安全技术防范培训.ppt

安全技术防范培训讲义 第一章 安全技术防范概述 一 安全技术防范的概念 安全防范系统 以维护社会公共安全为目的 运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统 视频安防监控系统 出入口控制系统 防爆安全检查系统等 或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络 安全技术防范的概念 损失预防与犯罪预防 安全防范的本职内涵在西方 不用 安全防范 这个词 而用损失预防和犯罪预防 LossPrevention CrimePrevention 这个概念 大公共安全理念所谓大公共安全理念 就是综合安全理念 就是为社会公共安全提供时时安全 处处安全的综合性安全服务 二 八年即将到来的奥林匹克运动会的安全防范就有大公共安全的性质 平安城市建设的3111项目也有大公共安全的性质 二 安全防范的三种基本防范手段 人防 物防 技防安全防范是社会公共安全的一部分 安全防范行业是社会公共安全行业的一个分支 就防范手段而言 安全防范包括人力防范 实体 物 防范和技术防范三个范畴 安全防范的三个基本要素是 探测 延迟与反应 探测 Detection 是指感知显形和隐性风险事件的发生并发出报警 延迟 Delay 是指延长和推延风险事件发生的进程 反应 Response 是指组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动 探测 延迟和反应三个基本要素之间是相互联系 缺一不可的关系 一方面 探测要准确无误 延迟时间长短要合适 反应要迅速 另一方面 反应的总时间应小于 至多等于 探测加延迟的总时间 三 安全防范技术与安全技术防范安全防范技术是用于安全防范的专门技术 在国外 安全防范技术通常分为三类 物理技术防范 PhysicalProtection 电子防范技术 ElectronicProtection 生物统计学防范技术 BiometricProtection 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 所建立的一种具有探测 延迟 反应有序结合的安全防范服务保障体系 智能建筑安全技术防范系统 SAS 是指以建筑为平台 以集中监视 集中控制 集中管理为目的 将各种安防设备与系统通过组合或集成 构成一个综合性安全技术防范系统 主要包括闭路电视监控 防范报警 门禁与管理及其他子系统 该系统可以独立运行 也可与其他系统 如OAS CAS 进行集成 四 安全防范技术的专业体系安全技术防范作为社会公共安全科学技术的一个分支 具有其相对独立的技术内容和专业体系 视频监控技术入侵探测与防盗报警技术出入口目标识别与控制技术报警信息传输技术 移动目标反劫 防盗报警技术社区安防与社会救助应急报警技术实体防护技术防爆安检技术安全防范网络与系统集成技术安全防范工程设计与施工技术 五 安全技术防范系统的组成 对于安防监控系统 根据系统各部分功能的不同 我们将整个安防监控系统划分为七层 表现层 控制层 处理层 传输层 执行层 支撑层 采集层 当然 由于设备集成化越来越高 对于部分系统而言 某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中 1 表现层表现层是我们最直观感受到的 它展现了整个安防监控系统的品质 如监控电视墙 监视器 高音报警喇叭 报警自动驳接电话等等都属于这一层 2 控制层控制层是整个安防监控系统的核心 它是系统科技水平的最明确体现 通常我们的控制方式有两种 模拟控制和数字控制 3 处理层处理层或许该称为音视频处理层 音视频分配器 音视频放大器 视频分割器 音视频切换器等等设备都属于这一层 4 传输层传输层相当于安防监控系统的血脉 在小型安防监控系统中 我们最常见的传输层设备是视频线 音频线 对于中远程监控系统而言 我们常使用的是射频线 微波 对于远程监控而言 我们通常使用Internet这一廉价载体 值得一提的是 新出现的传输层介质 网线 光纤 5 执行层执行层是我们控制指令的命令对象 在某些时候 它和我们后面所说的支撑层 采集层不太好截然分开 我们认为受控对象即为执行层设备 比如 云台 镜头 解码器 球等等 6 支撑层顾名思义 支撑层是用于后端设备的支撑 保护和支撑采集层 执行层设备 它包括支架 防护罩等等辅助设备 7 采集层采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素 也是系统成本开销最大的地方 它包括镜头 摄像机 报警传感器等等 六 安全防范系统发展趋势当前安全防范系统的发展趋势是数字化 智能化和网络化 网络产品 包括网络摄像机 网络视频服务器等 是近一 两年的发展主流 安全防范系统向智能化的发展将显著提高其产品品质和功能 七 安全防范系统主流技术根据安全防范系统的市场现状发现 摄像机的高清晰度效果技术 真正全数字的网络监控系统解决方案技术 都有可能在未来几年内成为主要技术 数字化已是技术发展的必然趋势 目前的情况大致为 模拟式安全防范系统和数字监控系统将会在一段时间内相互共存 但数字化监控系统将要取代模拟式安全防范系统的发展趋势是不可逆转的 八 安全防范系统的功能 一个完整的安全防范系统应具备以下功能 1 图像监控功能 视像监控 影像验证 图像识别系统2 探测报警功能 内部防卫探测 周界防卫探测 紧急情况监控 图形鉴定 3 