智能樓宇安防監控系統的設計與應用

【摘要】安防監控系統承擔著智能樓宇的安全保衛工作，針對智能樓宇對安防監控系統的要求，提出了一種基于室內安防、周邊防范和視頻監控三位一體的安全防范系統的設計方案。實踐表明該設計方案工作穩定、功能多樣，可以滿足大樓的安防要求。

【關鍵詞】智能樓宇;室內安防;周界防范;視頻監控

智能樓宇綜合了計算機、網絡通信等方面的最先進技術，對建筑物內的設備進行自動控制，對信息資源進行有效管理，為用戶提供便捷服務，實現建筑物自動化、通信自動化、辦公自動化、安全保衛自動化和消防自動化，樓宇智能化是未來發展的趨勢。智能樓宇是由綜合布線、計算機網絡和安防監控等多個系統組成，其中安防監控系統是其重要組成部分，它確保整座大樓的安全。因此，設計一個完善而實用的安防監控系統有著非常重要的意義。

1.安防監控系統的技術要求

安防監控系統由入侵檢測系統和視頻監控系統兩部分組成。

1.1 入侵檢測系統的技術要求

入侵檢測系統又可分為室內安防系統和周邊防范系統兩部分。

1.1.1 室內安防系統的技術要求

室內安防系統集通訊與網絡技術、傳感技術、自控技術等多種技術為一體，利用網絡傳輸技術，將室內安全防范、信息交流、樓宇管理和服務集為一體而構成的智能系統，確保住戶人身和財產安全。室內安防系統要求實現的功能如下：

（1）緊急求助功能：緊急求助按鈕一般安裝在床頭、衛生間等人容易觸摸的地方，當發生緊急情況，如盜竊、生病等需要向管理中心求助時，住戶可按下求助按鈕，向管理中心發出緊急求救信號，管理中心接到緊急求助信息以后可以迅速派人員施救。此外，當發生緊急事故時，業主也可以通過可視對講分機向保安室尋求支援。

（2）火災、可燃氣體泄漏報警功能：可以在廚房、臥室等場所安裝可燃氣體探測器或感煙探測器，當出現火警時，可以迅速向管理中心報警，或自動撥打119電話進行報警。安保人員接警后迅速處理，避免火災事故的發生和確保生命財產安全。

（3）非法入侵報警功能：室內安裝有門磁、窗磁、幕簾和紅外等多種探測器，當發生非法入侵時，會觸動室內報警器報警，同時向管理中心機和業主手機發出報警信號，或自動撥打110報警，安保人員接警后可以第一時間趕到現場進行處置。

（4）報警信息查詢功能：室內安防系統通過網絡和管理中心計算機進行聯網，安保人員可以隨時通過管理中心機或計算機查詢相關報警記錄，實時掌握樓宇安防情況，確保大樓安全。

1.1.2 周邊防范系統的技術要求

智能樓宇的周邊防范系統利用現代電子技術，通過電子圍欄和各種探測器自動檢測發生在智能樓宇周邊的入侵行為，一旦發生警情，系統會自動向管理中心發出報警信號并顯示報警區域，便于迅速采取相應的應急措施。防盜報警系統是預防搶劫、盜竊等意外事件的重要措施，是智能樓宇的外圍安保措施。周邊防范系統要求實現的功能如下：

（1）主動式防入侵功能：通過安裝在大樓周邊圍墻上的電子圍欄，可以有效地擊退入侵者，延遲入侵時間。當有人攀越圍墻或破壞圍欄時，會發出語音警告或拉響警鈴，同時把報警信號上傳到報警主機，聯動高速球攝像機對事故現場進行攝像取證，電子地圖顯示事發地點，安保人員可迅速掌握現場情況。

（2）非法入侵報警功能：通過安裝在智能樓宇周邊的紅外對射、玻璃破碎、震動和幕簾等探測器，可獲得大廈的主要通道、出入口、重要部位及周邊的情況，以利防范工作。當非法入侵發生時，觸動探測器，向報警主機發送報警信號，或通過報警主機電話報警。

（3）報警信息管理功能：周邊防范系統主要由電子圍欄、報警主機、各種探測器和計算機網絡組成。通過計算機軟件可以對整個系統進行控制，也可以對報警信息進行管理或通過打印機實時打印。

1.2 視頻監控系統的技術要求

視頻監控系統是智能樓宇安全防范系統的重要組成部分。視頻監控系統由實時控制系統、監視系統及信息管理系統組成。實時控制系統完成實時數據采集處理、存儲、反饋的功能;監視系統完成對各個監控點的全天候的監視，并且能夠切換多路圖像;信息管理系統完成信息的采集和處理，是整個系統的控制核心。視頻監控系統要求實現的功能如下：

