一款適用于發(fā)射臺(tái)站的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張靖宇

（作者單位：四川省廣播電視局513臺(tái)）

廣播電視是黨和政府的喉舌，是黨的輿論宣傳主陣地，廣播電視發(fā)射傳輸臺(tái)站是播出環(huán)節(jié)最重要的部門之一。發(fā)射臺(tái)站一般都具有地處偏遠(yuǎn)、工作區(qū)分散、值守人員不多等特點(diǎn)。如何防范破壞侵?jǐn)_事件發(fā)生，保障廣播電視安全播出，一直是臺(tái)站在不斷優(yōu)化完善的工作。雖然如今臺(tái)站大都已配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生警情事后也能調(diào)閱錄像回放，但視頻監(jiān)看仍需要人工實(shí)時(shí)監(jiān)看，難以做到24小時(shí)不間斷對(duì)所有監(jiān)控畫面進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)于發(fā)現(xiàn)稍縱即逝的警情或及時(shí)阻止非法入侵，就顯得力不從心[1]。而本款防盜報(bào)警系統(tǒng)能在第一時(shí)間觸發(fā)報(bào)警，提醒值守人員發(fā)生警情，同時(shí)能及時(shí)震懾阻止非法入侵，不至于釀成嚴(yán)重安全事故。

本款防盜報(bào)警系統(tǒng)可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)組合使用，功能并不重疊，出現(xiàn)報(bào)警時(shí)可通過(guò)視頻復(fù)核確認(rèn)報(bào)警信息。系統(tǒng)可根據(jù)不同的使用場(chǎng)景，使用不同的探頭擴(kuò)展功能，將臺(tái)站的天線場(chǎng)地、調(diào)配室、值班機(jī)房及臺(tái)區(qū)圍墻等重點(diǎn)區(qū)域納入報(bào)警防區(qū)，采用人防和技防相結(jié)合的手段，防患于未然，將非法入侵的隱患阻止在造成破壞之前，極大提高了臺(tái)站的安保防衛(wèi)工作能力。本款防盜報(bào)警系統(tǒng)不僅限于發(fā)射臺(tái)站應(yīng)用，同樣適用于在其他很多工作場(chǎng)景中使用。

1 防盜報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)構(gòu)架與功能

設(shè)計(jì)一套防盜報(bào)警器系統(tǒng)，首先考慮的是穩(wěn)定性和誤報(bào)率。報(bào)警器只要出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)，就會(huì)影響使用者對(duì)它的可信度，降低安全感。使用者甚至?xí)驗(yàn)轭l繁的誤報(bào)而直接撤防，造成極大的隱患。目前，隨著安防技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)短信報(bào)警、電腦軟件平臺(tái)、移動(dòng)終端控制等在監(jiān)控領(lǐng)域的大量應(yīng)用，技術(shù)的迭代演進(jìn)，安防技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。但筆者及工作人員依然認(rèn)為，如果將一套防盜報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)得復(fù)雜化、功能多樣化，反而還容易因操作失誤造成誤報(bào)和漏報(bào)。因此，針對(duì)發(fā)射臺(tái)站的電磁干擾嚴(yán)重和24小時(shí)有人值守的特點(diǎn)，本報(bào)警系統(tǒng)摒棄看似便捷的無(wú)線模式，放棄采購(gòu)成品報(bào)警主機(jī)，考慮的是用戶使用時(shí)更簡(jiǎn)單直觀，是為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，是根據(jù)發(fā)射臺(tái)站的使用場(chǎng)景量身定制，是為適應(yīng)在發(fā)射臺(tái)站的特殊工作環(huán)境中運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。

本防盜報(bào)警器系統(tǒng)由報(bào)警主機(jī)和6組傳感器探頭組成，主機(jī)系四川省廣播電視局513臺(tái)自主設(shè)計(jì)制作，采用與非門邏輯芯片HD74HC30P為核心的斷線式報(bào)警電路，6組傳感器探頭與主機(jī)采用多芯屏蔽線連接，組成可獨(dú)立撤防布防的6路防區(qū)，具有防剪線、防斷電、防破壞功能。主機(jī)可外接現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器喇叭到警戒區(qū)域，主機(jī)蜂鳴器和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器喇叭并聯(lián)同步工作。考慮主機(jī)是長(zhǎng)期運(yùn)行不停機(jī)的狀態(tài)，筆者對(duì)電路進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，如在確定元器件額定功率與額定電壓等參數(shù)時(shí)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論值，以期設(shè)備達(dá)到更耐用的目的。

