高校圖書館安防系統(tǒng)構(gòu)建

張福生　陳杰渝

摘要對高校圖書館安全防護系統(tǒng)中的圖像監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)測報警系統(tǒng)的特點、功能作了描述，并以北京體育大學(xué)圖書館為例，對安防系統(tǒng)的安裝、布局進行了探討。

關(guān)鍵詞高校圖書館安全防范圖像監(jiān)控門禁圖書檢測儀火災(zāi)預(yù)測報警

1安防系統(tǒng)的構(gòu)建

安全防范系統(tǒng)是高校圖書館現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，也是高校圖書館提高安防質(zhì)量與效率的一種科學(xué)性系統(tǒng)。高校圖書館安防系統(tǒng)由圖像監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)測報警系統(tǒng)四個部分構(gòu)成，這四個子系統(tǒng)單獨設(shè)置，獨立運行，其中除圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)以外，其他三個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中到監(jiān)控室進行分析、存儲并進行監(jiān)控。

1.1構(gòu)建目的

構(gòu)建高校圖書館安全防范系統(tǒng)的目的是為了保護圖書館珍貴文獻和大量圖書資料的安全，保護圖書館設(shè)備、財產(chǎn)及人員的安全，及時抑制和發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的丟失、盜竊等不安全因素的發(fā)生，防止和預(yù)防火災(zāi)等重大不安全危機的發(fā)生。

1.2構(gòu)建原則

1.2.1先進實用性原則

在諸多廠家、品牌的設(shè)備中，應(yīng)注重考慮設(shè)備的先進性和實用性，既避免因追求價格低而選擇了技術(shù)落后的產(chǎn)品，造成系統(tǒng)使用不久就面臨淘汰，同時又避免因追求最新技術(shù)而造成設(shè)備價格太高。

1.2.2安全可靠性原則

在諸多方案中，選擇最優(yōu)的方案，以充分滿足設(shè)備使用的可靠性。

1.2.3可擴充性原則

充分考慮到圖書館今后在一個階段的發(fā)展要求，盡量使本系統(tǒng)有其一定的可擴充空間。

1.3構(gòu)建要求

1.3.1對圖像監(jiān)控系統(tǒng)的要求

首先根據(jù)圖書館的實際需求，從圖像監(jiān)控面積、監(jiān)控距離、監(jiān)控光線、監(jiān)控位置(建筑內(nèi)、建筑外)監(jiān)控時間(白天、黑夜)等多方面進行綜合考慮，要求新安裝的圖像監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋全面、圖像完整、無死角、無盲區(qū)。其次對圖像的質(zhì)量從清晰度、灰度、色彩還原、實時性等方面提出了嚴格要求。最后我們提出，在監(jiān)控中心一臺顯示器上能觀看到不少于16路的視頻圖像，在1至4號屏上能觀看到全館所有56路視頻圖像。

1.3.2對門禁系統(tǒng)的要求

閘機自動讀卡器，識別校園一卡通系統(tǒng)信息準(zhǔn)確無誤，閘機裝置靈活，電器機械無故障，系統(tǒng)主機數(shù)據(jù)庫記錄上傳、存儲入館信息準(zhǔn)確無誤，系統(tǒng)安全性能高，容量大，擴展性好，美觀大方，管理方便。

1.3.3對圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)的要求

靈敏度高，抗干擾性強，穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生誤報、錯報、亂報現(xiàn)象，監(jiān)測通道及規(guī)定區(qū)域能實現(xiàn)最佳監(jiān)測效果。儀器外型美觀，使用壽命長。

1.3.4對火災(zāi)預(yù)測報警系統(tǒng)的要求

靈敏度高，穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生誤報、亂報、錯報，監(jiān)測區(qū)域能實現(xiàn)最佳監(jiān)測效果，準(zhǔn)確無誤，萬無一失。

2圖像監(jiān)控系統(tǒng)

2.1前端設(shè)備布置及監(jiān)控范圍

北京體育大學(xué)圖書館圖像監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備主要有可移動式(動點)和固定式(定點)高靈敏度彩色攝像機、信號傳輸網(wǎng)線、云臺、護罩等。前端設(shè)備的核心是視頻編碼器，主要完成攝像機攝取的視頻信號數(shù)字化并進行壓縮，經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控終端。

