楼宇自动化安保系统讲解

第四章安保系统

第一节概述第二节门禁管制系统第三节防盗报警系统

教学基本要求：理解安保系统的基本概念；掌握门禁管制、防盗报警、电视监控等系统的相关内容；了解智能楼宇防盗报警系统的实例。第一节概述由于智能楼宇的大型化、多功能、高层次和高技术的特点，使它的安保系统更显得必不可少，而且要求更加智能化，更加完善。一、智能楼宇对安保系统的要求

智能楼宇要求安保系统能实现如下功能：1．防范：不论是对财物、人身或重要数据和情报等的安全保护，都应把防范放在首位。也就是说，安保系统使罪犯不可能进入或在企图犯罪时就能察觉，从而采取措施。把罪犯拒之门外的设施主要是机械式的，例如安全栅、防盗门、门障、保险柜等。也有机械电气式的，例如报警门锁、报警防暴门等。还有电气式的各类探测触发器等。为了实现防范的目的，报警系统具有布防和撤防功能，即当工作人员离开时应能布防，例如一个门，工作人员离开时布了防，当工作人员以后正常进入。则通过开“锁”，使系统撤防，这样就不至于产生误报。2．报警：当发现安全受到破坏时，系统应能在安保中心和有关地方发出各种特定的声光报警，并把报警信号通过网络送到有关安保部门。3．监视与记录：在发生报警的同时，系统应能迅速地把出事的现场图像和声音传送到安保中心进行监视，并实时记录下来。另，系统应有自检和防破坏功能，—旦线路遭到破坏，系统应能触发出报警信号；在某些情况下布防应有适当的延时功能，以免工作人员还在布防区域就发出报警信号，造成误报。智能楼宇的安保系统作为智能建筑物管理系统(IBMS)的一个子系统，应该具有受控于IBMS主计算机的功能。二、安保系统的组成

根据安保系统应具备的功能，智能楼宇的安保系统一般应由以下三部分组成：1．门禁系统：主要是禁制那些从正常设置的门进入的人。有两类情况，一是正常进入，但对人员需加以限制的门禁系统，此系统主要是对进入人员的身份进行辨识；二是针对不正常的强行闯入的门禁系统，此系统主要是通过设定的各种门磁开关等发现闯入者并报警。2．防盗报警系统：自动防盗报警系统就是利用各种探测装置对楼宇重要地点或区域进行布防，当探测装置探测到有人非法侵入时，系统将自动发出报警信号。附设的手动报警装置通常还有紧急按钮、脚踏开关等。3．电视监视系统：该装置是把事故现场显示并记录下来，以便取得证据和分析案情。显示与记录装置通常与报警系统联动，即当报警系统发现哪里出现事故时，联动装置使显示与记录装置即跟踪显示并记录事故现场情况。在设计安保系统时选择方案的主要依据是：被保护的对象及其重要程度。例如对智能楼宇中某些重要文件、情报资料、金融机构的金库、保险柜、安保控制中心等的保护就应考虑采取高度可靠性的系统，除了有门禁系统外，还要设置多重探测器的防盗报警系统和联动的显示和记录装置，以及要考虑联动装置的反应速度等。第二节门禁管制系统一、门禁管制系统的基本结构

一般的门禁管制系统的结构如图所示，基本上由三个层面的设备组成。最基本的层面是与进出门的人员和车辆打交道的辨识装置、电子门锁、可视对讲、出口按钮、报警传感器、门磁开关、报警喇叭等。它们的输出信号送到控制器，并根据发来的信号和原来存储的信号相比较并作出判断，然后发出处理信息。每个控制器管理着若干个门，可以自成一个独立的门禁系统，多个控制器通过网络与计算机联系起来，构成全楼宇的门禁系统。计算机通过管理软件对系统中的所有信息加以处理。门禁管制系统的基本结构辨识装置电子门锁出口按钮报警传感器可视对讲门传感器报警喇叭智能控制器智能控制器智能控制器计算机打印机及其它输出设备总线••••••••••••二、门禁管制系统的辨识装置

