【文章內容簡介】 系統以及各子系統的組成，以及各個系統所能實現的功能。詳細的描述了防盜報警子系統，視頻監(jiān)控子系統以及火災自動報警系統的基本工作原理，前端探測器的工作原理等。 第三章敘述安防系統方案的設計、設備的選型布置。其中系統方案的設計包括系統的設計思想、設計目標、設計依據、所能實現的功能以及各子系統 的設計。設備的選型原則，布置原則也在此章中詳細的陳述出來。 第四章敘述系統程序的設計包括： LabVIEW的介紹、前面板的設計、各主要功能程序的設計。其中詳細表達了紅外與視頻監(jiān)控子系統，消防與煤氣監(jiān)控子系統的程序設計。 對本設計的總結將在第五章中給出。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 4 頁 共 35 頁 第二章 家庭安防系統 系統的組成 家庭安防系統是智能小區(qū)安防系統最重要的組成部分，也是智能家居自動化的重要組成部分。家庭安防系統是指通過各種報警探測器、報警主機、攝像機、讀卡器、門禁控制器、接警中心及其它安防設備為住宅提供入侵報警服 務的一個綜合性系統。其包括了三大子系統 :防盜報警子系統，視頻監(jiān)控子系統，火災自動報警子系統。 防盜報警子系統 防盜報警系統概述 用物理方法或電子技術，自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內的侵入行為，產生報警信號，并提示值班人員報警的區(qū)域部位，顯示可能采取的對策的系統，稱作防盜報警系統 [2]。防盜報警系統是預防搶劫、盜竊等意外事件的重要設施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能夠通過聲光報警信號在安?？刂浦行臏蚀_顯示出事地點，便于 迅速采取應急措施。 防盜報警系統一般由探測器、區(qū)域控制器、和報警控制中心 3 部分組成。最底層是探測器和執(zhí)行設備，負責探測非法入侵人員，有異常情況時發(fā)出聲光報警，同時向區(qū)域控制器發(fā)送信號。區(qū)域控制器負責對下層探測設備的管理，同時向控制中心傳送區(qū)域報警情況。通常一個區(qū)域控制器、探測器加上聲光報警設備就可以構成一個簡單的報警系統。 防盜報警系統的基本要求 1） 實現對設防區(qū)域的非法入侵進行實時監(jiān)控，可靠和正確無誤的報警和復核。誤報警應降低到可以接受的極低限度。 2） 為預防搶劫或人員受到威脅，系統應設置緊急報警裝置和留有與 110 公安報警中心聯網的接口。 3） 系統應能按時間、按部位、區(qū)域任意編程、設防或撤防 。 4） 系統能顯示報警部位、區(qū)域、時間，能打印記錄、存檔備份，并能提供與報警聯動的監(jiān)控電視、燈光照明等控制接口信號，最好能夠通過多媒體實時顯示現場報警及有關聯動報警的位置。 5） 防盜報警系統主要用于出入口的入侵警戒、周界防護及建筑物內區(qū)域、周界防護及建筑屋內區(qū)域、空間防護和對貴重實物目標的防護。 防盜報警探測器的基本要求 1） 防盜報警探測器應具有防拆保護和防破壞保護功能。防盜報警探測器受 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 5 頁 共 35 頁 到破壞時，拆開外殼或信號傳輸線短路、斷路以及并接其他負載時，探測器應能發(fā)出報警信號。 2） 防盜報警探測器應具有抗小動物干擾的能力 。在探測范圍內，如有小動物類似的紅外輻射特性的物體，探測器不應產生報警。 3） 探測器應具有抗外界干擾的能力。干擾包括外界光源、電火花、常溫氣流、發(fā)動機噪聲等。 4） 防盜報警探測器易在下列條件下工作： 室內 1055℃ 相對濕度≤ 95% 室外 2075℃ 相對濕度≤ 95% 防盜報警探測器的基本工作原理 門磁開關 門磁開關是探測器最基本、最簡單有效的裝置，它是一個開關，常用的有微動開關，磁簧開關，一般裝在門窗上。開關可 分為常開和常閉兩種，常開式常處于開路，當有情況時開關就閉合，使電路導通啟動報警，這種方式優(yōu)點是平時開關不耗電，缺點是如果電線被剪斷或接觸不良將使其失效。常閉式則相反，平常開關為閉合，異常時打開，使電路斷路而報警。該方法優(yōu)點是，在線路被剪斷或有故障時會啟動報警，當罪犯在斷開回路之前選用導線將其短路，就會使其失效。