控制功能 对于图像系统设备的控制 识别控制A 门禁控制B 是车辆出入控制C 是专用电梯出入控制 响应报警的连动控制 4 自动化辅助功能 内部通信 双向无线通信 有线广播 电话拨打 巡更管理 员工考勤 资源共享与设施预订 第二章 视频安防监控系统 一 视频安防监控系统的概念视频安防监控系统 VSCS videosurveillance controlsystem 是安全技术防范系统的重要组成部分 系统通过遥控摄像机及其辅助设备 镜头 云台等 直接观察被监视场所的情况 同时可以把被监视场所的情况进行同步录象 视频安防监控系统还可以与防范报警系统等其它安全技术防范体系联动运行 使用户安全防范能力得到整体的提高 二 视频安防监控系统组成视频安防监控系统集成了预防 监视 控制取证和管理等功能 从逻辑上可分为 前端 传输 控制和显示三部分 如图所示 前端部分前端部分由摄像机 镜头 防护罩 安装支架 云台 解码器等组成 主要用于对公共区域 重点区域进行摄像 并将视频信号传送到后端进行处理 摄像机摄像机是将现场图像变成视频电信号的设备 摄像机的主要传感部件是CCD 1 CCD摄像机的选择 CCD芯片就像人的视网膜 是摄像机的核心 市场上大部分摄像机采用的是SONY SHARP 松下 LG等公司生产的芯片 2 CCD摄像机的分类 依成像色彩划分 分为彩色摄像机和黑白摄像机 依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型 其中尤以25万像素 512 492 分辨率为400线的产品最普遍 影像像素在38万以上的高分辨率型 按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸 目前采用的芯片大多数为1 3 和1 4 按扫描制式划分 PAL制 NTSC制 中国采用隔行扫描 PAL 制式 黑白为CCIR 标准为625行 50场 只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式 依供电电源划分 110VAC NTSC制式多属此类 220VAC 24VAC 12VDC或9VDC 微型摄像机多属此类 按同步方式划分 内同步 用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作 外同步 使用一个外同步信号发生器 将同步信号送入摄像机的外同步输入端 电源同步 线性锁定 linelock 用摄像机AC电源完成垂直推动同步 按照度划分 普通型 正常工作所需照度1 3LUX 月光型 正常工作所需照度0 1LUX左右 星光型 正常工作所需照度0 01LUX以下 红外型 采用红外灯照明 在没有光线的情况下也可以成像 按外观分 有机板型 针孔型 半球型 枪式等等 3 CCD彩色摄像机的主要技术指标CCD尺寸 亦即摄像机靶面 原多为1 2英寸 现在1 3英寸的已普及化 1 4英寸和1 5英寸也已商品化 CCD像素 是CCD的主要性能指标 现在市场上大多以25万和38万像素为划界 38万像素以上者为高清晰度摄像机 水平分辨率 彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间 主要有330线 380线 420线 460线 500线等不同档次 最低照度 也称为灵敏度 是CCD对环境光线的敏感程度 或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线 扫描制式 有PAL制和NTSC制之分 摄像机电源 交流有220V 110V 24V 直流为12V或9V 信噪比 典型值为46db 若为50db 则图像有少量噪声 但图像质量良好 若为60db 则图像质量优良 不出现噪声 视频输出 多为1Vp p 75 均采用BNC接头 镜头安装方式 有C和CS方式 二者间不同之处在于感光距离不同 4 CCD彩色摄像机的可调整功能同步方式的选择 自动增益控制背景光补偿电子快门白平衡 自动白平衡 手动白平衡色彩调整 数字化式的调整控制方法DSP摄像机 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术 称为数字信号处理 DSP DIGITALSIGNALPROCESSOR 摄像机 镜头镜头是将被观察目标的光像聚焦于CCD成像器件上的元件 其基本参数有 焦距 光圈 自动 手动 视场角 镜头安装接口 C CS 景深等 1 镜头的分类按镜头尺寸划分 摄像机镜头与摄像机一样也分为8 5mm 1 3英寸 13mm 1 2英寸 17mm 2 3英寸 19mm 3 4英寸 25mm l英寸 等多种 在选择摄像机镜头时 一般应与摄像机相对应 即13mm摄像机应选用13mm镜头 按镜头类别划分 摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头两大类型 手动和自动调整都是为了调节光通光量 使传感器 CCD 感受光量保持在最佳状态 手动光圈镜头是的最简单的镜头 适用于光照条件相对稳定的条件下 在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标 应采用自动光圈镜头 比如在户外或人工照明经常开关的地方 自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动 马达受控于摄像机的视频信号 自动光圈镜头有二种驱动方式 