相城水厂安防监控系统设计大学学位论文.docx
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相城水厂安防监控系统设计大学学位论文
毕业设计
设计题目苏州相城水厂安防监控系统设计
专业楼宇智能化工程技术（安防）
班级11安防
学号11057044
姓名李艳峰
指导教师蔡彬彬
起讫日期2014年2月15日-2014年5月25日
毕业设计说明
苏州相城水厂为了保证城市供水水源达到国家水质标准，对厂区生产过程、主要通道以及出口进行24小时监控与预防，确保市民用水安全。
根据厂方提出的设计要求，对该厂进出大门、综合楼大门、综合楼顶、沉淀池、加氯间、加药间、砂滤池、臭氧接触迟/活性炭池、变电站、清水泵房、臭氧车间、排泥水处理单元等主要生产环节实施全天候现场实况图像的远程监控，考虑到厂区道路监控及周界红外对射报警系统。
系统运用最新数字化、网络化、集散控制等先进技术，将传统的视频监控、报警控制等子系统进行优化设计集成，具有分散控制、集中管理、可靠运行、实时监控、全天候全方位防范之特点，是厂区管理电子化、信息化系统的重要组成部分。
这对于厂方切实加强生产现场的安全防范工作，确保市民用水安全，提供了十分重要的现代化管理手段。
该系统由监控系统和报警系统两个子系统组成。
安防系统的控制中心设置在中控室中。
根据公安部风险等级或投资划分工程规模，本工程为三级工程。
整体工程实现重点区域防护，在主要出入口、重要部位及大楼周边设监控点，主要出入口要求不间断录像。
在接收报警信号的同时，也能快速识别报警信号。
4.4入侵报警系统功能22
4.5入侵报警设备性能23
第一章概述
苏州相城水厂作为一个综合性的供水基地，既要求符合二十一世纪信息社会发展的要求，具备性能优良、科技含量高的特点，又有别于智能小区、写字楼和金融机构，因此根据苏州相城水厂所使用的功能，技术要求及实际情况出发，要求所设计的安全防范系统应该做到即先进又可靠还经济实用。
考虑到苏州相城水厂安全防范系统的建设规模与投资力度，我们根据招标文件的要求优先选用最优的系统设备、目的在于提高整个系统的性价比，同时在保证系统先进性、可靠性的前提下，结合地理环境等特点，安排系统设备和前端点位分布情况，实现系统得最大兼容性，增加系统的可靠性，最大限度的提高监控范围和质量，减少盲区。
为此，我们进行系统设计时，依据国家安防行业的有关规范和标准，综合研究了业主方提出的苏州相城水厂安全防范系统的总体要求和安全防范各子系统的技术要求，从安全防范实际情况出发，确定了以下几个原则：
实用性、可靠性、可维护性、安全性、整体性、先进性、开放性、可扩充性、集中管理、规范化。
第二章苏州相城水厂综合安防系统设计
2.1、安防系统图
（1）视频监控系统图（见图2-1）
图2-1苏州相城水厂视频监控系统图
图2-2苏州相城水厂视频监控平面布置图
（2）巡更系统图（见图2-3）
图2-3苏州相城水厂巡更系统图
注:
:
1）主要设置在苏州相城水厂主干公共活动场所及周界等处。
2）巡更路线设置1条，巡更路线可以通过软件进行设定。
（3）入侵报警系统图（见图2-4）
图2-4苏州相城水厂入侵报警系统图
（4）门禁管理系统图（见图2-5）
图2-5苏州相城水厂门禁管理系统图
2.2、系统设计依据和标准
国家公共安全行业标准《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
国家公共安全行业标准《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94
.江苏省《建筑智能化系统工程设计标准》DB32/181-1998
.江苏省《建筑智能化系统工程实施及验收规范》DB32/366-1999
.江苏省《建筑智能化系统工程检测工程》DB32/365-1999
