况的发生。b.总线的拓扑结构可作到任意连线，从而对工程的施工带来很大的方便。c.总线设备由总线供电，采用专用的PS-2总线供电设备（可选后备电池带充电器）中心可完全监视其状态，保证了系统的安全可靠，更能胜任象监狱之类高可靠性要求的场合。d.总线的长度由电缆种类，所接设备数量等决定，必要时可使用SRP-5 UPS中继器多段延伸及保护隔离。e.为无线设备提供接入，做到有线与无线系统的灵活结合。f.防护：通信电缆往往需要经过户外、雷击、异地电位等都往往造成相连设备的损坏，因此作为大厦安全保卫系统核心的报警网络系统必须具备这方面的防护能力，Spider Bus总线提供SPT-5保护器，能可靠地隔离保护总线及设备。总线设备：总线设备是指直接连接到Spider Bus总线上的各类设备，每路Spider Bus总线可支持255个总线设备，总线设备按功能可分为以下几类：a.总线支持设备，包括总线中继器、总线供电电源及总线保护器等。b.无线接收器，SPIDER ALERT提供功能强大的系列无线接收器，无线接收器的功能是接收各类无线发射器设备（紧急按钮、探头等）发出的信号并传送到中心。能和Visonic现有的系列无线产品Power Code系列（24为编码）兼容。警报产生设备a常规报警探头，各类常规的接线式常闭或常开探测器（双鉴、PIR、紧急按钮、烟感、玻璃破碎感应器或其它设备的报警输出等）可通过总线输入/输出控制设备接入系统。b无线探头，包括无线PIR、无线烟感、无线玻璃破碎感应器、无线门磁和通用无线发射器（可连常规探头）。报警联动外围设备可由中心编程和手动控制遥控多路输出驱动各类设备，如：警笛、警灯等警报输出设备等。其他并行系统：SPIDER ALERT可集成到系统集成的整体方案中，成为整个集成大系统中的子系统，并可与其它子系统相互协调并行工作，从而实现多种功能的智能集成。EIRIS 管理软件通过使用该软件，中心可实现的主要功能有：l、事件收集处理：系统所有的各类警报及相关信息都将送入控制中心计算机进行分析处理（自动及人工回应）及存档，并有实时动态监控；及时指令提示：自动与手动设备控制；及时显示报警发生地点（地图功能）等。2、系统的管理监控：系统所有的设备都是受中心计算机统一管理并受之监督的，系统的设置、维护、运行状态的监视等，还可对相连设备遥控编程。3、数据库管理系统发生的所有事件和信息都是以数据库的形式自动存入计算机的，操作者无权改动，这样就可以形成完善客观的运行日志文件，可供查阅、统计、案情分析、工作职责考绩、事件责任分析之用。由于该日志的存在使偷懒者无可乘之机、玩忽职守者难逃其咎，便于分清职责，提高员工的责任心。4、指挥监督中心预先定好对各类事件的应急工作程序流程，由计算机提示中心操作人员指挥、监督各相关部门的行动，并存入日志。在博物馆的应用：个人安全协助，拥有功能强大、种类齐全的无线接收机和随身携带紧急无线发生器，且其独特的可精确定位的无线+红外双重技术，尤其适合博物馆、监狱保安人员及其他重要和须受保护人员。保安巡更，采用带ID编码的发射器/接收机，在每个巡更点安装一只微波+红外接收机，每个保安人员携带一只微波+红外发射器，只要到预定位置按一下按钮，附近的一个微波+红外接收机就会接收发射器的ID码，并传输给中心的电脑，中心值班员就可随时知道巡逻的路线及目前的位置，系统也将留有记录。财产保护，适合博物馆、高档商业/办公楼宇、政府机关、重要企事业单位等。各类探头（双鉴、PIR、紧急按钮、烟感、玻璃破碎感应器、磁簧等）通过输入/输出控制设备接到总线，无线接收机也可接收SPIDER ALERT的所有无线探头的报警信号，一旦有报警发生就可传入中心的电脑，值班人员会立刻知道何事、何地。连接其他系统，可作为系统集成总系统中的一个子系统，与其它系统相互协调并行工作。一个采纳SPIDER ALERT系统的实际保安系统，根据其实际情况和要求，经过灵活的配置可同时实现上述各功能中的几项或全部功能。主要设备介绍总线控制器SLC-5，SLC-5UPS.计算机通信接口:：串口, RS-232.通信格式： ASCII, 8位, no-parity, non-polling mode.ID 及事件编码: 16位.