建筑智能化技术-5课件

1、5 安全防范系统5.1 安全防范系统概述5.2 防盗报警系统5.3 闭路电视监控系统（CCTV）5.4 出入口控制系统（ACS） 5.5 访客管理（对讲）系统 5.6 停车场自动管理系统5.1 安全防范系统概述5.1.1 安全防范的概念(1) 安全防范技术分类A. 物理防范技术(Physical Protection) 主要指实体防范技术B. 电子防范技术(Electronic Protection) 指应用于安全防范的电子、通信、计算机与信息处理技术及其相关技术。C. 生物统计学防范技术(Biometric Protection) 指利用人体的生物学特征进行安全防范的一种特殊技术，如指纹。(

2、2) 安全防范系统的定义 安全防范系统(Safety Automation System，SAS)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。(3) 安全防范的内容 A. 对人身安全和财产的保护； B. 对信息系统的保护(4) 安全防范层次A. 外部入侵保护 对各出入口和其它通道的状态检测与控制，防止无关人员从外部侵入，把罪犯排除在所防卫区域之外，属第一道防线。 B. 区域保护 利用各种探测器对重点防护区域探测是否有人非法进入。如果有人非法进入，则向控制中心发出报警信号，控制中心再

3、根据情况作出相应的处理。 C. 特殊目标保护 对特定目标的重点保护。5.1.2 安全防范的三个基本要素(1) 探测 感知显性和隐性风险事件的发生，并发出报警。(2) 延迟 延长和推迟风险事件发生的进程。(3) 反应 组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。5.2 防盗报警系统5.2.1 防盗报警系统概述 防盗报警系统，采用红外或微波技术的信号探测器在一些无人值守的部位，根据不同部位的重要程度、风险等级要求、现场条件进行布防。 (1) 防盗报警系统的主要任务 非工作时间，对建筑物重要部位、出入口、财务、信息重地各点进行点、线、面和区域的侦测。 (2) 防盗报警系统的功能 用物理方法和电子方

4、法，来自动探测发生在布防监测区域的入侵行为，产生报警信号，并向值班人员辅助提示发生报警区域部位、显示可能采取的对策。(3) 防盗报警系统的特点 A. 输入端多，分布于布防区域内多种多样的探测器都与之相连； B. 系统为触发式工作，仅当有侵入行为发生时，系统才会发出报警信号； C. 系统较易受到干扰，由于环境因素加之探测器的灵敏度较高时，有可能触发误报警，产生虚假的报警信号。D. 系统对触发报警不应立即响应，而应该先有报警复核，稍作延迟响应，再转发报警则更为稳妥。可将防盗报警系统与CCTV系统二者合一，是SAS发展的必然趋势。 5.2.2 防盗报警系统的基本构成(1) 构成 防盗报警系统负责对建

5、筑内外各个点、线、面和区域的监测任务。由多个探测器加上一个报警接收控制器构成，监视一个或几个防区。若干个基本系统可组合成更大型系统。配上强有力的通信传送线路和区域性报警中心内的报警接收处理机，就可构成区域性的报警网络。报警控制中心报警控制器报警控制器报警控制器探测器警 号按 钮触 点(2) 防盗报警系统工作原理A. 探测器和执行设备 a. 探测器和执行设备处于系统最底层，负责探测人员的非法入侵，有异常时发出声光报警，同时向区域控制中心发送信息。b. 能够自动探知在布防区域内发生的侵入行为，实时地传送给报警接收控制器。c. 常用探测器类型有：开关报警器、玻璃破碎报警器、周界报警器、声控报警器、微

6、波报警器、超声波报警器、红外线报警器、双鉴报警器。此外还有脚踏式报警开关、手动紧急按钮等多种紧急报警源。B. 报警控制器 a. 报警控制器负责下层设备的管理，将探测器所感应到的入侵信息传送至报警控制中心，并完成报警信号的输出。b. 从功能上来说，区域性报警网络除防盗防侵入功能外，对于各类求助报警信号、煤气泄露报警信号、医疗急救报警信号、火灾消防信息等也能予以响应，则组成报警内容更加广泛的综合性系统。 C. 报警控制中心 报警控制中心负责监视从各种保护区域送来的探测信息，并经终端设备处理后，以声、光形式报警或在报警屏显示、打印。5.2.3 防盗报警控制器的应用(1) 防盗报警控制器的功能A. 布