一类为视频输入型VideodriverwithAmp 这种视频输入型镜头内包含有放大器电路 用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制 另一类称为DC输入型 DCdrivernoAmp 它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈 二种驱动方式产品不具可互换性 但现已有通用型自动光圈镜头推出 手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距 光圈 镜头和电动变焦距镜头之分 定焦距 光圈 镜头 定焦距镜头一般又分为长焦距镜头 中焦距镜头和短焦距镜头 电动变焦距镜头 可与任何CCD摄像机配套 在各种光线下均可使用 变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦 光圈开度 改变焦距大小的 2 镜头选择的计算方法视场和焦距的计算 视场系指被摄取物体的大小 视场的大小是以镜头至被摄取物体距离 镜头焦距及所要求的成像大小确定的 镜头的焦距 视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下 f wL W与f hL Hf 镜头焦距 w 图象的宽度 被摄物体在ccd靶面上成象宽度 W 被摄物体宽度 L 被摄物体至镜头的距离 h 图象高度 被摄物体在ccd靶面上成像高度 视场 摄取场景 高度 H 被摄物体的高度 3 镜头的安装方式镜头安装有C型和CS型两种 C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm调整光圈值的环 C型安装的摄像机可用CS型镜头 但CS安装的摄像机不能使用C型镜头 在视频安防监控系统中常用的镜头是C型安装镜头 大多数摄像机的镜头接口则做成CS型 将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个5mm厚的接圈 而将CS镜头安装到CS接口的摄像机时就不需接圈 在实际应用中 如果误对CS型镜头加装接圈后安装到CS接口摄像机上 会因为镜头的成像面不能落到摄像机的CCD靶面上而不能得到清晰的图像 而如果对C型镜头不加接圈就直接接到CS接口摄像机上 则可能使镜头的后镜面碰到CCD的靶面的保护玻璃 造成CCD摄像机的损坏 这一点在使用中需特别注意 云台云台是控制现场摄像机的设备 其控制的主要功能有 摄像机的上 下 左 右旋转 镜头的变焦 接收报警输入 产生报警输出等 其实云台就是两个交流电组成的安装平台 可以水平和垂直的运动 云台分类 云台有多种类型 按使用环境分为室内型和室外型 主要区别是室外型密封性能好 防水 防尘 负载大 按安装方式分为侧装和吊装 即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上 按外形分为普通型和球型 球型云台是把云台安置在一个半球形 球形防护罩中 除了防止灰尘干扰图像外 还隐蔽 美观 快速 在挑选云台时要考虑安装环境 安装方式 工作电压 负载大小 也要考虑性能价格比和外型是否美观 支架 普通支架有短的 长的 直的 弯的 根据不同的要求选择不同的型号 室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求 再有就是安装位置 因为从实践中我们发现 很多室外摄像机安装位置特殊 有的安装在电线杆上 有的立于塔吊上 有的安装在铁架上 由于种种原因 现有的支架可能难以满足要求 需要另外加工或改进 这里就不再多说了 防护罩防护罩也是监控系统中最常用的设备之一 主要分为室内和室外两种 室内防护罩主要区别是体积大小 外形是否美观 表面处理是否合格 功能主要是防尘 防破坏 室外防护罩密封性能一定要好 保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机 有的室外防护罩还带有排风扇 加热板 雨刮器 可以更好的保护设备 2 传输部分 由视频同轴电缆 光纤 平衡电缆 电源线 控制线 信号放大设备等组成 用于将前端信号传至后端 并为前端摄像机和解码器提供电源和控制信号 远距离视频传输方式下的传输部件 视频放大器 当视频传输距离比较远时 最好采用线径较粗的视频线 同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的 射频传输方式下的传输部件 射频传输方式下的传输部件有调制器 射频放大器和解调器等组成 这种传输方式与有线电视系统的传输方式和传输部件基本相同 光纤传输方式下的传输部件 在光纤传输方式下主要有光的调制器 光放大器和光解调器等组成 现在也有数字的压缩 解压缩的传输方式 平衡电缆传输方式 平衡电缆传输方式 采用双绞线 的装置主要有发送中继器和接收中继器组成 3 后端部分 后端部分由视频画面处理器 录像机 矩阵切换主机 控制键盘 监视器等组成 对前端传送的视频信号进行分割 处理 记录和控制 完成监视 控制 记录等防范和管理功能 视频分配器 视频分配器除了阻抗匹配 还有视频增益 使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响 视频切换器 切换器的输入端分为2 4 6 8 12 16路 输出端分为单路和双路 而且还可以同步切换音频 视型号而定 切换器有手动切换 