技术解读：KNX技术应用新发展
摘要：本文较详细地阐述了智能大厦保安系统的作用、组成以及实花,并提出了设计、选型中应注意的问题。
1 智能大厦保安监控系统的概念
1.1保安监控系统的作用
随着我国改革开放的推进,一批批适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的智能大厦拔地而起。
为了防止各种偷盗和暴力事件的发生和危害,确保大厦的安全,生命和财产不受损害,智能保安系统的设置是必要的。
随着科技的发展,新的犯罪手段对保安系统也提出了新的要求,在信息时代的今天,对钱、财物、人身安全的保护是一方面,而对储存在计算机里的大量的重要文件、数据,更需要保护。
在一个智能化大厦内,不仅对外部人员要防范,对内部人员也需要加强管理;对某些重要的地点、物品,以及重要的人物也需要特殊的保护。因此,对现代化的大厦,需要设置多层次、立体化的保安系统。
1.2保安监控系统的等级
1.2.1确定防护等级
(1)相关规范
《安全防范工程程序和要求》GA/T75一94
《安全防范系统通用图形符号》GA/74一94
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
根据上述规范,结合安全防范的风险状况和工程实际情况,从而综合确定安全系统达到的防护等级。 (2)安全技防系统的种类
周界报警系统;
玻璃破碎报警装置组成的大厦外墙的警戒系统;
电视监控系统(图像复核系统）；
入侵移动探测报警系统;
音频监听系统(声音复核系统);
强光照明系统;
(3)安全防范等级及主要配置(按四级划分)
A.四级防护安全防范系统
营业场所(指银行)的门、窗应设开关式报警装置(如门磁开关);
设置手动或脚踏式紧急报警装置和联动警铃;
报警信号应送保安值班室及附近公安机关。
B.三级防护安全防范系统
与四级防范系统装置相同;
设置空间立体防范系统:设空间(室内与走廊)入侵探测器;
中心控制设备具有监昕复核(录音)功能,记录报警发生的时间、士也点;
对营业室、主通道设电视监控
报警系统与公安报警台联网。
C.二级防护安全防范系统
与三级防范系统装置相同;
电视监控设备具有自动、手动切换功能,多画面显示功能;
对于实行柜员制的营业场所,应设一对一的摄录像装置;
密码控制由专人操作报警系统的启停、布防、撤防、旁路、复位等;
控制中心设备具有有线、无线及其互转换功能,保证报警信号准确且送往有关接警部门;
有条件的营业场所设人口控制系统,实行信息卡出入(门禁系统)。
D.一级防护安全防范系统
所选探测器应有两种及以上不同探测技术组成的入侵探测系统;
营业场所营业期长时录像。遇突发事件时,应自动启动照明、录音、录像;统);
设出入口控制系统,通过信息卡对主要分区的人员分级、分档管理;
中央控制室应能在接受报警信号同时立即识别部位、,性质(抢劫、盗窃、火灾、故障等),且在屏幕上显示、打印、记录、存储报警时间、地点、性质及处置预案;
其余与二级防范系统相同。
1.2.2保安监控系统的层次
(1)外部入侵保护:此部分是预防外部无关人员侵入,需相应设置周界、门窗、通道、出入口等的报警、复核等处置措施,防罪犯于区域之外。
(2)区域保护:此道防线是探测非法入侵此区域者,把信息送往监控中心,中心作出处理。
(3)目标保护:这道防线是对特定目标的保护,如保险柜及重要房间。
2 保安系统的结构
在科技发达的今天,再不仅仅是加锁、站岗、放哨等的传统防范设施。锁无论怎么坚固总可以被打开,精神抖擞的哨兵也有打盹儿的时候。在今天,利用现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代图形显示技术(即4C技术)制造出智能防盗保安系统,各子系统独立发挥其功能,同时子系统间又集成为一个防范统二体,从而确保大厦的安全,营造一个极好的工作、生活环境。 2.1出入口控制
