6 第六章 安全防范自动化系统设计

第六章安全防范自动化系统设计6.1楼宇安全防范系统概述6.1.1智能大厦对保安系统的要求现代化大楼需要多层次、立体化的保安系统。从防止罪犯入侵的过程上讲，保安系统要提供三个层次的保护。（1）外部入侵保护（2）区域保护（3）特定目标保护6.1.2楼宇安全防范系统的组成楼宇安全防范系统可分为如下几个部分：•(1)出入口控制系统•(2)防盗报警系统•(3)闭路电视监视系统•(4)访客对讲系统•(5)电子巡更系统•(6)停车库管理系统6.2出入口控制系统出入口控制系统也叫门禁管制系统。门禁系统在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅及贵重物品的库房等重要部位的通道口，安装门磁开关、电控锁或读卡机等控制装置，由中心控制室监控，能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间等实时进行控制或设定程序控制。6.2.1出入口控制系统的基本结构出入口控制系统包括三个层次的设备：(1)直接与人员打交道的设备，有读卡机、电子门锁、出口按钮等。(2)控制器：接收底层设备发来的信息，通过判断，发出处理的信息，对出入人员进行管理。(3)计算机装置：通过管理软件，管理系统中所有的控制器。门禁系统一般具有如图6-1的结构：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…………总线读卡机报警喇叭打印机及其它输出设备图6-1出入口控制系统的基本结构6.2.2出入口控制系统部件的装备出入控制系统部件应按照建筑物的保安级别要求装备。1．出入口处安装的设备一级保安，安装数字键盘、读卡器或两者结合。二级保安，安装加密读卡器、自学习卡读卡器。三级保安，安装高级多媒体读卡器、声音识别、眼睛识别、指纹识别。2．控制器一级保安，安装基本微机独立式控制器。二级保安，安装互连式微机独立式控制器。三级保安，安装有综合性能的微机。3．门控制器有简单线圈式开门器、线圈式保安锁、电磁铁、电动机开门器等。6.2.3个人识别技术•在出入口控制装置中使用的出入凭证或个人识别方法，主要有如下三大类：•⑴卡片——磁卡、条码卡、射频识别卡、威根卡、智能卡、光卡、OCR光符识别卡等。•⑵代码——指定密码进行识别，如数字密码锁开门。•⑶人体生物特征识别——这是安全性最高的一种个人识别方法，有指纹、掌纹、声音等生物特征识别。密码锁ID读卡器感应读卡器IC/ID卡非接触式考勤机出入凭证和识别方法的优缺点如表6-1所示分类原理优点缺点备注代码输入预先登记的密码进行确认不要携带物品、廉价不能识别个人身份、会泄密或遗忘要定期更改密码卡片磁卡对磁卡上的磁条存储的个人数据进行读取与识别廉价、有效伪造更改容易、会忘带卡或丢失为防止丢失和伪造，可与密码法并用IC卡对存储在IC卡中的个人数据进行读取与识别伪造难、存储量大、用途广泛会忘带卡或丢失非接触式IC卡对存储在IC卡中的个人数据进行非接触式的读取与识别伪造难、操作方便、耐用会忘带卡或丢失表6-1生物特征识别指纹输入指纹与预先存储的指纹进行比较与识别无携带问题、安全性极高、装置易小型化对无指纹者不能识别效果好掌纹输入掌纹与预先存储的掌纹进行比较与识别无携带问题、安全性很高精确性比指纹法略低视网膜用摄像输入视网膜与预先存储的视网膜进行比较与识别无携带问题、安全性极高对弱视或睡眠不足而视网膜充血以及视网膜病变者无法对比注意摄像光源强度不致对眼睛有伤害继表6.2.4门禁系统的计算机管理功能1.系统管理：⑴设备注册⑵级别设定⑶时间管理⑷数据库的管理⑸卡片跟踪2.事件记录3.报表生成4.联网通信5.与其他系统的联动6.2.6出入口控制系统设计示例•1．设计原则⑴系统的实用性⑵系统的实时性⑶系统的完整性⑷系统的安全性⑸系统的易维护性⑹系统的易维护性•2．设计要点（1）在满足功能性和可靠性的前提下，初期的总投资要尽可能的少；（2）使系统在运行后的管理和维护费用少；（3）使系统在未来进更改或搬迁以及改造升级时只需要少量的资金便可达成。