.《安全防范系统验收规则》GA308-2001
.《公共安全行业标准》GA/T70-94，GA/T74-94，GA/T75-94
.《入侵报警工程设计规范》GA/77-94
.《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-50
.《防盗报警中心控制台》GB/T16572-96
.《报警器系统电源装置、测试方法和性能规范》GB/T15408-94
.《入侵探测器》GB10408
第三章视频监控系统
3.1、视频监控系统设计内容
安防系统中监控系统采用数字硬盘录像机，实现对摄像机的传输、图像显示及控制记录等各部分得控制与操作；系统提供DDE（动态数据交换）、ASCII报警主机端口（通用的RS232报警联动方式）等联动集成的方式，可通过内部局域网（LAN）及RS232方式实现现场的视频联动集成；
根据系统图可以把本监控系统分成四大部分：
摄像设备、传输设备、显示、控制设备的记录四个部分，系统组成如下图3-1：
控制设备的记录
传输设备
摄像设备
显示设备
图3-1电视监控系统图
3.2、视频监控主流设备推荐
本系统共有25只摄像机，室外9只采用Infinova前端一体化室外高速球机，室内16只采用Infinova前端枪机，通过Infinova光端机将信号利用光纤送入机房，机房内矩阵配Infinova公司的32路输入矩阵。
利用Infinova硬盘录像机对输入摄像机信号进行24小时不间断录像，利用硬盘保存录像文件，录像时间与硬盘大小有关。
3.3、视频监控系统的配置
系统设计与设备配置遵循结构化、模块化、标准化的原则，保证系统的先进性、实用性和合理的性能价格比。
采用的产品由技术防范行业认证或检测合格的产品。
全系统进行必要的优化集成，实现统一管理，满足整体防御的功能要求。
系统采取集中供电方式，信号线与电源线隔离，以防干扰。
系统具有较好的兼容性，能进行系统之间的良好通信；能方便地实现系统功能的扩展和系统扩容。
系统能对运行状态进行监测和必要的控制，对现场监测报警进行自动检测，能提供可靠的监测资料和报警信息。
各个系统能够提供通讯协议或开放式数据接口同原有系统和新建系统实现联网应用功能。
对该厂进出大门、沉淀池、加氯间、加药间、一期，二期滤池、变电站、清水泵房、排泥水处理单元等主要生产环节等地设置摄像机，其中室外9台摄像机使用一体化室外高速球型摄像机，室内16台摄像机设置枪型定点，定焦摄像机，以实现上述场所的大范围扫描监控和查看设备安全及非法入侵。
厂区大门、配电室、生产车间以及办公大楼等区域安装摄像设备，使调度人员和管理人员不必亲临现场，就可将现场情况尽收眼底，有效地提高生产调度效率，加强厂区的安全防范措施，防患于未然，能对现场情况进行实时录像取证，为处理非常情况提供第一手图像资料。
围墙红外报警装置、大门、综合楼的安保视频信号传输至水厂中控室。
报警接监控中心设置1台32路矩阵、4台8路专业数字硬盘录像机进行集中监控和录像图像。
监控系统能够与报警系统联动，能够自动调出报警地区图像并进行录像。
3.4、视频监控系统功能
安防监控中心采用控制中心矩阵主机视频图像集中管理控制，数字硬盘录像机存储相结合的解决方案。
监控中心能够实现矩阵控制管理功能，实现前端监控图像的固定显示或顺序切换功能。
前端摄像机的视频信号引入控制室后，进入数字硬盘录像机，可以以多画面的形式同时显示在彩色显示器上，通过控制操作可将视频信号分别以单画面、4画面、9画面、16画面等多种显示模式在同一屏幕上显示出来。
数字硬盘录像机采用全中文界面，电子地图功能、断电故障报警、来电自动恢复和防死机功能，操作中只需简单地按动鼠标就能完成各种操作，并具备强大的网络功能，可将其直接接入到内部局域网，在领导办公室的电脑上安装并运行网络客户端软件，即可任意调看和控制各个监控区域的实时图像。