7、防与撤防 上班时，工作人员频繁出入探测器所在的区域，探测器的报警信号不能起报警作用，这时报警控制器需要撤防； 下班后，需要布防，即报警系统投入正常工作。布防条件下，探测器有报警信号时，控制器就要报警。B. 布防后的延时 布防后，需要报警控制器能够延时一段时间，等操作人员离开后再生效。C. 防破坏 如果有人对线路和设备进行破坏，报警控制器应发出报警。常见的破坏是线路断路或短路。报警控制器在连接探测器的线路上加上一定的电流，如断线，则线路上的电流为零；如短路则电流大大超过正常值。发生上述情况时就会报警，达到防止破坏的目的。D. 计算机联网功能 把本区域的报警信息送到控制中心，由控制中心完成数据分析

8、处理，以提高系统的可靠性。可与安全防范系统的中央监控计算机联网，满足安全防范系统对入侵报警系统的集中管理和集中监控。(2) 报警控制器对报警探测器和系统工作状态的控制A. 布防状态B. 撤防状态C. 旁路状态 执行旁路指令，防区的探测器就会从整个探测器的群体中被旁路掉(失效)，而不能进入工作状态。D. 24小时监视状态E. 系统自检、测试状态(3) 报警控制器的防区布防分类A. 按防区报警是否设有延时时间来分 瞬时防区、延时防区B. 按探测器安装的不同位置和所起的防范功能不同来分 出入防区、周边防区、内部防区、日夜防区、24小时报警防区、火警防区C. 按用户的主人外出还是逗留室内的不同布防情况

9、来分5.2.4 报警器的选择及布防规则 (1) 报警器的选择 A. 选择原则 a. 安全性：在警戒状态下报警系统不受或少受外界因素的干扰。b. 可靠性：报警系统正常工作时，对任何入侵者都应及时报警，并减少误报和漏报。B. 降低探测器误报率的途径 a. 将红外线、微波、超声等探测方法组合成双鉴报警器；b. 采用智能微处理技术，使探测装置智能化；c. 工艺和技术上改进； d. 注意避免和减少各种因素对探测器的影响。(2) 布防规则 A. 现场勘察 B. 确定入侵报警系统布防模式 通过现场勘察的实际情况及对防盗报警系统的工作特性分析，可以确定防盗报警系统布防模式。a. 周界防护模式：采用各种探测报警

10、手段对整个防范场所的周界进行封锁。 b. 空间防护模式：采用各种探测报警手段对整个防范场所的空间进行封锁。 c. 复合防护模式：在探测区域内使用多种探测器对重点部位作综合性警戒，当防范区域内有入侵者的进入或活动，就会引起两个以上的探测器陆续报警。 5.2.5 巡更管理系统 根据建筑物安全防范的要求，按照预先编制的保安人员巡更软件程序，通过读卡机或其它方式对保安人员巡逻的工作状态(是否准时、是否遵守顺序等)进行监督、记录，并对意外情况及时报警。 例如，通过指定保安人员的巡逻路线，在路径设置巡查开关或读卡机，保安人员到达巡更点时，用专用装置打开巡更开关或刷卡，控制中心计算机通过检测巡更点的状态，可

11、确认保安人员是否按指定时间和指定路线巡逻，以保证保安人员的安全。 巡更管理系统基本功能 A. 巡更系统按照预先编制的保安人员巡更软件程序，通过读卡机或其它方式，对保安人员巡逻的巡查运动状态进行监视和记录，在发生意外情况时，及时报警； B. 可与入侵报警系统、出入口控制系统联动，可与安全防范系统的中央监控计算机联网，以实现安全防范系统对该系统的集中管理和集中监控。5.3 闭路电视监控系统（CCTV）5.3.1 闭路电视监控系统概述 闭路电视监控系统 (Closed Circuit Television, CCTV)是现代管理、监控的重要手段之一，配合防盗报警系统能实时、形象、真实地反映被监控对象

