8楼宇自动化-安全技术防范系统(一)

第8章安全技术防范系统本章重点：各个系统的基本组成部分、系统原理框图、基本功能教学基本要求：理解安保系统的基本概念；掌握门禁管制、防盗报警、电视监控等系统的相关内容；了解智能楼宇防盗报警系统的实例。8.1安全技术防范系统概述安全防范包括人力防范、实体防范和技术防范三个范畴。安全防范技术分为三类：物理防范技术：主要是实体防范技术，如建筑物和实体屏障以及相配套的各种实物设施、设备和产品。电子防范技术：主要是用于安全防范的电子、通信、计算机与信息处理技术及其相关技术。如电子报警技术、视频监控技术、出入口控制技术、计算机网络技术等。生物统计学防范技术：利用人体的生物学特征进行安全防范的技术，如指纹、掌纹、眼纹、声纹等识别控制技术。在我国，安全防范技术通常指：防爆安检技术实体防护技术入侵报警技术出入口控制技术电视监控技术及其相应的工程设计、施工技术。安全技术防范是利用安全防范技术为社会公众提供安全防范技术服务的一种产业，有产品的研制与开发，系统的设计与工程的施工、服务和管理。安全技术防范是以安全防范技术为先导，以人力防范为基础，以技术防范和实体防范为手段，为建立具有探测、延迟、反应基本功能并使其有效结合的综合安全防范服务保障体系而进行的活动。它是以预防损失和预防犯罪为目的的一项公安业务和社会经济产业。预防损失和预防犯罪的具体内容包括：预防入侵、盗窃、抢劫、破坏、爆炸违法犯罪活动和重大治安事故。安全防范三要素：探测、延迟和反应探测：感知显性和隐形风险事件的发生，并发出报警。延迟：延长和推迟风险事件发生的进程。反应：组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。8.2.1防盗报警系统的基本结构防盗报警系统一般由探测器、信号传输信道和区域控制器三个部分组成，如图所示。报警控制中心计算机区域控制器区域控制器区域控制器......警号按钮触点探测器......总线8.2防盗报警系统8.2.3入侵探测器的分类和工作原理1、按传感器种类分类分为开关型、震动型、声音探侧器、超声波、次声、主动与被动红外入侵探测器、微波入侵探测器、激光入侵探测器、视频运动入侵探测器和多种技术复合入侵探测器。2．按工作方式本分类分为主动和被动探测报警器。被动探测报警器，在工作时不需向探测现场发出信号，而对被测物体自身存在的能量进行检测。平时在接收传感器上输出一个稳定的信号，当出现情况时，稳定信号被破坏，经处理发出报警信号。主动探测报警器工作时，探测器要向探测现场发出某种形式的能量，经反向或直射在传感器上形成一个稳定信号，当出现异常情况时，稳定信号被破坏，信号处理后，产生报警信号。3、按警戒范因分类按防范警戒区域可分为点型、直线型、面型和空间型入侵探测器。4、按报警信号传榆方式分类分为有线型和无线型。探测器在检测到非法入侵者后，以导线或无线电两种方式将报警信号传输给报警控制主机。有线型与无线型的选取由报警系统或应用环境决定。所有无线探侧器无任何外接连线，内置电池均可正常连续上作2—4年。5、按使用环境分类可分为室内型和室外型。室外型产品主要防范露天空间或平面周界、室内型产品主要防范室内空间区域或平面周界。6、按探测模式分类分为空间型和幕帘型，空间型防范整个立体空间，幕帘型防范一个如同幕帘的平面周界。幕帘型分为单幕帘、双幕帘和四幕帘三种。8.2.3.2点型入侵探测器的原理对于门窗、柜台、展橱、保险柜等防范值围仅是某一特定部位使用的入侵探测器为点型入侵探测器，点型入侵探测器通常有开关型和振动型两种。1．开关入侵探测器开关入侵探测器是由开关型传感器构成的，可以是微动开关、干簧继电器、易断金属导线或压力垫等。不论是常开型或是常闭型，当状态改变时均可直接向报警控制器发出报警信号，由报警控制器发出声光警报信号。2．振动入侵探测器当入侵者进入防范区域实施犯罪时，总会引起地面、墙壁、门窗、保险柜等发生振动，可以采用压电式传感器、电磁感应传感器或其他可感受振动信号的传感器感受入侵时发生的振动信号。