储存器类型: EEPROM.储存容量: 255条信息.最大总线设备数量: 255.总线协议: SpiderBusä .用户数量: 4087（12位无线系统）, 1600万（24位无线系统）.工作电压: 10 - 16 VDC.电流消耗: 最大35 mA .工作温度范围: 0C to 49C.外型尺寸: 165 x 108 x 38mm .重量： 205 克 总线信号中继器SRP-51，SRP-51UPS.身份代码: 8位二进制编码.信息格式: 40-位 .通信协议: SpiderBus.工作电压: 10 -16 VDC.电流消耗: 7 mA.输出电流: 100 mA 最大.输出工作模式: Latched on, unlatched or pulsed on by digital commands.报警输入: N.C.报警输入敏感度 ：至少260 ms .工作温度范围: -10C to 49C .兼容性: 与所有SpiderBus 设备兼容. .外型尺寸: SRP-51：165 x 108 x 38 mm ；SRP-51 UPS ： 262 x 315 x 74 mm.重量: SRP-51 ：190 g ；SRP-51 UPS 金属外壳: 2.720 kg.输入/输出装置SI-540（8输出） SI-544（4输入/4输出） SI-561（6输入/1输出）（针对SI-544）.输入数量: 4, E.O.L - 10 k type.输出数量: 4, 100 mA 最大.身份编码: 8位二进制 .通信协议: SpiderBus .报告重复率: 90秒. .输入电压: 10 -16 VDC.电流消耗: 约7 mA 待机, 13 mA最大.工作温度: -10C to 49C .外型尺寸: 108 x 165 x 38 mm 电源供应模块PS-2.交流输入： 18 - 26 VAC, 50 / 60 Hz.开关频率: 80 - 120 kHz.效率: 80% (Vin = 19VAC, Iout = 1A).输出电压：13.8 V / 1 A .最大输出波纹: 200 mV p-p. .过载保护： 1.5 A fuse on PCB.交流掉电输出： HIGH/15 kW.干电池掉电输出: HIGH/15 kW .备份电源: 6V/1.3 Ah, Microlite Plus or equivalent.工作电压: -10C to 49C .尺寸: 56 x 107 x 65 mm.PCB 尺寸: 76 x 56 mm (3 x 2-1/4 in.).重量 : 127 g (4.5 oz).颜色：白双技术信号接收器SR-520:SR-520是一个双技术无线信号接收器，能够接收射频和红外信号，各种无线信号传送器均通过信号接收器和spider总线系统保持联络。SR-520自带一个微处理器，其主要特点有：.红外信号的传送不穿透墙壁和地板.射频信号的传送包括ID码.双技术的使用从而准确定位了报警传送器的位置.有报警事件产生时，同时报告传送器和接收器的ID无线信号接收器SR-500：SR-500为单技术无线信号接收器，接收射频信号，特点有：.每一个接收器均有一个8位ID码.SR-500也同时响应计算机通过SLC-5控制器发出的命令信号.包含两个输出，可用于控制警号、警灯等设备.有报警事件产生时，同时报告传送器和接收器的ID跌倒警报发送器MDT-122 S：MDT-122 S警报器专为保安人员个人防护使用，特别适用于易受到攻击的监狱以及大型场所的巡逻保安人员。MDT-122 S自带有微处理器，功能强大，主要有以下特点：.三种报警方式：恐慌报警、跌倒报警及抢夺报警.受到攻击后自动发送紧急信号.双技术器件，同时利用射频和红外信号做到准确定位.能跟踪信号轨迹.声音和指示灯提示.皮套装和卡带装二种选择.防拆装和电池电量低告警.完全监控.防水和坚硬设计磁簧位置移动探测器SPD-1000.无线频率 315, 433.9 or 868 M可选.画布切割探测.每15 分钟报告设备状况.能探测触摸、切割还是移动.对移动物品跟踪功能无线空间位置探测器SPD-2000.高精度的移动探测.无线频率 315, 433.