自动切换两种工作方式 画面分割器 画面分割器有四分割 九分割 十六分割几种 可以在一台监视器上同时显示4 9 16个摄像机的图像 也可以送到录像机上记录 大部分分割器除了可以同时显示图像外 也可以显示单幅画面 可以叠加时间和字符 设置自动切换 联接报警器材 录像机监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机 延时录像机可以长时间工作 可以录制24小时 用普通VHS录像带 甚至上百小时的图像 监视器监视器是将现场信号重新显示的设备 作为监控系统的输出部分 是整个系统的重要组成 所以正确选择监视器是影响系统整体效果及可靠性的关键环节 其基本参数有 画面尺寸 黑白 彩色 分辨率等 矩阵切换器矩阵切换器是系统的核心部件 其主要功能有 图像切换 将输入的现场信号切换至输出的监视器上 实现用较少的监视器对多处信号的监视 控制现场 可控制现场摄像机 云台 镜头 辅助触点输出等 RS 232通信 可通过RS 232标准端口与计算机等通讯 可选的屏幕显示 在信号上叠加日期 时间 视频输入编号 用户定义的视频输入或目标的标题 报警标题等以便监视器显示 通用巡视及成组切换 系统可设置多个通用巡视多个成组切换 事件定时器 系统有多个用户定义时间 用以调用通用巡视到输出 口令和优先等级 系统可设置多个用户编号 每个用户编号有自己的密码 根据用户的优先等级来限制用户使用一定的系统功能 图像处理器图像处理器是将多路视频信号合成 以便录像和监视的设备 其基本参数有 输入视频信号路数 根据不同型号可有四 九 十六路等多种规格 单 双工 彩色 黑白 图像效果 像素 是否带用视频移动报警功能等 图像处理器包含了多画面处理器的所有功能 从而在大部分情况下代替了多画面处理器 硬盘录像机 DVR 采用数字方式记录图象信息 将图象信息记录在硬盘 光盘 磁带或其他存储介质上 并具有图象分割 图象处理 云台控制 矩阵控制等等功能的控制系统 三 视频安防监控系统的发展趋势 1 网络化产品 网络化产品结构 网络视频监控由网络视频前端监控设备 前端子系统 系统服务和管理设备 视频服务器 网络用户终端三大部分组成 前端监控设备通过网络视频编码器和各种网络链路 如DDN ISDN El Tl 帧中继 无线网桥 ADSL及其它方式的WAN或LAN等 接入用户网络 实现前端监控点音 视频和控制数据的数字化与网络化 视频服务器负责网络视频流的管理以及网络用户的授权管理 网络用户在自已桌面通过视频服务器发送各种服务请求 获得相应权限的各种监控系统服务 网络视频监控系统适用于任何支持TCP IP的网络 网络型安全防范系统 能实现资源共享 快速反应 及时应对 有效处理 监控可以运用网络 本地 远程 无人 不定时等多种手段监控 布线则有总线 星形 树型 环型 综合型等多种类型 实现数据授权互动共享 行动协同配合 将是未来安全防范产业的发展趋势 3111平安城市建设的宗旨就是数据的共享和行动的协同配合 网络产品评价与分析目前的网络产品价格较高 质量中等 市场期待高质量低价格的产品 基于网络结构的矩阵控制器 在矩阵切换器内部采用以太网结构 有利于增减设备 方便连接 基于以太网安全防范系统的组成单元 包括网络摄像机 识别器 网络视频服务器 以太网的监控器以及各种各样的转换器 客户工作站等 通过局域网实现图像的切换和监控 网络产品主要设备介绍 网络摄像机 网络摄像机是可直接接入网络的数字化摄像机 NetworkCamera或LANCamera 因其内置有IP服务器 故又称为网络摄像机 也被称为Web摄像机 它将是未来应用的主流 网络摄像机的视频格式有M JPEG H 261 MPEG l MPEG 2 MPEG 4等不同的形式 网络视频服务器 网络视频服务器是通过网络实时传输动态图像和音频数据的设备 也被称为网络视频编解码器 它将传统CCTV监控系统中的模拟摄像机或音频信号转换成可传输的数字信号 通过压缩方式在网络上实时传输动态图像和音频数据 即可在网上浏览 从而使网络内的计算机都能成为监控终端 不受地域环境的限制 以太网音频装置 也称为网络语音广播产品 用户通过计算机的麦克风 声卡及软件实时压缩功能 将数字语音传给指定的语音广播服务器 装置具有RS232接口 可连接电子显示屏或其它各类显示器 显示文字信息 内置的快闪存储器 可预存MP3音乐播放 也可接收MP3压缩格式文件 经解压后推动扬声器提供高品质的音乐 TCP IP与RS232 RS485协议转换器 以太网 TCP IP 与RS232 RS485间相互传输的一种网关 Gateway 装置 无论是以太网 TCP IP 发送信息到指定的RS232 RS485端口 或者是RS232 RS485端口接收由以太网 TCP IP 所传送的信息 皆可由该装置正确地传输 因此它是串口到以太网的转换器 这对于经由网络来改善RS232 RS485的传输距离是非常有帮助的 客户工作站 它是操作和管理的终端 有友好的用户界面 通过点击鼠标即可完成操作控制 在每个客户工作站上用户可控制整个系统内的摄像机 可以执行报警 动态检测 记录控制功能 还可具有远程访问网络的管理功能 网络管理服务器 它是为客户工作站中多重服务器和信息流而设计的 用于中心数据管理 在其控制下 网络用户在访问监控服务器前需先注册 注册包括摄像机的使用限制 控制限制 优先级 信息路由分配等 2 监控系统的数字化随着网络带宽 计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现 