安徽建筑大学毕业论文文档格式.docx
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电子与信息工程学院建筑电气与智能化专业2008级建筑电气1班陈露
指导教师夏铭、谢陈磊
1、绪论
1.1安全防范系统
安全防范是指在建筑物或建筑群内（包括周边地域），或特定的场所、区域，通过采用人力防范、技术防范和物理防范等方式综合实现对人员、设备、建筑或区域的安全防范。
通常所说的安全防范主要是指技术防范，是指通过采用安全技术防范产品和防护设施实现安全防范。
安全防范行业从上世纪六十年代开始启动，经历了八十年代兴起的智能建筑建设和对大量传统建筑进行了大规模安全防范系统的自动化改造高潮，目前已进入成熟阶段，中国安防产业的发展已基本成型，且颇具规模。
进入21世纪，安全防范行业又有了进一步的发展，智能建筑、智能小区建设异军突起，以及高科技电子产品、全数字网络产品的大量涌现，都极大促进了技防产品市场蓬勃发展。
中国正在发展成为世界上最庞大的安全防范产品市场已是不争的事实，“世界工厂”的逐步形成使中国安防行业成为国民经济新的增长点和新兴的朝阳产业。
在技术与产品上目前已经形成四代：
模拟——数字——网络——智能化网络视频监控综合业务平台。
但在平安城市、3111工程与数字化城管等建设中，仍然是以模拟或者模数混合为主，建设未能够跟上技术与时代的发展。
在现阶段，综合业务平台是以视频监控为主的平台，通过110、119、120等之间的整合，实现报警联动、警力调度。
从发展的角度看，综合业务平台可以以视频监控为核心，开放接口，整合公安相关业务系统，加强智能分析功能的发挥，形成智能化网络视频监控综合业务平台。
数字化、网络化、智能化、集成化为安全防范今后的发展方向。
建筑是作为安全防范的一种实体防护设施和现代安全技术防范系统的一种重要载体，因此现代建筑业的发展，离不开现代安全防范技术的支持与配合。
无论是传统建筑，还是未来的智能建筑，都需要建立一套高效完善的安全防范系统。
智能建筑安全防范系统是以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统，它必须对建筑的主要环境，包括内部环境和周边环境进行全面有效地全天候的监视，如对大厦内部的财产、人身、文件资料、设备等的安全起着重要的保障作用。
是智能建筑中不可缺少的一个子系统，在该系统中融入新的技术可以大大提高智能建筑的智能化水平。
1.2安防系统组成
安全防范系统（SAS）包括的子系统主要有：
入侵报警子系统、电视监控子系统、出入口控制（门禁）子系统、停车场综合管理子系统、巡更报警子系统，其中最重要的是由视频监控、入侵报警和门禁系统组成。
视频监控系统的作用是利用前端的摄像设备，把被监视场所的图像内容传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然；
它还可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来，为日后对事件的处理提供方便的条件及重要依据。
入侵报警系统是根据不同部位的重要程度和风险等级要求以及现场条件，采用红外、微波等多种探测手段，对建筑物进行全方位保护，并将探测器获得侵入物的信号，以有线或无线的方式传送到中心控制值班室，同时报警信号以声或光的形式发出报警，使值班人员能及时形象地获得发生事故的信息，及时处理。
电子巡更系统可实现对保安进行定时、定点、定线路的巡更管理，能够实时掌握巡更人员的巡更情况，一旦巡更人员没有按指定的时间到达巡更点，系统将报警提示，坐在计算机前面的管理人员可以马上通过对讲机与巡更人员联络，了解巡更人员的目前状况，防止意外情况发生；
也可随时查询整理备份相关信息，对失盗失职进行有效分析。
