智能住宅小区安防系统毕业设计[1]海涛论文

职业技术学院

哈尔滨职业技术学院

目录

摘要 (4)

论文目的和内容 (4)

一、智能住宅小区的安防系统 (5)

（一）安防系统的组成 (5)

（二）安防系统设计范围 (5)

（三）安防系统设计原则 (5)

二、防盗报警系统 (7)

（一）系统简介 (7)

（二）防盗报警探测器类别 (11)

三、门禁管理系统 (12)

（一）系统概述 (12)

(二）系统分类 (14)

四、闭路电视监控系统 (15)

（一）系统简介 (15)

（二）摄像部分 (17)

（三）信号输送 (20)

（四）终端设备 (23)

五、巡更系统 (24)

(一）系统简介 (24)

(二) 系统分类 (25)

六、对讲系统 (26)

（一）系统简介 (26)

（二）系统结构 (27)

七、综合安防系统 (28)

（一）安防系统图 (28)

结论 (32)

参考文献 (33)

智能住宅小区安防系统设计

[摘要]随着社会的不断发展，居家安全是人们安居乐业的基础，也是共建和谐社会的重要环节。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。建立一个全方位综合安防系统，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。实现对住宅小区主要出入口及周界等重要区域的实时监控，达到维护社会治安和防止破坏的作用，及时地把一切可能发生的或即将发生的案件和险情的图像资料传送到监控中心，使监控中心的值班员可以把这些危害和隐患遏制在萌芽状态，杜绝财产损失、确保人员生命安全，对于构建安全、和谐的住宅小区具有十分重要的意义。

[关键词]：智能化，闭路监控，安全方便

[目的] 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。

[内容]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。

一智能住宅小区的安防系统

（一）安防系统的组成

安防系统主要包括防盗报警系统、门禁管理系统、闭路电视监控系统、巡更系统、对讲系统等。

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。

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。

闭路电视监控系统: 采用电视摄像等手段监测被保护对象。

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。

对讲系统: 利用可视电话来辨别访客身份。

（二）安防系统设计的主要范围

安防系统设计的范围包括：

1、小区防盗报警系统

2、小区门禁管理系统

3、小区闭路电视监控系统

4、小区巡更系统

5、小区对讲系统

（三）安防系统设计原则

为了实现系统的技术先进、经济实用、安全可靠、质量优良的要求，在设计的过程中应该遵循以下原则：

1、先进性

在投资费用许可的情况下充分利用现代最新技术、最可靠的科技成果，以便该系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。并使系统具有强大的发展潜力。

2、可靠性

必须考虑采用被证明为成熟的技术与产品，在设备选型和系统的设计中尽量提高系统的可靠性。

3、实用性和便利性

在满足社区安保等功能的要求和实际使用需要的基础上，采用实用的技术和

设备，确保设备使用方便、安全，并且经久耐用。

4、可扩充性和经济性

为满足今后发展的需要，系统在使用的产品系列、容量及处理能力等方面必须具备兼容性强，可扩充与换代的特点，确保整个系统可以不断得到充实、完善、改进和提高。通过这种优化设计，不仅充分保护了原有投资，而且具有较高的综合性能价格比。

5、规范性和结构化

由于小区智能化系统是一个综合性很强的工程，在系统设计中必须着重参考更多面的标准和规范，力求使各子系统做到结构化、标准化、模块化和系列化。

6、安全性：

保证系统工作的安全性，必须采用国家及国际安全认证的所有硬件设备。

7、易操作性：

系统必须提供规范的人机对话界面，使操作、维护简单易用，并易于掌握。

二、防盗报警系统

（一）系统简介

用物理方法和电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并辅助提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取的对策的系统，称为防盗报警系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，便于迅速采取应急措施。

1、系统功能

防盗报警系统功能

防盗报警器采用无线/有线传输方式，技术先进、性能可靠、使用非常方便，充分体现人性设计的特点，它的安装使用给用户和政府指挥中心带来方便与安全。

（1）防盗若有非法入室盗窃者，立刻现场报警，同时向外发送报警信号（同时向政府指挥中心报警，显示画面上一目了然，城市那个地方发生了警情！）（2）防窃若遭遇坏人入室抢劫，可即时发送报警信号

（3）求助可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警

（4）防火通过烟感探测器及时探测室内烟雾，发出失火警报（同时向政府指挥中心报警，显示画面上一目了然，城市那个地方发生了警情！）（5）防可燃气体中毒能够探测到煤气、液化石油气、天然气等气体的泄露，及时报警

（6）全自动报警一旦发生警情，主机自动循环拨打设置电话，如联网向报警中心报警，或者发出语音报警信号

（7）远程监听接通报警电话后可即时监听和判断室内现场动静，以便可采取行动。

（8）异地遥控主人在异地远距离通过手机或电话对家中主机进行布防或撤防等操作。还可以部分布防，比如人在家里客厅撤防，阳台窗户布防。

（8）) 城市应急中心联网报警中心可以管理100万户人家，也就是说可以管理400万人口的城市，无论这个城市的任何一户人家和公共设施需要安全的地方放生，盗窃事件，失火事件，公共安全事件，住户主人和城市指挥中心都可以第一时间知道警情，并采取主动措施防犯于未然。

2、系统组成

防盗报警系统有简单系统和复杂系统之分，有多个入侵探测器加上一个报警主机构成最基本的系统。若干个基本系统通过计算机构成区域性报警网络，区域性报警网络有可互联成城市综合监控系统。系统基本组成主要有各类探测器、报警开关和按钮、报警主机、处警装置等。防盗报警系统框图见图4.1