在正常情况下，门禁系统对进入人员身份加以辨识，即系统把进入人员的身份特征和预存的特征相比较，只有与允许进入人员(即受权人)的特征相同者，系统才会让其进入。人员的身份特征很多，可以用密码(如采用密码卡)，也可以利用人体生物特征（声音、指纹与掌纹、视网膜等）加以识别。使用密码卡及其辨识装置读卡机成本较低，性能也较高，是目前使用最普遍的辨识系统。如对安全性有更高要求，则可考虑设置生物辨识系统。以下简要介绍主要的辨识装置。1、磁卡及读卡机：是目前最常用的卡片系统，它利用磁感应对磁卡中磁性材料形成的密码进行辨识。与市面上的磁卡电话系统原理相同。磁卡成本低，可随时改变密码，使用相当方便，虽有易被消磁和磨损等缺点，但仍然是目前最普及的卡片，广泛用于各种楼宇的出入口和停车场的管理系统中。2、智能卡及读卡机：卡片内装有集成电路(IC)和感应线圈，读卡机产生一特殊振荡频率，当卡片进入读卡机振荡能量范围时，卡片上感应线圈的感应电动势使IC所决定的信号发射到读卡机，读卡机将接收的信号转换成卡片资料，送到控制器加以比较识别。当卡片上的IC为CPU时，卡片就有了“智能”，此时的IC卡也称智能卡。它制造工艺略复杂，但其具有不用在刷卡槽上刷卡，不用换电池，不易被复制，寿命长和使用方便等突出优点，因而是相当理想的卡片系统。3、指纹机：每个人指纹均不完全相同，因而利用指纹机把进入人员的指纹与原来预存的指纹加以对比辨识，可以达到很高的安全性，但指纹机的造价要比磁卡机或IC卡系统高。4、视网膜辨识机：利用光学摄像对比原理，比较每个人的视网膜血管分布的差异。这种系统几乎是不可能复制的，安全性高，但技术复杂。同时也还存在着辨识时对人眼不同程度的伤害，人有病时，视网膜血管的分布也有一定变化而影响准确度等不足之处。在诸多辨识识系统中，，由于指纹纹辨识机已已经克服了了在指纹建建档与使用用时，手指指按压时的的压力、位位置、放置置方法、使使用方法和和环境的不不同而造成成的差异，，使该系统统的安全度度达十万分分之一以上上。而在建建档时的便便利性方面面，在三十十五人使用用中仅有一一人可能要要重复按一一次。因而而目前国外外已应用在在身份识别别的不同领领域。例如如美国有八八个州采用用指纹辨识识技术应用用于福利金金的发放；；美国纽约约机场应用用于高速通通关系统等等，国内也也开始使用用。例如有有些银行已已建立了保保险箱指纹纹辨识系统统，200万人的指指纹辨识系系统也正在在广东省公公安系统中中建立。可可见，其未未来的发展展很有可能能取代传统统的锁匙、、密码和卡卡片等而成成为辨识系系统的主流流。三、停车场自动动管理系统统在所有智能能楼宇中都都有大型停停车场，设设置停车场场车辆的自自动管理系系统主要有有两个作用用：一是防防盗，所有有在停车场场的车辆均均需“验明明正身”才才能放行；；二是实施施自动收费费。为了进一步步提高安全全性，系统统还装有闭闭路电视监监控装置，，在车辆进进入时，闭闭路电视，，同时把车车辆图像记记录下来，，车辆开出出时，闭路路电视把该该车图像和和进入时的的图像对照照，只有当当IC卡、密码和和车辆图像像三者一致致时才放行行，从而大大大提高了了安全性。。当车辆进入入时首先插插入IC卡，系统把把该车的有有关资料和和进入时间间进行登记记，电动闸闸门打开，，允许车辆辆进入。当当车辆开出出时，插入入IC卡并按用户户密码，系系统核对该该车的有关关资料，只只有当系统统认为该车车为“合法法”时，计计算停车时时间和费用用，并在IC卡中扣除费费用，然后后开闸放行行。对于那那些临时停停车用户，，进入时首首先发卡，，系统对车车辆进行登登记，车辆辆开出时，，插人卡，，读卡机核核对有关资资料并送出出收费单，，只有按单单交费后电电动闸门才才打开放行行。为了证明在在插卡后车车子已经进进了场，通通常在入口口电动闸门门内8～10m处车道下埋埋装感应线线圈(前后后安装2～～3个)，，当车辆确确实经过了了该组线圈圈，线圈就就有感应信信号送到计计算机加以以确认。同同时也可利利用相同原原理，在入入口电动闸闸门前和出出口电动闸闸门内的车车道下面埋埋装感应线线圈，在车车辆进入和和开出前均均可发出信信号，并可可利用此信信号启动照照相机对进进出的车辆辆柏下照片片。