（1）實時的監控錄像功能：數字硬盤錄像機能夠保存一定時間段內的視頻圖像信息，并且還應記錄與圖像信息相關的諸如通道、時間、報警信息等檢索信息，能夠很方便地進行視頻調用和切換，并能夠通過回放、圖像抓拍等方式進行報警復核、查詢、取證，為事后調查提供有力證據。還可通過計算機網絡進行遠程監控。

（2）靈活的報警聯動功能：視頻監控系統除了具有視頻丟失報警功能之外，還可靈活設置報警觸發條件，當發生警情時，通過預設方式自動調用音視頻信息進行報警復核，并觸發錄音錄像以及提供事件觸發報警的遠程提示及聯動功能。如以屏幕提示、發送Email、報警聯動、指定錄像等各種方式將報警信息發送給其他用戶。

2.安防監控系統的設計方案

智能樓宇安防監控系統是把室內安防系統、周邊防范系統和視頻監控系統按照上述技術要求組成一個有機的整體，它們既相互聯系又相對獨立，各司其責，協同工作，共同完成樓宇的安全防范任務。

2.1 室內安防系統設計

室內安防系統的設計框圖如圖1所示。結合對講門禁系統，通過多功能室內分機連接聲光報警器、緊急求助按鈕和門磁等多種探測器，然后通過層間分配器、聯網器與管理中心機、計算機等聯接成一個整體。通過區域聯網，可實現整個區域所有用戶的保安接警管理。每個用戶的安全防范系統通過總線都可將報警信號傳送至管理中心，保安人員能夠及時接警處理。

圖1 室內安防系統框圖

主要設備說明：

（1）管理中心機：管理中心機選用深圳海灣公司的GST-DJ6406C彩色圖像顯示管理中心機。管理中心機通過CAN總線與多功能室內可視對講分機通信，實時監控室內安防情況，接收室內分機的報警信息，并通過文字和聲音進行報警。此外管理中心機可通過RS232通信模塊與計算機通信，將報警信息實時上傳至上位機，通過軟件對報警信息進行處理。

（2）多功能室內分機：多功能室內分機選用海灣公司的GST-DJ6805C彩色圖像顯示室內分機。它除了可與管理中心機和其它室內分機進行可視對講通話之外，還提供8路報警接口，可外接門磁、窗磁、燃氣泄漏、紅外、感煙等探測器，實現火警、盜警、緊急求救等報警功能，并可以布撤防。

2.2 周邊防范系統設計

周邊防范系統的設計框圖如圖2所示。周邊防盜報警系統承擔著智能樓宇內外各個點、線、面或區域的監控報警任務，主要由電子圍欄、各種探測器、區域控制器和管理中心幾部分組成。最底層是電子圍欄、探測器和執行設備，負責阻止和探測非法入侵情況，當出現異常情況時，聲光報警器發聲報警，同時向區域控制器發送報警信息，可聯動攝像機進行現場攝像，而區域控制器同時也向管理中心發送報警信息。

圖2 周邊防范系統框圖

主要設備說明：

（1）圍欄脈沖主機：采用金盛通達公司的JS-TD2010主機，采用差分脈沖電壓輸出技術，具有斷路、短路和失電報警功能;具有故障自我檢測功能;具有高、低壓手動切換、遠程設備自動切換功能;具有高壓脈沖電壓和報警信號顯示功能。誤報率低、功耗小，續電時間長，具有常開、常閉接點報警輸出端口，可與多種現代安防產品配套使用。

（2）大型報警主機：采用BOSCH公司的DS7400XI-CHI報警主機，它是一種大型的防火、防盜報警系統，可與各種探測器相連接。主機自帶8個防區，可擴充至248個防區。可接15個鍵盤，分為8個獨立分區，可獨立布撤防。擁有200組個人操作密碼，30種可編程防區功能，可實現一對一，多對一，一對多等多種報警輸出。通過DS7412可實現與計算機的直接連接，或通過接口設備與LAN連接。通過PSTN實現與報警中心電話連接，支持4+2、SIA和Contact ID等多種通訊格式。可實現鍵盤編程或遠程遙控編程，可接無線擴充防區。

（3）小型報警主機：采用BOSCH公司的DS6MX-CHI報警主機，它是一個6防區鍵盤，既可以單獨使用，也可以通過總線連接到DS7400XI大型報警主機，用于小區或大廈安保系統的獨立用戶。DS6MX-CHI有6個報警輸入防區，1個報警繼電器輸出，2個固態輸出和1個鑰匙開關。支持1個主碼，3個用戶碼，1個劫持碼和1個開門密碼。DS6MX-CHI也支持無線功能。

（4）液晶鍵盤：DS7447E是一款四線式字母數字顯示液晶鍵盤，需與DS7400XI或DS7200系列控制主機配合使用。它支持系統所有功能，通過DS7447E液晶鍵盤可以對DS7400XI主機進行編程。另外鍵盤上還設置了火警鍵、特別事故鍵和緊急救護鍵等三個可編程緊急按鍵。液晶鍵盤與控制主機之間的電纜長度不得超過305米。