视频监控进入了全数字化的网络时代 即是通常所说的第三代视频监控系统 数字化监控以其直观 方便和内容丰富等特点 日益受到人们的重视和关注 国内正在爆发一场数字化监控技术革命 安防行业数字化的进程非常迅猛 尤其是从2000年开始 全国各地的监控系统工程都纷纷数字化 据权威部门统计 近年来国内数字化监控行业平均每年的增幅在15 30 我国图像监控行业正面临着良好的发展机遇 近年来 适应DVR的图像压缩技术已经从MPEG 1发展到MPEG 4 DVR系统的核心部件 图像压缩板卡 由每卡可压缩一路音视频发展到每卡可压缩两路 四路 六路 八路音视频 板卡压缩从非实时发展到全实时 功能也越来越完善 从基本的图像声音压缩 记录 回放发展到具有字符叠加 报警输入输出 动态目标检测 抽帧记录 动态码流记录 图像网络传输 远程实时监看等等 数字硬盘录像系统产品现状现阶段最具有代表性的数字监控产品DVR主要有如下几种形态 单路音视频硬盘录像机 RTOS 4 16路基于PC机和Windows操作系统的硬盘录像机嵌入式网络型硬盘录像机 RTOS 非PC类嵌入式硬盘录像机 linuxwince等 数字监控行业当前的困扰从现阶段所有的DVR监控产品来看 所应用的图像压缩技术主要是MPEG 4和MPEG 1两种格式 但是图像压缩则是以352 288 CIF格式 为主要的记录尺寸 虽然MPEG 2压缩技术的应用可以解决压缩图像的质量 提高图像分辨率 达到720 576的画质 但是随之而来造成每小时记录的图像数据量非常庞大 一般情况下 记录的图像数据量都会在1G 小时 路以上 数字化监控行业未来趋势未来数字化监控行业的主要发展趋势将会朝着低数据量 高清晰度方向发展 现在要求高清晰度图像进行监控的需求已经有了一些切实可行的解决方案 其中比较有代表性的是 MPEG 4 D1 所谓D1指的是图像分辨率在720 576像素 在这种高分辨率的监控记录图像下 能够看清楚任何的监控细节 尤其是钞票的面值和张数 对人物的脸部特征也能够有非常好的分辨 同时采用了MPEG 4压缩技术 使得记录图像的数据量大大降低 可以满足了DVR系统能够连续记录一 两个月图像数据的需求 在同样MPEG 4压缩技术下 D1图像与CIF图像之间可以自由地进行转换 即是在出现报警信号后 系统自动将压缩图像分辨率转换成D1高清晰度画质 其他情况下则记录成CIF格式 这样就保证了硬盘可记录更多的数据 满足长时间记录的要求 同时通过图像格式的转换 可以在出现意外情况下 立即实时记录高清晰度的图像画面 保证了证据获取的及时性 可辨性 在成本上 MPEG 4 D1的产品价格同MPEG 4 CIF的价位相当 从而具有非常大的发展空间 MPEG4 D1产品特性 1 同时兼容多种压缩格式 如 MPEG 4 MPEG 2 MPEG 1 MJPG等 2 压缩图像的尺寸可以从48 48像素到720 576像素以16为单位任意变化 提高了产品实用性 3 采用I B P帧进行压缩的MPEG 4监控板卡 并且I B P帧可任意组合 参数可任意调整 从而保证了所压缩的数据量更低 通常情况下 数据量在40 70M 小时 大大节约了硬盘存储空间 4 具有动态抽帧功能 即是在压缩过程中随时可以抽帧 也可以随时停止 这对降低图像压缩数据量提供了实用功能 5 通常情况下 记录的图像数据量较低 MPEG 4 D1在290M 小时左右 MPEG 4 CIF在60M 小时左右 通常状况 6 在压缩过程中可以实现一般情况下将监控图像记录成CIF格式 在出现报警后 可以自动将监控画面记录成HalfD1或D1格式 在报警解除后 将又恢复到CIF画面记录 极大地节约了硬盘空间 同时又能保证在关键时刻可以看清楚监控细节 分辨出细微特征 从而达到监控需求 第三章 防盗报警系统 一 防盗报警系统的结构防盗报警系统通常有防盗报警器 控制主机以及响应力量组成 所谓防盗报警器指当入侵者进入到防范区时引起报警的装置 它是用来发送危险情况信号的 个完善的防盗报警系统还应包括响应力量 即警卫力量 防盗报警系统的组成如图所示 二 防盗报警系统的探测器分类 防盗报警器种类很多 对防范报警器进行分类 将有助于从总体上认识和掌握它 安全防范报警器通常按传感器的种类 工作方式 工作原理 传输信道 或方法 警戒范围和应用场合等划分 1 按传感器的种类分类按传感器的种类 即按可探测的物理量来分 报警器可分为磁控开关报警器 震动报警 声音探测报警器 超声波报警器 电场报警器 微波报警器 红外报警器 激光报警器和视频运动报警器 把两种或两种以上的传感器安装在一个探测器里 称为多技术报警器 2 按探测器的工作方式分类按探测器的工作方式划分 报警器可分为主动式和被动式探测报警器 此类报警器有超声波式 主动红外式 激光式 微波式 光纤式和电场式报警器 被动红外报警器属于被动式报警器 此外 还有震动式 可闻声探测式 次声探测式及视频移动式等报警器 3 按探测信号的传输信道分类按探测电信号传输信道划分 报警器可分为有线报警器和无线报警器 有线报警器是探测电信号由传输线 无论是专用线或租用线 来传输的报警器 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被来传输的报警器 有线报警器和无线报警器 仅仅是按传输信道 或传输方式 分类的 任何探测器都可与之组成有线或无线报警系统 4 按警戒范围分类按警戒范围划分 报警器可分为点控制报警器 线控制报警器 面控制报警器和空间控制报警器 5 