安防系统规范与技术_11_入侵报警系统.ppt

1,安防系统规范与技术,2,本课程的培养目的TrainingPurpose,学习建筑智能化系统中的重要子系统安全防范系统掌握安全防范系统各个子系统的基本知识、基本结构了解安全防范系统各个子系统的主要产品、主要性能认识安全防范系统各个子系统的设计、接线、使用能够在实际工作中设计简单安全防范系统各个子系统完成安全防范系统各个子系统的基本配置给出初步设计方案完成简单的系统安装与调试,3,本课程的基础Background,本课程的基础：1、初等数学：方程式、平面/立体几何2、高等数学：函数3、物理：电学、声学、光学4、化学：物质特性5、电工技术：电流电压电容电感、交流电、矢量、振荡电路6、模拟电子：PN结、晶体管、放大电路、运放集成电路7、数字电子：逻辑运算、基本门电路、组合逻辑电路、A/D-D/A转换8、楼宇智能化系统概论：,学习要点与诀窍TheKeyPoint,学习要点：1、理解和记忆概念与定义2、理解与绘制系统图与结构图3、掌握主要部件的功能与特性4、掌握典型产品的接线学习诀窍：1、用图说话2、从图中找相关产品的位置3、根据位置记忆部件功能4、用典型产品与系统强化学习效果5、动手是捷径,学习要求Guideline,课前要求：阅读有关内容、将名词查出。课内要求：认真听讲，按老师要求做，积极思考、提问。带笔、带纸、记笔记。课后要求：独立完成作业。预习下次课的内容养成良好的阅读习惯。成绩计算办法：平时成绩20%，期终考试成绩80%。考试内容全部来自老师的讲课内容，并不完全来自书上。闭卷部分（35分钟交卷）1填空题（共计20分,每空1分）2问答题（共计20分,每题5分）开卷部分45分钟后开始答题3设计与选型（共60分）,学习要求Guideline,课前要求：阅读有关内容、将名词查出。课内要求：认真听讲，按老师要求做，积极思考、提问。带笔、带纸、记笔记。课后要求：独立完成作业。预习下次课的内容养成良好的阅读习惯。,7,第六章入侵报警系统,第一节入侵报警系统的组成第二节探测器的原理与应用第三节报警控制主机及其功能第四节报警监控中心及信号传输第五节误报警原因分析及对策,三、微波入侵探测器,1微波探测基础微波是波长为1mm1m的电磁波，因而它具有以下性质：可定向辐射，空间直线传输；遇到各种障碍物易于反射；绕射能力差；传输特性好；介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强,三、微波入侵探测器,微波传感器就是指利用微波特性来检测一些物理量的器件或装置。微波传感器可分为如下两类。反射式微波传感器就是指通过检测被被测物反射回来的微波功率的大小或经过的时间间隔来测量被测物的位置、厚度等参数。遮断式微波传感器是通过检测接收天线接收到的微波功率的大小，来判断发射天线与被测天线之间有无被测物或被测物的位置与含水量等参数。微波传感器的敏感元件是微波场。它的其他部分可视为一个转换器和接受器转换器可以是微波场的有限空间，被测物即处于其中。如果MS与T合二为一，称之为有源微波传感器；如果MS与R合二为一，则称其为自振式微波传感器。,三、微波入侵探测器,微波传感器的特点1）实现非接触测量。因此可以进行活体检测，大部分测量不需要取样。2）测量速度快、灵敏度高，可以进行动态检测和实时处理，便于自动控制。3）可以在恶劣环境条件下检测，如高温、高压、有毒、有放射线环境条件。4）便于实现遥测与遥控。零点漂移和标定尚未很好解决，使用时外界因素影响较多，如温度、气压、取样位置等。,三、微波入侵探测器,2雷达式微波探测器用于入侵探测的微波式探测器共两种类型：雷达式微波探测器和微波墙式探测器。雷达式微波报警器又称多普勒式微波报警器，是一种将微波发、收设备合置的微波报警器。它的工作原理是利用无线电波的多普勒效应，实现对运动目标的探测。雷达式微波报警器的监测范围为一个三维空间，其水平辐射角为60o90控制面积可达数百平方米。因此，它是一个面积型入侵探测器。,三、微波入侵探测器,多普勒效应就是指当发射源（声源或电磁波源）与接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。利用这个特性就可以探测出运动目标，实现报警传感功能。