智能小区安防系统的设计.docx
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智能小区安防系统的设计
摘要
随着科技的发展，智能化建筑已经在世界各地蓬勃发展起来，并成为21世纪发展的主流。
随着计算机网络和通信技术的高速发展，人们对于生活水平要求越来越高.为了美化居民的生活环境，保障居民的生活及物质上的安全，为了满足住宅小区用户安全和科学系统化管理的需要，以及为了对随时发生的情况进行全面、及时的了解和掌握，对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速的指挥和处理。
有必要运用现代的高科技是手段，加强住宅区的基础安防建设，实现住宅小区自动化，建立一个全天侯综合安防系统，由闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统、对讲系统、巡更系统等组成。
闭路电视监控系统采用电视摄像等手段监视被保护对象；门禁系统用卡片、按键、电子门锁等装置控制出入口门的开关；防盗报警系统采用动物物体监测器，监测接近被保护对象的运动物体；对讲系统利用可视电话来辨别访客身份；巡更系统是在安保人员巡逻路线上设置发信器，以确认保安人员的巡视记录、时间等。
并且安防系统要达到技术先进，经济实用，安全可靠，质量优良的要求。
在给住户带来现代信息技术享受的同时，获得技术上和经济上的双重收益，推动我国的信息化建设做出贡献。
关键词：
智能化；安防；住宅小区；高科技
Abstract
Withthedevelopmentofscienceandtechnology,intelligentbuildinghasalreadyboomedallovertheworld,andbecomethemainstreamofdevelopmentinthe21stcentury.Withtherapiddevelopmentofcomputernetworkandcommunicationtechnology,peopleforthedemandoflivingstandardsishigherandhigher.Inordertobeautifytheresidentslivingenvironment,toensurethesafetyofpeople'slifeandmaterial,inordertomeettheresidentialdistrictusersecurityandscientificandsystematicmanagementneeds,andinordertorightwhathappenedatanytimetoconductacomprehensive,timelyunderstandingandgraspoftheaccidentsituationcanquicklymaketherightjudgmentsandgivesacorrectandfastcommandandprocessing.Isnecessarytousemodernhigh-techmeans,strengthentheconstructionofresidentialareaofsecurity,torealizetheautomaticresidentialarea,Theestablishmentofanintegratedsecuritysystem,Howdy,fromclosed-circuittelevisionmonitoringsystems,accesscontrolsystems,anti-theftalarmsystem,intercomsystem,patrolsystem,etc..Closed-circuittelevisionsurveillancesystemtomonitortheuseofTVcamerasandothermeanstobeprotectedobject;accesscontrolsystemusingcards,keys,electronicdoorlocksandotherdevicescontrolledentrancedoors;anti-theftalarmsystemadoptstheanimalobjects,monitor,monitormovementofanobjectclosetotheprotectedobject;intercomsystemsusevideophonetoidentifyavisitor;patrolsystemisasetofsecuritypersonnelpatrollingtherouteletterdevicetoconfirmthattheinspectionrecordsofsecuritypersonnelandtime.Andsecuritysystemstoachievetechnologicallyadvanced,economicalandpractical,safe,reliable,excellentqualityrequirements.Inbringstotheresidentsofmoderninformationtechnologytoenjoyatthesametime,obtaindoubleearningsofoftechnologyaneconomy,promotetheinformationizationconstructionofourcountry.