门禁系统也称为出入控制系统，顾名思义就是对进出通道的行人进行管制，他的实现意图和实现逻辑几乎和传统的保安看门一样，只不过结合了智能卡、自动控制、计算机、网络等先进的技术和设备，可以提供更加方便、更加灵活、功能更加强大的管理手段。
2、工程设计
2.1工程概述
某综合楼共18层，主楼地上17层，建筑高度72米，建筑面积51700平方米。
此综合楼主要为办公用房，地下一层为车库和设备用房，地上一至四层为裙房，五至十五层主要作为办公用房，第十六层为生活区及休闲区，十七层为预留用房和屋顶花园。
该综合楼智安防系统建设应采用国际上较先进、成熟的技术，将其建设成为一座能保证并促进报刊事业发展，并符合报业实际情况的现代化智能建筑。
智能化系统的建设要确保大厦工作人员、设备及财产的高度安全，对可能发生的灾害和突发事件有极强的防御能力，为大厦内的工作人员提供舒适、高效的环境，节约能源，降低运营成本。
2.2设计任务
某综合楼共18层，总建筑面积51700平方米。
本次毕业设计本人负责此综合楼的地下一层、地上一层至四层裙房的安防各子系统设计，包含停车场管理系统、门禁系统、视频监控系统、入侵报警系统及电子巡更系统等方案设计，同时完成设备选型工作。
2.3安全防范系统的设计原则
安全防范系统设计主要遵循以下原则：
1、物防、技防、人防相结合
安全防范系统的防护水平难以定量评价，取决于建筑工程的物理设施功能、可靠性、安全性等因素，还与以电子防范为主的技术安全防范系统的技术先进性有关，更与系统的维护、使用等组织管理水平有关。
要对安全防范系统工程安全水平做出正确评估，往往需要在工程竣工验收后经过相当长时间的运营才能做出。
因此，仅用技术防范系统的先进性来评判安全防范系统的防护水平没有意义。
安全防范系统必须在设计阶段就坚持物防、技防、人防相结合的原则，才能最大限度的保证安全防范系统的高效和完善。
2、遵照国家、行业相关标准和规范进行设计与建设
安全防范系统的设计建设应该在国家相关标准和行业规范的框架下进行。
与安全技术防范系统相关的国家标准规范有《安全防范工程技术规范》GB50348-2004；
《安全防范工程程序与要求》GA/T15-94；
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006；
《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-96）；
行业规范有中国工程建设标准化协会CECS72：
97《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》；
《居住区智能化系统配置与技术要求》CJ/T174-2003，这些标准和规范基本上与国际标准接轨。
3、按需设防，技术经济
在保证一定安全防护水平的前提下，实现高性价比的经济技术指标，是考核系统工程设计水平的重要指标之一。
考虑到现实中大量传统建筑进行安全防范改造的项目大大多于新建设的包括安全防范自动化的系统智能建筑这一事实，并且任何建筑都需要一个高效完善的安全防范系统，因此根据用户的需求，同时兼顾大楼在城市总体规划中的定位和发展进行安全防范系统设计。
在安全防范设计时，采用的安全防范产品要考虑其技术成熟和可扩展性。
因为先进的产品通常需要较高的价格，而且这类产品往往是实验性的，甚至有在飞速的技术进步中被淘汰的可能。
而采用市场占有率高，技术成熟的产品，不但可以只付出比较合理的价格，而且同样可以在产品的升级或扩展中获得益处。
4、设计中应遵循风险评估、纵深防护、均衡防护、抗易损性和系统先进性。
3、视频监控子系统
3.1视频监控系统概述
视频监控系统是现代管理、监测、控制的重要手段之一。
它可以通过摄像机及其辅助设备（如镜头、云台等）直接观看被监视场所的实际情况，并可以把所拍摄的图像用录像、多媒体技术等记录下来。