定量分析得到f1=（u+v0）/（u-vs）f，其中vs为波源相对于介质的速度，v0为观察者相对于介质的速度，f表示波源的固有频率，u表示波在静止介质中的传播速度。当观察者朝波源运动时，v0取正号；当观察者背离波源（即顺着波源）运动时，v0取负号。当波源朝观察者运动时vs前面取负号；当波源背离观察者运动时vs取正号。从上式易知，当观察者与声源相互靠近时，f1f；当观察者与声源相互远离时，f1f需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播时的规律。其结果是声波的波长缩短，好像波被压缩了，因此，在一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好像波被拉伸了。因此，声音听起来就显得低沉。,三、微波入侵探测器,雷达式微波探测器的组成及原理如果微波探测器发射信号的频率f0为10GHz；光速C为3108m/s，则对应人体的不同运动速度V所产生的多普勒频率如表人体在不同运动速度下产生的多普勒频率是处于音频频段的低端，只要能检出这一较低的多普勒频率，就能区分出是运动目标还是固定目标，完成检测人体运动的传感报警功能。分析看出，雷达式微波探测器基本原理与多普勒雷达相同，因而称雷达式。,三、微波入侵探测器,雷达式微波探测器的主要特点微波探测器发射的微波信号频率一般为9GHz左右，受气候条件、环境变化的影响较小，对非金属物体具有穿透性，微波探测器可以安装在伪装物的深处，具有非常好的隐蔽性。但同样因为微波的穿透性，又有可能造成误报，在选型与安装时应注意微波探测器的控制范围和指向性，把探测区域限制在规定的范围之内。,三、微波入侵探测器,雷达微波探测器对警戒区域内活动目标探测有一定范围的。其警戒范围为一个立体防范空间，其控制范围比较大，可以覆盖6095的水平辐射角，控制面积可达几十几百平方米。,三、微波入侵探测器,微波探测器的发射能图与所采用的天线结构有关。微波场形成的控制范围能图雷达式微波探测器发射天线与接收天线通常是采用收、发共用的形式,三、微波入侵探测器,3）微波对非金属物质的穿透性有好的一面，也有坏的一面。通常是将报警探测器悬挂在高处（距地面1.52m左右），探头稍向下俯视，使其方向性指向地面，并把探测器的探测覆盖区限定在所要保护的区域之内。这样可使因其穿透性能造成的不良影响减至最小。如图示。图中所示的探测范围A显然比探测范围B要更可靠些。因为探测范围B超出了规定范围，容易产生误报。,三、微波入侵探测器,雷达式微波探测器的安装使用要点1）雷达式微波探测器属于室内应用型探测器。2）在监控区域内不应有过大、过厚的物体，特别是金属物体。3）微波探测器的探头不应对准可能会活动或发生位移的物体，如门、窗、电扇等。4）微波探测器不应对准日光灯、水银灯等气体放电灯光源。因为气体放电灯在闪烁时，其中的电离气体会成为微波的运动反射物而造成误报警。5）当在同一室内需要安装两台以上的微波探测器时，它们之间的微波发射频率应当有所差异（一般相差25MHz左右）。而且不要相对放置，以防止交叉干扰，产生误报警。6）微波探测器不应对着大型金属物体或具有金属镀层的物体，如金属门、金属柜等，否则，这些物体可能会将微波反射出规定区域，当有人、车等在控制区外走动时产生误报。,三、微波入侵探测器,3微波墙式探测器微波墙式探测器主要用于周界防范。是一种将微波收、发设备分置的利用场干扰原理或波束阻断式原理的微波探测器。它类似于主动红外对射式入侵探测器的工作方式，不同的是用于探测的波束是微波而不是红外线。这种探测器的波束更宽，呈扁平状，像一面墙壁的形状，所以防范的面积更大。这种探测器在使用时，应注意使墙式微波波束控制在防范区域内，不向外扩展，以免误报。,三、微波入侵探测器,微波墙式报警器，又称微波阻挡式报警器，是将微波发、收设备分置的微波报警器。它由微波发射机及发射天线、微波接收机及接收天线以及报警控制器组成。它的工作原理是利用场干扰原理或波束阻断原理，当发射与接收天线之间有阻挡物时，微波的正常传播会受到破坏，从而判断有入侵者。,三、微波入侵探测器,微波墙式探测器的主要特点1）微波墙式探测器一般采用脉冲调制的微波发射信号，有几个优点：电源耗电少，便于使用备用电源，也可延长备用电池的使用寿命。