2.1.1 控制原理所谓的出入口控制就是对出人口的管理,该系统控制各类人员的出人以及他们在相关区域的行动,通常被称作门禁系统。其控制的原理是:按照人的活动范围,预先制作出各种层次的卡,或预定密码。在相关的大门出入口、金库门、档案室门、电梯门等处安装磁卡识别器或密码键盘,用户持有效卡或密码方能通过或进入。由读卡机阅读卡片密码,经解码后送控制器判断,如符合,门锁被开启,否则报警。
2.1.2 持卡方式的特点
(1)卡的密码可随时从系统中取消,不怕丢失,不怕带走。
(2)卡的密码带有时间性,可预先设定有效时段。
(3)持卡人在所有出入口的活动都被计算机记录在案,可随时打印、分析。
(4)节省管理人员。使用计算机管理系统,在控制室就可以控制全部出入口。这样,不仅提高效益,节省人力,也避免了人为的失误、提高了保安效果。
2.1.3 门禁系统的种类
有光学卡、磁矩阵卡、磁码卡、条码卡、红外线卡、铁码卡、感应式卡,以及生物辨别系统,如指纹机、掌纹机、视网膜辨识机、声音辨识机等等。从接触卡到非接触卡,从l00mm到几千mm的感应卡均被广泛采用。
上述各种卡对应着各种门禁机,门禁机主要有联网型和非联网型(独立型)。有单门门禁机,也有双门及四门、八门的门禁机。这使得门禁的应用非常灵活。配合门禁机还有门磁开关和按钮等。 若干门禁机与门禁系统的从门控制器与主门控制器相连。门禁机和门控制器内部由计算机控制,门禁机所需电源常为DC12V,由门控制器提供,一般在控制器附近都设有电源AC220V50Hz/DC12V。
2.1.4 门禁系统设置部位
对于综合性智能大厦而言,设置部位大致有:各重要办公室、金库、银行营业室、中央控制室、各通信、弱电机房等。
2.2 防盗报警系统
2.2.1 防盗报警器的作用防盗报警系统就是用探测器对建筑物内外重点区域、重要地点布防,在探测到非法入侵者时,信号传输到报警控制器:声光报警,显示地址,有关值班人员接到报警后,根据情况采取措施,以控制事态的发展。防盗报警系统除上述报警功能外,尚有联动功能。诸如:开启报警现场灯光(含红外灯)、联动音视频矩阵控制器、开启报警现场摄像机进行严视,电视矩阵控制器一系列联控:使监视器显示图像、录像机录像、多媒体控制器自动或人工操作等等这一切都可对报警现场进行声音、图像等进行复核,从而确定报警的性质(非法入侵、火灾、故障等),以采取有效措施。
2.2.2 防盗报警系统的构成
智能建筑的防盗报警系统,负责建筑内各个点、线、面和区域的侦测任务。它一般由探测器、区域控制器和报警控制中心三部分组成。 (1)探测器
探测器负责探测人员的非法入侵,有异常情况发出声光报警,同时向区域报警器发送信息。
开关:开关是基本、简单、经济而有效的探测器。常用的有:微动开关、磁簧开关两种。线路连接分常开、常闭二种。开关的闭合或开断,使电路导通启动警报。
光束遮断式探测器:目前用得较多得是红外对射式,它由红外线发射器和接收器组成。当罪犯跨越门窗或其它防护区时,遮断红外光而弓|发报警。为确保此类探测器的准确需配置频率和相位鉴别电路。
热感式红外探测器:也称被动式立体红外线探测器。它是利用人体温度来进行探测的。众所周知,任何物体,因表面温度不同,会发出强弱不等的红外线,即辐射出的红外线波长不同。人体所辐射波长约10μm,这一特性被用来制造热感式红外探测器。其中焦电式具有最佳的灵敏度和响应速度。故目前用得较普遍。其上设有7～15问n波长的带通滤波器。以屏蔽非人体红外波,确保报警准确。
微波物体移动探测器:利用微波设备对移动物体(含人)发射和反射频差的多谱勒效应,即可探测出人的入侵。
超声波物体移动探测器:与微波移动探测器类似,但波长有差别,超声波频率常在20KHz以上。
侦光式移动探测器:必须在有光线的环境中才能使用,其原理是利用二个光电池组成差动探测装置,能探测出周围光线的微量变化。[Page]