设计的数字硬盘录像机可以保存录像20天以上，以便对所有监控系统的图像的调看和对事件的回放。
监控中心设在水厂二泵房的中控室内。
前端9台室外摄像机选型采用彩色智能高速球形摄像机，美观实用。
前端16台室内摄像机选型采用枪型摄像机，经济实用。
监控中心利用控制矩阵对图像进行显示。
报警系统在周界围墙上设置了报警对射探头并与周界摄像机进行系统联动，以加强系统的整体综合安防功能。
3.5、视频监控系统操作说明
一、视频矩阵的操作
1、键盘控制矩阵主机：
键盘是通过自带适配器的RS-232通信端口和矩阵的RS-232端口连接起来。
实现控制信号的传输
2、设定当前的监视器
键盘对视频切换系统的控制是基于监视器调用的。
用键盘调用一台监视器对其进行控制，再将摄像机调用到该监视器。
步骤如下：
1.输入想要调用的监视器编号；
2.按mon键调用监视器。
LCD上会显示所调用的监视器编号（即被控的监视器）
3、调一个摄像机到当前监视器上
摄像机的转换是靠先从键盘上调用一台监视器，然后再从那台监视器上调用想要的摄像机来完成的。
步骤如下：
1.输入想要调用的摄像机编号；
2.按CAM键调用摄像机。
键盘的LCD屏幕上会显示被调用的摄像机的编号（即被控摄像机）。
当一台摄像机被调用到监视器上时，监视器会显示摄像机所捕捉到的实况视频图像以及相关的系统信息。
4、云台操纵杆的操作
操作人员可以使用键盘来控制云台移动。
控制云台
1.从预选的监视器上调用想要的摄像机；
2.转动三维摇杆来移动摄像机（向想要的方向转动三维摇杆，摄像机会一直跟随摇杆移动，直到摇杆被释放或回位）；
3.当监视器上显示摄像机正捕捉到了想要的场景时，释放或回位摇杆
当控制变速云台时，摄像机的移动速度与摇杆的位置成比例；摇杆偏离中心越远，云台移动越快。
镜头控制
控制摄像机的光圈，聚焦和缩放
1.从预选的监视器上调用想要的摄像机
2.按住聚焦，光圈或缩放区控制键完成不同的功能；
3.当监视器上显示出想要的场景时，释放控制键。
二、硬盘录像机的操作
1、概述
本系统工程视频监控系统由16路视频图像组成。
系统所有设置已经完成，故没有必要进入系统设置进行控制方面设置的更改。
2、关于主界面
启动计算机后自动运行视频监控软件，此期间不需要进行人为操作，待出现以下主界面时再进行所需要的操作。
系统默认密码为admin。
以下对主界面介绍（如图3-2）：
图3-2视屏监控系统图像图
1系统时间显示当前系统的日期和时间
2录像时间显示录像用的总时间
3录像硬盘信息显示当前录像所在磁盘分区及该分区的剩余空间
4报警信息显示显示外部报警信息及动态监测报警的信息
5录像开始及停止录像
6回放回放磁盘内所保存的录像文件
7图像调节可以对图像的亮度、对比度、色调、饱和度进行调节
8镜头控制可以对摄像机镜头的光圈、聚焦、变倍进行调节
9云台控制可以对云台的上下左右控制
10退出退出软件按钮
11状态指示硬盘录像机视频实时显示状态
12布、撤防按钮报警防区及动态检测的启用和停用
13抓图可以把实时显示的某路画面抓拍成图片保存
14打印
15系统设置
16关于本软件
17事件，查看历史信息
18清楚系统报警
19视频窗口
3、云台及快球控制
在监控界面上（如上图）选中对应的摄像机画面（当前通道名称为黑色），用鼠标箭头按住方向键，即可控制云台上、下、左、右进行动作（如图3-3）。
如图3-3云台控制图
对本系统中摄像机镜头不能进行任何控制（如图3-4）。
如图3-4快球控制图
视频图像的明亮，色彩饱和度调节在以下控制面板上操作（如图3-5）：
图3—5图像色彩调节图
状态指示灯
在界面左下方设有36个状态指示灯，每个指示灯分别对应一个摄像通道，系统通过不同指示灯的颜色指示各个通道所处状态，不同指示灯的颜色意义：
红—正在录像
绿—监视状态
黄—视频信号丢失
暗红—通道处于报警录像状态
暗绿—该路视频未打开预览（如图3-6）。
