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。在诸多辨识系统中，由于指纹辨识机已经克服了在指纹建档与使用时，手指按压时的压力、位置、放置方法、使用方法和环境的不同而造成的差异，使该系统的安全度达十万分之一以上。而在建档时的便利性方面，在三十五人使用中仅有一人可能要重复按一次。因而目前国外已应用在身份识别的不同领域。例如美国有八个州采用指纹辨识技术应用于福利金的发放；美国纽约机场应用于高速通关系统等，国内也开始使用。例如有些银行已建立了保险箱指纹辨识系统，200万人的指纹辨识系统也正在广东省公安系统中建立。可见，其未来的发展很有可能取代传统的锁匙、密码和卡片等而成为辨识系统的主流。三、停车场自动管理系统

在所有智能楼宇中都有大型停车场，设置停车场车辆的自动管理系统主要有两个作用：一是防盗，所有在停车场的车辆均需“验明正身”才能放行；二是实施自动收费。为了进一步提高安全性，系统还装有闭路电视监控装置，在车辆进入时，闭路电视，同时把车辆图像记录下来，车辆开出时，闭路电视把该车图像和进入时的图像对照，只有当IC卡、密码和车辆图像三者一致时才放行，从而大大提高了安全性。当车辆进入时首先插入IC卡，系统把该车的有关资料和进入时间进行登记，电动闸门打开，允许车辆进入。当车辆开出时，插入IC卡并按用户密码，系统核对该车的有关资料，只有当系统认为该车为“合法”时，计算停车时间和费用，并在IC卡中扣除费用，然后开闸放行。对于那些临时停车用户，进入时首先发卡，系统对车辆进行登记，车辆开出时，插人卡，读卡机核对有关资料并送出收费单，只有按单交费后电动闸门才打开放行。为了证明在插卡后车子已经进了场，通常在入口电动闸门内8～10m处车道下埋装感应线圈(前后安装2～3个)，当车辆确实经过了该组线圈，线圈就有感应信号送到计算机加以确认。同时也可利用相同原理，在入口电动闸门前和出口电动闸门内的车道下面埋装感应线圈，在车辆进入和开出前均可发出信号，并可利用此信号启动照相机对进出的车辆柏下照片。通过计算机及传感器(线圈、摄像机或红外线探测器等等)可以显示车场内车位的实时信息，并对进入的车辆安排车位。四、可视对讲系统

智能楼宇的可视对讲系统是在对讲机—电锁门安保系统的基础上加电视监视系统而成。对讲机—电锁门安全安保系统是在楼宇的入口处设有电锁门，上面设有电磁门锁，平时门总是关闭的。在入口的门边外墙上嵌有大门对讲总按钮盘。来访者需依照探访对象的楼层和单元号按按钮盘的相应按钮，此时，被访者的对讲机铃响。被访者通过话机与来访者对话。大门外的总按钮箱内也装设一部对讲机。当被访者问明来意并同意探访，即可按动附设于话筒上的按钮，一般此按钮是隐蔽在话筒下面，只有拿起话筒，才能操作按钮。此时入口电锁门的电之，拒之门外，达到安保目的。可视对讲系统由主机(室外机)、分机(室内机)、不间断电源和电控锁组成，组成框图如图所示。主机采用超薄型结构，安装简便。上面带有摄像机、数位显示、话筒、扬声器和数位按钮，由于红外线LED的辅助，夜间视觉良好，采用数位式按键选择，门户可扩展至256户，容量很大。每户分机也采用超薄型结构，上面有100mm显像管，图像清晰，通过听筒与主机联系。一旦该户听筒末挂好，该户电源自动切断，绝不影响整座大楼的系统运作。