當(dāng)系統(tǒng)處于布防模式時(shí)，傳感器探頭被觸發(fā)告警（如雙鑒探頭監(jiān)測(cè)區(qū)有入侵、紅外光柵對(duì)射被穿越、裝磁控開(kāi)關(guān)的門窗被打開(kāi)等情形），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)探測(cè)到侵入行為，產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，提示報(bào)警的防區(qū)位置，同時(shí)主機(jī)蜂鳴器和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器喇叭發(fā)出刺耳報(bào)警聲，會(huì)對(duì)非法入侵者造成極大的震懾。探頭一旦觸發(fā)報(bào)警后，主機(jī)立即鎖定警情不可逆轉(zhuǎn)，必須人工復(fù)位操作，才能撤防或者重新布防，用技術(shù)手段強(qiáng)制約束值守者任何時(shí)候都必須處理警情，否則警號(hào)會(huì)長(zhǎng)鳴不止。

主機(jī)使用2 U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，電源部分是設(shè)計(jì)的安防標(biāo)準(zhǔn)12 V直流電壓作為主供電源，三端穩(wěn)壓是由一個(gè)5 V直流電壓給HD74HC30P芯片供電，傳感器探頭和報(bào)警器喇叭都是12 V直流電壓供電，一個(gè)自動(dòng)充電電路與12 V蓄電池構(gòu)成不間斷電源。主板與機(jī)箱是插件連接，維修時(shí)直接替換主板帶回檢修，這在后期存在異地臺(tái)站維修時(shí)就體現(xiàn)出極大的便捷性。

2 核心元器件介紹

傳感器探頭是報(bào)警系統(tǒng)的核心器件，是準(zhǔn)確報(bào)警和低誤報(bào)率的關(guān)鍵保障。各類傳感器探頭有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，有其適應(yīng)性和局限性，沒(méi)有萬(wàn)能的傳感器探頭，所以需要根據(jù)不同場(chǎng)景靈活配置。四川省廣播電視局513臺(tái)根據(jù)臺(tái)區(qū)安防實(shí)際需求，綜合考慮，精選了3種傳感器探頭構(gòu)建系統(tǒng)，并在具體應(yīng)用中驗(yàn)證了其性能的穩(wěn)定可靠。

2.1 紅外微波雙鑒探頭

這種高保全數(shù)字防寵物紅外探測(cè)器，可有效防止25 kg以下小動(dòng)物引起的誤報(bào)。此探頭是數(shù)字式雙鑒移動(dòng)探頭，結(jié)合了紅外線和微波探測(cè)技術(shù)。在控制范圍內(nèi)，只有兩種報(bào)警技術(shù)的探測(cè)器都產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)時(shí)，才輸出報(bào)警信號(hào)。它既能保持被動(dòng)紅外探測(cè)器無(wú)照明和亮度要求、可晝夜運(yùn)行的特點(diǎn)，又有微波探測(cè)器可靠性強(qiáng)、與熱源無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)定性極高。本雙鑒探頭探測(cè)范圍是90°，12 m×12 m的范圍，適合封鎖通道路口和警戒封閉的區(qū)域等，四川省廣播電視局513臺(tái)是應(yīng)用于天線場(chǎng)地內(nèi)和機(jī)房外必經(jīng)通道處，品牌建議選加拿大楓葉牌。

2.2 數(shù)字變頻紅外光柵對(duì)射探頭

數(shù)字變頻紅外光柵整體穩(wěn)定性好、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字變頻技術(shù)是通過(guò)程序調(diào)制出不同頻率的紅外光，能有效地防止漏報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象[2]。它是雙束識(shí)別，相鄰2光束同時(shí)遮斷則輸出報(bào)警信號(hào)，有效防止飛鳥(niǎo)及小動(dòng)物等小物體引起的誤報(bào)。四川省廣播電視局513臺(tái)選用一組4光束紅外光柵對(duì)射，主要應(yīng)用在機(jī)房一排玻璃窗戶外進(jìn)行警戒防護(hù)。