图3-6状态指示灯图
4、关于录像
本系统的一个重要特点是可以通过用户对每个摄像通道的不同设定来完成一系列复杂的自动录像任务，从而满足系统长期无人值守自动运行的要求。
为此，系统对录像类型与录像方式有明确的划分和定义，根据录像的性质不同系统录像类型分为正常录像和报警录像两大类：
正常录像：
指系统处于常规方式下的一般录像，根据录像操作的方式不同，正常录像又分手动录像和自动录像两种方式，系统处于手动录像方式时，按下主界面下的录像按钮，设置为正常录像的摄像通道开始录像（对应该通道的状态指示灯由绿色转为红色）；再按一次录像按钮，系统弹出用户权限校验对话框，输入具备停止录像权限的用户名与密码，系统停止所有通道录像（红色指示灯立即转为绿色）。
系统处于自动录像方式时，自动按各个通道所设置的每天录像工作时间段开启与停止录像，在自动录像期间可手动停止录像。
此工程中报警录像不起作用。
系统主界面信息显示区显示的是录像文件驱动盘和录像时间等信息。
5、关于录像回放
单击主界面上“回放”按钮或矩阵控制台控制窗中的“录像回放”快捷按钮，进入回放
（如图3-7）
图3-7录像回放图
下面对此界面作介绍：
1播放列表显示检索出来的录像一个或多个录像文件
2抓拍将当前显示的画面保存为一幅图存在磁盘中
3打印浏览抓拍下来的图片并可以通过打印机打印
4备份录像将回放的当前录像或列表中录像备份至磁盘中
5单画面、四画面回放可以在单画面回放和四画面回放之间切换
6放大、缩小可以把回放的画面在全屏和初始大小之间切换
7文件检索可以把存储在磁盘中的录像文件检索出来
8音量增大或减小回放声音的大小
9退出退出回放至实时显示界面下
10上一个文件回放该文件在列表中的前一个文件
11慢放慢速播放录像文件
12单帧退以每帧播放的方式后退播放的录像文件
13播放/暂停播放或暂停录像文件
14单帧进以每帧播放的方式前进播放的录像文件
15快放快速播放录像文件
16下一个文件回放该文件在列表中的下一个文件
17进度条显示录像文件播放的进度
18显示窗显示当前播放录像文件的画面
6、关于检索录像文件
单击"录像文件检索"按钮,进入“文件检索”对话框，（见下图3-8）：
图3-8搜索录像文件图
首先选择需检索的摄像机通道，接着需选择检索录像文件的类别（正常录像文件、报警录像文件、备份录像文件），再选择检索录像文件的检索方式，有以下三种：
按文件名检索——检索选中通道的所有正常录像或报警录像记录文件
按硬盘检索——检索指定盘符内选中通道的所有正常录像或报警录像记录文件
按时间段检索——检索指定时间区段内选中通道的所有正常录像或报警录像记录文件
按目录检索——检索硬盘录像机中任意一个文件夹中的所有正常录像或报警录像记录文件选择需回放的录像文件添加到播放列表
录像文件检索完成后，接下来的操作是将需回放的录像文件选中后添加到播放列表中，（如下图3-9）所示:
图3-9检索录像文件图
回放操作
播放列表清单选好后，点击“播放”按钮进入文件播放状态，（如下图3-10）：
图3-10回放操作图
在回放时，显示屏上显示所播放的通道名称和录像日期时间等录像信息，将鼠标箭头移至播放进度滑块，按住鼠标左键拖拉滑块进行快速搜索某段场景；单击“回放/暂停”按钮可以暂停画面，还可单击快放、慢放等按键对当前播放进行各种控制。
另外，在回放过程中可拖拉音量调节杆调整回放音量的大小；点击放大/缩小按键，可切换显示画面大小；点击抓拍按钮可将正在播放的某帧图像“拍成快照”并以BMP格式图片保存到D:
\盘PHOTO文件夹下（文件夹自动生成，抓拍图片文件名为photo0、photo1、photo2…），并可通过打印按钮浏览和打印快照图像。
正常情况下，信息显示窗口“播放列表”中选中的文件为当前正在播放的文件，当一个文件播放结束后系统自动转到列表清单中的下一个文件播放，直到列表清单中所有文件播放结束为止。