2.3 視頻監控系統設計

視頻監控系統一般由前端、傳輸、控制及顯示記錄四個部分組成。前端部分由安裝在重要監視部位的多個攝像機組成;傳輸部分包括電纜或光纜，以及調制解調設備等;控制部分包括視頻切換器、云臺控制器、操作鍵盤等;顯示記錄設備包括數字硬盤錄像機、監視器和計算機等。

主要設備說明：

（1）矩陣主機：采用華維CCTV矩陣主機，最大可切換1024路視頻輸入信號到128路視頻輸出，通過監視器進行監視，或送到DVR錄像機錄像。可配置多個鍵盤或計算機圖形工作站，可控制高速球云臺攝像機進行光圈、聚焦、變倍及轉動。可進行矩陣切換、隊列切換、群組切換、預置點調用、報警聯動和報警信息查詢。可連接電腦，運用圖形界面軟件，可實現基于電子地圖和設備樹的矩陣系統操作和編程。

（2） 數字硬盤錄像機：采用大華硬盤錄像機，可實現音視頻錄像、回放、監視和查詢等功能，具有遠程監控能力，支持TV、VGA和HDMI同時輸出。支持多路音視頻信號，數據存儲采用專用格式，確保數據安全。具有多路報警輸入、輸出接口，實現報警聯動和現場燈光控制。通過RS485通信接口實現對云臺或球機的控制。

3.安防監控系統的應用

以一個住宅小區為例，按照上述安防監控系統的要求，完成系統的設計安裝。具體如下：

設一個管理中心，里面裝有管理中心機、電話、計算機、打印機、監視器、矩陣主機、數字硬盤錄像機以及感溫、感煙探測器和聲光報警器等設備，配備24小時安保值班人員。在小區出入口和住宅樓的大堂安裝有門口主機，每一住戶都安裝有多功能室內分機（需設置不同地址）、緊急按鈕、聲光報警器和各種探測器，可實現自動報警和人工報警，并與保安隨時聯系。

在小區圍墻上安裝電子圍欄、信響器、燈光補償器、紅外對射探測器、紅外攝像機和智能球機。大型報警主機、液晶鍵盤和小型報警主機可以安裝在弱電井。在一樓大堂所有門窗都安裝上門磁、窗磁、震動或紅外探測器。在停車場和門廳、小區及地庫出入口安裝槍式攝像機，在大堂和電梯轎廂各安裝一個半球攝像機，每一個樓層過道安裝一個紅外攝像機，在小區廣場、道路等公共區域安裝高速球攝像機。所有攝像機都可以實時監視監控點的情況，并通過矩陣主機或硬盤錄像機實現視頻切換、預置點調用和輪巡等功能。

由于DS7400XI報警主機自身只有8個防區，而小區需要防范的區域較多，故需要利用DS7436雙回路總線驅動器進行防區擴展，可外接多個6防區的DS6MX-CHI小型報警主機、8防區的DS7432或單防區的DS7457i。為了方便管理，可以把防區進行分區設置，并把感煙、感溫和燃氣泄漏探測器設置成24小時防區，震動和幕簾探測器可設置成延時防區，紅外和玻璃破碎探測器可設置成即時防區等等。攝像機可以設置遮擋報警，并通過數字硬盤錄像機和高速球攝像機對一些重要區域進行聯動報警設置，當這一區域出現警情時，在觸動相應報警裝置的同時，高速球攝像機可以快速轉向該區域進行攝像取證。

通過DS7447E液晶鍵盤可以很方便地對大型報警主機DS7400XI各個防區進行編程，小型報警主機DS6MX-CHI可以對自身防區進行編程，通過編程賦予每個防區相應的防區功能。DS7400XI和DS6MX-CHI報警主機都可以設置劫持碼報警，當發生劫持事件時，可以通過事先設置的劫持碼在進行撤防的同時進行無聲報警。DS7400XI可設置三個報警電話，方便進行電話報警，并通過安裝在計算機上的CMS7000管理軟件，可以方便地進行系統的各項設置以及信息的查詢和管理等工作。

4.結束語

根據上述方案設計的智能樓宇安防監控系統能夠有效地對樓宇進行安全防范，性能穩定，功能比較全面，智能化程度較高，能夠滿足一般樓宇的安防監控要求。但隨著視頻監控網絡化和圖像分析智能化的發展，視頻監控從被動監控發展到主動監控，從目標的人工識別到智能識別，未來的智能樓宇安防監控系統的智能化程度會越來越高。

參考文獻

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作者簡介：陳永洪（1968—），男，碩士，電子講師，主要研究方向：電子通信與電氣自動化。