智能家居的安防控制系统设计文献综述

智能家居的安防控制系统设计文献综述

摘要：随着我国经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对居家的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区，已成为住宅发展的主流趋势，其中，安全性是首要目标。智能小区安全性的实现，除了人为的因素外，主要依靠小区的智能化安全防范系统。

关键词：智能小区/住宅/安防系统

为了完成本次毕业设计，我通过学校图书馆和网络资源查阅了大量的有关智能家居的安防控制系统设计方面的中外文献，这些文献为我本次毕业设计提供了很多帮助，以下这些文献就是我在本次毕业论文书写过程中所用到的参考文献，现将其列举如下：

文献[1]以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统，称为安全防范系统。它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、实录事发现场图像和声音提供破案凭证，以及提醒值班人员采取适当的物理防范措施的各种设备。智能小区安全防范系统的设置应遵循以下原则：

应根据智能小区内保护对象的风险等级，确定相应的防护级别，满足小区全面防护和局部纵深防护的设计要求，以达到所要求的安全防范水平。

应根据智能小区的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要，综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等，形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系。

文献[2]智能小区安全防范系统的系统设计及其各子系统的配置，须遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准，并坚持以人为本的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式来实现，应能适应工程建设发展和技术发展的需要。

文献[3]智能小区一般通过在小区周界、重点部位与住户室内安装安全防范装置，并由小区物业管理中心统一管理，来提高小区的安全防范水平。小区的智能化安全防范系统，主要由下列子系统构成。

住户室内安装家庭防盗或紧急求助报警装置，与小区物业管理中心计算机系统联

网，实时处理并记录报警事件，或者直接向属地派出所值班室报警。

在楼宇单元入口处或进户门处安装电控防盗门及语音或可视对讲装置，住户可控制开启防盗门。

对封闭式管理的智能小区周边围墙设置越界探测装置，并与小区物业管理中心计算机系统联网，能及时发现非法越界者并能实时显示报警路段和报警时间，自动记录与保存报警信息。

文献[4]根据智能小区安全防范管理的需要，对小区的主要出入口及公共建筑等重要部位安装摄像机进行监控。小区物业管理中心可自动或手动切换系统图像，对摄像机云台及镜头进行控制，对所监控的重要部位进行长时间录像。

智能小区内安装电子巡更系统，保安巡更人员按设定路线进行值班巡查并予以记录。小区物业管理中心计算机可实时读取巡更所登录的信息，从而对保安巡更人员实现有效监督管理。

在智能小区大门、重要公共大门以及共用车库门设置门禁机，只有持有IC卡的人才能，通过读卡机开启相应的门禁机。闲杂人员很难非法进入。

文献[5]实际应用中的安全防范系统由多个可选子系统综合构成，层层设防、严密监控、综合管理，让业主生活在无形的防盗网之中，比有形防盗网更安全、更舒适。

在家庭重要地点和区域布设各类传感器，代替传统家居的钢筋防盗网，让业主不再有囚于牢笼的感觉。

文献[6]家庭防盗报警系统由保安中心管理主机、家庭报警器、传感器和传输线缆(无线通讯方式时不用)组成。传感器主要有红外线探测器、热感探测器、玻璃破碎探测器、窗磁、门磁等，用户可根据实际需要在户门、客厅、阳台、外窗等位置设置不同类别的传感器，以探测非法侵入者。家庭报警器一般装设在入户门附近，以便主人出门时设定布防状态；主人回家时在延时时间内解除防盗系统，以免误报。家庭报警器与保安中心管理主机联网，当出现非法闯入者时，家庭主机报警，管理主机会显示报警地点和性质，保安中心可据此确定出警方案，及时制止犯罪。

如果楼宇没有安装火灾自动报警联动系统，住户还可以在卧室和客厅安装烟感探测器，以探测火灾。在厨房安装燃气探测器，以检测煤气泄漏浓度，这些装置均可与家庭报警器连接。另外，每户在客厅及卧室内较隐敝处设紧急呼叫按钮，遇有抢劫、生病等紧急情况可以及时报警到控制中心，使住户得到及时援助。