四画面回放（如图3-11）
图3-11四画面回放图
在回放界面中点击“4画面回放”按钮，回放界面会变成如上图所示界面，在播放列表中检索好文件后，播放列表中的文件会一次在4个界面中顺序显示回放，如果想在某个回放画面中回放某个录像文件，先用鼠标左键点击4画面中的某个回放画面，再在播放列表中双击某个录像文件即可。
7、电视监控系统－客户端操作
客户机初次登陆主机WEB服务页
打开Windows的IE浏览器，在地址栏内输入数字主机的IP地址后登录主机WEB服务网页，第一次登陆时Windows会自动下载IE浏览器下ActiveX视频调看控件，如下图所示（如图3-12）：
图3-12客户端操作图
点击“是”，下载软件所需要的控件，直至控件安装完成。
点击“下载电子地图客户端”，在本地客户端机器运行该软件。
出现以下画面（如图3-13）：
如图3-13安装监控客户端图
单击下一步，出现以下画面（如图3-14）：
图3-14安装监控客户端图
点击下一步（如图3-15）：
图3-15安装监控客户端图
等待安装结束，点击下一步（如图3-16）：
图3-16安装监控客户端图
点击“完成”即完成客户端软件的安装。
系统界面的介绍（如图3-17）：
图3-17监控客户界面图
首先需要对系统进行设置，来和前端的DVR进行连接。
点击左方“设置/查询”－“系统设置”,进入设置画面（如图3-18）：
图3-18监控客户端系统设置图
进入“视频主机设置”如图（3-19）：
图3-19视频主机设置图
在“视频主机名称”中输入视频主机的名称，在“IP地址”中输入该视频主机所在网络中
的实际IP地址，点击“增加主机”相应的设置便出现在右边的列表中。
选中列表中的任意一台主机，可对其进行删除或修改。
摄像机的设置
在视频主机列表中选中一台视频主机便可对该视频主机所包含的摄像机进行设置。
在“摄像机名称”中输入摄像机名称，在通道号中输入该摄像机信号所在前端视频主机中的通道号（通道号编号由0~15，代表前端数字主机的1~16号视频输入窗口）。
如果前端的视频主机连接有矩阵，中心矩阵编号为一级矩阵的编号，前级矩阵编号为下级矩阵的编号，依次输入矩阵的输出号和输入号。
若前端的视频主机没有连接矩阵，则输入0或-1。
设置完毕后，点击“添加摄像机”，相应的设置便出现在有方的列表中，选中列表中的任意摄像机，便可以对其进行修改。
网络连接设置（如图3-20）
图3-20网路连接设置图
以上默认设置，除非在要求客户端需要录像的情况下需要设置录像文件的保存路径外，其他不需要更改。
最好把“开始时预览上次连接”选项选中，这样，在下次启动客户端软件时，视频图像就会自动连接。
主机分组设置和电子地图功能在本系统中不需要使用。
关于“远程回放”：
在“设置/查询”中点击“远程回放”（如图3-21）：
图3-21设置远程回放图
点击“点播”出现（如下图3-22）：
图3-22回放文件选择图
在“当前活动主机列表”中选择相应的主机，在“远程通道列表”中选择相应的摄像机，
选择“点播列表”，选择合适的文件即可进行录像文件的回放
第四章入侵报警系统
4.1入侵报警系统功能介绍
系统设计与设备配置遵循结构化、模块化、标准化的原则，保证系统的先进性、实用性和合理的性能价格比。
采用的产品由技术防范行业认证或检测合格的产品，满足招标要求。
全系统进行必要的优化集成，实现统一管理，满足整体防御的功能要求。
系统采取集中供电方式，信号线与电源线隔离，以防干扰。
系统具有较好的兼容性，能进行系统之间的良好通信；能方便地实现系统功能的扩展和系统扩容。
系统能对运行状态进行监测和必要的控制，对现场监测报警进行自动检测，能提供可靠的监测资料和报警信息。
各个系统能够提供通讯协议或开放式数据接口同原有系统和新建系统实现联网应用功能。
4.2、入侵报警主流设备推荐