图4.1 防盗报警系统的结构框图

（二）防盗报警探测器类别

防盗报警探测器用于探测非法入侵行为，需要防范入侵的地方很多，它可以是某些的点（如门、窗等）；某条线（如边防线、警戒线等）；或是某个不允许入侵空间（如资料室等）。因此，设计安装人员应根据所防范场所及警戒要求需要采用不同类型的控测器，以适应不同场所、不同环境、不同地点的探测要求。

（1）开关报警器开关报警器是一种可以把防范现场传感器的位置或工作状态的变化转换为控制电路通断的变化，并以此来触发报些电路。由于这类报警器的传感器工作状态类似于电路开关。因此称为“开关报警器”。它作为点控型报警器，可分为磁控开关型、微动开关型、压力开关型3种类型。

（2）玻璃破碎报警器玻璃破碎报警器一般是粘附在玻璃上，利用振动传感器（开关触点形式）在玻璃破碎时产生的2kHz特殊频率，感应出报警信号。而对一般行驶车辆或风吹门、窗时产生的振动信号没有响应。

（3）周界报警器周界报警器的传感器可以固定安装在围墙或栅栏上及地层下，当入侵者接近或超过周界时产生报警信号，有泄漏电缆传感器、平行线周界传感器、光纤传感器3种类型。

（4）声控报警器声控报警器用微音器做传感器，用来监测入侵者在防范区域内走动或作案活动时发出的声响（如启、闭门窗，拆卸、搬运物品及撬锁时的声响），并将此声响转换为电信号经传输线送入报警主控制器。

（5）微波报警器微波物报警器是利用超高频的无线电波来进行探测的。探测器发出无线电波，同时接受反射波，当有物体在探测区域移动时．反射波的频率与发射波的频率有差异，两者频率差称为多普勒频率。

（6）超声波报警器超声波报警器与微波报警器一样，都是采用多普勒效应的原理实现的，不同的是它们所采用的波长不一样。

（7）红外线报警器红外线报警器利用红外线能量的辐射及接收技术均成的

报警装置称为红外线报警器。按工作原理上区分，它们可分为主动式和被动式

2种类型。

（8）双鉴报警器双鉴报警器产生的起因是由于单一类型的探测器误报率较高，多次误报将会引起人们的思想麻痹，产生了对防范设备的不信任感。为了解决误报率高的问题，人们提出互补探测技术方法，即把两种不同探测原理的探头组合起来，进行混合报警

（5）按与微机通信方式分类单片控制型、网络型。

三门禁管理系统

（一）系统简介

门禁管理系统是智能楼宇弱电安防系统的一个子系统。门禁系统通过在建筑物内的主要出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或控制器、读卡等控制装置，由计算机管或管理人员在中心控制室监控，能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制和设定程序控制，从而实现对出入口的控制。

1、系统功能

门禁系统功能如下：

（1）进出通道的权限的管理对通道进出权限的管理主要有进出通道的权限、进出通道的方式、进出通道的时段。

（2）实时监控功能系统管理人员可以通过微机实时查看每个门区人员的进出情况、每个门区的状态、；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门。

（3）出入记录查询功能系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，配备相应考勤软件可实现考勤、门禁一卡通。

（4）异常报警功能在异常情况下可以实现微机报警或报警器报警，如：非法入侵、门超时未关等。

（5）其他特殊功能根据系统的不同，还有如：反潜回、防尾随、消防报警监控联动、网络设置管理监控、逻辑开门、电梯控制功能等特殊功能。

2、系统组成

门禁系统由门禁控制器、门禁读卡器、电控锁、门禁软件、电源和其他相关门禁设备几部分组成。门禁组成框图见图3.1

图3.1 门禁系统组成框图

（1）门禁控制器门禁控制器是门禁系统的核心部分，它负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等。

（2）门禁读卡器读取卡片中的数据与生物特征信息，并将这些信息传送到门禁控制器。

（3）卡片它是系统开门电子钥匙，它可以是磁卡、IC卡、ID卡和其他相关功能的卡片。

（4）电控锁它是系统的执行部件，它通常在断电是呈开门状态，以符合消防要求。

（5）门禁软件它负责门禁系统的监控、管理、查询等工作。

（6）电源它是负责整个门禁系统的能源，是一个非常重要的组成部分。

（7）其他门禁设备符合用户所需求的设备。

（二）系统分类

（1）按进出识别方式类可分为密码识别、卡片识别、人像识别。

（2）按卡片种类分类可分为磁卡、射频卡。（3）按功能方式分类可分为接触卡、非接触卡。（4）按工作方式可分为IC卡、ID卡。

四闭路电视监控系统

（一）系统简介

1、系统功能

闭路电视监控系统（Closed Circuit Television,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把需要监视场所的图像和声音全部或部分地记录下来，这样就为日后事件的处理提供了方便条件和重要依据。

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（见图 2.1），并且有对图像信号的分配、切换、存储、处理、还原等功能。

图2.1 CCTV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。

（二）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2-1

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2-2规定的指标。

表2-2

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2-3规定的指标。

表2-3

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）电子亮度控制: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：见图2.2

图2.2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。这个在支撑点上能够固定摄像机并带动它做自由转动的机械结构就称为云台。根据构成原理的不同，可分为手动式及电动式两类。

4、解码器

在以视频矩阵切换与控制为核心的系统中，每台摄像机图像需经过单独的同轴电缆传送到切换与控制主机中，已达到对镜头和云台的控制。除近距离和小系统采用多芯电缆做直接控制外，一般有主机通过总线方式（通常是双绞线）先送到称之为解码器的装置，由解码器先对总线信号进行译码，即确定对那台摄像单元执行何种控制动作，在经电子电路功率放大，驱动指定云台和镜头做相应动作。一般完成下述动作。