12、。 CCTV通常由摄像机、镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器、解码器等组成，并通过传输介质与中心监控系统的各种设备建立相应的联系。(1) 主要特点 a. 实时性b. 高灵敏度c. 将非可见光信息转化为图像d. 便于隐蔽和遥控e. 可监视大范围的空间f. 与云台配合使用可扩大监视范围g. 实现报警联动，定格录像并示警(2) CCTV系统组成A. 组成控制摄像传输显示与记录a. 将摄像机公开或隐蔽地安装在监视场所，被摄入物体的图像及声音信号通过同轴电缆和导线传输到控制器。b. 控制器一般有视频切换器、多画面分割控制器、矩阵切换器、微机等。可人工或自动地选择所需要摄取的画面，并能遥控摄像机上可变

13、镜头和旋转云台，搜索监视目标，扩大监视范围。c. 图像信号除根据设定要求，在监视器上进行单画面及多画面显示外，还能监听现场声音，实时地录制所需要的画面。B. 工作过程5.3.2 摄像机(1) 工作原理及分类 摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵电耦合器件(Charge Couple Device,CCD)图像传感器为核心，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。1). CCD工作原理 被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像镜头输出端子输出一个标准的复合视频信

14、号，2). CCD的分类A. 依成像色彩划分a. 彩色摄像机：适用于景物细部辨别b. 黑白摄像机：适用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区B. 依分辨率灵敏度划分a. 普通分辨率型：38万像素C. 按扫描制式划分a. PAL：625行，50场b. NTSC：525行，60场D. 按CCD靶面大小划分 CCD靶面大小、 CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。a. 1in：12.7mm9.6mm(宽高)，对角线16mmb. 2/3in: 8.8mm6.6mm，对角线11mmc. 1/2in: 6.4mm4.8mm，对角线8mmd. 1/3in: 4.8mm3.6mm，对

15、角线6mme. 1/4in: 3.2mm2.4mm，对角线4mm 1/3in、1/4in两种应用最普遍。E. 按供电电源划分 110V AC，220V AC，24V AC，12V DC，9V DCF. 按同步方式划分a. 内同步b. 外同步c. 功率同步e. 外VD同步f. 多台摄像机外同步G. 按照度划分a. 普通型：1-3lxb. 月光型：0.1lxc. 星光型：0.01lxd. 红外型：H. 按外观划分: 机板型、针孔型、半球型3). CCD彩色摄像机的主要技术指标A. CCD尺寸B. CCD像素 CCD主要技术指标，像素越多，图像越清晰C. 水平分辨率 用电视线表示。 330线、380

16、线、420线、460线、500线D. 最小照度 最小灵敏度，表示CCD对环境光线的敏感程度。E. 扫描制式F. 摄像机电源G. 信噪比：典型值为46dBH. 视频输出 1Vp-p、75，均采用BNC接头。I. 镜头安装方式 C方式、CS方式。二者感光距离不同。(2) CCD摄像机的主要参数1). CCD尺寸及像素数2). 分辨率3). 低照度4). 信噪比及伽玛校正系数(0.45)5). CCD摄像机的附带功能A. 电动光圈接口a. 视频驱动(VD)：摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由内部驱动电路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动。b. 直流驱动(DD)：摄像机内部增加了镜

17、头光圈电动机的驱动电路，可直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。B. 电子快门：控制CCD图像传感器的感光时间C. 自动增益控制：自动调节视频信号输出电平D. 逆光补偿(BLC)：补偿摄像机在在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。E. 线锁定同步：利用交流电源锁定摄像机场同步脉冲。F. 白平衡控制系统：起自动调整作用。彩色摄像机只有在白平衡正确时，才能真实还原被摄物体的颜色。(3) 镜头主要参数1). 镜头参数A. 成像尺寸 镜头成像尺寸应与摄像机靶面尺寸大小相吻合。 1in、2/3in、1/2in、1/3in、1/4inB. 焦距：决定摄像图像的大小。f = hD / H； f