通过计算机机及传感器器(线圈、、摄像机或或红外线探探测器等等等)可以显显示车场内内车位的实实时信息，，并对进入入的车辆安安排车位。。四、可视对讲讲系统智能楼宇宇的可视视对讲系系统是在在对讲机机—电锁锁门安保保系统的的基础上上加电视视监视系系统而成成。对讲讲机—电电锁门安安全安保保系统是是在楼宇宇的入口口处设有有电锁门门，上面面设有电电磁门锁锁，平时时门总是是关闭的的。在入入口的门门边外墙墙上嵌有有大门对对讲总按按钮盘。。来访者者需依照照探访对对象的楼楼层和单单元号按按按钮盘盘的相应应按钮，，此时，，被访者者的对讲讲机铃响响。被访访者通过过话机与与来访者者对话。。大门外外的总按按钮箱内内也装设设一部对对讲机。。当被访访者问明明来意并并同意探探访，即即可按动动附设于于话筒上上的按钮钮，一般般此按钮钮是隐蔽蔽在话筒筒下面，，只有拿拿起话筒筒，才能能操作按按钮。此此时入口口电锁门门的电之之，拒之之门外，，达到安安保目的的。可视对讲系系统由主机机(室外机机)、分机机(室内机机)、不间间断电源和和电控锁组组成，组成成框图如图图所示。主机采用超超薄型结构构，安装简简便。上面面带有摄像像机、数位位显示、话话筒、扬声声器和数位位按钮，由由于红外线线LED的辅助，夜夜间视觉良良好，采用用数位式按按键选择，，门户可扩扩展至256户，容容量很大。。每户分机机也采用超超薄型结构构，上面有有100mm显像管，图图像清晰，，通过听筒筒与主机联联系。一旦旦该户听筒筒末挂好，，该户电源源自动切断断，绝不影影响整座大大楼的系统统运作。可视对讲防盗系统图主机不间断电源分机电控锁••••••分机分机分机上述系统的的视频与音音频联线均均独立联接接，在一些些大系统中中，其视频频信号往往往利用楼宇宇的CATV网传送，即即门口摄像像机输出经经同轴电缆缆接人调制制器，由调调制器输出出的射频电电视信号通通过混合器器进入大楼楼CATV系统。调制制器的输出出电视频道道应调制在在CATV系统的空闲闲频道上，，并将调定定的频道通通知用户。。在用户与与来访者通通话的同时时，可通过过安装在分分机面板上上的小屏幕幕或开启电电视机来观观看室外情情况。其原原理接线如如图。可视对讲系统视频与CATV共网原理图前端CATV调制器衰减器射频75Ω同轴电缆射频门口摄像机五、门禁管制系系统的计算算机管理门禁管制系系统将由计计算机软件件完成管理理控制工作作。计算机机软件的编编制应根据据选择好的的方案进行行，方案的的选择可参参考如下几几个方面：：1、控制方方式：①授授权人开门门后，关门门即锁。这这种方式适适用于大多多数门，如如办公室门门、客房门门和保险柜柜门等。②②授权人一一旦开门，，就一直保保持其自由由出入状态态，直到授授权人把门门关闭。这这种方式主主要适用于于主要的出出入口，如如主大门、、通道门和和电梯门等等。③授权权人在开门门后，在设设定时间内内必须关门门，否则报报警。这种种方式用于于严格控制制的场所，，如银行门门、库房门门等。2、授权权等级：：这里的的授权等等级主要要是指除除了指纹纹、声音音、视网网膜等生生物识别别系统外外的磁卡卡和感应应卡(IC卡、智能能卡)的的授权。。①插卡卡进入；；②插卡卡加密码码进入；；③插卡卡加密码码再加授授权人被被安保人人员确认认后进入入；④插插卡加密密码再加加授权人人被自动动识别系系统确认认后进入入。3、系统管管理：系系统管理理软件的的功能是是对系统统所有的的设备和和数据进进行管理理：对所所有授权权人卡片片进行登登记、重重新登记记和注销销；在已已注册的的卡片中中，设定定哪些卡卡片在何何时可以以通过哪哪些门，，哪些卡卡片在何何时不可可以通过过哪些们们等；对对系统所所记录的的数据进进行转存存、备份份、存档档和读取取处理等等。显然，第第③和第第④种方方式的安安全性最最高。