根据招标要求红外报警系统对射报警探头选用ALEPHABT系列红外对射报警探头，红外报警主机选用Honeywell的VISTA-120主机。
4.3、入侵报警系统配置
根据厂区的四周地形特点，设置了不同对数的对射位于厂区四周围墙上，主要用于防止非法入侵，报警信号接入报警主机，对各种非法入侵活动进行报警。
厂区周界报警的前端报警探测器由18对探测距离为80米、14对探测距离为100米的红外对射探测器构成。
所有红外对射使用距离均按技防办验收统一标准余量7折计算所得。
本系统推荐选用ALEPH公司的产品，具全天候的防水外壳，透过调节主板位置及改变透镜方向选择普通及防宠物模式。
对其灵敏度和报警周期可以调节。
根据招标文件的要求选用的探测器有探测范围室外为80米、100米两种主动红外探测器（双光速对射）
报警探测器的安装图（如图4-1）：
图4-1报警探测器安装图
4.4、入侵报警系统功能
主动式红外探测器是由收、发装置两部分组成，发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号。
因此，它也是阻挡式报警器，或称对射式探测器。
通常，发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。
振荡器产生脉冲信号，经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线，通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束，射向接收端。
接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。
光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大后推动执行机构启动报警设
备。
主动式红外报警器有较远的传输距离，因红外线属于非可见光源，入侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。
主动式红外报警器是点型、线型探测装置，除了用作单机的点警戒和线警戒外，为了在更大范围有效地防范，也可以利用多机采取光墙或光网安装方式组成警戒封锁区或警戒封锁网，乃至组成立体警戒区。
单光路由一个发射器和一个接收器组成。
双光路由两对发射器和接收器组成。
两对收、发装置分别相对，是为了消除交叉误射；多光路构成警戒面；反射单光路构成警戒区。
一旦遇到入侵，通过报警主机即可知道报警位置。
4.5、入侵报警设备性能
ALEPHABT系列双光束主动红外对射（如图4-2）
图4-2双光束主动红外对射图
型 号：
ABT-20/30D/40D/60D/80D/100D
抗强光达50，000LUX，内置自动调节强光过滤系统，避免受强光或汽车灯光的影响
全密封防雨（雾）、防尘（虫）等的全天候一体化结构设计使其能在恶劣的环境中正常工作
当遇到浓雾或天气恶劣时探测器会自动增强灵敏度（AGC电路）
上下光学镜片同时调整机械设计，使得调整更快、更方便、更准确。
模块化的设计便于探测器的添加及层叠
水平/垂直光学角度调整方便，易于校准
内置光学瞄准镜，便于调试
精密光学聚焦镜技术以及总线控制技术
具有高水准的抗RFI/EMI能力
独特的数字滤波电路设计
感光余裕度达99%
防雷击电路设计
带防雨罩设计
C型继电器输出
射束遮断周期可调使其更加灵活适应性更强
专业抗干扰光学外罩
大功率红外发接收对管，低功耗数字变频处理技术
探测方式：
红外线脉动可调式；
遮光时间：
50msec-500msec（可变）；
警报输出：
1B或1A无电压输出接点（警报时一开或关）接点容量AC、DC、30V、0.3A（阻抗负载）；
光轴
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