KeyWords：
Intelligent；securitysystems；residentialquarters；hightechnology
第1章绪论
智能化住宅小区是构成现代化城市的基本单元,其智能化系统可向小区居民提供各方面的智能化服务,为用户的日常生活和人身财产安全提供可靠的保障,为小区的管理提供现代化信息技术的工具。
1.1课题背景
我国对智能建筑的研究始于1986年，国家“七五”重点科技攻关项目中就将“智能化办公大楼可行性研究”列为其中之一，这项研究由中国科学院研究所1991年完成并通过了鉴定。
这一时期智能建筑主要是针对一些涉外的酒店等高档公共建筑和特殊需要的工业建筑，其所采用的技术和设备主要是从国外引进的。
在此期间人们对建筑智能化的理解主要包括：
在建筑内设置程控交换机系统和有线电视系统等通信系统，将电话，有线电视等接到建筑中来，为建筑用户提供通信手段；在建筑内设置广播，计算机网络等系统，为建筑内用户提供必要的现代化办公设备；同时利用计算机对建筑中机电设备进行控制和管理，设置火灾报警系统和安防系统，为建筑和其中人员提供保护手段等。
这时建筑中各个系统是独立的，相互没有联系。
在20世纪90年代中期房地产开发的热潮中，房地产开发商在还没有完全弄清智能建筑的内涵的时候，发现了智能建筑这个标签的商业价值，于是“智能建筑”“5A建筑”甚至“7A建筑”的名词出现在了促销广告中，虽然其中不乏名不符实，人、甚至的商业炒作，但是在这种情况下，智能建筑迅速在中国推广起来，20世纪90年代后期沿海一带新建的高层建筑几乎全部自称是智能建筑，并迅速向西部发展，可以说这个时期的房地产开发商是建筑智能化的主要推动力量。
1.2课题研究意义
我国安全技术防范事业的迅速发展，已引起社会各界的密切关注。
由于历史和现实诸多条件的限制，我国安全技术防范工作中许多理论和实践问题未能得到认真的研究和界定。
安居工程需要大力发展安全文明小区建设，严峻的社会治安形势，需要建立并完善安全文明小区防盗报警网络系统体系。
如何解决在当前每个家庭经济承受能力有限的情况下，建设满足防范功能及可靠性需求的安全文明小区防范防盗报警网络系统，是当前急需解决的课题。
1.3课题国内外的现状
在国外，从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。
智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。
智能化安防技术的发展已取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，数字化智能安防当前面临新的发展契机，由于数字化智能安防行业的特殊性，国家对智能安防产业的发展一直都给于政策上的鼓励。
近年来，为了解决企业和住宅小区的安全防范问题，建设部、公安部两部先后签署下达了多种相关文件，以强化企业和住宅小区的智能化安全防范设施。
进入新世纪以来，我们国家就开始实施《科技创安》工程，而其中最重要的一项的内容，就是使企业和住宅小区的《安全与安宁》，以科技手段强化企业和住宅小区的智能化安全防范设施建设。
2003年，一场突如其来的SARS袭击中国，为减少因接触而感染的概率，政府部门号召人们尽量不出门，此时，数字化信息帮了人们的大忙，人在家里可以在计算机网络上观看新闻、网上购物、网上学习甚至网上开会、办公。
而相关社区则在原来的安防设施基础上，建立了防御“非典”的智能化社区安防网络。
并且基本上能做到及时发现、及时处理、及时报警。
最重要的是，通过这次SARS疫情，强化了人们对智能化安防信息的深刻认识，这对智能化安防的发展无疑具有重大意义。
1.4本文的主要工作
为满足住宅小区用户的安全和科学系统化管理的需要，以及为了对随时发生的情况进行全面、及时的了解和掌握，对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速的指挥和处理。
首先要了解安防系统对现在住宅小区的重要性，再解决如何安装安防系统，达到解决用户所要满足的问题。
住宅小区安防系统的重点就是“防”，如何去“防”就是本课题所研究的问题。
住宅小区的安防系统主要由闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统、对讲系统、巡更系统等组成。