前端設(shè)備有56臺攝像機，其中動點攝像機7臺，移動范圍水平0—360度，垂直0-90度，分別安裝在室外通道大門處，一層南外圍，一層西部北外圍，一層室外閱覽區(qū)，二層大廳，三層中段，四層中段。動點攝像機可360度旋轉(zhuǎn)，任意放大、聚焦、變焦，可監(jiān)控室外、室內(nèi)、二、三、四層西側(cè)、中段、東側(cè)區(qū)域的各個角落中某一個細部，7臺動點攝像機全部配有吸頂式云臺并加裝球型護罩。定點攝像機49臺，分別安裝在二層大廳、西側(cè)、東側(cè)、北側(cè)，三層中段、西側(cè)、東側(cè)、北側(cè)，四層中段、西側(cè)、東側(cè)、北側(cè)，一層大廳和通往庫存本庫的走廊。

二至四層通訊傳輸用電源線、視頻線、控制線、網(wǎng)線、雙絞線、同軸電纜，光纖采用明槽式結(jié)構(gòu)，樓梯和一層采用鋁板橋架式結(jié)構(gòu)。

室內(nèi)監(jiān)控范圍包括：二層設(shè)動點攝像機1臺，定點攝像機18臺，監(jiān)控二層圖書館大門、大廳、門禁系統(tǒng)周邊、圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)周邊、計算機檢索區(qū)，二層中文體育圖書借閱區(qū)、中文綜合圖書借閱區(qū)、中文文藝圖書借閱區(qū)的全貌和每排書架過道，以及存包柜等處，監(jiān)控范圍無死角；三層設(shè)動點攝像機1臺，定點攝像機13臺，分別監(jiān)控中文體育報刊閱覽區(qū)、中文綜合報刊閱覽區(qū)、外文書刊閱覽區(qū)的全貌和每排書架過道，以及教學(xué)研究區(qū)、存包柜，監(jiān)控范圍無死角；四層設(shè)動點攝像機1臺，定點攝像機15臺，分別監(jiān)控電子閱覽區(qū)、中文過刊閱覽區(qū)、奧林匹克信息中心、學(xué)位論文閱覽區(qū)的全貌和每排書架過道以及文庫、展覽區(qū)、存包柜，監(jiān)控范圍無死角；一層設(shè)定點攝像機3臺，分別監(jiān)控一層大門、大廳、通往庫存本庫的走廊。

室外監(jiān)控范圍包括：室外設(shè)動點攝像機4臺，監(jiān)控一層南側(cè)外圍及周邊、一層北側(cè)西部外圍及周邊、一層封閉式的室外閱覽區(qū)。

2.2系統(tǒng)硬件軟件購架

圖像監(jiān)控系統(tǒng)采用的主處理器為高性能工業(yè)級嵌入式微控制器，嵌入式LINUX軟件操作系統(tǒng)，可多工操作，可同時多路錄像、同時錄像回放、同時網(wǎng)絡(luò)操作等系統(tǒng)資源，操作界面為人性化、圖形化、菜單會話界面。輸入設(shè)備有面板按鍵、鼠標(biāo)操作、遙控器操作、網(wǎng)絡(luò)模擬前面板，可以采用數(shù)字、英文、符號、可擴展中文輸入四種輸入方法，菜單中對相同設(shè)置可進行快捷復(fù)制粘貼操作，左鍵菜單列出了畫面分割功能，鼠標(biāo)雙擊直接切換畫面等快捷功能，圖像壓縮方式MPEG—4／H.264，支持1路／2路／4路／8-路／12路／16路視音頻信號，每路視頻信號由獨立硬件進行實時壓縮，聲音與圖像保持穩(wěn)定同步。系統(tǒng)內(nèi)置1—4IDE接口，可掛接1—8塊各容量硬盤，硬盤工作采用非工作盤休眠處理，利于散熱及降低功耗、延長硬盤壽命，存儲硬盤文件包括覆蓋式循環(huán)記錄和非循環(huán)記錄，存儲數(shù)據(jù)采用專用格式，無法篡改數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全。