按应用场合分类按应用场合分类 可分为室内与室外报警器 或可分为周界报警器 建筑物外层报警器 室内空间报警器及具体目标监视用报警器 6 按工作原理分类按工作原理分类大致可分为机电式报警器 电声式报警器 电光式报警器及电磁式报警器等 三 防盗报警系统的探测器介绍探测器通常由传感器和信号处理器组成 有的探测器只有传感器 没有信号处理器 传感器是探测器的核心部分 它是一种物理量的转换装置 在入侵探测器中 传感器把测到的物理量如压力 位移 振动 温度 声音和光强等转化成一种容易处理的电量 如电流 电压 电阻和电容等 1 点报警探测器1 拉线开关 2 活销开关3 张力开关4 压力开关5 水银开关 6 磁控开关在使用中要针对现场情况去选择磁控开关 不要把木门上用的磁控开关直接用在钢 铁门上 因为这些金属会将磁场削弱 缩短磁铁的使用寿命 甚至使其失效 门 窗缝隙大的场所要选择磁力大一些的磁控开关 由于磁控开关结构简单 价格低廉 抗腐蚀性好 触点寿命长 体积小 动作快及吸合功率小 因此使用得很普遍 7 霍尔效应开关 霍尔效应是1879年美国物理学家E H Hall发现的 他把通有电流的金属薄片置于垂直于它的磁场中 在金属薄片的两侧会产生电位差 即霍尔电势 这种效应称为霍尔效应 1948年人们制成了霍尔元件 它能把磁信号转换成电信号 2 直线型入侵探测器直线型入侵探测器也称周界入侵探测器 最常用的直线型入侵探测器有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和电场感应周界入侵探测器等 1 主动式红外入侵探测器 主动式红外入侵探测器由发射机和接收机组成 发射机由电源 发光源和光学系统组成 接收机由光学系统 光电传感器 放大器和信号处理器等部分组成 主动红外探测器的原理如图所示 对光束遮挡型的探测器 要适当选取有效的报警最短遮光时间 遮光时间选取太短 会造成不必要的噪声干扰 如小鸟飞过 小动物穿过都会引起报警 而遮光时间选取太长 则导致漏报 通常以10m s的速度通过镜头的遮光时间 来定最短遮光时间 主动红外探测器由于体积小 重员轻 便于隐蔽 采用双 多光路的主动红外探测器可以大大提高抗嗓音和误报的能力 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 另外室外的大雾会引起传输中红外的散射 大大缩短主动红外探测器的有效探测距离 2 激光入侵探测器激光入侵探测器同主动式红外探测器一样 都是由发射机和接收机组成的 都属于视距遮挡型的探测器 激光入侵探测器有如下优点方向性好 亮度高 激光的单色性和相干性好 激光是单一频率的单色光 光的相干性也取决于其单色性 激光具有高亮度 高方向性 所以微光探测器十分适合于远距离的线控报警装置 3 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 人碰触时不会遭受电击和受伤 但人接近时却会触发报警 4 磁振动电缆传感器这是一种用于周界安全防范 埋没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 钳子及起子等作案工具 一旦有入侵者进入其防范区 就会触发报警 5 泄漏电揽入侵探测器实际应用中 泄漏电缆周界报警系统 有双线组成的 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了电量的变化 此变化的电量达到顶定值时 便触发报警 三线组成时 中间的一根电缆发射能量 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 当有人进入此电场时 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 此电量达到预定值时 使触发报警 3 面型入侵探测器面型入侵探测器的警戒范围是一个面 当警戒面上出现入侵时 发出报警信号 1 震动入侵探测器震动探测器可用于点控 面控和线控 周界 用于周界防范时需经过一定的组合 方能生效 但主要是用于面控 震动探测器常用的有电动式震动探测器和压电式震动探测器两种 电动式震动探测器 当入侵者走动 或敲打墙壁 门 窗和保险柜等物体时 由这些物体所发出的微弱震动被固定在一起的电动式震动传感器转换成电信号 经放大 整形发送报警信息 压电式震动探测器 压电式震动探测器的原理 可用玻璃破碎震动探测器来说明 入侵者敲打与刻划玻璃所产生的震动信号是不同的 4 空间入侵探测器空间入侵探测器是指警戒范围是一个空间 当被探测目标侵入所防范的空间时 即发出报警信号 这类探测器多用于室内防范 1 声控入侵探测器 声控探测器的传感器将声响信号变换为电信号 经前置音频放大器 传送到报警控制器 2 声发射探测器 声发射探测器的传感器将声响信号变换为电信号 经带通放大器 使所需监测的某一特定频带信号获得较高的增益 然后经信号处理 控制发出报警信号 声发射探测器与声控探测器不同的一点 就是把声控的音频放大器换成了带通放大器 带通放大器仅对某一较窄频段的频率进行高通放大 玻璃破碎声发射探测器 凿墙 锯钢筋声发射探测器 3 次声波探测器 次声探测器能探测频率低于20Hz的声波 其工作原理发射探测器的原理相似 只是声探测器中的带通放大器在这里为低通放大器 即由拾音器接收到次声波信号后 变成相应的电信号 经低通放大器放大滤波 使之具有一定强度 再经信号处理后 控制发出报警信号 次声探测器检测的是由气压差引起的次声波和开关门窗引起的次声波 