闭路电视监控系统采用电视摄像等手段监测被保护对象；门禁系统用卡片、按键、电子门锁等装置控制出入口门的开关；防盗报警系统采用运动物体监测器，监测接近被保护对象的运动物体；对讲系统利用可视电话来辨别访客身份；巡更系统是在保安人员巡逻路线上设置发信器，以确认保安人员的巡视记录、时间等。
并且安防系统要达到技术先进，经济实用，安全可靠，质量优良的要求。
通过以上安防系统设计就可以达到住宅小区“防”。
第2章智能小区安防系统方案设计
由居民在某一区区域集中居住构成的住宅小区本身就是中国特色的居住方式。
因此发展智能住宅小区适合于我国国情，具有鲜明的中国特色。
智能住宅小区是智能建筑技术的重要的应用领域，是智能建筑的一个扩展。
2.1安防系统的组成
安防系统主要由闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统、对讲系统、巡更系统等组成。
（1）闭路电视监控系统
采用电视摄像等手段监测被保护对象。
（2）门禁管理系统
用卡片、按键、电子门锁等装置控制出入口门的开关。
（3）防盗报警系统
采用运动物体监测器，监测接近被保护对象的运动物体。
（4）对讲系统
利用可视电话来辨别访客身份。
（5）巡更系统
是在保安人员巡逻路线上设置发信器，以确认保安人员的巡视记录、时间等。
（6）停车场管理系统
利用先进的计算机技术，自动化技术和机电设备对停车场进行安全，快捷有效的管理，为停车用户提供优质服务。
2.2安防系统设计范围
安防综合系统一般由两大部分组成：
一部分是视频监控；另一部分是防盗报警。
这两部分常组成一个综合平台加以控制，本设计主要是针对小区，主要的设计范围包括：
（1）小区闭路电视监控系统
（2）小区门禁管理系统
（3）小区防盗报警系统
（4）小区对讲系统
（5）小区巡更系统
（6）停车场管理系统
2.3安防系统设计原则
在对安防系统进行设计时，应遵循如下一些原则进行设计：
（1）可靠性
安防系统的可靠性是第一位的。
在安防系统设计、设备选型、调试、安装等环节都应严格执行国家、行业的有关标准及公安部门有关安全技术防范的要求，贯彻质量条例，保证系统的可靠性。
（2）独立性
安防系统应建成为直属保卫部门一体化管理的独立体系，绝不能作为其它弱电系统的子系统进行混合管理,以减少安放系统可能遭到的各种损坏或其它系统可能造成的干扰。
从行业管理的角度来讲,安防系统属于特行的一个分支,在业务上属于公安厅技防办管理,而其信息又直接为公安部门服务,从这个角度讲,安防系统也应是一个独立的系统。
（3）安全性
安防系统的程序或文件要有能力阻止未授权的使用、访问、篡改，或者毁坏的安全防卫级别。
硬件设备具有防破坏报警的安全性功能。
（4）联动性
安防系统能与其它系统联动，如消防系统、灯光照明系统，保证自身能获得更好、更准确的信息，并为其它系统提供必要的服务，同时确保安防系统不会影响到其它系统的功能。
（5）扩充性
安防系统是一个相对开放的系统，系统应有较大的扩充余地。
（1）选择开放的硬件平台，具有多种通讯方式，为实现各种设备之间的互联、集成奠定良好的基础。
（2）选择开放的网络操作系统，满足不同操作系统及不同软件的需要，使之具有联网的能力。
（3）选择标准化和模块化的部件，具有很大的灵活性和容量扩展性。
（4）遵守各种标准规定、规范进行设计，为系统的扩展提供一个良好的环境。
（5）系统设计采用支持并符合国际标准、国家标准、工业标准及行业标准的产品，使系统具有良好的兼容性，以利于现在和将来的设备选型及联网集成，便与保证各供应商产品的协同运行，便于施工、维护和降低成本。
以系统的可扩展性为设计的基础。
系统的设备配置不仅可以满足工程目前的需要，而且考虑到了本小区将来更长远的扩展需求；以安全性为设计的核心；以方便应用为智能化设计的主导思想；以先进性为设计标准
根据建设要求，住宅小区智能化的系统配置是多种多样的，为使不同类型，不同居住对象，不同建设标准的小区合理配置智能化系统，同时为了满足不同经济条件的居民的要求，本章详细列举、说明了两种不同方案，对两种方案的优缺点进行了对比，选出了最佳方案。
2.4设计思想
2.4.1.方案一
智能小区是指以一套先进、可靠的系统和设备为基础平台，为住户提供一个安全、舒适、便捷的生活环境。
根据目前国内智能小区的发展状况，并结合小区自身定位及需求，通常一般小区智能化系统由以下一些子系统所组成：
1、综合布线系统
2、三网合一（电视、电话、网络）
3、闭路电视监控系统
4、电子巡更系统
5、周界防越报警系统
6、可视对讲系统
7、智能家居系统
8、停车场及出入口管理系统
9、背景音乐系统
10、电子大屏显示系统