放大器相对频带窄、机内噪声小。抗干扰性较强。2）工作可靠性较好，只要安装得当，误报漏报率较低。3）由于在微波接收机与发射机之间形成一道无形的“墙”，因此是一种很好的周界防范报警设备。它很适用于露天仓库、施工现场、飞机场、监狱、劳改场或博物馆等大楼墙外的室外周界场所的警戒防范工作。也可以用它来警戒展览馆、机要大楼等室内的狭长走廊，以防坏人进入重要场所。,三、微波入侵探测器,微波墙式探测器的安装使用要点1）当防范区具有比较开阔、平坦和直线性较好的外周界线时，根据微波射束的直线性传播特性，适宜采用两个相对方向发射的微波射束组成一个警戒墙2）当防护区的外周界线平直度较差、曲折过多或地面高低起伏不平时，不宜采用微波墙式探测器。3）使用中，通常采用L型托架将微波收、发机安装在墙上或桩柱上，收、发机之间要有清晰的视线。,三、微波入侵探测器,4）户外使用时，可根据防范区域外周界的形状，合理布局几组对向放置的收、发机，并注意各设备之间的间隔。图中T（TRANSMITTER）代表发射机，R（RE-CEIVER）代表接收机。,四、激光入侵探测器,激光入侵探测器属于主动入侵探测器类，主要由激光发射机和激光接收机组成。当被探测的目标侵入所防范的警戒线时，激光发射机和接收机之间的激光束被遮挡，能够响应被遮挡的激光束，并进入报警状态的装置称激光探测器。激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整机构组成；激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成。激光发射机，将其发射出的定向强激光束，方向性好、频率单一、相位一致，是其它光源无可比拟的。以不可见调制激光光束（单束或多束）形成警戒线，采用遮挡报警的方式对周界、平面和立体空间进行封闭布防的激光入侵报警系统。,四、激光入侵探测器,在防护区域的始端设置激光发射机，将其发射出的定向强激光束直接射向接收端。接收机通过光电器件将接收的光信号转换成开关量信号，并经鉴别器处理。当确认信号正常时，内部显示绿灯，保持监视状态；而当光束被遮断时，则信号失常，内部显示红灯，同时输出报警信号。从而实现对激光束所经过的全路程的监控。,四、激光入侵探测器,激光入侵探测器特点主动激光入侵探测器具有探测距离远，灵敏度高，误报率低，防范性强，安全可靠隐蔽性好，抗干扰性强，对其它设备无干扰，检修调试十分方便，维护简便，布设灵活，探测距离远，适应各种恶劣自然气候情况，受环境影响小等优点。,四、激光入侵探测器,1）探测距离远，误报率低。激光束的方向性极好，因此光能集中，传输效率高。激光束发射功率密度大，发散角小，光束集中，方向性好，在使用同等功率器件的条件下，目标接收处激光束的功率密度是红外发光二极管光束功率密度的数百至几千倍。因而在同样气候条件下，激光的传输衰减远小于其他同类探测器，穿透雨雾能力强，探测距离可达数百米至几公里。从而保证远距离的正常工作和减少恶劣天气时的误报率；2）闭路传输，无相互干扰。激光束属于闭路传输，不存在红外对射探测器在直线上连续布设或者邻近系统互相干扰的问题，可以长大距离连续直线布设或近距离交叉布设。同样也不存在红外光漏泄干扰周围其它敏感红外设备的问题；,四、激光入侵探测器,3）抗外界杂散光和电磁干扰的能力强。合理的光接收器和高功率密度发射器使得该系统具有很强的抗干扰能力。利用激光束的单色性极好、光斑大小可控的优势，可以使系统在严重干扰的环境下正常工作；4）防范性强。因激光系统不存在直线连续布设和小角度布设时相互干扰的问题（遇长大距离时，采用激光中继器进行接续），因而可以根据需要在重要地段实施连续/交叉布防。激光系统可实施多道独立光束平面分布，因而可组成十分严密的警戒平面。连续布设无串扰各光束独立防范，遮挡任一束均报警因而可组成十分严密的警戒平面、立体布设。可以十分隐蔽地固定设防，也可以临时流动设防或动态设防；5）现场调试快捷，检修方便。此类产品若配套专用激光定位仪，可以随时检测各处光斑的位置。传播过程中何处有树枝、叶子等障碍物遮挡，转折或接收处光斑偏离中心的方向和远近，都可以直接判定，因而能够准确迅速地指导调整工作；,四、激光入侵探测器,6）使用寿命长，维护成本低。