文献[7]在小区内的住宅单元入口或进户门处安装访客对讲系统，谢绝陌生人访

问，限制非法侵入，保持居住环境的私密、安全和安静。

访客对讲系统由对讲主机、室内分机、电控防盗门、管理主机(可选项)和传输线缆组成。对讲主机又分为不可视对讲和可视对讲。通过可视对讲系统，户主可以更直观地了解访客情况，控制门锁开启。该系统可采用联网型，各栋对讲主机与保安中心管理主机联网，保安中心可随时了解住户求救信号。在小区的主入口也可与物业中心及住户实现呼叫及可视对讲，如有客人来访，可由保安人员与住户联系，确认是否接待。

文献[8]边界防越报警系统以防止非法跨越边界线、路、墙为己任，形成非法入侵触发报警信号，对非法入侵行为实时录像，对非法人侵者发出声、光、吓、阻等安全管理措施。常用的周界防越系统由红外线对射器、接收器、报警主机及传输线缆组成。在小区围栏上，安装户外型红外多光束智能探测器，组成社区周界不留死角的防非法跨越报警系统。同时，控制器采用智能化模糊控制技术，以避免由于树叶、杂物、风雨或飞鸟等小动物穿越围栏所引起的误报。当发生非法翻越时，探测器立即将警情传送到中心值班室，在电子地图上显示出翻越区域，系统可自动连锁启动周界区域探照灯，切换闭路电视监控系统摄像机，将图像传送到中心值班室，对非法侵人过程进行录像，以备公安部门破案查证。控制中心同时通知保安人员及时到达现场，以免非法人员作案得逞。也可利用热感式红外线探测器或微波电缆探测器等来进行布防。

对非法入侵者发出声、光、吓、阻也是周界防越的一个重要措施，但是在许多智能化小区被忽视了。通过提供强光可以令人侵者无处藏身、吓阻入侵者，同时也为录像系统补充光源。声音警告可以文明劝戒入侵者，体现高尚小区的文明形象，但是在设计该措施时，一定要求因地制宜，避免扰民。

文献[9]根据小区实际情况对居住小区主要通道、停车场、电梯轿厢等部位适当地设置摄像机，达到有效的监视目的。目前，普遍采用户外高清晰度黑白摄像机对非法入侵行为进行实时录像随着网络应用技术的逐步完善，网络数码摄像机已经推出，从根本上解决了传统技术中的安装距离难题，可以在大范围与长传程上随意设置摄像机。

文献[10]电视监控系统由摄像机、矩阵控制器、录像机、监视器、传输线缆等组成，在小区重要区域和公共场所安装摄像机，保安中心值班人员通过电视墙能全面了解小区发生的情况。通过硬盘录像机能实时记录、以备查证。通过矩阵控制器在控制台切换操作，跟踪监察。周界红外报警信号可作为相应区域摄像机报警输入信号，一

旦报警，相应摄像机自动跟踪。系统控制部分可采用智能数字图像运动跟踪报警器来实现全自动操作控制。摄像机设置可根据具体部位的情况和要求分别采用固定摄像机、全方位云台摄像机、半球形摄像机、红外摄像机等，摄像机镜头可变焦、变距，云台可上下左右转动。当摄像机数量较少时，各摄像机的视频信号和云台的控制信号的线缆可从保安中心直接放射至各监控点。当摄像机数量较多时，分片或按楼栋设置视频矩阵，由视频矩阵收集其附近摄像机的视频信号和云台的控制信号，再通过光缆集中送至保安中心，这样可减少室外线缆数量，网络结构清晰，同时便于维护管理。保安中心一般设置多台监视器组成电视墙，一台轮值巡检或利用画面分割同时显示其它摄像机的情况，一台专用对可疑点定格、放大、编辑，其余多台显示其它重要部位。

文献[11]电子巡更系统是为了达到对巡更人员进行有效监督、确保其巡更到位而设计开发的一套管理系统。巡更人员持巡检器按已约定的巡更路线在规定的时间对信息钮签到，巡更人员完成任务后将巡检器通过专用通讯电缆接入管理中心的计算机，计算机的巡更系统管理软件从巡检器读人数据，对数据进行统计、分析、整理后给出巡更人员是否按照规定的时间、次数、路线进行巡逻。这样管理人员可以对巡更人员的工作状况一目了然。