2.3系統(tǒng)功能描述

2.3.1實時監(jiān)控功能

本系統(tǒng)具備模擬輸出接口和VGA接口，可以通過監(jiān)控中心的1—4號監(jiān)視屏，對圖書館內(nèi)外56個動點和定點鏡頭所監(jiān)控區(qū)域進行實時畫面監(jiān)控，在監(jiān)控的同時，監(jiān)視屏幕畫面上顯示錄像碼流和每小時占用的空間。通道畫面提示通道狀態(tài)，如錄像、動態(tài)檢測、視頻丟失、視頻鎖定等。

2.3.2錄像回放檢索及備份功能

圖書館56路監(jiān)控，每路同時可以實現(xiàn)單路回放檢索、倒放、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、錄像查詢下載等多功能操作。系統(tǒng)支持手動和自動、普通、定時錄像、報警錄像、動態(tài)檢測錄像，上述幾種方式都帶有預(yù)錄功能。

本系統(tǒng)還具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以回放硬盤錄像機上記錄的文件，有慢放、快放、倒放及逐幀播放等類型分類檢索模式，回放錄像時可以顯示事件發(fā)生的準(zhǔn)確時間，單畫面全屏回放時可以選擇圖書館56個監(jiān)控區(qū)域中任意區(qū)域進行局部放大，播放該區(qū)域的

錄像。同時系統(tǒng)還可以通過IDE接口、USB接口使用普通u盤、移動硬盤、刻錄光驅(qū)進行備份，還可以通過網(wǎng)絡(luò)下載硬盤上的文件進行備份。

2.3.3云臺控制功能

系統(tǒng)支持通過RS485通訊的云臺解碼器，實現(xiàn)云臺和球機控制，調(diào)整攝像機的拍攝角度、光圈大小、焦距長短及被拍攝物體的遠近。

2.3.4報警聯(lián)動功能

系統(tǒng)DI／HDI具備8路外部電壓量報警輸入，CIF為4／8／16路接地報警輸入(接地產(chǎn)生報警)并具備視頻丟失報警、動態(tài)檢測報警，具備多路繼電器開關(guān)量報警輸出，便捷的實現(xiàn)報警聯(lián)動及現(xiàn)場燈光控制。

2.3.5網(wǎng)絡(luò)操作功能

系統(tǒng)除實現(xiàn)上述主要功能外，還可以實現(xiàn)設(shè)置參數(shù)的修改以及系統(tǒng)的軟件升級。采用嵌入TCP／IP協(xié)議及嵌入式操作系統(tǒng)，可以通過Windows自帶的IE瀏覽器訪問，還具有遠程報警處理以及系統(tǒng)日志查看等功能。

3門禁系統(tǒng)

高校圖書館安裝門禁系統(tǒng)首先是承擔(dān)重要的大門守21132作，避免外來人員給圖書館帶來的安全隱患，在一定程度上杜絕了一些非安全因素的發(fā)生，保證了設(shè)備與書、刊文獻的安全性。其次系統(tǒng)忠實記錄了所有入館者的人館時間、姓名等詳細資料，為廣大師生來館利用文獻提供了真實可靠的數(shù)據(jù)。

3.1門禁系統(tǒng)的特點

門禁系統(tǒng)能利用讀者進館刷卡，自動識別讀者有效證件號、姓名等數(shù)據(jù)并進行人館權(quán)限確認。有效卡閘機開門放行，無效卡系統(tǒng)發(fā)出聲、光提示，閘機關(guān)門禁止通行。

門禁系統(tǒng)具有友好性，體現(xiàn)了高校圖書館人文管理的內(nèi)涵，在與讀者的交互信息中沒有具備強迫性，使讀者在進入門禁系統(tǒng)時可以安全通暢。目前高校圖書館安裝的門禁系統(tǒng)多為聯(lián)網(wǎng)式，系統(tǒng)由兩部分組成，前端為設(shè)備識別裝置，刷卡進入閘機和門鎖啟閉裝置，另一部分為安裝在系統(tǒng)管理計算機上的軟件產(chǎn)品，通過計算機對門禁控制器實施控制。

3.2主要功能描述

3.2.1自動識別功能

入館讀者刷卡后系統(tǒng)自動讀卡，顯示屏顯示持卡人姓名，由門控制器檢驗卡，決定是否放行，由計算機負責(zé)記錄、存儲、統(tǒng)計。

3.2.2信息提示功能

門禁具有完善的可通行通道指示(綠色V)和不可通行通道指示(紅色×)，并伴有語音提示、聲光報警，從而有效地引導(dǎo)讀者通行。

3.2.3信息管理功能

實時采集進館讀者的數(shù)據(jù)，自動產(chǎn)生進館讀者的詳細記錄，生成統(tǒng)計報表和統(tǒng)計圖，系統(tǒng)有詳細的信息管理軟件。