2.3 常閉門磁開(kāi)關(guān)

它沒(méi)有復(fù)雜的電路，不會(huì)受到干擾，工作原理簡(jiǎn)單，可靠性高。正常狀態(tài)門磁開(kāi)關(guān)閉合時(shí)回傳12 V電壓，門窗打開(kāi)時(shí)門磁常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，則到主機(jī)的12 V報(bào)警回傳電壓斷開(kāi)。四川省廣播電視局513臺(tái)將門磁開(kāi)關(guān)應(yīng)用在調(diào)配室門和機(jī)房活動(dòng)窗戶上作警戒防護(hù)。

3 報(bào)警器主機(jī)核心電路工作原理

6路外接傳感器探頭ABCDEF，都用探頭的常閉開(kāi)關(guān)接點(diǎn)，正常時(shí)每路都有12 V報(bào)警回傳電壓，探頭觸發(fā)報(bào)警時(shí)，12 V報(bào)警回傳電壓則會(huì)斷開(kāi)。6路防區(qū)報(bào)警回傳信號(hào)電路完全一樣。報(bào)警器主機(jī)核心電路工作原理（見(jiàn)圖1）：當(dāng)探頭“in A”報(bào)警回傳電壓12 V斷開(kāi)后，D1電壓為0，則到HD74HC30P的1腳為低電平，HD74HC30P是8輸入與非門邏輯芯片（本電路僅用6輸入），當(dāng)ABCDEF任一端輸入為低電平，8腳輸出高電平，則開(kāi)關(guān)三極管Q8導(dǎo)通，三極管Q7截止，單向可控硅SCR4觸發(fā)導(dǎo)通，12 V電壓經(jīng)單向可控硅SCR4-12 V報(bào)警器喇叭-常閉開(kāi)關(guān)S2到地形成回路，報(bào)警器喇叭響起。

圖1 報(bào)警器主機(jī)核心電路原理

同時(shí)，當(dāng)D1電壓為0時(shí)，開(kāi)關(guān)三極管Q4失去基極電壓而截止，開(kāi)關(guān)三極管Q1導(dǎo)通，單向可控硅SCR1觸發(fā)導(dǎo)通，12 V電壓經(jīng)限流電阻R10-單向可控硅SCR1-發(fā)光二極管D4-常閉開(kāi)關(guān)S1到地形成回路，發(fā)光二極管D4導(dǎo)通點(diǎn)亮，顯示該路防區(qū)警情。

如果探頭不再持續(xù)觸發(fā)告警，則12 V回傳信號(hào)恢復(fù)，單向可控硅SCR1和SCR4無(wú)觸發(fā)電壓，此時(shí)按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S1和S2，單向可控硅失去導(dǎo)通電流而截止，發(fā)光指示二極管D4熄滅和報(bào)警器喇叭不響，再將復(fù)位開(kāi)關(guān)S1和S2置于常閉接點(diǎn)時(shí)，主機(jī)進(jìn)入正常布防狀態(tài)。

指示電路和警號(hào)電路都用到了單向可控硅，單向可控硅特性是一旦觸發(fā)，只要保持導(dǎo)通電流則一直導(dǎo)通，所以需按一下復(fù)位鍵，斷開(kāi)導(dǎo)通電流則可控硅截止，才能消除警情，即所謂的告警鎖定功能。6路防區(qū)指示燈獨(dú)立顯示，指示復(fù)位開(kāi)關(guān)S1統(tǒng)一控制復(fù)位。

4 四川省廣播電視局513臺(tái)防盜報(bào)警系統(tǒng)配置框圖

四川省廣播電視局513臺(tái)是集微波、中波、調(diào)頻與地面數(shù)字電視為一體的綜合性臺(tái)站，臺(tái)區(qū)中波天線場(chǎng)地距值班機(jī)房190 m，雖然天線場(chǎng)圍墻上裝有鐵絲網(wǎng)防護(hù)，墻內(nèi)還有視頻監(jiān)控?cái)z像頭，但其位置偏僻，難以做到全天候晝夜巡視看守。天線場(chǎng)地是高危高壓的播出重地，無(wú)論是非法入侵造成人身傷害，或是趁停播時(shí)段盜竊天線場(chǎng)調(diào)配室內(nèi)銅材，都會(huì)造成嚴(yán)重的安全播出事故。實(shí)際施工中，四川省廣播電視局513臺(tái)在天線場(chǎng)地配置現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警喇叭和雙鑒探頭，調(diào)配室門裝一路門磁報(bào)警電路，使用5芯屏蔽線連接到主機(jī)。值班機(jī)房周圍布置了4路防區(qū)警戒。