充分利用激光系统的特点，可降低购置设备的费用，减少施工量及对环境美观的影响；激光管的更换很方便，维护成本低。7）系统稳定，可靠性好，灵敏度高。整体采用钢、铝材质。系统机械结构精密，激光系统及光学部件按精密仪器加工，内部结构稳定，系统安装全面牢固可靠。系统固定在钢管及焊成一体的法兰盘座上，并用化学锚固方法安装于水泥基础上内防护罩防风沙和雨水外，外防护罩分离固定，可隔断大风对系统机构稳定性的影响8）微功耗节能设计，工作电流50A。外接12VDC直流供电，可在-4070C的环境下正常工作，无需任何电加热器。9）灵敏度高，激光报警系统输出为无电位触点，可与其他各种系统兼容。10）防宠物干扰，小动物干扰，误报平极低。激光入侵探测器响应时间在5-1000ms之间可调（同类响应时间在50-500ms间）可根据设备安装的不同现场环境调整响应时间，适应环境范围更广。,五、超声波入侵探测器,声波是一种机械振动波，其频率范围是很宽的。除包括频率从2020kHz范围内能引起人耳听觉的可闻声波外，还包括有频率高于20kHz的超声波和频率低于20Hz的次声波。利用人耳听不到的超声波段的机械振动波来作为探测源的探测器就称为超声波探测器。超声波入侵探测器是利用超声波技术构造的探测器，它是专门用来探测移动物体的空间型探测器。,五、超声波入侵探测器,1.超声波的传播超声波是一种在弹性介质中的机械震荡，由于声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，声波的波型也不同。通常有：纵波、横波和表面波三种。1）纵波质点振动方向与波的传播方向一致的波；2）横波质点振动方向垂直于传播方向的波；3）表面波质点的振动介于横波与纵波之间，沿着表面传播的波。横波只能在固体中传播，纵波能在固、液和气体中传播，表面波随深度增加衰减很快为了测量各种状态下的物理量，应多采用纵波。纵波、横波及其表面波的传播速度取决于介质的弹性常数及介质密度，气体中声速为344m/s，液体中声速在9001900m/s。当纵波以某一角度入射到第二介质（固体）的界面上时，除有纵波的反射、折射外，还发生横波的反射和折射，在某种情况下，还能产生表面波。,五、超声波入侵探测器,2.超声波探测器组成是利用超声波在超声场中物理特性和各种效应而用电信号将超声感知的器件。其主要元件是利用各种效应研制的换能装置，有时称作是超声波换能器。有时探测器和换能器混称或称做为传感器。超声波换能器有时也称为超声波探头。超声波探头是完成超声波探测的中心器件，按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，而以压电式最为常用压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，这种传感器统称为压电式超声波探头。它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头；而利用正压电效应，将超声振动波转换成电信号，可用为接收探头。,五、超声波入侵探测器,超声波入侵探测器超声波探测器的应用有两种基本类型。当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。当超声发射器与接收器置于同侧时为反射型，反射型可用于接近开关、测距、测液位或料位、金属探伤以及测厚等。超声波探测器根据其结构和安装方法的不同可分为两种类型。多普勒型超声波探测器声场型超声波探测器,五、超声波入侵探测器,3多普勒式超声波入侵探测器将两个超声波换能器安装在同一壳体内，即收、发合置型。其工作基于声波的多普勒效应，故通常又称为多普勒型超声波探测器。多普勒式超声波探测器是利用超声对运动目标产生的多普勒效应构成的报警装置。声波与电磁波的多普勒效应的原理完全相同。是指在超声波发生器与探测目标间有相对运动时，接收的回波信号频率会发生变化。如超声波发射器发射2540kHz的超声波充满室内空间，超声波接收器接收从墙壁、天花板、地板及室内其他物体反射回来的超声能量，并不断地与发射波的频率加以比较。当室内没有移动物体时，反射波与发射波的频率相同，不报警；当入侵者在探测区内移动时，超声反射波会产生大约100Hz多普勒频移，接收机检测出发射波与反射波之间的频率差异后，即发出报警信号。