玻璃破碎探测器:它是利用压电式拾音器,装在面对玻璃面的位置,它对玻璃高频声有效检测、报警,已广泛用于门窗防护上。
还有其它一些类型探测器,此处从略。
(2)区域报警器
通常一台区域报警器能容纳8个回路的输入信号,经处理,信号送往电视监控系统的视频矩阵切换控制器,以实现联动控制。在一般的系统中,区域报警器≤8台,即≤64个回路,当多于64个回路时,需改用微机控制的报警系统。
(3)报警控制中心
报警控制中心,通常和电视监控中心合设。其功能是通过控制键盘查看系统工作情况,突发事件的报警可在监视屏上自动弹出报警部位,并记录时间和地址。目前,部份产品在中心设报警输入卡,容量为128路/块,根据需要可增高至2048个点。报警插入卡与C C T V控制器的连接是RS232口。
2.3 闭路电视监视系统
在保安系统中越来越多的应用电视监控系统。它使管理人员在控制室便能看到大厦内外重要地点情况,给保安系统提供视觉效果,为消防、楼内各机电设备的运行及人员活动提供了监视手段。
2.3.1 闭路电视监视系统的基本结构
依功能基本结构可分为:摄像、传输、控制和显示与记录四部分。
(1)摄像机
摄像机是监视系统的重要部件。而大量采用电荷稠合式CCD(charge一cowpled device)摄像机。摄像机色彩有黑白与彩色之分。根据用途和经济状况选取其一。摄像机的靶面大小用1/3、1/2、2/3寸来表示。在选镜头时要注意配合二者的尺寸。
摄像机有PAL、NTSCK和SECAM三大制式,中国选用PAL制式。选取摄像机时,还需考虑照度要求,如需要可选取红外灯饰。
(2)镜头
设计中镜头的选择同摄像机的选择是同等重要的。选择镜头的依据是观察的视野和亮度变化的范围,同时兼顾CCD摄像机的尺寸,它们之间的关系是:视野决定用定焦距还是变焦距的镜头,定焦距取多大焦距,变焦距选择什么范围,亮度的变化决定是否使用自动光圈镜头。
清晰度:是镜头的重要指标。想成像清晰,则分辩率要高,即在单位长度上能分辨的黑白条纹数大,一般用公式求得:
N=180/h
N—-镜头分辨率(对线/厘米)
h—-画幅格式的高度(厘米)
通常1/2″画幅4.8×6.4(mm2)N=38对线/mm h=4.8mm
1/3″画幅3.6×4.8(mm2)N=50对线/mm h=3.6mm
镜头的尺寸:目前有1、2/3、1/2、1/3和1/4寸等。一般镜头与摄像机同尺寸或镜头尺寸大于摄像机尺寸。
焦距:镜头的焦距和摄像机靶面大小决定了视角。靶面(摄像机靶面)一定,焦距短,则视野大,焦距大,则视野小。用w·h分别表示CCD靶面的宽度、高度,f为镜头的焦距,那么可求得视角值。
Qh=2tan-l(w/2f)(0)水平视角
Qv=2tan-l(h/2f)(0)垂直视角
光通量F:光通量指示光线入镜头的多少,是焦距与通光孔径的比值F=f/φF光通量(无量纲);f一焦距(mm);φ—-通光孔径(mm),镜头规格中常标注最大F值,如6m m/F1.4,此镜头通光孔径为4.29mm。光线变化较大场合(如室外)需自动光圈镜头。
总之影响摄像效果的有六大因素:被摄物尺寸、被摄物细尺寸、被摄物与摄像机镜头的距离、摄像镜头的焦距、光学接收器的尺寸(靶尺寸)、镜头及摄像系统的分辨率。设计中要综合考虑。
(3)信号传输
视频信号的传输:传输方式有一般同轴电缆、平衡对电缆、电缆电视同轴电缆、光缆、电话线等,国产SYV-75-2～75一33-2的波阻抗为750,电容不大于76PF/m,30MHz时的衰减不大于0.86dB/m。