一般在門磁探測上，大多數采用磁簧開關，用常閉方式。 玻璃破碎探測器 玻璃破碎探測器通常利用壓電式拾音器，裝在面對玻璃的位置。它只對高頻的玻璃破碎聲音進行有效的檢測，不受玻璃本身震動的影響。其原理是，把 不同類型、不同尺寸、不同厚度的玻璃打碎，將它們的聲音音頻采集并以數字形式記錄下來，編成文件，采用特殊軟件進行分析。然后將檢測到的信號進行模數轉換進行分析，就可以確認每一個事件是一個有效的玻璃破碎，還是一個誤報。 雙技術探測器 雙技術探測器，又稱為雙鑒探測器，是將兩種探測器技術結合在一起，由復合探測來觸發(fā)報警，即只有當兩種探測器同時或者相繼在短暫時間內都探測到目標，才可發(fā)出報警，進一步提高報警可靠性。目前使用較多的有微博 被動紅外雙鑒探測器和超聲波 被動紅外雙鑒探測器。由于組件內有兩個獨立的探測器技術作雙重鑒 定，所以避免了單技術探測器因受環(huán)境干擾而導致的誤報警。雙鑒探測器必須在兩種探測器檢測出報警目標時才能發(fā)出報警信號。微波探測器主要敏感于運動物體上，而被動紅外探測器主要敏感于具有一定溫度的物體。所以雙鑒探測器能夠很好的把人體活動目標區(qū)分出來，而對樹木、灌叢的擾動有很大的抑制，使誤報率大大減少。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 6 頁 共 35 頁 報警接收與處理主機 報警接收與處理主機也稱為防盜報警主機，它將某區(qū)域內的所有防盜防入侵傳感器組合在一起，形成一個防盜管區(qū)，一旦發(fā)生報警，則在防盜報警主機上可以一目了然反映出報警區(qū)域所在。報警控制器應 具有以下功能： 1）布防與撤防功能 2）布防后的延時功能 3）防破壞功能 對于一般的小型用戶，其防護部位少，一般采用小型報警控制器。小型報警控制器具有如下特點： 1） 防區(qū)一般為 416 路，探測器與主機采用點對點直接連接。 2） 能在任何一路信號報警時，發(fā)出聲光報警信號，并顯示報警部位與時間。 3） 對系統有自查能力。 4） 市電正常供電時能對備用電池充電，斷電時自動切換到備用電池上，以保證系統正常工作。系統還應具有欠電壓報警功能。 5） 能預存 24 個緊急報警電話號碼，發(fā)生緊急情況時，能依次向緊急報警電話發(fā)出報警信號。 視頻監(jiān)控子系統 系統功能 視頻監(jiān)控系統是安全防范技術體系中的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力極強的綜合系統。它可以通過遙控攝像機及輔助設備（云臺、鏡頭）直接觀看被監(jiān)視場所的一切情況，把被監(jiān)視場所的圖像、聲音內容同時傳到監(jiān)控中心，使被監(jiān)視的情況一目了然。視頻監(jiān)控子系統還可以與防盜報警系統等安全防范體系聯動控制，使防范能力更加強大。特別是近幾年，多媒體技術以及計算機圖像處理技術的發(fā)展，使視頻監(jiān)控系統在自動跟蹤、實時處理等方面有了長足的發(fā)展，從而使視頻監(jiān)控系統在整個安全技術防范體系中具有 舉足輕重的地位。 數字式視頻監(jiān)控系統的組成 數字式視頻監(jiān)控系統主要由攝像與處理、控制計算機、硬盤錄像機 3部分組成可與防盜報警系統結合。其系統結構圖如下： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 7 頁 共 35 頁 圖 數字式視頻監(jiān)控系統結構圖 數字監(jiān)控計算機主機 數字監(jiān)控計算機主機由硬盤錄像機、圖像切換裝置和網絡傳輸接口 3部分構成，具有多畫面處理、放錄像、矩陣控制、探測器報警、遠程傳輸等多種功能，為此需要在 PC平臺上集成以下 3類卡板，以實現數據的快速交換。 1） 圖像輸入、壓縮及處理板塊 2） 切換 控制板塊 3） 連接與遠程傳輸板塊 攝像機以及 IP 網關 IP攝像機是內置有 IP 服務器可以直接連接到網絡上的攝像機，也被稱為網絡攝像機。使用 IP 攝像機可以在現有的以太網上傳輸視頻和音頻，在指定的 IP地址后，也可以在網絡上的任何一個位置通過瀏覽器在本地或遠程網絡上調閱圖像，多個用戶可以同時調閱同一圖像，圖像傳輸速率可以達到 25 幀 /s。調閱的圖像即可顯示在計算機屏幕上，也可以顯示在常規(guī)監(jiān)視器上。 