巡更系统由巡检器、信息钮、保安中心电脑和传输线缆组成。信息钮设在住宅区内主要道路、盲点、死角等处，中心电脑事先存储保安员巡更路线，签到时间等。若保安员未签到时，中心电脑会立即提醒值班人员去了解情况，及早发现问题。

文献[12]用户可在小区内各个要害地点和部位设置专门的巡逻站(设信息钮)，根据系统容量设定多条独立巡逻路线，并给每条路线的巡逻站编号赋名，它可使巡检器在输出报告时显示站名，并且当有自动导向功能时，可显示下一站。巡逻路线是巡逻站的依次排列，将这一巡逻路线编入巡检器，能使它正确地记录预期的巡逻数据，并相应输出报告。还允许使用者设定巡逻站之间的时间限制，如果发生早检和迟检，报告将显示这一情况。

文献[13]门禁系统，又称为出人口控制系统。其主要用途是时刻自动记录人员的进出情况，限制人员的进出区域和时间，礼貌地拒绝不受欢迎的人员进入，同时也有效的保护使用者的合法利益。

系统包括管理软件、数据采集器、控制器、进门信息钮、电子门锁、出口按钮、报警传感器和报警喇叭。进门信息钮用来接受人员输入的信息，再转换成电信号送到控制器。控制器接受出入口设备发来的人员信息，存储并经采集器向上一级计算机发

送。计算机的管理软件管理系统中所有的采集器和控制器，对他们进行设置、接受发来的信息、向他们发送控制命令，完成系统中所有信息的分析和处理文献[14]开发、设计单位对安防系统的认识不足，对安全防范系统的设计、配置不当，致使各子系统不能整合，造成投资浪费。由于安防产品厂家众多，各家产品互不兼容，导致用户选择产品的局限性，在设计时往往将很多技术问题遗留给集成商或施工单位，造成了安防系统设计不合理、系统集成性差、设备配置性能差、综合布线不规范等现象。

有些小区在设置安防系统时，一味追求功能叠加，造价升高，但并不一定实用，技术也不一定成熟。同时，复杂的系统导致操作复杂，要求用户掌握的技术也多，让消费者使用起感到来十分不便。另外，由于行业管理和审批体制不协调，使有些系统单独设置(如火灾自动报警系统)，造成安防产品整体功能不完善，达不到智能化的效果。

文献[15]安防产品大多是进口产品，国内具有竞争力的厂家较少，这些产品的生产标准、系统构成、接口方式等不尽相同，使各系统不能相互协调动作，无法实现集中联网，难以达到理想的智能化效果。

目前，安防系统缺少统一的设计规范、施工规范和工程验收标准。现行的有些相关规范也不能适应智能化安防系统的技术要求，造成了很多工程项目设计方案不合理、施工质量不合格、工程验收不达标的严重后果。很多已安装的安防产品运行稳定性无法保证，其主要原因是：①安防产品以计算机为基础，受到计算机死机、处理能力等限制；②安防系统以网络为纽带，受到病毒、黑客袭击等因素的困扰；③安防产品多为弱电产品，工作电压低，系统的综合抗干扰能力较差，容易受谐波、浪涌、雷电、噪音等内外因素干扰，尤其是接地做得不好时，更容易受干扰，甚至会导致系统崩溃。

文献[16]随着信息化与数字化时代的来临，“数字化安防”异军突起。其技术发展方向是以数字CCD技术和红外照明光源技术为基础，向超高灵敏度红外视频系统发展；以模拟信号为基础的视频监控防范系统向以全数字化视频监控系统发展；系统设备向智能化、数字化、模块化和网络化的方向发展。数字化安防产品能全方位地记录，并以数字方式存储各种流动与报警信息。2000年以来，数字监控产品进入了快速发展时期，特别是一些技术实力和资金背景强的高新技术企业进入安防市场，给安防产业注入了新的活力。产品也由原来的数字监控录像主机，发展到网络摄像机、网