18、 = vD / V D - 镜头中心到被摄物体的距离； H - 被摄物体水平尺寸； V - 被摄物体垂直尺寸； v - 靶面成像高度； h - 靶面成像的水平宽度； f - 镜头焦距。C. 相对孔径相对孔径：A = D / f镜头光圈：F = f / D D - 镜头有效孔径； f - 焦距； F - 光圈。 F值越小，到达摄像机靶面的光通量就越大。D. 视场角 镜头对其视野的高度和宽度的张角称为视场角。 h= 2arctan(h/2f) v= 2arctan(v/2f) f - 焦距； v - 靶面成像高度； h - 靶面成像的水平宽度。2). 镜头的种类A. 固定光圈定焦镜头B. 手动光圈

19、定焦镜头C. 自动光圈定焦镜头D. 手动变焦镜头E. 自动光圈电动变焦镜头 两个微型电动机分别调整焦距和对焦。F. 电动三可变镜头 三个微型电动机分别调整光圈、焦距和对焦。3). 选择镜头的技术依据A. 镜头的成像尺寸B. 镜头的分辨率C. 镜头焦距和视野角度D. 光圈或光通量4). 变焦镜头A. 手动收缩镜头B. 自动收缩镜头 镜头收缩可改变焦距，从而使被监控目标放大或缩小。 光圈调整方式：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。(4) 摄像机的使用A. 安装镜头(C方式、CS方式)B. 调整镜头光圈与对焦C. 后焦距的调整(5) 云台与防护罩1). 云台 云台是承载摄像机进行水平和垂直两

20、个方向转动的装置。A. 承载能力：室内8kg，室外15kg、25kg等B. 控制方式 采用有线控制方式。控制上、下、左、右或自动转动。2). 防护罩：降温、加温、防雨、防雪(6) 解码器 主机发出的对云台与镜头的控制信号，首先由多芯控制电缆送到解码器，再由解码器对传送来的信号进行译码，经固态继电器作功率放大，驱动指定的云台或镜头完成相应的动作。 解码器的功能 a. 自检功能；b. 回传数据信号功能；c. 前端摄像机电源的开关控制； d. 对来自主机的控制命令进行译码，控制对应云台与镜头的运动。 采用的控制代码有曼彻斯特码(Manchester)、SEC RS422码、SensorNet码等，但

21、这些代码均不开放。e. 通过固定继电器提高对执行动作的驱动能力； f. 与切换控制主机间信息的传输控制。(7) 云台镜头控制器A. 应用场合a. 在不配系统主机的小型电视监视系统中；b. 前端摄像机配有云台及电动镜头；c. 在室外应用中配有雨刷的室外防护罩；d. 在前端要求控制监视现场是照明灯等辅助设备。B. 云台镜头控制器完成的动作a. 云台的左右旋转运动b. 云台的上下俯仰运动c. 云台的扫描旋转（定速或变速）d. 云台预置位的快速定位e. 镜头光圈大小的改变f. 镜头聚焦的调整g. 镜头变焦变倍的增减h. 镜头预置位的定位i. 摄像机防护罩雨刷的开关j. 某些摄像机防护罩降温风扇开关k.