墙振动探测器及玻璃破碎探测器是典型的振动入侵探测器，这种探测器常使用压电式传感器或导电簧片开关传感器。8.2.3.3直线型入侵探测器的原理直线型入侵探测器是指警戒范围为一条线束的探测器。当在这条警戒线上的警戒状态被破坏时发出报警信号。最常见的直线型报警探测器有红外入侵探测器、激光入侵探测器。1．红外入侵探测器分为被动红外探测器和主动红外探测器两种形式。主动红外线探测报警装置遮断式红外防盗报警装置组成框图发射机接收放大译码控制报警电源～220V～～～～＋12V对光束遮挡型的探测器，要适当选取有效的报警最短遮光时间。遮光时间选得太短，会引起不必要的噪声干扰，如小鸟飞过、小动物穿过都会引起报警；而遮光时间太长，则可能导致漏报。通常以l0m/s速度通过镜头的遮光时间，来定最短遮光时间。若人的宽度为20cm，则最短遮光时间为20cm/(10m/s)＝20ms。大于20ms，系统报警，小于20ms则不报警。反射式红外防盗报警装置组成框图接收译码记忆报警发收红外线发收一体化电路物体被动式红外线报警装置被动式红外线报警装置组成框图滤波器电平比较驱动记忆报警物体菲涅耳透镜红外线传感器放大器基准电压菲涅尔透镜菲涅尔透镜有两种形式，即折射式和反射式。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在PIR（热释电红外传感器）上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化的电信号。2、激光入侵探测器特点（1）方向性好，亮度高。（2）单色性和相干性好。激光探测器与主动红外探测器有些相似，也是由发射器与接收器两部分构成，发射器发射激光束照射在接收器上，当有入侵目标出现在警戒线上时，激光束被遮挡，接收机接收状态发生变化，从而产生报警信号。激光探测器十分适用于远距离的线控报警装置。由于能量集中，可以在光路上加装反射镜，围绕成光墙，从而可以用一套激光器来封锁场地的四周，或封锁几个主要通道路口。激光探测器采用脉冲调制，抗干扰能力较强，其稳定性能好，一般不会因机器本身而产生误报。面型入侵探测器的警戒范围为一个面。当警戒面上出现入侵目标时即能发出报警信号。振动式或感应式报警探测器常被用做面报警探侧器，例如把用做点报警探测器的振荡探测器安装在墙面或玻璃上，或安装在某一要求保护的铁丝网或隔离网上，当入侵者触及时网发生振动，探测器即能发生报警信号。8.2.3.4面型入侵探测器的原理1、平行线电场畸变入侵探测器2．泄漏电缆电场畸变入侵探测器3、振动传感电缆型入侵探测器每两个或四个、六个防区共用一个控制器（称为多通道控制器)，由控制器将各防区的报警信号传送至控制中心。当有入侵者触动网状围墙，破坏网状围墙等行为使其振动并达到一定强度时就会产生报警信号。该入侵探测器精度极高，漏报率为零，误报率几乎为零，可全天候使用（不受气候的影响)。它特别适合围网状的周界围墙(即采用铁网构成的围墙)使用。4．电子围栏式入侵探测器5．微波墙式入侵探测器发射调制器振荡器混频器前放滤波器放大器检波器累加器报警继电器指示灯比较电平监视电路AC/DC电源距离控制微波防盗报警系统框图8．2．3．5空间入侵探测器的原理1、声入侵探测器通常将探测说话、走路等声响的装置称声控入侵探测器。当探测物体被破坏(如打碎玻璃、凿墙、锯钢筋)时，发生固有声响的装置称为声入侵探测器。2、微波入侵探测器8．2．4探测器的应用8．2．4．1开关式探测器的应用通过各种类型开关的闭合成断开来控制电路产生通、断，从而触发报警。常用的开关式探测器有磁控开关、微动开关、紧急报警开关、压力垫或用金属丝、金属条、金属箔等多种类型的开关，它们可以将压力、磁场力或位移等物理量的变化转换为电压或电流的变化。报警控制器发出报警信号的方式有两种：一种是开路报警方式，另一种是短路报警方式。电磁式探测器的结构门磁开关防盗报警装置组成框图触发电路报警电路1．磁控开关(又称磁控管开关或磁簧开关)(1)原理（2）．磁控开关的主要特点及安装使用要点磁控开关其磁控管的金属簧片要有较好的弹性且易于吸合，同时磁铁的磁性必须有足够的强度和寿命，以易于安装且减少误报。