3．各类门禁系统举例•密码门禁系统图，见图6-2；•非接触式感应卡门禁系统图，见图6-3；•指纹识别门禁系统图，见图6-4。图6-2密码门禁系统C密码门禁机系统控制箱电源装置出门按钮门铃电磁门锁门铃按钮AC220V6－2图6-3非接触式感应门禁系统其他门读卡器控制器出门按钮网络接口管理机打印机控制器电控锁UPS电源图6-4小区活体指纹识别门禁及监控系统A栋门禁系统B栋门禁系统N栋门禁系统小区业主专用会所会员制场所消费及出入管理指纹采集注册器门禁指纹管理中心小区监控中心•4．出入口控制系统设计实例•图6-5是某大楼各室的出入口控制系统的设备平面布置图。该系统使用IC卡结合监控电视（CCTV）摄像机进行出入个人身份鉴别和管理。CCCCCC前室前室前室＃１电脑室＃２电脑室＃３电脑室第１道门摄像机开门驱动装置读卡机红外探测器第２道门读卡机电子锁控制室控制装置显示装置走廊图6-5某大楼出入控制系统设备布置图图6-6计算机管理出入口进出的程序流程图6.3防盗报警系统智能建筑系统中防盗报警系统是非常重要的一块，借助于现代话的高科技的电子技术、传感技术、精密仪器技术和计算机技术为基础的防盗报警器材设备的，构成一个快速反应系统，从而达到防盗目的。防盗报警系统属公共安全管理系统范畴。是采用红外、微波……等探测器，在一些无人值守的部位，根据不同部位的重要程度和风险等级要求以及现场条件，例如金融楼的贵重物品库房、重要设备机房、主要出入口通道等进行周界或定方位保护。6.3.1防盗报警系统的结构防盗报警系统主要由下列3个部分组成：.各种类型的探测器.现场区域控制器.报警监控中心其结构见图6-7报警控制中心区域控制器区域控制器区域控制器…………探测器警号按钮触点…………总线图6-7防盗报警系统的结构图6.3.2防盗系统中使用的探测器•点型入侵探测器•直线型入侵探测器•面型入侵探测器•空间入侵探测器1.点型入侵探测器点型报警探测器是指警戒范围仅是一个点的报警器。如门、窗、保险柜等这些警戒的范围只是某一特定部位。常见的有以下几种报警器：(1)开关入侵探测器开关是防盗系统中最基本、简单而经济有效的探测器。最常用的开关包括微动开关、磁簧开关两种。开关一般装在门窗上，线路的连接可分常开和常闭两种。磁控开关主要用于封锁门或窗，其可靠性高、误报率低。(2)震动入侵探测器•当入侵者进入设防区域，引起地面、门窗震动，或入侵者撞击门、窗和保险柜，引起震动，发出报警信号的探测器称震动入侵探测器。常见的有压电式震动入侵探测器和电动式的震动入侵探测器。•玻璃破碎震动探测器是常用的一种压电式震动入侵探测器。把压电传感器贴在玻璃上，当玻璃受到震动式，传感器相应的两级上感应电荷，形成一微弱的电位差，将此信号放大处理后，推动声光报警器。2.直线型入侵探测器直线型报警探测器是指警戒范围是一条线束的探测器，常见的有主动式红外线报警器和被动式红外线报警器。红外发射装置红外接收装置报警控制器红外光束ＩＲ(1)主动式红外线报警器主动式红外报警器是由收、发装置两部分组成，如图6-8所示。图6-8主动式红外线报警器当罪犯横跨门窗或其他防护区域时，挡住了不可见的红外光束，从而引起报警，所以，探测用的红外线必须先调制到特定的频率再发送出去，而接收器也必须配有频率与相位鉴别的电路来判别光束的真伪或防止日光等光源的干扰。安装时应注意：封锁的路线一定是直线，中间不能有阻挡物。　发　收主动式红外报警器的几种布置：①单光路由一只发射器和一只接收器组成。图6-8单光路布置　发　收　收　发②双光路由两对发射器和接收器组成图6-9双光路布置③多光路构成警戒面　发　收　收　收　收　发０.３～０.５m０.4～０.５m０.4～０.５m图6-10多光路布置④反射单光路构成的警戒区12.50m5.72m4.00m8.00m发收反射镜反射镜4.50m9.72m图6-11反射单光路布置（2）被动式红外报警器它是利用人体的温度来进行探测的，有时也称它为人体探测器。任何物体因表面温度不同都会发出强弱不等的红外线，人体所辐射的红外线波长在10μm左右。