3.2.4系統(tǒng)管理功能

系統(tǒng)能靈活地設(shè)置參數(shù)和運行模式、運行狀態(tài)，如有效卡的通過時間，驗卡后的等待時間，重復(fù)刷卡的間隔時間，免檢模式，緊急通行模式等。

3.2.5后臺控制功能

后臺數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的控制中心，門禁的計算機管理系統(tǒng)將進館讀者信息記錄并定時的發(fā)送到后臺數(shù)據(jù)庫。

3.2.6系統(tǒng)擴充功能

系統(tǒng)可實現(xiàn)IC卡、條碼卡、磁卡等各類證卡的準(zhǔn)確讀取，并支持校園一卡通，預(yù)留了三種讀寫器接口，高校圖書館可根據(jù)需要方便地更換刷卡類型。

3.2.7通訊處理功能

通訊管理器負責(zé)門禁與管理計算機的通訊，處理完成讀者讀卡信息的發(fā)送和反饋數(shù)據(jù)的接收。能及時掌握讀者流量，了解各院、系教師和學(xué)生讀者的到館率等數(shù)據(jù)以備查詢，員工進館統(tǒng)計和打卡機配套使用做為考勤的依據(jù)。

4圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)

4.1圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)的原理

圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)屬于電磁感應(yīng)類監(jiān)測系統(tǒng)，它采用電磁感應(yīng)原理設(shè)計制作，在通道一側(cè)發(fā)送支架內(nèi)裝有發(fā)射線圈，通過外接式控制箱控制，通入正弦振蕩信號，建立超低工作頻率的電磁場，同時利用通道另一側(cè)支架內(nèi)的接收線圈，在一個特定的閉環(huán)電磁場的作用下，對固定頻率的磁場信號實施監(jiān)測。如果攜帶未消磁的圖書通過監(jiān)測通道時，系統(tǒng)內(nèi)置的紅色報警燈就會自動報警，并伴有聲音提示，同時報警燈能準(zhǔn)確地指示觸發(fā)報警的通道。由于圖書監(jiān)測儀系統(tǒng)采用低頻電磁波監(jiān)測，可以把系統(tǒng)周圍的電子產(chǎn)品對監(jiān)測儀的干擾降到最小，減少誤報，以達到最佳的安全監(jiān)測效果。

4.2系統(tǒng)的功能及安裝描述

系統(tǒng)采用外接式電路箱，應(yīng)用極低的電磁波與可調(diào)節(jié)偵測高度設(shè)計，大大提升了系統(tǒng)與環(huán)境的相容性與偵測范圍的控制性，降低了誤報率，擁有極其安全的監(jiān)測效果。

系統(tǒng)監(jiān)測范圍高度可達地面以上1800mm并可調(diào)節(jié)適應(yīng)不同的監(jiān)測身高需要，通道寬度109mm內(nèi)置計數(shù)器，自動記錄通行人數(shù)。該系統(tǒng)和所有的3M圖書館系統(tǒng)附屬設(shè)備產(chǎn)品具有相容性。通過美國UL、加拿大CUL及歐洲CE認證標(biāo)準(zhǔn)。

北京體育大學(xué)在圖書館大廳門禁的兩側(cè)，各安裝了一臺單通道3MODEL3501DM型圖書監(jiān)測儀，方式為直接式安裝，該儀器具有簡約和流線型設(shè)計，外型美觀，與之配套的是二臺3M圖書充消磁器，用于對外借的圖書進行消磁，對歸還的圖書進行充磁。開架圖書中全部裝有3MTattle--Tape安全消磁條，對全館開架的圖書擁有極其安全的監(jiān)測效果。

5火災(zāi)預(yù)測報警系統(tǒng)

火災(zāi)預(yù)測報警系統(tǒng)在高校圖書館安防系統(tǒng)中占最重要的地位，該系統(tǒng)一年365天，每天都在嚴密監(jiān)控著圖書館可能出現(xiàn)的火災(zāi)危機。