,五、超声波入侵探测器,多普勒式超声波探测器组成超声波探测器主要是由发射机、接收机和信号处理电路几部分所组成。将发射机与接收机合置的多普勒型超声波探测器的基本组成如图所示。,五、超声波入侵探测器,多普勒式超声波探测器应用超声波收、发机通常装在天花板或墙上，其发射的超声波能场的分布是有一定方向性的，一般是面向防范区呈椭园形的能场分布，控制面积可达几十平方米。为了减少探测盲区，在较大的防范区也可安装多个超声波收、发机，并使各个收、发机的能场相互重叠以减小盲区。,五、超声波入侵探测器,4声场型超声波探测器将两个超声波换能器分别放置在不同的位置，即收、发分置型。其工作原理不同于一般的多普勒效应，通常称为声场型超声波探测器。超声波在密闭的房间内经固定物体多次反射，布满各个角落。由于多次反射，室内的超声波形成复杂的驻波状态，有许多波腹点和波节点波腹点能量密度大，波节点能量密度低，造成室内超产波能量分布的不均匀当没有物体移动时，超声波能量处于一种稳定状态；当改变室内固定物体分布时，超声能量的分布将发生改变。而当室内有一移动物体时，室内超声能量发生连续变化，而接收器接收到连续变化的信号后，就能探测出移动物体的存在，变化信号的幅度与超声频率和物体移动的速度成正比。,五、超声波入侵探测器,声场型超声波探测器应用声场型超声波探测器是将超声波收、发机分开放置。收、发机分置的超声波探测器其控制空间可达几百立方米。由于可以采用数对以至十几对收、发机并联使用的方式，故可以警戒更大范围空间，可根据房间的大小分别采用一发、一收、一控；三发、三收、一控；六发、三收、一控等多种不同的布局系统声场型超声波探测器由于不是以多普勒效应为原理的，故其探测灵敏度与移动人体的运动方向无关。多普勒型超声波探测器的探测灵敏度则与移动人体的运动方向有关。即当入侵者向着或背着超声波收、发机的方向行走时，因可使超声波产生较大的多普勒频移，故探测灵敏度也就较高。,五、超声波入侵探测器,5超声波探测器的主要特点及安装使用要点1）超声波探测器属于空间控制型探测器2）室内的密封性应较好3）房间的隔音性能要好4）超声波对物体没有穿透性能5）安装位置6）环境介质的影响。,六、声波类入侵探测器,声波类入侵探测器一般都用在空间入侵探测，即指警戒范围是一个空间的报警器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏时，即发生报警信号。,六、声波类入侵探测器,1声控入侵探测器是用驻极体声传感器把声音信号变成电信号，经前置放大送报警控制器处理后发出报警处理信号，也可将报警信号放大推动喇叭和录音机，以便监听和录音。利用由声电传感器做成的监听头对监控现场进行立体式空间警戒的探测系统通常称为声控探测器。是用来探测人侵者在防范区域室内的走动或进行盗窃和破坏活动（如撬锁、开启门窗、搬运、拆卸东西等）时所发出的声响。并以探测声音的声强来作为报警的依据。,六、声波类入侵探测器,1声控入侵探测器这种探测系统比较简单，只需在防护区域内安装一定数量的声控头，把接收到的声音信号转换为电信号，并经电路处理后送到报警控制器，当声音的强度超过一定电平时，就可触发电路发出声、光等报警信号声控报警系统主要是由声控头和报警监听控制器两个部分所组成。声控头置于监控现场，控制器置于值班中心。声控探测器属于空间控制型探测器；声控探测器与其他类型的探测器一样，一般也设置有报警灵敏度调节装置；采用选频式声控报警电路可进一步解决在特定环境中使用声控报警器误报问题。,六、声波类入侵探测器,2声发射入侵探测器声发射入侵探测器是监控某一频带的声音发出报警信号，而对其他频带的声音信号不予响应。主要监控玻璃破碎声、凿墙、锯钢筋声等入侵时破坏行为所发出声音。当玻璃破碎时，发出的破碎声由多种频率的声响构成，主要频率为1015kHz高频声响信号；当锤子打击墙壁、天花板的砖、混凝土时会产生一个频率为1kHz左右的衰减信号，大约持续5ms；锯钢筋时产生频率约3.5kHz、持续时间约15ms的声音信号。,五、超声波入侵探测器,3多普勒式超声波入侵探测器将两个超声波换能器安装在同一壳体内，即收、发合置型。其工作基于声波的多普勒效应，故通常又称为多普勒型超声波探测器。多普勒式超声波探测器是利用超声对运动目标产生的多普勒效应构成