5 防盜報(bào)警系統(tǒng)在發(fā)射臺(tái)站施工防電磁干擾的要點(diǎn)

防盜報(bào)警系統(tǒng)施工安裝是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。在大功率發(fā)射臺(tái)站附近的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，一段導(dǎo)線均可能產(chǎn)生較大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而形成干擾，發(fā)射臺(tái)站的高頻電磁波會(huì)產(chǎn)生各種輻射干擾，這些輻射干擾的分布是沒(méi)有規(guī)律的，十分復(fù)雜。在不同臺(tái)站的實(shí)際施工中，曾遇到過(guò)多起電磁干擾產(chǎn)生的各種怪異故障現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員分析，主機(jī)電路很穩(wěn)定，從沒(méi)有出現(xiàn)任何電磁干擾的故障現(xiàn)象。所有的干擾都是傳感器探頭或者連接各個(gè)探頭的信號(hào)線、電源線引起的，通過(guò)大量的實(shí)踐工作，工作人員逐一解決處理了一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)難題，積累了些經(jīng)驗(yàn)和方法，總結(jié)分享如下：

（1）紅外微波雙鑒探頭、數(shù)字變頻紅外光柵對(duì)射的安裝，應(yīng)避免安裝在空調(diào)或熱源附近，不能讓陽(yáng)光正面照射到探頭，否則會(huì)增大誤報(bào)警概率。

（2）要將所有的電子探頭與報(bào)警器喇叭用不銹鋼金屬網(wǎng)全包裹，不銹鋼網(wǎng)與多芯線屏蔽層焊錫連接，并就近接地，主機(jī)機(jī)箱外殼也需可靠接地。

（3）傳感器探頭和主機(jī)連接必須選用帶屏蔽層的多芯電纜，且將電纜屏蔽層雙端接地。（因?yàn)閺钠帘谓拥卦韥?lái)說(shuō)，僅單端接地情況下，非接地端的金屬屏蔽層對(duì)地之間有感應(yīng)電壓存在，將影響電路信號(hào)的穩(wěn)定。信號(hào)電纜在強(qiáng)電磁環(huán)境容易形成天線效應(yīng)，而雙端接地處理后，金屬屏蔽層不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，能有效減弱干擾。）有條件的線路還盡量用穿鍍鋅鐵管地埋布線方式，鍍鋅鐵管線路兩端需要不低于6 mm2的銅線可靠接地。

以上這些技術(shù)處理措施，一定要引起重視。發(fā)射臺(tái)站的強(qiáng)大電磁場(chǎng)內(nèi)，各種各樣的電磁輻射交叉共存，比普通工作場(chǎng)地安裝防盜報(bào)警系統(tǒng)防干擾技術(shù)要求更高，嚴(yán)格執(zhí)行以上幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，將極大增強(qiáng)本套系統(tǒng)的抗干擾能力。

6 結(jié)語(yǔ)

本套防盜報(bào)警器系統(tǒng)使用直觀明顯，面板功能一目了然，選配的傳感器探頭代表安防前沿技術(shù)成熟的類型，是四川省廣播電視局513臺(tái)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)與多次升級(jí)改進(jìn)，最后確定的實(shí)施方案，確保能在強(qiáng)電磁干擾的特殊環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)本套防盜報(bào)警器系統(tǒng)，值守人員能準(zhǔn)確掌握臺(tái)站重要防區(qū)的警情，在遇有突發(fā)安全事件時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，特別是對(duì)臺(tái)站天線場(chǎng)地的防盜報(bào)警提供了一種有效的技術(shù)參考，極大地提高了發(fā)射臺(tái)站的安全保衛(wèi)工作效率。本系統(tǒng)在全省多個(gè)臺(tái)站都有安裝使用，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，為發(fā)射臺(tái)站的安防工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。