11、智能小区综合管理平台和小区物业管理系统
将住宅小区与家庭智能化的建设作为新世纪住宅的必备设施来考虑，现代化的物业管理必须要依靠智能化和高科技手段。
同时，由小区与家庭智能化所提供的自动化和信息化同样也是新世纪人们生活中必不可少的手段与精神内涵，意在实现智能化小区各种功能和服务，对小区内所有住户提供安全、舒适、快捷的生活环境。
结合小区智能化系统建设的经验，将计算机通讯等先进技术运用于住宅小区智能化系统建设，通过有效的信息传输及各系统优化配置和综合应用，向用户提供先进的安全防范、信息服务、物业管理等方功能模块，建立一个沟通住户与住户、住户与小区管理中心、住户与外界的多媒体综合信息网。
住宅小区实现智能化管理，物业中心设保安管理室及控制中心,负责安防、消防设施、物业管理及车辆管理。
2.4.2方案二
安防系统主要由闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统、对讲系统、巡更系统等组成。
（1）闭路电视监控系统
采用电视摄像等手段监测被保护对象。
（2）门禁管理系统
用卡片、按键、电子门锁等装置控制出入口门的开关。
（3）防盗报警系统
采用运动物体监测器，监测接近被保护对象的运动物体。
（4）对讲系统
利用可视电话来辨别访客身份。
（5）巡更系统
是在保安人员巡逻路线上设置发信器，以确认保安人员的巡视记录、时间等。
（6）停车场管理系统
利用先进的计算机技术，自动化技术和机电设备对停车场进行安全，快捷有效的管理，为停车用户提供优质服务。
2.5方案论证
比较方案一和方案二，总体来说方案一要比方案二更全面，更现代化，在为人们提供安防服务的同时。
也让人们在忙碌的生活中聆听优美的背景音乐，不过总结我国的基本国情，大部分居民处于小康阶段，这样的一个安防小区需要耗费大量的财力和物力，小区人们每个月的物业管理费用等恐怕花费太大，所以本设计选用了方案二，在经济上，质量上满足了大部分居民的需要。
2.6本章小结
根据建设要求，住宅小区智能化的系统配置是多种多样的，为使不同类型，不同居住对象，不同建设标准的小区合理配置智能化系统，同时为了满足不同经济条件的居民的要求，本章详细列举、说明了两种不同方案，对两种方案的优缺点进行了对比，选出了最佳方案。
第3章闭路电视监控系统
3.1系统概述
3.1.1系统功能
闭路电视监控系统（ClosedCircuitTelevision,CCTV）是安全防范技术体系中的一个重要的组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。
它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（云台、镜头）直接观看被监视场所的一切情况。
电视监控系统还可以与防盗报警系统等安全防范体系联动运行，使防范能力更加强大。
电视监控系统的另一特点是它可以吧监视场所的图像和声音全部或部分地记录下来，这样就为日后某些事件的处理提供了方便条件和重要依据。
3.1.2系统组成
闭路电视系统主要由前端（摄像）、传输、终端（显示与记录）与控制4个主要部分组成（如图3-1所示），并且有对图像信号的分配、切换、存储、处理、还原等功能。
图3-1CCTV系统的组成
（1）前端设备
前端设备的主要任务是为了获取监控区域的图像和声音信息。
主要设备是各种摄像机及其配套设备。
由于摄像机需公开或隐蔽地安装在防范区内。
除需长时间不间断地工作外，其环境变化无常，有时还需要在相当恶劣的条件下工作，如风、沙、雨、雷、高温、低温等，因此要满足“全天候”工作的要求。
所以，前端设备应有较高的性能和可靠性。
对于电视摄像机通常还需配有自动光圈变焦镜头、多功能防护罩、电动云台以及接口控制设备（解码器）等。
电视摄像机有黑白和彩色之分。
黑白电视摄像机的灵敏度、清晰度较高，价格便宜，安装调试方便。
彩色电视摄像机除传送亮度信号外，还能传送彩色信息，能全面的反映现场景物的图像和色彩，但灵敏度、清晰度相对比较低，而且技术条件要求高，价格较贵。
对于一般的安全保卫来说，有时并不需要去追求五彩缤纷的图像而主要是要求有较高的灵敏度和清晰度。
目前国内大多数电视监控系统仍采用黑白电视摄像机。
（2）传输系统
传输系统的主要任务是将前端图像信息不失真地传送到终端设备，并将控制中心的各种指令送到前端设备。
根据监控系统的传输距离、信息容量和功能要求的不同，主要分为有线传输和无线传输两种方式。
有线传输通常利用电话线、同轴电缆和光纤来传送图像信号。