其其中第③③种授权权是：当当某人插插卡申请请通过某某门时，，智能卡卡中授权权人的照照片通过过读卡机机送人管管理系统统，同时时，摄像像系统也也将持卡卡人的现现场照片片送入管管理系统统，安保保人员在在同一屏屏幕上对对比确认认，被认认可者，，以令放放行，有有怀疑者者则报警警。第④④种授权权则采用用图像自自动识别别技术，，水平最最高。5、与其其它子系系统间的的通信：：多个子子系统间间通信的的支持，，便于多多个子系系统协调调工作，，例如当当某个门门被非法法闯入时时，门禁禁系统应应即通知知闭路监监视系统统，使该该区域的的摄像机机能监视视该门的的情况，，并进行行录像等等。此外外，计算算机管理理系统像像所有其其它管理理系统一一样，应应有良好好的人机机介面。。4、管理理报告：：每个智智能控制制器将实实时信息息送中央央管理数数据库，，包括：：①授权权人所持持卡的编编号，据据此，可可将该卡卡的全部部信息调调出。②②持卡者者进出门门的时间间地点。。③当非非授权人人试图开开门，例例如用伪伪卡、失失效卡或或强行进进入时，，区域控控制器应应即时发发出报警警等。与与此同时时，能生生成各种种报表。。第三节防盗盗报警系统一、防盗报警系统统的基本结构构防盗报警系统统一般由探测测器、区域控控制器和报警警控制中心得得计算机三个个部分组成，，如图所示。。图中，最底底层的是探测测和执行设备备，它们负责责探测非法闯闯人等异常报报警，同时向向区域控制器器发送信息。。区域控制器器再向报警控控制中心计算算机传送所负负责区域内的的报警情况。。控制中心的的计算机负责责管理整幢楼楼宇的防盗报报警系统，并并通过通信接接口可受控于于IBMS的主计算机。。防盗报警系统结构示意图探测器警号按钮触点区域控制器区域控制器区域控制器报警控制中心计算机总线••••••••••••二、防盗报警装置置防盗报警系统统是根据探测测器传送来的的信息而发出出报警的。按按探测器工作作方式，可分分为接触式和和非接触式两两大类。接触触式的有干簧簧管、微动开开关等；非接接触式的有利利用红外线、、超声波和微微波做成的探探测器。以下下将主要介绍绍探测器组成成的防盗报警警装置的原理理、组成和使使用。电磁式探测器的结构门磁开关防盗报警装置组成框图触发电路报警电路把电磁式探测测器的干簧管管装于被监视视房门或窗门门的门框边上上，把永久磁磁铁装在门扇扇边上。关门门后两者的距距离应小于或或等于1cm，这样就能保证证干簧管能在在磁铁作用下下接通，当门门打开后，干干簧管会断开开。这种电磁磁式探测器通通常用作门的的防盗探测器器，故也称门门磁开关。利用门磁开关关构成的防盗盗报警装置组组成框图如图图所示。1、电磁式探探测报警装置置：电磁式探探测器是一只只电磁开关，，其结构如图图所示。它由由一个条形永永久磁铁和一一个常开触点点的干簧管继继电器组成，，当条形磁铁铁和干簧继电电器平行放置置时，干簧管管两端的金属属片被磁化而而吸合在一起起，于是电路路接通。当条条形磁铁与干干簧管继电器器分开时，干干簧管触点在在自身弹力的的作用下，自自动打开而断断路。2、主动红外外线探测报警警装置(1)遮断式式主动红外线线探测报警装装置：这种报报警装置由一一个红外线发发射器和一个个红外线接收收器组成。发发射器与接收收器以相对方方式布置。当当有人从门窗窗进入而挡住住了不可见的的红外线，即即引发报警。。为了提高其其可靠性，防防止罪犯可能能利用另一个个红外光束来来瞒过探测器器，所以，探探测用的红外外线必须先调调制到特定的的频率再发送送出去，而接接收器也必须须配有相位和和频率鉴别的的电路来判断断光束的真假假。其电路组组成框图如图图所示。这种种报警器是本本身主动发出出红外线的，，故属于主动动式红外线探探测器。它适适用于各种布布防范围大的的场合使用。。遮断式红外防盗报警装置组成框图发射机接收放大译码控制报警电源～220V～～～～＋12V(2)反射式式主动红外探探测报警装置置：该装置的的红外发射器器与接收器装装在一起。