它获得的信息量大，一目了然，判断事件正确，是报警复核、动态监控、过程控制和信息记录的有效方法。
3.2视频监控系统的基本组成
视频监控系统根据其使用环境、使用部门和系统的功能的不同而具有不同的组成方式，无论系统规模有多大、功能有多少，一般电视监控系统均由摄像、传输分配、控制、图像处理与显示等四个部分组成。
1、摄像部分
摄像部分的作用是把系统所监视的目标，即把被摄体的光、声信号变成电信号，然后送入传输分配部分进行传送。
2、传输分配部分
传输分配部分的作用是将摄像机输出的视频（有时包括音频）信号馈送到中心机房或其他监视点。
3、控制部分
控制部分的作用是在中心机房通过有关设备对系统的摄像和传输分配部分的设备进行远距离遥控。
4、图像处理与显示部分
图像处理是指对系统传输的图像信号进行切换、记录、重放、加工和复制等。
显示部分则是使用监视器进行图像重现，有时还采用投影电视来显示其图像信号。
3.3视频监控系统设计
本次设计中采用带云台的摄像机4台，彩色转黑白半球摄像机42台，彩色转黑白墙式摄像机19台（二楼核算区共17彩转黑白摄像机，核算区的视频监控系统自成系统，不计入大楼视频监控系统）。
1、根据民用建筑电气设计规范中，建筑物视频安防监控系统的设防应符合下列规定：
（1）、重要建筑物周界宜设置监控摄像机；
（2）、地面层出入口、电梯轿厢宜设置监控摄像机；
停车库（场）出入口和停车库（场）内宜设置监控摄像机；
（3）、重要通道应设置监控摄像机，各楼层通道宜设置监控摄像机；
电梯厅和自动扶梯口，宜预留视频监控系统管线和接门；
（4）、集中收款处、重要物品库房、重要设备机房应设置监控摄像机；
（5）、通用型建筑物摄像机的设置部位应符合表3.1的规定。
表3.1摄像机设置部位表
注：
★应设置摄像机的部位；
☆宜设置摄像机的部位；
△可设置或预埋管线部位。
2、根据《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94中得出监控系统设计的内容有：
（1）、根据系统的技术和功能要求，确定系统组成及设备配置；
（2）、根据建筑平面或实地勘察，确定摄像机和其它设备设置地点；
（3）、根据监视目标和环境的条件，确定摄像机类型及防护措施；
（4）、根据摄像机分布及环境条件，确定传输电（光）缆的线路路由。
3.3.1系统硬件选型与设计
依据综合楼的特点，首先完成的监控范围主要是一层大厅及主要出入口，下面就综合楼的监控系统进行一个初步的硬件选型设计。
摄像机是整个监控系统的核心设备，选型时应根据现场环境和用户需求，慎重选择。
1、根据安装方式选择。
如固定安装，摄像机多选用普通枪式摄像机或半球摄像机；
如采用云台安装方式，现多选用一体化摄像机，特点是：
内置电动变焦镜头，小巧美观，安装方便，性价比优。
2、根据安装地点选择。
由于普通枪式摄像机，既可壁装又可吊顶安装，因此室内室外不受限制，比较灵活；
而半球摄像机，只能吸顶安装，所以多用于室内且安装高度有一定限制。
但和枪式摄像机相比，不需另配镜头、防护罩、支架，安装方便，美观隐蔽，且价格经济。
3、根据环境光线选择。
如果光线条件不理想，应尽量选用照度较低的摄像机，如彩色超底照度摄像机、彩色黑白自动转换两用型摄像机、低照度黑白摄像机等，以达到较好的采集效果。
如果光线照度不高，而用户对监视图像清晰度要求较高时，宜选用黑白摄像机。
如果没有任何光线，就必须添加红外灯提供照明或选用具有红外夜视功能的摄像机。
4、根据对图像清晰度的要求进行选择。
如果对图像画质的分辨率要求较高，应选用电视线指标较高的摄像机。
一般来说，对于彩色摄像机，420线为中解析摄像机，470线以上都为高解析摄像机。
清晰度越高，价格相对越高。
5、还应注意产品说明上的一些性能指标。
如信噪比、自动光圈镜头的驱动方式等。
一般的电视监控系统中信噪比指标要选大于48dB的，这样不仅满足行业标准规定的不小于38dB的要求，更重要的是当环境照度不足时，信噪比越高的摄像机图像就越清晰。