无线传输无线传输是利用电磁波、分发射部分和接收部分，发射部分由产生高频信号的振荡器，将音频信号加到电磁波上的调制器和高频功率放大器，最后由天线发射到空间去。
接收部分由接收天线，高频放大，变频器，中频放大器，检波器和音频功率放大器等组成，最后由喇叭还原出声音。
目前国内在大型的电视监控系统中大多采用光纤来作为传输线。
（3）终端设备（控制、显示与记录）
终端设备是电视监控系统的中枢。
它的主要任务是将前端设备送来的各种信息进行处理和显示，并根据需要，向前端设备发出各种指令，由中心控制室进行集中控制。
终端设备主要有显示、记录设备和控制切换设备等。
如监视器、录像机、录音机、视频分配器、时序切换装置、时间信号发生器、同步信号发生器以及其他一些配套控制设备等。
3.2摄像部分
在技术防范中摄像机是用来进行定点或流动的监视和图像取证，因而要求摄像机各个部件具有体积小、重量轻、易于安装和隐蔽、伪装、系统操作简便、调整机构少等特点。
在必要时要有遥控装置来遥控其某些功能。
另外，系统的可靠性要高，性能要稳定，能够在-10～40℃的环境下连续工作。
摄像机的灵敏度要高，光动态范围要大。
为了使取证图像清晰，要求摄像系统的信噪比尽可能高（一般要大于30～40dB），分辨力要尽可能高。
图像的灰度等级应大于7级，全电视信号幅度的峰值应大于1V。
摄像部分由摄像机机身、镜头、云台控制器构成。
现公安部有关行业标准及规范对摄像部分要求如下：
在摄像机的标准照度下，整个系统的技术指标的图像质量应满足表3-1规定的指标。
表3-1标准照度下的技术指标
项目
指标值
视频信号输出幅度
1VP-P，75Ω
黑白电视水平清晰度
≧600电视线（TVLine）
彩色电视水平清晰度
≧480电视线（TVLine）
灰度等级
≧8级
信噪比
≧48dB
在环境条件恶劣的情况下，整个系统的技术指标和图像质量应满足表3-2规定的指标。
表3-2环境条件恶劣下的技术指标
图像等级
图像损伤主观评价
5
不可察觉
4
可察觉，但令人可以接受
3
有明显察觉，令人难受
2
较严重，令人难以接受
1
极严重，部能观看
在摄像机正常工作的条件下，电视监控的图像质量应不低于表3-3规定的指标。
表3-3摄像机正常条件下的技术指标
项目
指标值
视频信号输出幅度
1VP-P，75Ω
黑白电视水平清晰度
≧600电视线（TVLine）
彩色电视水平清晰度
≧480电视线（TVLine）
灰度等级
≧8级
信噪比
≧48dB
（1）摄像机
摄像部分的主体是摄像机，其功能是观察、收集信息。
摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。
目前光导摄像机已被淘汰，由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。
其主要性能及其技术参数要求如下：
①色彩，有黑白和彩色两种。
②清晰度，有水平和垂直清晰度两种。
③照度，单位被照面积上接受到的光通量被称为照度。
1lx（勒克司）是1lm（流明）的光束均匀射在1m²面积上时的照度。
④同步，要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。
⑤电源，摄像机电源一般有交流220V、直流24V、直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。
⑥自动增益控制（AGC），在低亮度的情况下，自动增益功能可以提高图像信号的强度以获得清晰图像。
⑦自动白平衡，当彩色摄像机的白平衡正常时，才能真实地还原被摄物体的色彩。
⑧子亮度控制，有些CCD摄像机可以根据射入光线的亮度，利用电子快门来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时还可以不用自动光圈镜头。
⑨光补偿，在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰地图像。
（2）镜头
镜头按功能和操作可以分为以下几种类型，如图3-2所示。
图3-2镜头按功能和操作的分类
根据镜头的性能及外形区分，目前有P型、E型、L型和自动变焦镜头等类型。
（3）云台控制器
为了扩大监视摄像范围，有时要求摄像机能够以支撑点为中心，在垂直和水平两个方向的一定角度之内自由活动。
这个在支撑点上能
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