报报警电路框图图如图所示，，红外线发射射头向布防区区发出红外信信号，当有人人从接收器前前面走过时，，红外线信号号被人体反射射回来，由接接收管接收，，并经译码电电路译码，控控制报警器工工作，发出报报警。记忆电电路的作用是是当人走过后后仍能维持报报警器工作一一段时间。这这种报警器由由于发射器与与接收器装在在一起，不易易被人发觉，，其最大报警警距离为1.5m，适用于安装装在不允许许人接近的的地方，如如金库的出出入口，保保险柜的附附近，还可可在夜间进进行监视。。反射式红外防盗报警装置组成框图接收译码记忆报警发收红外线发收一体化电路物体3．被动式式红外线报报警装置：：被动式红红外线报警警装置采用用热释红外外线传感器器作探测器器，它对人人体辐射的的红外线非非常敏感，，配上一个个菲涅耳透透镜作为探探头，探测测中心波长长约为9～～10μm的人体发射射的红外线线信号，经经放大和滤滤波后由电电平比较器器把它与基基准电平进进行比较。。当输出的的电信号幅幅值达到一一定值时，，比较器输输出控制电电压驱动记记忆电路和和报警电路路而发出报报警。其组组成框图如如图所示。。被动式红外线报警装置组成框图滤波器电平比较驱动记忆报警物体菲涅耳透镜红外线传感器放大器基准电压4．微波防盗报报警装置：上述述的红外探测报报警装置存在红红外线受气候条条件(如温度等等)变化的影响响较大等缺点，，影响了安全性性。而微波探测测防盗报警装置置能克服这些缺缺点，且微波能能穿透非金属物物质，故可安装装在隐蔽处或外外加装饰物，不不易被人发觉而而被破坏，安全全性很高。微波波防盗报警装置置主要是通过探探测物体的移动动而发出报警的的。探测器发出出无线电波，同同时接收反射波波，当有物体在在布防区移动时时，反射波的频频率与发射波的的频率有差异，，两者频率差称称多普勒频率。。根据多普勒频频率就可发现是是否有物体在移移动。当发射信信号频率f0＝9.375GHz时，人体按0.5～8m／s的速度运动时，，多普勒频率大大约在31.25～520Hz之间变动，这是是音频段的低频频。只要检出这这个频率的信号号，就能探知人人体在布防区的的运动情况，即即可完成报警传传感功能。微波波防盗系统框图图如图所示。发射调制器振荡器混频器前放滤波器放大器检波器累加器报警继电器指示灯比较电平监视电路AC/DC电源距离控制微波防盗报警系统框图5、防盗报警装装置的选用：在在上述各种防盗盗报警装置中，，主要差别在于于探测器，而探探测器的选用主主要根据是：(1)保护对象象的重要程度：：例如对于保护护对象特别重要要的应加多重保保护等。(2)保护范围围的大小：例如如，小范围可采采用感应式报警警装置或反射式式红外线报警装装置，要防止人人从窗门进入可可采用电磁式探探测报警装置，，大范围可采用用遮断式红外报报警器等。(3)防预对象象的特点和性质质：例如，主要要是防人进入某某区域的活动，，则可采用移动动探测防盗装置置，可考虑微波波防盗报警装置置或被动式红外外线报警装置，，或者同时采用用两者作用兼有有的混合式探测测防盗报警装置置等。三、楼宇巡更更系统巡更是自自古以来来维持社社会治安安的一种种有效手手段。智智能楼宇宇出入口口多，进进出人员员复杂，，了维护护楼宇的的安全，，必须有有专人负负责安全全巡逻，，重要地地方还需需设巡更更站，定定时进行行巡更。。智能楼楼宇的巡巡更系统统是一个个由微机机管理的的应用微微电子技技术的系系统。1、巡更系统的构构成：图示是常用用电子巡更系统组组成框图。图中巡巡更站的数量和位位置由楼宇的具体体情况而定，一般般有几十个点以上上，巡更站多安装装于楼宇内的重要要位置。巡更员按按规定时间和路线线到达(不能迟到到，更不能绕道)每个巡更站，并并输入该站密码，，向微机管理中心心报到，信号通过过巡更控制器插人人计算机，管理人人员通过显示装置置了解巡更实况。。巡更站可