圖書館的火災(zāi)報警系統(tǒng)主要是由火災(zāi)探測器(觸發(fā)器件)、火災(zāi)報警裝置以及其他輔助功能裝置組成，它能在火災(zāi)初期將燃燒的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過火災(zāi)探測器變成電信號傳送到火災(zāi)報警器，并發(fā)出聲光報警信號，同時指示出報警的準(zhǔn)確位置。

聯(lián)動型火災(zāi)報警控制器。常用的聯(lián)動型火災(zāi)報警控制器按其用途可分為區(qū)域報警控制器和集中報警控制器。區(qū)域報警控制器的主要功能包括：火災(zāi)信號處理與判斷，聲、光報警，故障檢測，模擬檢查，報警記時，備電切換和聯(lián)動控制等。集中報警控制器的主要功能包括：報警顯示、控制顯示記時、聯(lián)動聯(lián)絡(luò)控制、信息傳輸處理、火警、故障具體位置信息、記錄火情處具體位置、具體時間打印并記錄。

該報警器具有液晶顯示功能，采用全液晶顯示，能方便快捷地查詢系統(tǒng)火災(zāi)信息及系統(tǒng)工作狀態(tài)，快速地查詢到所要的信息。系統(tǒng)火災(zāi)記錄功能具有黑匣子功能，可存儲1000條記錄，方式先進可靠，存儲記錄時間長，具有打印功能。根據(jù)用戶需要選擇打印內(nèi)容，節(jié)點輸出功能，系統(tǒng)具備6組可編程繼電器有源輸出，可根據(jù)圖書需要設(shè)置啟動邏輯，可直接從鍵盤輸入，圖書館工作人員即可編程，系統(tǒng)采用二總線回路，可同時支持分支、單支、樹型分支等多種布線方式。

火災(zāi)探測器是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中最重要的檢測原件，該原件工作的靈敏度、可靠性、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)影響著整個報警系統(tǒng)的好壞。

北京體育大學(xué)圖書館安裝的是LDl28E(Q)聯(lián)動型火災(zāi)報警控制器(集中報警控制器)，該控制器可匹配4個回路，每個回路可混接256個探測器、聯(lián)動模塊或區(qū)顯，即聯(lián)動控制器總?cè)萘繛?024點，其中探測器、聯(lián)動模塊和區(qū)顯的比例可自由調(diào)配。同時它除有一組公共火災(zāi)繼電器輸出節(jié)點外，還有6路繼電器有源輸出。控制器具有一個CAN總線接口，可以和其他控制器形成對等網(wǎng)絡(luò)，可與CRT樓宇自動化設(shè)備及運程消防管理系統(tǒng)相連。

一層共23個房間各安裝了一個智能型煙感式火災(zāi)探測器。一層門廳東、西、北走道安裝探測器11個，一層共計34個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個；二層大廳安裝探測器6個，手動報警按鈕1個，聲光報警器1個。二層開架借閱區(qū)，安裝探測器12個，手動報警按鈕2個，聲光報警器2個；三層3個閱覽區(qū)與研究區(qū)共設(shè)探測器17個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個；四層電子閱覽區(qū)、奧林匹克文獻信息中心、展覽區(qū)、過刊閱覽區(qū)安裝器探測器16個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個。書庫為六層，一層庫存本庫和二層書庫安裝探測器10個，手動報警按鈕2個，聲光報警器2個；3—6層書庫每層各安裝探測器10個，手動報警按鈕各1個，聲光報警器各1個。全館共安裝智能型煙感式火災(zāi)探測器164個，手動報警按鈕20個，聲光報警按鈕20個。聯(lián)動型火災(zāi)報警控置設(shè)備安裝在一層控制室，有工作人員24小時進行值守。

本文描寫的安防系統(tǒng)在北京體育大學(xué)圖書館已經(jīng)取得了具體的設(shè)計與實現(xiàn)，從系統(tǒng)安裝后的使用情況看，該系統(tǒng)的設(shè)計較為合理，能夠滿足圖書館對安全防范的需求，達到了安裝安防系統(tǒng)的目的，目前該系統(tǒng)工作正常，狀態(tài)穩(wěn)定，運行良好，保證了圖書館的安全，大大減輕了工作人員巡視的工作量。