基于脈沖的電子圍欄安防綜合監控系統設計研究

【摘要】電子圍欄安防綜合監控系統可對電子防護墻的單個或多個防區進行操控，實時監控現場實況和設備狀態，提高系統的靈活性和可擴充性，它使得整個周界防護系統具備多重報警、自動記錄、遠程傳輸和信息中央處理的功能。在各種系統龐大、設備數量多的地方，如油井分區、高壓變電站等地的周界防護系統配置這樣的監控平臺后，監控中心的辦公室即能及時準確了解現場的異常狀況和電子防護墻的異常狀態，真正做到無人值守現場、減少安全隱患、提高工作效率。

【關鍵詞】電子圍欄；脈沖；監控系統

1.引言

隨著無線局安全傳輸發射工作的地位、性質、任務、作用的不斷提高，安全防范、企事業單位安全越來越凸現其極端重要性。我們過去采取的安防措施主要是建設圍墻，進而安裝了攝像監控系統，這些措施的實施都起到一定的防范作用，但是，卻存在一定缺陷。利用圍墻防范，入侵者照樣可以越墻來達到其目的，攝像監控系統只能監控而不能阻擋，而且還存在盲區，如果加裝遠紅外系統會由于動物、靜電等外界因素產生干擾而發生誤報警，特別是夜間監控效果更不理想。鑒于以上原因，脈沖電子圍欄安防綜合監控系統應運而生。

2.工作原理

脈沖電子圍欄安防綜合監控系統由本地電子圍欄系統和遠程監控系統構成。

2.1 電子圍欄系統

電子圍欄系統主要由電子圍欄能量控制器（脈沖主機）和帶電脈沖的電子纜線組成，能量控制器的發射端可以產生高壓脈沖或低壓脈沖，此脈沖經過纜線傳到前端圍墻的電子圍欄上。電子圍欄根據安全防范的要求及圍墻和周邊建筑、環境、地形等情況，在現有的圍墻上安裝由電子纜線組成的脈沖電子圍欄，一般兩根電子纜線的間隔為15cm至20cm，圍欄總高度為60cm到80cm，可有效實現阻擋。

前端電子圍欄上接收到能量控制器發出的電脈沖形成回路后，把脈沖回傳到控制器的接收端，電子纜線產生的非致命脈沖電壓能有效阻擋入侵者非法入侵。入侵者越墻碰觸或剪斷電子纜線時，能量控制器都會立刻實施聲、光報警，并把入侵信號發送到安全監控系統值班室，即遠程監控系統。為了鑒別發生報警的區域，根據實際需要可隨意設置防范區域，并將各區域進行編號、命名，發現哪個防區發生報警，立刻實施本防區的防范。電子圍欄原理圖如圖1所示。

2.2 遠程監控系統

遠程監控系統具有通用性，主要由計算機、硬盤錄像機、視頻光端機、監視器、控制桌、接口模塊等組成。硬盤錄像機功能強大，可實現視頻輸出監看、錄像、多路回放、多工處理、傳感器/報警、攝像機云臺鏡頭控制、硬盤空間管理和數據備份、網絡功能等，不僅實現傳統意義上圖像監控、語音監控，還能實現數據量的遙測、遙信。獨特的分布式技術和多級網絡拓撲結構，適合大規模應用，進而提高了系統可靠性、安全性，可對整個系統進行有效管理。具體描述如下：

2.2.1 預覽模式圖像

監控可設置為：1畫面、4畫面、9畫面、16畫面等；圖像未經壓縮，因此監控畫面完全無滯后，無拖尾，不失真。

2.2.2 錄像支持

最大200幀/秒的錄像；錄像方式：循環被蓋記錄或非循環記錄（硬盤滿報警）；錄像模式：系統可設置常年錄像、定時錄像，手動錄像，報警觸發錄像，動態感知錄像；回放模式：多路回放（通過本地的監視器或VGA接口顯示設備），支持時間定位回放，有快放、慢放、倒放、暫停、單幀等回放模式；回放和預覽可以同時進行。

2.2.3 視頻輸出方式

監視器及VGA接口的顯示設備，顯示模式有1路/4路/9路/16路等；使用遙控器和控制面板，可實現多畫面任意分割顯示或輪流切換顯示、單畫面手動或自動切換顯示、重點畫面固定顯示、動態感知和報警畫面自動切換顯示，數字矩陣功能大大節省投資造價。