22、 某些摄像机防护罩除霜加热器开关(8) 视频放大器A. 作用 补偿视频信号经同轴电缆长距离传输后造成的衰减。特别是高频部分的衰减。B. 视频信号特征 带 宽：6MHz 电 压：1V(信号电压0.7V、同步头电压0.3V） 输出阻抗：75 (9) 视频分配器 将一路视频信号均匀分配为多路视频信号，供多台摄像机或录像机同时使用。(10) 电视监视信号的传输A. 直接电缆传输前端设备多条视/音频电缆中心设备多条报警电缆通信电缆从前端到中心端所需的各种电缆B. 视频电缆及连接器 视频电缆采用特性阻抗为75的同轴电缆。如SYV-75-5、SYKV-75-5等。 连接器采用BNC连接器。C. 音频、通信及

23、控制电缆a. 音频电缆及连接器 音频电缆常采用2芯屏蔽线，如RVVP-2/0.3线。 连接器采用RCA连接器。b. 通信电缆 连接主机与解码器之间的2芯电缆，常采用芯护套线，如RVVP-2/0.15、RVVP-2/0.3线。c. 控制电缆 控制云台及电动三可变镜头的多芯电缆，常采用6芯或10芯电缆，如RVV-6/0.2RVV-10/0.12线。 6芯电缆分别接于云台的上、下、左、右、自动、公共6个接线端。 10芯电缆分别接于云台的上、下、左、右、自动、公共6个接线端，电动镜头的变倍、聚焦、光圈、公共4个接线端。(11) 系统主机/矩阵切换A. 系统主机的主要任务a. 实现多路视/音频信号的选择

24、切换(输出到指定的监视器或录像机)；b. 在视频信号上叠加时间、日期、视频输入号及标题、监视状态等重要信息在监视器上显示；c. 通过通信线对指定地址的前端设备(云台、电动镜头、雨刷、照明灯、摄像机电源)进行各种控制。B. 视频矩阵切换器a. 选择任意一台摄像机的图像在任一指定的监视器上输出显示。即把M台摄像机的视频信号送给N台监视器，并且在任意一台监视器上能显示任意一台摄像机的信号，犹如M台摄像机和N台监视器构成的MN矩阵一样。b. 随应用需要和装置中模板数量的多少，矩阵切换系统可大可小，小型系统可以是41，大型系统可以达到1024256或更大。c. 视频矩阵切换控制主机是CCTV系统的核心，

25、多为插卡式箱体，内有电源装置外，插有一块含有微处理器的CPU板、控制连线插座及操作键盘插座等。C. 视频矩阵切换器的功能a. 接收各种视频装置的输入，并根据操作键盘的控制将他们有序地切换到相应监视器上供显示或记录；b. 接收操作键盘的指令，完成对摄像机云台、镜头、防护罩的动作控制；c. 键盘有口令输入功能，可防止未授权者非法使用本系统，多个键盘之间有优先等级安排；d. 对系统运行步骤可进行编程，有数量不等的编程程序可供使用，可以按时间来触发运行所需程序；e. 有一定数量的报警输入和继电器接点输出端，可接收报警信号输入和端接控制输出；f. 字符发生器可在屏幕上生成日期、时间、场所、摄像机号等信息

26、。D. 控制键盘 通过控制键盘，实现对摄像机画面的选择切换、云台及镜头的全方位控制、室外防护罩雨刷及辅助照明灯的控制。a. 数字键 选择摄像机输入及监视器输出b. 功能键 对选定的前端设备进行各种操作c. 面板键盘、主控键盘 对系统进行编程设置 一个系统只能有一个主控键盘，但分控键盘有若干个。E. 多画面分割器a. 将多路视频信号合成一幅图像，在一台监视器上能同时看到多路摄像机信号；b. 用一台录像机可以同时录取多个画面信号。c. 常见的有4、9、16画面分割器。(12) 典型的电视监视系统矩阵切换器解码器矩阵切换器解码器主控键盘分控键盘分控键盘录像机录像机监视器摄像机带云台摄像机视频线控制线

27、1). 摄像部分 安装在现场，其视场角能覆盖整个被监视部位，将监视对象的图像转化为电信号。可通过电动镜头、云台扩大监视范围。2). 传输部分 把现场传来的视频信号送到控制中心；把控制中心的控制信号送到现场。 视频信号的传输距离一般在1km以内，多采用视频基带的同轴电缆传输。3). 控制部分A. 总控制台的主要功能a. 视频信号放大与分配；b. 图像信号的校正与补偿；c. 图像信号的切换；d. 图像信号的记录； 图像信号的记录利用长时间录像机将图像信号用时滞方式录在一盘录像带、硬盘或光盘上，用多媒体方式将图像信号进行压缩。 录像时间有24h、48h、72h、84h、120h、180h、240h、