镜头的驱动方式一般选用双驱动的，以便随意选用DC驱动或视频驱动的自动光圈镜头。
3.3.2视频监控系统设备选型
本次设计中结合以上的硬件设备选型的原则、系统硬件设计原则以及通用型公共建筑的安全防范要求对硬件做如下的选型：
彩色转黑白枪式摄像机；
彩色转黑白半球摄像机；
带云台的摄像机；
解码器；
显示和记录设备；
矩阵主机。
1、系统布点：
电视监控主要对出入口、通道、公共区域、重要部位进行监视，值班人员可通过监控图像，观察进入大门的人员面部特征，同时也监视其他流动现场情况。
考虑到综合楼日夜光照因素，根据综合楼建筑平面图，布置摄像机，这些摄像点作为主动防范手段，随时监控和摄录事件发生的过程，及时发现与避免可能发生的突发事件和在案发后为公安部门破案以提供事实根据佐证。
2、设备介绍如下：
摄像机是前端视频部分的核心，是图像信号的来源，其质量高低极大程度地决定着整个CCTV系统的优劣。
（1）、V5112-A2系列日夜型摄像机
图3.1V5112-A2系列日夜型摄像机
V5112-A2系列日夜型摄像机采用高灵敏度1/3"
SONYHADCCD图像传感器，使得摄像机拍摄的图像色彩真实、场景细腻。
当周围环境变暗时，摄像机自动切换到黑白模式；
当光线变亮时，又自动切换到彩色模式，从而实现24小时不间断监控。
优越的低照度性能，在超低照度环境下仍能清晰地识别物体。
部分技术指标见下表3.2。
表3.2V5112-A2系列日夜型摄像机技术指标表
图像传感器
1/3"
SONYHADCCD
视频制式
PAL/NTSC
有效像素（H×
V）
PAL：
752×
582，440K；
NTSC：
768×
494，380K
解析度
480TVL
最低照度
彩色模式：
0.5Lux@F1.2（30IRE,AGCON）；
黑白模式：
0.02Lux@F1.2（30IRE,AGCON）
信噪比
>
48dB（AGCOFF）
同步系统
内同步/电源同步
视频输出
1.0Vp-p复合信号，75Ω，BNC
电源
12VDC/24VAC或100~240VAC
功率
<
5W
（2）、V5412-A2系列室内日夜型固定半球摄像机
V5412-A2系列室内日夜型固定半球摄像机采用高灵敏度的1/3"
SONYCCD（电荷耦合元件）图像传感器和具有长使用寿命和高可靠性的全新线路，具有高灵敏、抑制光晕能力强、高信噪比、不会因磁场而出现失真，图像清晰稳定、功能丰富、使用寿命长。
具体参数见下表3.3
表3.3V5412-A2系列室内日夜型固定半球摄像机技术指标表
最低照度（典型值）
0.7Lux@F1.2（30IRE,AGCON）；
48dB（AGCOFF）
工作电源
12VDC/24VAC
内同步
2VDC：
4W；
24VAC：
4W
图3.2V5412-A2系列室内日夜型固定半球摄像机
（3）、V1493系列中型中速云台摄像机
V1493系列中型中速云台，可以内置1/2"
CCD大倍数光学变焦镜头和1/2"
CCD高性能摄像机。
具有监控范围广、距离远、图像清晰、灵敏度高、动态范围宽、高信噪比和超低照度的特点，适用于城市治安监控和高速公路监控等对监控要求较高的场所中。
针对多种摄像机与镜头的组合，V1493中型中速云台可分别配置13寸、14寸和15寸护罩。
灵活选择，应用广泛。
表3.4V1493系列中型中速云台摄像机技术指标表
内置解码器
INFINOVA、PELCO-P/D
预置位
254个
巡视轨迹
6个
花样扫描
4个
水平扫描
自动扫描
1个
软/硬地址
1~254
报警（可选）
2路报警输入，2路继电器输出
可变云台速度
水平0.5°
～45°
/秒可变速;
垂直0.5°
～20°
/秒可变速
预置位速度
水平最大100°
/秒；
垂直最大30°
/秒
水平旋转角度
360°