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视频与音频联线均独立联接，在一些大系统中，其视频信号往往利用楼宇的CATV网传送，即门口摄像机输出经同轴电缆接人调制器，由调制器输出的射频电视信号通过混合器进入大楼CATV系统。调制器的输出电视频道应调制在CATV系统的空闲频道上，并将调定的频道通知用户。在用户与来访者通话的同时，可通过安装在分机面板上的小屏幕或开启电视机来观看室外情况。其原理接线如图。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、门禁管制系统的计算机管理

门禁管制系统将由计算机软件完成管理控制工作。计算机软件的编制应根据选择好的方案进行，方案的选择可参考如下几个方面：1、控制方式：①授权人开门后，关门即锁。这种方式适用于大多数门，如办公室门、客房门和保险柜门等。②授权人一旦开门，就一直保持其自由出入状态，直到授权人把门关闭。这种方式主要适用于主要的出入口，如主大门、通道门和电梯门等。③授权人在开门后，在设定时间内必须关门，否则报警。这种方式用于严格控制的场所，如银行门、库房门等。2、授权等级：这里的授权等级主要是指除了指纹、声音、视网膜等生物识别系统外的磁卡和感应卡(IC卡、智能卡)的授权。①插卡进入；②插卡加密码进入；③插卡加密码再加授权人被安保人员确认后进入；④插卡加密码再加授权人被自动识别系统确认后进入。

3、系统管理：系统管理软件的功能是对系统所有的设备和数据进行管理：对所有授权人卡片进行登记、重新登记和注销；在已注册的卡片中，设定哪些卡片在何时可以通过哪些门，哪些卡片在何时不可以通过哪些们等；对系统所记录的数据进行转存、备份、存档和读取处理等。显然，第③和第④种方式的安全性最高。其中第③种授权是：当某人插卡申请通过某门时，智能卡中授权人的照片通过读卡机送人管理系统，同时，摄像系统也将持卡人的现场照片送入管理系统，安保人员在同一屏幕上对比确认，被认可者，以令放行，有怀疑者则报警。第④种授权则采用图像自动识别技术，水平最高。5、与其隙它子系统习间的通信斩：多个子忠系统间通耻信的支持降，便于多肢个子系统锡协调工作充，例如当锁某个门被馋非法闯入离时，门禁航系统应即面通知闭路死监视系统学，使该区培域的摄像鬼机能监视当该门的情祝况，并进搜行录像等横。此外，强计算机管盏理系统像剧所有其它据管理系统粱一样，应饲有良好的惕人机介面急。4、管理跌报告：每寸个智能控坑制器将实吊时信息送促中央管理蝇数据库，帐包括：①庆授权人所落持卡的编劲号，据此嘱，可将该切卡的全部哥信息调出辩。②持卡考者进出门口的时间地送点。③当贯非授权人忘试图开门朝，例如用览伪卡、失后效卡或强胶行进入时董，区域控耍制器应即圾时发出报胸警等。与昏此同时，讨能生成各孩种报表。第三节秋防盗售报警系塞统一、防盗报警关系统的基兰本结构防盗报蓝警系统坝一般由鱼探测器灭、区域汤控制器桑和报警咬控制中途心得计袜算机三昌个部分帖组成，称如图所葱示。图胀中，最来底层的跳是探测摩和执行萌设备，棋它们负逝责探测市非法闯敌人等异巧常报警钳，同时掀向区域徐控制器劈燕发送信想息。区叙域控制蚂器再向露报警控乌制中心完计算机唱传送所吉负责区仁域内的南报警情槐况。控躁制中心孟的计算职机负责夫管理整俩幢楼宇庸的防盗田报警系纱统，并椅通过通作信接口亩可受控幻玉于IBM门S的主计估算机。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、防盗报警离装置防盗报极警系统率是根据术探测器怪传送来树的信息崇而发出得报警的午。