南京工程学院 楼宇智能化 课设论文.docx

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南京工程学院楼宇智能化课设论文

南京工程学院

课程设计说明书（论文）

题目：

智能住宅小区的安防系统

课程名称楼宇智能化系统课程设计

院（系、部、中心）电力工程学院

专业建筑电气与智能化

班级建筑电气111

学生姓名

学号

同组学生姓名

起止日期2014年6月16日至6月20日

指导教师周云红

目录

一、课程设计任务书

1、课程设计应达到的目的

2、课程设计题目及要求

3、课程设计任务及工作量的要求

4、主要参考文献

5、课程设计进度安排

6、成绩考核办法

二、课程设计正文

1、引言

2、智能住宅小区的安防系统

3、闭路电视监控系统

4、门禁管理系统

5、防盗报警系统

6、对讲系统

7、监控系统设备选型

8、结语

参考文献

南京工程学院

课程设计任务书

课程名称楼宇智能化系统

院（系、部、中心）电力工程学院

专业建筑电气与智能化

班级建筑电气111

姓名

学号

起止日期2014.06.16~2014.06.20

指导教师周云红

1．课程设计应达到的目的

通过楼宇智能化系统课程设计这一教学环节，使学生能在学完楼宇智能化系统课程以后，能够灵活运用相关基本知识和基本理论模拟设计一个楼宇智能化系统，以期培养学生解决实际问题的能力。

2．课程设计题目及要求

在基本掌握楼宇智能化系统的工作原理的基础上，针对一个楼宇安防监控对象，依据设计要求，设计合适的安防监控方案，撰写一份规范化设计说明书。

具体要求：

1．依据楼宇智能化系统相关资料。

2．依据要求分析、比较、设计方案（对其合理性、工作原理及工作过程做出说明）。

3．依据方案进行系统配置。

4．撰写规范化的说明书一份。

3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕

根据对楼宇智能化系统的要求，设计出符合规范的安防监控系统方案，提供系统结构框图、原理图等。

4．主要参考文献

[1].谢秉正.楼宇智能化系统及工程应用[M].东南大学出版社，2007.

[2]殷际英，李玎一，楼宇设备自动化技术[M]，北京：

化学工业出版社，2004

[3]程大章，智能建筑楼宇自控系统[M]，北京：

中国建筑工业出版社，2005

5．课程设计进度安排

起止日期

工作内容

2014.06.16上午

2014.06.16下午

2014.06.17全天

2014.06.18全天

2014.06.19全天

2014.06.20全天

布置设计任务，熟悉课题

查阅资料，了解安防监控方案

设计安防监控系统总体方案

设计安防监控系统原理图

撰写设计说明

检查与答辩

6．成绩考核办法

课程设计成绩的组成：

课程总评成绩分项比例表

工作表现

设计成果

考核测评

30%

40%

30%

课程设计成绩评定需综合考虑以下因素：

（1）工作表现：

独立工作能力及设计过程的表现。

占总成绩的30%。

（2）设计成果：

设计说明书（计算书、论文）、图纸、程序、作品等的质量。

占总成绩的40%。

（3）考核测评：

课程设计结束前，指导教师应采用考试或答辩等形式对所指导的学生进行测评。

如采用答辩形式，需填写课程设计答辩记录，测评成绩占总成绩的30%。

（4）有创新的设计可以根据情况适当加分。

教研室审查意见：

教研室主任签字：

年月日

院（系、部、中心）意见：

主管领导签字：

年月日

智能住宅小区的安防系统设计

结稿日期：

2014-06-19

摘要安全防范技术系统又称安保自动化系统（SafetyAutomationSystem，SAS），它是智能楼宇中的重要系统，在保护人们的人身安全和财产安全上起着重要作用。

随着近几年来智能化行业的飞速发展，安防系统已由原来特殊待业，专门应用逐渐普及到各行各业。

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。

尤其是比较分散、比较偏远、环境相对比较复杂的居民区，安全形势不容乐观，传统的门卫值班和保安巡逻等治安管理手段已经不能适应新形势下住宅安全保障的需要。

因此，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。

建立一个全天侯综合安防系统，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。

关键词住宅小区安保自动化监控门禁

INTELLIGENTSECURITYSYSTEMDESIGNOFRESIDENTIALQUARTERS

AbstractSecuritytechnologysystems,alsoknownastheSecurityAutomationSystem（SAS）,whichisanimportantsystemofintelligentbuildings,protectingpeople'spersonalsafetyandpropertysecurityplaysanimportantrole.

Withtherapiddevelopmentoftheindustryinrecentyears,intelligent,fromaspecialsecuritysystemhasbeenlookingforjobs,theincreasingpopularityofspecializedapplicationstoallwalksoflife.Withthecontinuousdevelopmentofsociety,homesecurityisthebasisforpeopletoliveandwork,butalsobuildaharmonioussocietyimportantpart.Inparticular,aremorescattered,relativelyremote,theenvironmentisrelativelycomplexandresidentialarea,thesecuritysituationisnotoptimistic,thetraditionalguarddutyandsecuritypatrolofpublicsecuritymanagementtoolscannotadapttothenewsituation,residentialsecurityneeds.Therefore,inordertomeettheresidentialdistrictusersecurityandscientificandsystematicmanagementneeds,andinordertorightwhathappenedatanytimetoconductacomprehensive,timelyunderstandingandgraspoftheaccidentsituationcanquicklymaketherightjudgmentsandgivesacorrectandfastcommandandprocessing.Theestablishmentofanintegratedsecuritysystem,Howdy,fromclosed-circuittelevisionmonitoringsystems,accesscontrolsystems,anti-theftalarmsystem,intercomsystem,patrolsystem,etc..Closed-circuittelevisionsurveillancesystemtomonitortheuseofTVcamerasandothermeanstobeprotectedobject;accesscontrolsystemusingcards,keys,electronicdoorlocksandotherdevicescontrolledentrancedoors;anti-theftalarmsystemadoptstheanimalobjects,monitor,monitormovementofanobjectclosetotheprotectedobject;intercomsystemsusevideophonetoidentifyavisitor;patrolsystemisasetofsecuritypersonnelpatrollingtherouteletterdevicetoconfirmthattheinspectionrecordsofsecuritypersonnelandtime.Andsecuritysystemstoachievetechnologicallyadvanced,economicalandpractical,safe,reliable,excellentqualityrequirements.