无限位旋转
输入电压
24VAC（24VDC/230VAC可预选）
70W（最大）
摄像机电压
24VAC
图3.3V1493系列中型中速云台摄像机
（4）、解码器
在视频监控系统中，编码器主要把模拟视音频信号压缩数据编码文件，解码器按照云台供电电压分为交流解码器和直流解码器。
交流解码器为交流云台提供交流230V或24V电压驱动云台转动；
直流云台为直流云台提供直流12V或24V电源，如果云台是变速控制的还要要求直流解码器为云台提供0-33或36V直流电压信号，来控制直流云台的变速转动。
V2411-M系列码转换/分配器
特性：
1）、提供4组曼码输出，每组16路，可控制64个云台解码器；
2）、通过高速数据线与矩阵进行通讯；
3）、电源和通讯状态显示；
4）、提供方便的可插拔终端连接器；
5）、兼容Infinova系列视频矩阵系统；
6）安装方式可选（桌面、机架或墙面）。
技术指标如下表：
表3.5V2411-M技术指标表
电压
120/230VAC,60/50Hz
8W
安装方式
机架，墙面或桌面安装可选
（5）、显示和记录设备
图3.5V3011系列嵌入式网络数字硬盘录像
V3011系列嵌入式数字硬盘录像机采用Linux操作系统和达芬奇处理器，同时具备数字硬盘录像机（DVR）和数字视频服务器（DVS）的功能。
V3011系列网络硬盘录像机，最大支持16路视频和16路音频输入；
支持H.264视频压缩技术，部分视频输入通道最大支持4CIF分辨率；
每个通道的视频编码参数独立可调；
支持图像的本地预览、录像与回放。
存储方面支持SATA硬盘接口，并带有2个USB接口，可支持U盘、USB硬盘和USB刻录机，另可选内置DVR刻录机备份。
V3011系列网络硬盘录像机它既可作为DVR进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。
该产品可广泛应用于金融、公安、部队、电信、交通、电力、教育、水利等领域的安全防范。
表3.6V3011系列数字硬盘录像机技术参数表
视频输入
4/8/16路，BNC（1.0Vp-p，75Ω）
视频输出
1路BNC（1.0Vp-p，75Ω），1路VGA（分辨率1024*768/60Hz），4/8/16路环通
支持制式
PAL，NTSC
通讯口
1个RS-232，1个RS-485
网络口
4路DVR：
1个10M/100M自适应以太网端口，RJ-45；
8/16路：
DVR1个10M/100M/1000M自适应以太网端口，RJ-45
报警
4路输入，2路输出；
8/16路DVR：
16路输入，4路输出
硬盘接口
V3011A：
4路机型最多4个SATA硬盘接口；
8/16路机型最多8个SATA硬盘接口，每个硬盘接口容量最大至2000GBV3011W：
4路机型最多3个SATA硬盘接口；
8/16路机型最多4个SATA硬盘接口，每个硬盘接口容量最大至2000GB
备份
外置USB存储设备进行备份；
内置SATA刻录机可备份（V3011W）
协议
PPPoE、DHCP、DNS、DDNS、NTP、SADP、SMTP等
100~240VAC自适应
不大于38W（不含硬盘）
（6）、矩阵主机
中央矩阵主机本次设计中拟采用美国英飞拓公司的视频切换矩阵，V2020A系列产品采用了ARM9微处理器技术，使用LINUX操作系统内核，可实现安防自动化，单机箱可支持最多240路视频输入和16路视频输出（或采用密集型机箱最多达到112路视频输入和32路视频输出）。
各项技术指标（全配置系统）见表3.7。
表3.7V2020矩阵切换机系统配置表
单个标准机箱
240路视频输入，16路视频输出
单个密集型机箱
112路视频输入，32路视频输出
系统最大容量
240路视频输入，32路视频输出
≥60dB（典型值）
数据接口
RJ-45
通信协议
RS
升级会员 