控制信号的传输:控制中心要对现场的设备进行控制,一般都通过设备解调器进行。常用的控制方式有:通信编码的控制方式和同轴视控。前者是把控制信号串行编码:用单根线路传送多路控制信号。其控制距离可达1km,如中间加放大处理,可达10km以上,如利用光缆,则距离会更远。后种方式即同轴视频控制方式,这种方式是视频和控制信号复用一条同轴电缆。此种方式也有二种办法,其一,是把控制信号调制在与视频信号(50Hz～4MHz)不同的主页率范围,然后与视频信号复合在一起传输,到现场再把它们分解开(解调)。其二,是利用视频信号场消隐期间传送控制信号。目前使用第一种。
(4)显示与记录
此类设备包括监视器、录像机及视频处理设备,这些设备都安装于控制室内。目前监视系统专用录像机用普通带l80分钟可录如,最长可达960h。除了长时外,录像机还需遥控功能,能用控制信号操作录像机。
(5)视频切换器
视频切换器的使用,可用少量监视器看多个监视点,目前设备有几路输入,1路输出,还有几路输入,m路输出,这极大地提高了监视器的效率。
还有多画面分割器二在一台监视器上同时可观看多路监视信号,此技术在控制中心也被普遍采用。
2.4 停车场管理系统的保安功能
一般的智能大厦地下室均设有停车场,对停车场进行自动化管理是必要的,停车场管理系统的功能大致有:出、人口控制、泊车位导向、摄录车辆外形、特征、牌号、记时收费。其中车牌影像识别系统具有保安功能,它可防止偷车事件发生。当用户人场取票或使用月票、储值票时,电脑会通过人口处的摄像机,将车型、车牌号码的彩像记录,同时也记录下该入场票或月票、储值票的编号。当用户离场付费或验票时,电脑会自动将该车编号票证持有者拥有的车辆的车牌、车型等与在入场时留下的录像的车牌、车型等同时显示在显示屏和闭路电视监视器上,工作人员确认后,自动开启闸门放行,同时这些图像存入计算机硬盘备查。
2.5 电梯控制系统的保安功能
对于高层或超高层,电梯控制系统的保安管理显得重要。某种程度上涉及到全大厦的安全。
保安功能:电梯楼层控制系统。大厦的电梯根据需要设置时段管理,如下班后某些电梯停止运行,而另一些电梯按需要运行。在运行的电梯中并非各层都停,而是根据持有有效卡所前往的楼层停,这部分电梯设有智慧卡读卡器,经读卡器识别有效卡,电梯送达相关楼层。无有效卡者,电梯不予开门,这便有效的控制了楼层人员的活动空间。从而确保大厦安全。
2.6 巡更管理系统
智能大厦根据需要设置巡更管理系统。其作用是保安人员定点定时前往巡视,把“巡视到位”信号送回保安中心,以示巡更路途平安无事,若“巡视到位,,信号未按时按点返回,则巡视途中即有突发事件发生,保安中心将据此采取措施。
巡更系统就是将巡更开关安装在指定的巡更点上。通常设置门禁机来满足巡更的要求。
3 智能大厦保安系统的具体实施
保安系统的实施,首先应根据相关规范及大厦功能要求确定安全防范等级,在此基础上,布置安防系统现场设施,确定规模、选型、安装调试、15f丁。
3.1 门禁系统
3.1.1 门禁机(读卡器)的设置
根据需要在门外设置(含房间、楼梯间、通道等)距地1.2～1.3m选型一般为感应卡式,根据重要性可选指纹型或瞌孔型门禁机,可双面门禁,也可单面门禁(室内设出门按钮)。
3.12 从控制器
门禁机和门禁主机的连接设备,根据需要从控制器可连一、二、四、八个门禁机。从控制器电源设备选定:AC220V50Hz/DC12V,l-5A。
3.1.3 主控制器
主控制器由计算机硬件和软件组成,安装于中央控制室。其中包含各种控制扩展板,遥控程序设置器,机上显示板,数据存储转移模块等。
3.1.4 巡更系统读卡器
读卡器(读头)就是门禁机(巡更开关)。此部分可纳入门禁系统一并设置。
3.1.5 电梯门禁系统
前已述及,在部分电梯设置读卡器,持有效卡可前往相关楼层。
3.1.6 特别说明
(1)智能大厦可实行-卡通门禁管理,还可进入-卡通消费系统。
(2)门禁系统应能在火灾时自动开启相应的门。可利用火灾联控装置来完成此功能。
3.2 防盗报警系统
3.2.1 各种探测器的设置