28、480h等。e. 摄像机及其辅助部件的控制。B. 控制中心对现场设备的控制方式a. 直接控制 将控制信息直接通过多路导线送至被控设备。因需要电缆太多，目前已很少采用。 b. 编码控制 将全部控制命令数字化再传输，到控制设备后再解码，还原成直接控制量。此方法节约线缆，传输距离长，目前采用较多。 c. 同轴视控 将控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方法实现。系统更简化，但价格贵影响其推广。4). 显示部分A. 任务 把从现场传来的电信号转换成在监视设备上显示的图像。B. 监视器 色彩：黑白、彩色 大小：按屏幕对角线分为23cm(9in)、30cm(12i

29、n)、35cm(14in)、38cm(15in)、55cm(21in)数种。 清晰度：400电视线-1000电视线C. 选择监视器注意事项 根据观看距离来选择监视器屏幕的大小，选择观看距离为屏幕对角线尺寸的4-6倍较为适宜。(13) 控制特点 A. 能够连续调整焦距的变焦镜头与电动旋转云台组合后，可以对相当广阔的范围进行监视，而且还可以对该范围内的任意部分进行特写。对它的控制需要变焦、聚焦和光圈3种功能，每种有大小和远近两种控制，总计6种控制。B. 云台自动控制可实现云台的左、右、上、下4种控制，特殊情况下还有自动巡视功能。C. 切换控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即需要切换到哪一路图像，

30、就控制哪一路设备。D. CCTV系统还可具有许多高级的控制功能，例如把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起的一体化摄像机，它们配有高级的伺服系统，云台不仅可以有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径。这样，平时可以按设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快对准报警点，进行定点的监视和录像。E. 互联与集成：集成可以更充分地发挥CCTV系统的潜能，互联则是集成的先决条件。 5.4 出入口控制系统5.4.1 出入口控制系统概述 出入口控制系统（Access Control System，ACS）是指对进出门人员进行识别和选择，它在建筑物的主要管理区的通道口安装门磁开关、电控锁或读卡机等电控装

31、置，由中心监控室监控。因为它采用门禁控制方式提供安全保障，又称门禁控制系统。 ACS可和CCTV、FAS、巡更系统等连接起来，形成综合安全管理系统。(2) ACS结构框图 计算机智能控制器智能控制器智能控制器电子门锁出口按钮报警传感器门传感器 读卡器报警喇叭打印机及其他输出设备总线(3) 工作过程 A. 当识别卡放入或接近读卡器时，读卡器将识别卡的信息传送给控制器；B. 根据卡号、当前时间和已登记信息读卡器判断该卡是否有效，并控制开锁。同时将卡号、登录时间、有效、无效等信息记录下来。C. 系统还能进行实时监测，在每读一次卡时，控制器就记录卡号，是否注册、有效、无效等信息，以及门的状态信息显示在

32、计算机上。 (4) 基本功能 A. 根据建筑物安全防范部位的具体要求，对建筑物内、外部的通行门、出入口、通道、重要部门等处进行出入控制，出入口控制系统能对被设防区域的位置、出入对象和出入时间等进行实时控制和设定多级程序控制；B. 具有报警功能，可与入侵报警系统、闭路电视监控系统、消防监控系统联动；C. 具有防反复使用、黑名单、钥匙管理箱、汇总报告、员工考勤监测、电梯控制等功能；D. 可与安全防范系统的中央监控计算机联网，满足安全防范系统对出入口控制系统的集中管理和集中监控。 5.5 楼宇对讲系统 楼宇对讲系统是采用计算机技术、通信技术、CCD摄像及视频显像技术而设计的一种访客识别的智能信息管理系统。(1) 作用A. 来访客人、朋友的通话；B.