安装使用注意事项 安装次声探测器的场所密封得愈好 检测效果愈佳 但在有通风机 通风管道和有烟囱的建筑物内不宜安装 4 超声波探测器 超声波探测器是利用多普勒效应进行判断的报警探测器 超声波探测器由发射机 接收机和探测器三部分组成 当没有人进入探测区时 由于没有任何移动的物体 所以 接收传感器接收到的超声波与发射传感器发射的超声波频率是一致的 即不会报警 但当有人进入探测区活动时 反射波就会产生一个多普勒频移 提取并处理这个信息 即可控制发出报警信号 5 微波多普勒空间探测器 如同上节介绍的超声波多普勒探副器一样 它也采用多普勒频移效应 只不过上节介绍的超声波探测器用的是超声波范围的一段频率 机械波 而微波探测器用的是微波范围的一段电磁波 但这两种都属室内空间移动探测器 当被探测目标侵入并在充满微波场所防范的区域空间移动时 移动目标便反射微波 并产生多普勒频移 能够检测出这个频移效应 并进入报警状态的装置 称为微波多普勒探测器 6 视频报警器 由于各种报警系统 或报警器 很难做到绝对没误报 而误报往往使警卫力量疲于奔波 所以 人们往往把闭路电视系统作为检验报警情况的验证 图像复核 系统 一旦报警系统报警时 工作人员可以通过观察报警现场的摄像机先看一看是否真的有人入侵 如果是误报 那就不用派遣警卫力量前去现场 这样 人们就不必为误报付出不应有的代价 通过不断的实践 人们又把闭路电视发展成为视频报警器 在监视功能之外又加上一个报警功能 把监视与报警功能合二为一 这实在是一个相当大的进步 7 双技术探测器 本节到目前为止讨论了各种各样的探测器 虽说各种入侵探测器均有各自独特的优点 但也有各自不足之处 主要有超声波 被动红外 微波被动红外 微波 主动红外等多种双技术探测器 采用双技术探测器可以很有效地抑制误报警 同时还可以看出微波 被动红外的组合比超声波 被动红外的组合更有效 虽然误报的问题得到了很大程度的解决 但漏报 误报问题仍然存在 8 双功能探测器 双功能探测器和双技术探测器一样 是将两种不同探测原理的技术组装在一起的探测器 它与双技术探测器不同之处 是其中的两种技术执行着各自的任务 即监视着各自的目标 而不像双技术探测器中的两种技术那样同时监视看同一个目标 现以美国C K公司出售的5030型双功能探测器为例做一简要说明 它采用天花板上安装方式 吸项式 其内部装有能感知移动人体辐射红外线的传感元件和感知敲击玻璃或打碎玻璃时发出的低高频声音的传感元件 因此 当有人进入防范区活动时 它就作为被动红外探浏器进行探测 当有人在防范区打碎玻璃时 它就作为玻璃破碎探测器进行探测 其效果相当于两个探测器装在一个机壳里一样 四 传输系统介绍传输信道是传输探测电信号的通道 也即媒介 信道可分为有线信道和无线信道 1 有线信道 专用线 专用于连接每个探测器和报警接收中心的线路 只作为传输该系统的探测信号用 不作它用 如一般常用的双绞线 电话线 电缆和通信电线等 借用线 一些已完工的建筑物内 可借用已有的各种传输线网络 如220伏的照明线路 电话及电视共用的天线线路等 2 无线信道无线信道是用于将探测器输出的探测电信号经过调制形成一定频率的无线电波 通过空间发送到报警控制器 无线电波常用调幅 调频两种方式 五 报警控制器报警控制器应能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 声光报警信号应能保持到手动复位 复位后 如果再有入侵报警信号输入时 应能重新发出声光报警信号 另外 报警控制器还能向与该机接口的全部探测器提供直流工作电压 报警器应该具有的功能特点如下报警控制器应有防破坏功能 报警控制器能对控制的系统进行自检 以检查系统各个部分是否处于正常工作状态 报警控制器应有备用电源 备用电源应能满足要求 并连续工作24小时 报警控制器应有较高的稳定性 在正常大气条件下应能连续正常工作7天 不出现误报 漏报 报警控制器的机壳应有门锁或锁控装置 两路以下例外 机壳上除密码按键及灯光指示外 所有影响功能的操作机构应放在箱体之内 由于探测器有时会产生误报 控制器对某些重要部位的监视 通常采音和图像复核 报警控制器可做成盒式 挂壁式和柜式 报警控制器按其容量可分为单路或多路报警控制器 而多路报警控制器则多为2 4 8 16 24 32路 报警控制器 根据用户的管理机制和对报警的要求 可分为小型报警控制器 区域报警控制器和集中入侵控制器 1 小型报警控制器4 8路报警信号输入 2 区域报警控制器16路 24路 32路报警输入 3 集中入侵控制器 集中入侵控制器适用于大型和特大型报警系统 集中入侵控制器能够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 由于集中入侵控制器和多个区域控制器联网 具有存储量大和更先进的联网功能 六 响应力量由于报警器不能做到绝对地不误报 所以往往附加电视监控和声音等验证设备 以确切判断现场发生的真实情况 避免警卫人员因误报而疲于奔命 电视验证设备后来又发展成为视频运动探测器 使报警与监视功能合二为一 减轻了监视人员的劳动强度 对于响应力量 或称警卫力量 应根据监控中心 即报警控制器 发出的告警信号 使警卫力量迅速前往出事地点 抓获入侵者 中断其入侵活动 没有警卫力量 不能算做 个完整的报警系统 七 防盗报警系统的主要性能指标 1 报警器的主要性能指标报警器主要有5项性能指标 它们是有效性 可靠性 最大传输距离 连续工作时间和功耗 有效性 