络传输设备、电话传输设备和专业数字硬盘录像机(DVR)等多种产品。

安防系统的集成化包括两方面：①安防系统自身功能的集成：将影像、语音、门禁、警报等功能融合在同一网络架构平台中，提供智能小区安全监控的整体解决方案；

②安防系统与小区其它智能化系统的集成：将安防系统与智能小区的通信系统、服务系统及物业管理系统等集成，这样可以共用一条数据线和同一计算机网络，共享同一数据库。这样一次投入，事半功倍，彻底摆脱重复布线、反复维护的烦恼。

目前，全球正在开发用于周界防越精确定位的同轴电缆磁电感应技术，而国内某厂的微波电缆已经开始推向市场。这类电缆能够通过颤噪效应的原理来精确定位任何周界发生的试图切断和攀爬闯入的入侵行为，并且精确定位在3m内。该系统运用数字信号处理方法来精确定位，不会因噪音，风、雨、大雾天气或车辆路过的震动影响而引起误报。这些技术说明，国内安防厂家正在大搞技术开发，缩短与发达国家的距离，力争在一些方面达到或超过国际先进水平。“十五”期间，我国安防行业的主要任务是发展自动跟踪和锁定系统、远距离多路报警图像传输系统，以提高监控产品的质量。研制有自主知识产权的系统产品，提高国内产品的市场占有率。

文献[17]科学技术的日新月异，计算机技术的发展普及，使智能小区在人们对美好生活的呼声中迅速崛起，也使得安防产品的发展出现了前所未有的变化。相信在以人为本的理念指导下，各种功能更强大，保卫更安全，信息更随身的新型系统将会应运而生，为人们的日常生活带来便利，从而激发出更广阔的市场。

这些文献为我本次论文的写作提供了很大的帮助，特别是在传感器的选择及应用、传感器参数的设置、主控电路和驱动电路的选择等。

通过前期对文献资料的查找与学习，掌握了单片机的基本工作原理、程序设计方法、I/O接口的扩展等相关知识。这些资料的准备是为了选择合适的烟雾传感器、红外线传感器及其他监测设备做准备，利用传感器对室内空气中的含烟度和窗户处人体辐射的红外线等重要物理量进行采集并将其转化为数字信号交给主控单片机，通过主控单片机对采集数据的处理在需要时驱动相关外设，进行自动精确监测和报警。

参考文献

[1] 王素卿,童悦仲.《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》.中国建筑工业出版社,2003

[2] 王红.《居住小区智能化系统配置与技术要求》.中国标准出版社,2003

[3] 孙红.《智能安防系统》.清华大学出版社，2006

[4] P. Boyapati and K. Shenai，A Novel Wireless Soil Moisture Sensor ，PROCEEDINGS OF

[5] 周洪、胡文山、张立明、卢亦焱 .《智能家居控制系统》.中国电力出版

社,(2006-01出版)

[6] 向忠宏.《智能家居》.人民邮电出版社,(2002-06出版)

[7] 顾牧君.《智能家居设计与施工》.同济大学出版社,(2004-10出版)

[8] 彭小军，李荣．《基于ARM的嵌入式智能家居控制系统研究》．清华大学出版社,2009(18)

[9] 王凯明．《智能家居系统的研究》.西安科技大学出版社，2005

[10] 张自强，惠兴田．《分布式智能家居控制系统》. 西安科技大学学报，2005

[11] 谭宝成，王鹏．《基于DTMF的智能电话控制器》.单片机与嵌入式系统应

用,2002(5)

[12] 张东来，徐殿国，牟英峰.《多通信媒质信息家电网络控制器的研究》.第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集，2002．

[13] 杨清梅,孙建民.《传感器与测试技术》.哈尔滨工程大学出版社,2005.

[14] 范晶彦.《传感器与检测技术应用》.机械工业出版社,2005.

[15] 于洋. 《高低温试验箱微机自动控制系统的设计》.机械工业出版社, 2003.

[16] 肖洪兵. 《跟我学用单片机》.北京航空航天大学出版社,2002.8

[17] 何立民. 《单片机高级教程》.北京航空航天大学出版社，2001