被动式红外报警器在结构上可分为红外探测器和报警控制部分。被动式红外探测器根据视场探测模式，可直接安装在墙上、天花板上或墙角，其布置原则如下：BA大门①探测器对横向切割（即垂直于）探测区方向的人体运动最敏感，故布置时应尽量利用这个特性达到最佳效果。如图6-12中A点布置的效果好；B点正对大门，其效果差。图6-12被动式红外探测器的布置之一８４度８４度②布置时要注意探测器的探测范围和水平视角。见图6-13，可以安装在顶棚上，也可以安装在墙角或墙面。但要注意探测器的窗口与警戒的相对角度，防止“死角”。（1）安装在墙角可监视窗户（2）安装在墙面可监视门窗图6-13被动式红外探测器安装示意图出线盒绝缘衬探测器天花板电线管图6-14是全方位（360o视场）被动红外探测器安装在室内顶棚上的部分及其配管装法。图6-14被动红外探测器安装③探测器不要对准加热器、空调出风口管道。警戒区内最好不要有空调或热源，如果无法避免热源，则应与热源保持至少1.5m以上的间隔距离。④探测器不要对准强光和受阳光直射的门窗。⑤警戒区注意不要有高大的遮挡物和电风扇叶片的干扰，也不要安装在强电处。⑥选择安装墙面或墙角时，安装高度在2～4m，通常为2～2.5m。图6-15给出了一个安装实例。如图所示，在房间的两个墙角分别安装探测器A和B，探测器C则安装在走廊里用来监视两个无窗的储藏室和主通道(入口)。图中箭头所指方向为入侵者可能闯入的走向。图6-15被动式红外探测器安装实例3.面型入侵探测器面型报警探测器警戒范围为一个面，当警戒面上出现危害时，即能发生报警信号。这类报警器可以固定安装在现有的围墙或栅栏上，有人翻越或破坏时即可报警。传感器也可以埋设在周界地段的地层下，当入侵者接近或越过周界时产生报警信号，使值守及早发现，及时采取制止入侵的措施。（1）泄漏电缆传感器这种传感器类似于电缆结构，其中心是铜导线，外面包围着绝缘材料，绝缘材料外面用两条金属（如铜皮）屏蔽层以螺旋方式交叉缠绕并留有方形或圆孔隙，以便漏出绝缘材料层。地表面探测空间电磁线TRT：发射电缆R：接收电缆图6-16泄漏电缆结构示意图把平行安装的两根泄漏电缆分别接到高频发射器和接收器就组成了泄漏电缆周界报警器。如图6-16所示，发射机通过T向外发送探测信号，而这高频探测信号通过漏孔向外传布，在两根电缆之间形成一稳定交变电场。一部分能量传入R接收电缆，经发大处理后，存入接收机存储器。一旦有人或物入侵探测区，对电场产生干扰，凡接收到的电场与原存储信号比较，发生差异，发出报警信号。信号发生器报警信号处理器感应线场线该周界传感器是由多条（2～10条）平行导线构成的。与震荡频率为1～40KHZ的信号发生器联接的导线称之为场线，工作时场线向周围空间辐射电磁能量。与报警信号处理器联接，的导线称之为感应线，场辐射的电磁场在感应线中产生感应电流。当入侵者靠近或穿越平行导线时，就会改变周围电磁场的分布状态，从而使感应电流发生变化，报警信号处理器检测出此电流变化量作为报警信号。（2）平行线周界传感器图6-17平行周界示意图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的报警器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏，即发出报警信号。常见的有声控报警器、微波报警器和超声波报警器。（1）声控报警器声控报警器用传声器做传感器（声控头），用来控测入侵者在防范区域内走动或作案活动发出的声响，并将此声响转换为报警电信号经传输线送入报警主控器，其示意图可见图6-18。拾音器前置放大监听电路报警控制电路声、光告警录音机喇叭监听图6-18声控报警器示意图（2）微波报警器微波报警器是利用微波能量的辐射及探测技术构成的报警器。按工作原理的不同又可分为微波移动报警器和微波阻挡报警器两种。①微波移动报警器利用频率为300～300000MHz（通常为10000MHz）的电磁波对运动目标产生的多普勒效应构成的微波报警装置，它又称为多普勒式微波报警器。②微波阻挡报警器由微波发射机、微波接收机和信号处理器组成，使