报警器的有效性性能指标可以用探测范围和探测灵敏度来表示 可靠性 目前 报警器的可靠性经常用平均无故障工作时间和探测率 漏报率及误报率来衡量 报警器的平均无故障工作时间分为三个等级 A级 5000小时 B级 20000小时 C级 60000小时 探测率 探测率 出现危险情况而报警的次数 出现危险情况的次数 100 漏报率 漏报率 因出现危险情况而没有报警的次数 出现危险情况的次数 100 误报率 误报率 误报次数 误报次数 正确报警次数 100 最大传输距离 指在报警器正常工作的前提下 从探测器到报警控制器之间的传输距离 连续工作时间 指在报警器正常使用的情况下 能够连续开机使用的最长工作时间 人们总是希望连续工作时间长一点 功耗 报警器工作时本身所消耗的电功率 通常分为警戒状态 亦称守候状态 下的功耗和报警状态下的功耗两种 2 报警器引发的误报警报警器的误报问题 是令人烦恼的问题 绝对不误报的报警器几乎是没有的 误报警的原因如下 报警器设备故障引起误报警 报警系统的设计 探测器的选择以及安装不当引起的误报警 用户使用不当引起误报警 环境干扰 包括小动物骚扰 引起的误报警 为减少由于环境干扰引起的误报警 有以下两个有效的措施供选用 一个是选用双技术探测器 另一个是选用微机报警系统 使报警系统具备 思考 鉴别 能力 例如 带有微处理机的声探测器周界防护系统 对雷雨 汽笛 飞机 火车和卡车等声音均不报警 能探测出入侵者爬越 剪断 切割和锯断篱笆等声音而发出报警信号 第四章 安全防范系统设计 智能建筑中的安全防范系统 具有很高的智能化和自动化程度 所以智能大厦的安全防范系统应该称之为智能化安全防范系统 安全防范系统是关键的子系统之一 一 安全防范系统的设计目标针对智能化建筑的安全防范系统应该多层次 立体化的安全防范 防止罪犯的入侵 主要达到如下三个层次的防护 1 外围的防入侵防范外围的入侵防范为了防止无关人员从外部进入到智能建筑的内部 这样首先防止建筑物的周界进行防范 尽可能的将入侵者排除在防卫区域之外 2 内部的区域防护 3 特殊目标的防护对于一些特殊的目标和特殊的位置如保险柜 文件柜 电脑机房 重要文物等等一些重要部位在前面两层防护均失效的情况下的又一项更加严格的保护措施 二 安全防范系统的设计原则对于智能建筑的安全防范系统 要得到一个最可靠的安全防范系统 要想达到预期的目的 就需拿出一个科学的 合理的设计方案 为此 工程设计人员必须首先做到两 清 一是搞清各种安全防范设备及器材的特点 包括各种技术指标及其质量情况 适用范围及其局限性 二是勘察清楚被保护的场所所处的政治 经济 军事地位及其现场的地理位置 结构和环境情况 本着两 清 的精神 对防范报警系统中的各组成部分进行认真细致的设计 这样 实现一个理想的安全可靠的安全防范系统工程是不难的 各部分系统的设计原则如下 1 前端部分 被保卫的目标在军事上 政治上或经济上的重要程度 防范或保卫的级别要与被保卫目标的重要程度相适应 对被保护的现场情况及环境影响要作详细勘察 除以上所谈到的按控制范围来选择安装位置之外 还应该从各种前端设备的工作原理 技术特点来选择合适的位置进行安装 2 信道传输部分 传输系统的重要性一个可靠的传输系统必须具备以下四个基本要求 每当探测器触发一次 监控中心应有一次相应的报警显示 信号传输必须快 信号必须明白无误 传输系统必须稳定 不受环境及外界的影响 并具有防破坏的保护设施 传输系统的保护1 对电磁波干扰的排除 在有电磁环境中选定传输线 应考虑加上避雷器 屏蔽或滤波电路 2 潮湿环境下的传输保护 选择具有良好保护层的室外用铠装电缆和导线 若用普通线可以把金属导线穿入保护管内 金属管或塑料管 并把管子端头和接口处部采取密封措施等 3 对人为破坏的监视防护 专用线路的设计1 导线规格的选择铜线 S IL 54 4 U铝线 S IL 34 U式中 I 导线中通过的最大电流 A L 导线的长度 m U 允许的电压降 V S 导线截面 mm2 2 导线选色和标号有标准的执行标准 没标准的自己配色和编号 这样会使众多的导线层次清楚 对下道工序和维修都方便 3 导线配管 穿管时应注意以下几点 第一 不同电源电压回路的导线 在没有采取电路隔离措施时 一般不得穿在同一管内 第二 穿在管内的导线不得有接头 否则检查维修不方便 第三 穿在管内导线的总截面积 包括绝缘层 不应超过管内截面积的40 4 传输线路布局整个系统传输线路的布局走向设计 应从整个系统防护区域的整体着眼 查明地形结构及环境情况后 选择安全 易施工和距离最短的路线 3 监控中心部分设计监控中心部分设计时要考虑以下两点 监控中心的作用及设计中应注意的问题 第一 室内要有合适的可视度 关键是光照度必须适当 第二 监控中心必须要有适度的空间 以容纳一定数量的工作人员 第三 要注意维修的可达性 对于工作人员所使用的各种设备 如通信设备等都应按人机工程学的原理安排 以使工作人员能快速 有序且尽可能舒适地进行工作 监控设备的配置监控设备是整个防范系统中的中心设备 是整个系统的司令部 由此看来 它的选择是至关重要的大事 应从整个系统的实际需要出发来选配监控设备的种类 容量和功能等需求 当然还应该考虑其价格和其质量 4 验证和警卫部分 验证 一般加监听系统比视频安防监控系统要廉价得多 所以可增加监听系统 验证系统主要弥补误报警问题 进一步验证发出报警信息的准确性 警卫部分 只有将人防和技防结合起来 才算得上是一个完整的安全防范方案 只有技防和人防密切结合起来 才能真正达到安全防范的目的 三 电源系统的设计要