Keywordsresidentialquarterssafetyautomationmonitoringentranceguard

1引言

走进21世纪以来，科学技术迅速发展，社会不断进步，各种违法盗窃手段具有高科技特点，同时，智能安防系统也因此得以在住宅小区中应用开来。

因此，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，需要建立一个全天候的综合安防系统，实现把一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。

建成一个完善的监控与防盗的安防系统，需要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。

放眼世界，从第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。

智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。

西方企业家在进军中国时，首先看到的是中国十三亿人口的巨大市场，但由于忽视中国市场的特点，往往事倍功半。

在中国营销并不简单地等于销售价格乘以人口。

面对诸多文化特性，要想在中国树立一个品牌犹如骑马穿过地雷阵。

再看看国内,安防设备市场在中国国内以每年双位增长率的发展，其它效应如二

八年奥运会及其它大型的基建，使得这片全球最大的建筑地盘，吸引更多的外商投资及设备生产商的垂涎。

很多外国品牌刚刚进入中国市场时，大多是由高端科技市场造起。

然而随着中国近年经济的腾飞，也顺利地带动安防市场的需求。

2智能住宅小区的安防系统

2.1小区概况

“湖锦花园”小区占地面积约为2000亩，建筑面积约为100万平方米，可容纳5万人入住。

A型住宅楼高达30层,共有20栋；B型住宅楼高达16层，共有15栋。

小区四周有围墙，且已经安装有红外对射报警系统，休闲花园等小区公共区域和楼栋部分区域安装有摄像机。

2.2安防系统的组成

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。

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。

2.3安防系统设计范围

安防系统设计的范围包括：

1、小区闭路电视监控系统

2、小区门禁管理系统

3、小区防盗报警系统

4、小区对讲系统

2.4安防系统设计原则

为使本系统达到技术先进，经济实用，安全可靠，质量优良的要求，设计中应遵循以下原则：

（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。

3闭路电视监控系统

3.1系统概述

3.1.1系统功能

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

3.1.2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3.1），并且有对图像信号的分配、切换、存储、处理、还原等功能。

图3.1CCTV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。

3.2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3-1

项目

指标值

视频信号输出幅度

1VP-P，75Ω

黑白电视水平清晰度

≧600电视线（TVLine）

彩色电视水平清晰度

≧480电视线（TVLine）

灰度等级

≧8级

信噪比

≧48dB

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3-2规定的指标。

表3-2

图像等级

图像损伤主观评价

5

不可察觉

4

可察觉，但令人可以接受

3

有明显察觉，令人难受

2

较严重，令人难以接受

1

极严重，部能观看

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3-3规定的指标。

表3-3

项目

指标值

视频信号输出幅度

1VP-P，75Ω

黑白电视水平清晰度

≧600电视线（TVLine）

彩色电视水平清晰度

≧480电视线（TVLine）

灰度等级

≧8级

信噪比

≧48dB

（一）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。

（二）镜头

镜头按功能和操作可以分为以下几种类型：

见图3.2

图3.2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。

（三）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。

（四）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。

（1）前端摄像机的电源开关控制。

（2）云台左右，上下旋转运动控制。

（3）镜头光圈变焦变倍、焦距调准。

（4）摄像机防护装置（雨刷、除霜、加热）控制。

3.3信号传输

传输系统将电视监控系统的前端设备和终端设备联系起来，是前端设备产生的图像视频信号、音频监听信号和各种报警信号送至中心控制室的终端设备，并把控制中心的控制指令送到前端设备。

根据电视监控系统的规模大小、覆盖面积、信号传输距离、信号容量以及对系统的功能及质量指标和造价的要求采用不同的传输方式。

主要分为有线与无线传输方式，这主要介绍有线传输方式。

（1）当摄像机安装位置离控制中心较近（几百米以内），多采用视频基带传输方式。

基带传输方式的原理图见图3.3

图3.3基带传输方式的原理框图

（2）当摄像机的位置距离控制中心较远时，往往采用射频有线传输和光缆传输方式。

射频传输方式组成框图见图3.4

图3.4射频传输方式组成框图

光缆模拟射频多电路电视系统框图见图3.5

图3.5光缆模拟射频多路电视系统框图

（3）当距离更远且不需要传送标准动态时图像时，也可采用窄带电视电话线路传输方式。

视频平衡传输方式见图3.6

图3.6视频平衡传输原理框图

3.4终端设备

闭路电视监控系统的终端完成整个系统的控制与操作功能，可分为控制、显示与记录三部分。

CCTV系统组成见图3.7

3.5闭路电视监控系统整体结构

图3.7CCTV系统组成

图3.8闭路电视监控系统图

其中V5——表示SYV－75－5视频线

R2——表示RVV3*1.0电源线

P2——表示RVVP2*1.0控制线

注：

摄像机需要的数量根据场地情况而定。

4门禁管理系统

4.1系统概述

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