IP攝像機的 IP 地址及圖像的各種參數均可以預先設置好，這樣在現場安裝時就可以做到即插即用。 與 IP 攝像機一樣， IP網關實現了低成本的音視頻以及報警信號的傳輸，發(fā)射和接受采用多播方式在以太網上傳輸雙向音頻和視頻，有效的減低安裝布線成本。如果事先設置好 IP 地址，攝像機的安裝可以做到即插即用。 通過配置可以將 IP 網關當做編碼器或者解碼器來使用，有時 IP 網關也被稱作視頻服務器。當做編碼器使用時，可以將最多 4 路模擬視頻信號同時上網，并可以直接在計算機上查看圖像。將網關當做解碼器來使用時，可將數字視頻信號轉換成模擬的視頻信號，在普通的監(jiān)視器上顯示圖像。 火災自動報警系統 火災自動報警系統的組成 攝像機 報警探測器 圖像處理與傳輸 傳輸系統 主計 算機 壓縮 處理 切換 控制 硬盤記錄 解壓縮 分割顯示 聯網傳輸 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 8 頁 共 35 頁 對于不同形式、不 同結構、不同功能的建筑物來說，系統的結構模式不一定一樣。應根據建筑物的使用性質，火災危險性、疏散和撲救難度等按消防有關規(guī)范來進行設計。在結構上，一個火災自動報警系統通常由火災探測器、區(qū)域報警器、集中報警器等三部分組成。由于家庭建筑面積小，保護對象為一個區(qū)域，所以使用區(qū)域報警系統。 火災探測器，安裝于火災可能發(fā)生的場所，將現場火災信號（煙、光、溫度）轉換成電信號，為區(qū)域報警器提供火警信號。 區(qū)域報警器是接受一個探測防火區(qū)域內的各個探測器送來的火警信號，集中控制和發(fā)出警報的控制器。 集中報警器一般設置在一個建筑 物的消防控制中心室內，接收來自各區(qū)域報警器送來的火警信號，并發(fā)出聲、光報警信號，起動消防設備。 圖 實用火災自動報警滅火聯動系統框圖 圖 為一個實用火災自動報警滅火聯動系統框圖。系統主要由火災探測器、手動報警按鈕、火災自動報警控制器、聲光報警裝置、聯動裝置等構成，火災自動報警控制器還能記憶與顯示火災與事故發(fā)生的時間地點。 火災自動報警系統的工作原理 聯動設備 火災報警控制器 記 錄 蜂鳴器 火 警 鈴 故障信號燈 光字牌 手動報警按鈕 探測器 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 9 頁 共 35 頁 火災自動報警系統的工作原理見圖 。安裝在保護區(qū)的探測器不斷地向所監(jiān)視的現場發(fā)出巡測信號，監(jiān)視現 場的煙霧濃度、溫度等火災的參數，并不斷的反饋給報警控制器。當反饋信號送到火災自動報警系統，反饋值與系統給定值即現場正常狀態(tài)時的煙霧濃度、溫度及火光照度等參數的規(guī)定值一并送入火災報警控制器進行運算。與一般控制系統不同，火災報警控制器在運算、處理信號時人為的加上一段延時，在這段延時時間內對信號進行邏輯運算、處理、判斷、確認。當確認發(fā)生火災時，火災自動報警系統發(fā)出聲光報警，顯示火災區(qū)域，打印報警時間、地點。同時向火災現場發(fā)出警鈴報警與語音報警。確認火災后，火災報警控制器才發(fā)出系統控制信號，驅動滅火設備，實現快速、 準確滅火。 現場正常狀態(tài)整定值 圖 火災自動報警系統工作原理圖 火災探測器及其工作原理 火災探測器是火災自動報警和消防聯動控制系統最基本最關鍵的部件之一，對被保護區(qū)域進行不間斷地監(jiān)視和探測，把火災初期階段能引起火災的參數盡早、及時和準確的檢測出來并報警。 火災探測器的種類很多，大致有如下幾種： （ 1） 感煙探測器。 （ 2）感溫探測器（包括定溫式和差溫式）。 感煙探測器和下面 2的格式都不一樣 感煙探測器是用于探測物質燃燒初期階 段在周圍空間所形成的煙霧粒子濃度，并自動向火災報警控制器發(fā)出報警信號的一種火災探測器。它響應速度快、能及早的發(fā)現火情，是使用最大的一種火災探測器。感煙探測器可分為離子感煙探測器和光電感煙探測器。 ①離子感煙探測器 滅火聯動 現場警鈴 控制器 報警顯示器 報警聲光 火警按鈕 火警電話 火災探測器 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 10 頁 共 35 頁 離子式感煙探測器是由兩個內含 Am24