2.2.4 多工處理

可同時進行監控、錄像、回放、備份、遠程同步監控、遠程回放、遠程下載，多任務并發處理。

2.2.5 傳感器/報警功能

可連接多路報警輸入和多路報警輸出；開關量、異常、移動偵測報警聯動輸出。

2.2.6 云臺鏡頭控制

通過RS-232端口連接云臺解碼器或快球，可用遙控器、專用鍵盤或在網絡上進行云臺、光圈、變焦、聚焦等控制，控制速度可調整。

2.2.7 硬盤空間管理和數據備份

可以接八個IDE硬盤，被支持的每個IDE硬盤的容量可達2000GB，或為非循環記錄（硬盤滿報警）。為了對前端電子圍欄周邊環境及警情進行監控，根據實際情況沿圍欄合理設置攝像機。配制攝像機要具備預設位功能，平時攝像機可以監看圍欄周邊的整個情況，一旦有情況報警，攝像機立刻調整到預設位進行最佳狀態的跟蹤監看。夜間可以加裝遠紅外燈，也可加裝射燈，射燈可以設置為平時處于關閉狀態，一旦有情況時立刻跟蹤打開，確保晚上有情況時有效監控并及時錄像。

3.脈沖電子圍欄綜合安防監控

電子圍欄能量控制器輸出的數個防區報警信息通過光纜、光端設備或屏蔽電纜，直接與安防監控中心的網絡硬盤錄像機報警輸入端子Dl連接。電子圍欄能量控制器（主機）收到前端探測器的報警信息后，在本地發出聲光報警信號，開啟現場燈光，同時將報警信號輸出到安防監控中心的網絡硬盤錄像機，主控室發出聲光報警信號，提醒值班人員及時處理。同時發出控制信號，控制相關聯的攝像機自動轉動到預定位置進行有效監控，啟動錄像，立刻監控現場的情況，從而，實現阻擋、報警、視頻監控聯動的綜合效應。

4.系統特點

（l）系統采用了先進的“阻擋為主，報警、 監控為輔”，的周界安防理念，帶有高壓脈沖電的前端圍欄給入侵者極大的威懾感阻擋，有形圍欄給入侵者設置了很多障礙，5000V～8000V電子纜線產生的脈沖電壓能有效阻擋入侵者，主動對入侵企圖作出反擊，延遲入侵時間，并不傷害人的生命，并且在圍欄上設有明顯的警示標志。如強行入侵，則系統自動發出聲、光報警，并可以與其他安防系統聯動（如：防盜報警主機、視頻監控系統、110報警等）。

（2）誤報率極低。系統報警原理先進，克服了傳統的紅外、微波、靜電感應等技術的缺陷，報等基本不受氣候、地形、樹木、小動物等影響，能維持最高報警值。

（3）無盲區、無死角。前端圍欄是有形的圍欄，可以隨著地形高低起伏任意架設。

（4）安全可靠。與傳統電網相比，從脈沖主機傳出的高壓脈沖能量非常小，電流為60mA，頻率低（60次/分，占空比1/10），有人一旦觸碰，猶如電棍觸擊，不會造成生命傷害。一旦系統短路或斷路時，監控器及時發出報警信號。安全可靠的依據描述：電流通過人體會引起麻感、針刺感、疼痛、心顫動等癥狀，心室顫動是小電流電擊使人致命最多見和最危險的原因，人體遭電擊引起心室頗動受電流持續時間、電流途徑等因素影響，依據國家安全工程師手冊）中50hz～100hz交流電流對人體作用的標準規定，當通過人體電流持續時間超過心臟搏動周期時，人的心室頗動電流約為50mA，當電流持續時間短于心臟搏動周期時，人的心室顫動電流約為數百mA，當通過人體的電流大于10mA時，根據人的生理特征會自動擺脫帶電體，而本脈沖發生器的輸出電流是占空比為1/10的60mA脈沖電流，電流持續時間為100ms，可見遭電擊后電流持續時間不可能超過人體脈動周期，因此不會造成生命傷害。

（5）設置靈活。重點部位可以設攝像機監控，其它部位僅設報警，如果過去安裝了監控系統，可以有效的加以利用，經過局部調整將原監控系統和電子圍欄系統有機的實現聯動，能節約大量資金。

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