经常检查永久磁铁的磁性是否减弱，否则导致开关失灵。一般普通的磁控开关不宜在钢、铁物体上直接安装，这样会使磁性削弱，缩短磁铁的使用寿命。磁控开关有明装式(表面安装式)和暗装式(隐藏安装式)，应根据防范部位的特点和要求选择。磁控开关的触点有较高的可靠性和较长寿命，一般其可靠通断的次数可达108次以上。由于磁控开关的体积小、耗电少、使用方便、价格便宜，动作灵敏(接点的释放与吸合时间约lms)，抗腐蚀性能又好，比其他机械触点的开关寿命要长，因此得以广泛应用。2．微动开关微动开关的优点是结构简单、安装方便、价格便宜、防震性能好、触点可承受较大电流，可以安装在金届物体上。缺点是抗腐蚀性及动作灵敏程度不如磁控开关。3．紧急报警开关当银行、家庭、机关、工厂等场合出现入室抢劫、盗窃等险情或其他异常情况时，往往需要采用人工操作来实现紧急报警。这时可采用紧急报警按钮开关和脚挑式或脚踏式开关。4.带有开关的防抢钱夹从外表上看，就是一个很平常的可以夹钞票的钱夹子，其实是内部带有开关的防抢钱夹。5．压力垫压力垫通常放在窗户、楼梯和保险柜周围的地毯下面。当入侵者踏上地毯时，人体的压力会使两根金属带相通，使终端电阻被短路，从而触发报警。8．2．4．2被动红外探测器的应用原理：靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射后温度发生变化就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。1．自然界物体的红外辐射特性自然界中的任何物体都可以看做一个红外辐射源，当物体的表面温度高于绝对零度(－273℃)，均会产生热辐射，热辐射产生的光谱主要位于红外波段，人体辐射的红外峰值波长约在10μm处。物体表面的绝对温度决定了其红外辐射的峰值波长。温度越高，其辐射的红外线波长越短。2．被动红外探测器的组成和基本工作原理被动红外探测器有两个关键性的元件：一个是热释电红外传感器(PIR)，它能将波长为8－12μm之间的红外信号转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在警戒区内，当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进入警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。另一个器件是菲涅耳透镜，菲涅耳透镜有两种形式：折射式和反射式有两个作用：一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射(反射)在PIR上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化的电信号。被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器及报警控制器等部分所组成。3、主要特点及安装使用要点：属于空间控制型探测器，本身不向外辐射任何能量，因此功耗很低，普通的电池就可以维持长时间的工作。红外线的穿透性能较差，在监控区域内不应有障碍物，否则会造成探测“盲区”。为了防止误报警，不应将探头对准任何温度会快速改变的物体，特别是发热体，如电暖气，空调的出风口，白炽灯等强光源以及受阳光直射的窗口等。应具有最大的警戒范围，并使入侵者的活动有利于横向穿越光束带区，提高探测的灵敏度。产品有壁挂式、吸顶式、幕帘探测器几种安装分类。在同一室内安装数个探测器时，不会产生相互之间的干扰。注意保护菲涅耳透镜，避免用硬物或指甲等划伤。8．2．4．3双技术探测器的应用双技术探测器的主要特点是价格贵，可靠性好。8．2．4．4玻璃破碎探测器的应用1．声控型单技术玻璃破碎探测器玻璃破碎时发出的声响频率是处于10—15kHz的高频段。将带通放大器的带宽选在10—15kHz的范围内，就可将玻璃破碎时产生的高频声音信号取出，从而触发报警。但对人的走路、说话、雷雨声等却具有