按探抖测器工贱作方式掘，可分孤为接触俩式和非换接触式晒两大类堤。接触催式的有肤干簧管金、微动丘开关等惨；非接姿触式的披有利用雾红外线律、超声躬波和微毙波做成状的探测姜器。以暗下将主畏要介绍袖探测器民组成的护防盗报谨警装置浴的原理歼、组成构和使用众。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躺探测器的晚干簧管装访于被监视吴房门或窗毛门的门框姑边上，把茄永久磁铁驶装在门扇是边上。关妥门后两者乘的距离应纵小于或等步于1cm，这样就界能保证虚干簧管种能在磁地铁作用锦下接通单，当门聋打开后晨，干簧槽管会断梳开。这乖种电磁份式探测讯器通常似用作门懒的防盗耽探测器紧，故也绵称门磁扯开关。利用门磁谨开关构成妨的防盗报吊警装置组棚成框图如痕图所示。1、电磁修式探测报户警装置：骑电磁式探狮测器是一榆只电磁开咐关，其结煤构如图所黑示。它由崖一个条形择永久磁铁粥和一个常朽开触点的壳干簧管继吉电器组成芽，当条形药磁铁和干跳簧继电器庙平行放置赴时，干簧帅管两端的枯金属片被张磁化而吸涛合在一起额，于是电钱路接通。祥当条形磁锄铁与干簧麦管继电器制分开时，隆干簧管触娘点在自身哄弹力的作脾用下，自匆动打开而东断路。2、主动碌红外线探遍测报警装俩置(1)遮盟断式主动吓红外线探宫测报警装票置：这种肃报警装置技由一个红帮外线发射票器和一个希红外线接岁收器组成饮。发射器绒与接收器涂以相对方含式布置。珠当有人从收门窗进入袄而挡住了蛮不可见的油红外线，日即引发报尚警。为了计提高其可榴靠性，防害止罪犯可港能利用另淹一个红外汗光束来瞒灶过探测器辅，所以，似探测用的渐红外线必稻须先调制宇到特定的厅频率再发毕送出去，册而接收器豪也必须配槽有相位和传频率鉴别名的电路来驼判断光束吓的真假。克其电路组舰成框图如律图所示。绕这种报警我器是本身愿主动发出荣红外线的苍，故属于枝主动式红累外线探测嫩器。它适勤用于各种减布防范围焦大的场合芬使用。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)锄反射式党主动红找外探测胆报警装讽置：该叫装置的抽红外发双射器与救接收器厉装在一摩起。报兄警电路楚框图如是图所示屡，红外独线发射们头向布嚷防区发鸡出红外右信号，提当有人拨从接收瘦器前面招走过时重，红外穷线信号股被人体稿反射回息来，由搞接收管魂接收，腹并经译吗码电路灾译码，擦控制报肢警器工惕作，发杨出报警谦。记忆舰电路的熔作用是厘当人走初过后仍禁能维持蛋报警器胞工作一垃段时间忧。这种哑报警器么由于发决射器与委接收器糠装在一遵起，不泰易被人咽发觉，请其最大筹报警距广离为1源.5m，适用于安闲装在不允耻许人接近线的地方，键如金库的怜出入口，抄保险柜的初附近，还昨可在夜间固进行监视贤。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．被动固式红外线探报警装置久：被动式除红外线报冷警装置采器用热释红零外线传感华器作探测春器，它对租人体辐射敏的红外线妙非常敏感夜，配上一战个菲涅耳剩透镜作为映探头，探耽测中心波泻长约为9使～10μm的人体蚁发射的练红外线裹信号，油经放大举和滤波廉后由电袜平比较凡器把它呀与基准筝电平进地行比较帮。当输微出的电晋信号幅准值达到刊一定值弓时，比宝较器输善出控制迅电压驱点动记忆同电路和坊报警电浓路而发码出报警跨。其组族成框图效如图所医示。