根据需要把防盗双鉴探测器、被动红外束射探测器、玻璃破碎探测器、各种开关等布置于大厦出入口、楼梯间、电梯厅、需要防护的门窗、重要办公室、重要机房等场所。按照不同的布设环境选择不同报警器和安装方式(如壁挂、吸顶)。[Page]
3.2.2 声音复核装置的设置
在需要声音复核的场所设置微型监听器(电子监听器),一般采取壁挂方式距地2m左右,监听器与音频矩阵箱间线路多为二芯屏蔽对绞线,如RVVP2×0.5mm2。在控制中心设有音频矩阵箱,该箱与视频切换/控制主机间采用RS485接口,采用对绞线RVVP2× 0.5mm2连接。
3.2.3 报警控制中心设置
在小容量系统(路数≤64):通常按分区设置八路报警接口箱,八台箱使回路可达64个。报警头与报警接口箱间,通常为3芯屏蔽线,RVVP3× 0.5mm2。报警接口箱与视频切换/控制主机间采用RS-485串行接口,对绞线RVVP2×0.5mm2。
当系统≥64回路时,有两种解决方案:
其一:选择大容量系统,该系统配置128路报警输入卡,系统容纳8～16台报警输入卡,则容量可达2048路报警。如还不够,可多系统组合。
其二:采用门禁/报警管理系统。系统参数:持卡人数65000;门禁机16320;报警防区(路数)130560;报警输出130560;本地打印机225台;报警状态屏1020个;且支持计算机间加密传输技术……。各设备间连接方式为RS-232/RS一485接口,对绞屏蔽线RVVP2×0.5mm2。
3.3 闭路电视监视系统的设置
3.3.1 摄像机的设置
根据不同环境选定不同摄像机以及不同的安装方式,如摄像机是黑白的还是彩色的,镜头配置的选择,焦距多大范围,自动调焦、光圈、聚焦是手动调节,固定焦距,摄像和镜头尺寸的配合,是否设置云台,安装方式的确定,是否选择球型、半球型摄像机(尺寸的确定),在大厅和电梯轿厢内选择广角镜头,摄像机防护罩的选取、照明灯具的选取等都随功能的不同而异。
摄像机(含镜头)的控制:由控制器解码器完成。解码器因功能不同而种类很多,但都是在接收矩阵主机传来的信号后去遥控云台,镜头和辅助设备的动作。解码器与矩阵/控制主机间的连接有二种方式:“C’,型(同轴控制)和“D型”(对绞线控制)。前面已述及,同轴控制“C?quot;因设备造价高昂而应用较少。对绞线控制“D型”,即RS485方式可控距离达3km。且这种方式可用于光纤、微波以及其它传送方式。
特别提示:保安监控系统的线路因现场设备安装位置一般是在走廊、大厅和房间的上部,有的紧贴吊顶,而且同轴电缆和对绞线也较便宜L运行管理独立,所以一般不宜与大厦综合布线电缆合用。当然其它数据、图像的传输就另当别论了。
3.3.2 中央控制室的设置
为了保安工作的方便,一般中央控制室随保卫部门设于大厦首层。其设备主要包括:视频矩阵切换/控制主机,报警接口箱,音频矩阵箱,字符发生器,录像机,主控键盘,副控键盘,音视频监视设备,多媒体终端以及电源设备等。
视频矩阵切换/控制主机,目前有各种输入/输出规格,如8×2,8×4,16×6,96×8,还有视频96人/8出,音频96入/8出一64路报警8控制键盘等。特大型系统有视频4096入/4096出一报警2048路,32台键盘的切换/控制主机。在设计和安装实施中,根据需要留有余量,设置规模,选定设备。
视频主控制器根据报警系统输入信号,完成云台控制,摄像机移动控制,灯光控制,镜头的控制,以及联动音视频监视器、录像机等等。门禁系统通过网关接人主机形成防盗报警、电视监控、出入口控制三合一的集成系统。借助于多媒体技术一声、图并茂的信息传播能力与计算机的交互性相结合的技术,使智能大厦的保安系统智能化,从而确保大厦的安全。
上述设备有机结合,一般将音视频监视器设于“电视墙”,其余集中设于控制台上。控制室的面积由系统规模确定,电源可靠,能温湿度控制,地面设防静电活动地板。
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