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．微波派防盗报警揪装置：上宫述的红外躬探测报警鲁装置存在涉红外线受吧气候条件悦(如温度蚂等)变化彩的影响较椒大等缺点俱，影响了崇安全性。免而微波探有测防盗报纯警装置能宇克服这些评缺点，且刃微波能穿扯透非金属沿物质，故甩可安装在界隐蔽处或筹外加装饰介物，不易耳被人发觉务而被破坏刷，安全性胖很高。微贡波防盗报冈警装置主疮要是通过防探测物体斜的移动而丙发出报警渣的。探测殖器发出无陕线电波，盖同时接收苍反射波，寨当有物体歪在布防区辜移动时，贼反射波的孟频率与发斯射波的频肾率有差异饰，两者频扎率差称多敏普勒频率核。根据多们普勒频率满就可发现剑是否有物侮体在移动挎。当发射评信号频率f0＝9.3伏75GH准z时，人体唇按0.5铺～8m／s的速度运锣动时，多会普勒频率急大约在3拿1.25蚊～520Hz之间变博动，这童是音频画段的低灰频。只肚要检出丘这个频刊率的信站号，就括能探知彼人体在育布防区沉的运动冒情况，接即可完境成报警殖传感功确能。微沃波防盗锁系统框遥图如图眯所示。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、防盗永报警装置唱的选用：政在上述各勾种防盗报耀警装置中膜，主要差瞒别在于探债测器，而鼠探测器的若选用主要傻根据是：(1)保屠护对象的嘴重要程度撒：例如对屯于保护对签象特别重计要的应加暖多重保护并等。(2)保定护范围的民大小：例剧如，小范致围可采用绑感应式报寻警装置或蜓反射式红记外线报警践装置，要厌防止人从女窗门进入挪可采用电形磁式探测榴报警装置盗，大范围弱可采用遮抱断式红外竟报警器等们。(3)防滚预对象的多特点和性爸质：例如郊，主要是傍防人进入息某区域的升活动，则偶可采用移妨动探测防荡盗装置，航可考虑微冲波防盗报虹警装置或岗被动式红数外线报警肤装置，或糟者同时采膀用两者作弹用兼有的农混合式探畅测防盗报按警装置等雅。三、楼宇巡更找系统巡更是劫自古以间来维持层社会治廉安的一招种有效四手段。戴智能楼胳宇出入耳口多，苹进出人胞员复杂旨，了维诵护楼宇删的安全桐，必须顷有专人组负责安惨全巡逻廊，重要孟地方还雾需设巡狱更站，桐定时进休行巡更堵。智能圾楼宇的铁巡更系走统是一廉个由微裹机管理傅的应用办微电子毒技术的图系统。1、巡林更系统茂的构成蝴：图示乳是常用炒电子巡桃更系统轧组成框拍图。图蹦中巡更旷站的数着量和位伶置由楼惠宇的具显体情况赛而定，喘一般有西几十个电点以上查，巡更澡站多安改装于楼盗宇内的往重要位霜置。巡贺更员按绍规定时孝间和路盈线到达阶(不能油迟到，疲更不能俘绕道)槽每个巡检更站，购并输入剩该站密利码，向储微机管卡理中心汗报到，宽信号通睛过巡更亲控制器纤插人计壤算机，颗管理人鞠员通过熔显示装拆置了解乘巡更实沟况。巡令更站可率以是密朵码台，笼也可以虑是电锁樱。2．巡更事系统的功免能要求①巡更巷系统必爪须可靠施连续运光行，停查电后应良能维持膀24h工作。②备有扩摩展接口，座应配置报连警输出接之口和输入抵信号接口哨。③有与其堤它子系统稻之间可靠扫通信的联假网能力，哪且具备网妥络防破坏应功能。④应具猛备先进渴的管理师功能，照主管可牢以根据非实际情尖况随时牢更改巡血更路线暂及巡更还次数，收在巡更难间隔时圣间可调究用巡更惰系统的杯巡更资殿料，并构进行统茎计、分谈析和打鸡印等。除了上瓦述实时榆巡更系弦统外，刷还有一呜种系统问是在每宰