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楼宇智能化课程设计文档

漳州职业技术学院

计算机工程系2011届楼宇智能化技术课程设计

设计人：

307小组

专业：

计算机网络技术

班级：

08网络技术（4）班

指导教师：

欧枫林（老师）

2011年元月

1.任务书

1.1项目概况

随着国家大中专院校的不断扩招，校舍的扩建，校区的扩容，各级学院的合并，导致现在的大中专院校学校人员结构日渐社会化，校园与社会的分界日渐模糊，周边的环境也越来越复杂。

而管理规范不健全；安全防范意识差；学生自我保护意识、能力差；外来人员流动性增大；安全管理人员少；巡检范围大；意外事件预警机制不健全，响应时间长；处理不及时责任无法界定；这些潜在的因素使得学校需采用高科技防范手段，通过人防、技防、物防三结合的方式建设校园综合安防体系已成为必然！

漳州职业技术学院也不例外,为创建“平安校园”、“数字校园”,漳州职业技术学院准备投入100万元人民币建设校园公共场所监控系统，建设工期6个月左右。

系统建成后，能监视校园公共范围内人流车流情况、人员活动情况，对主要出入口能看清人员、车辆等具体特征；对企图犯罪的分子造成强大的威慑作用，使其望而生畏不敢下手；对敢于入侵的犯罪分子，由于系统的快速反应，将使犯罪分子的犯罪行为不能得逞。

1.2介绍项目的来源

随着国家大中专院校的不断扩招，校舍的扩建，校区的扩容，各级学院的合并，导致现在的大中专院校学校人员结构日渐社会化，校园与社会的分界日渐模糊，周边的环境也越来越复杂。

而管理规范不健全；安全防范意识差；学生自我保护意识、能力差；外来人员流动性增大；安全管理人员少；巡检范围大；意外事件预警机制不健全，响应时间长；处理不及时责任无法界定；这些潜在的因素使得学校需采用高科技防范手段，通过人防、技防、物防三结合的方式建设校园综合安防体系已成为必然！

漳州职业技术学院也不例外,为创建“平安校园”、“数字校园”

1.3项目工期

建设工期6个月左右

1.4预投资额、

漳州职业技术学院准备投入100万元人民币建设校园公共场所监控系统

1.5项目大致要求（如设计应遵循的原则）等。

系统建成后，能监视校园公共范围内人流车流情况、人员活动情况，对主要出入口能看清人员、车辆等具体特征；对企图犯罪的分子造成强大的威慑作用，使其望而生畏不敢下手；对敢于入侵的犯罪分子，由于系统的快速反应，将使犯罪分子的犯罪行为不能得逞。

1.6应遵循的规定和管理要求

包括工程设计应遵循的设计标准、行业规定、单位的管理要求等。

以校园监控系统为例，可以包括有关风险等级和安全防护级别的规定、有关视频监控工程的设计或技术规范等。

设计依据：

1）《智能建筑设计标准》（GB／T50314－2000）之甲级标准

2）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70-94　GA/T75-94

3）《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50198-94

4）《工业企业通信设计规范》适用于线路敷设

5）《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

6）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92，GA/T74-94

7）《电气安装工程施工及验收规范》GBJ232-90／92

高等院校风险部位等级的划分与防护级别：

虽国家对高等院校没有规定为高风险等级单位，但根据高等院校的特殊性，参照GB50348中第4章防护对象风险等级划分及防护级别要求，对高等院校的部位按风险等级的要求从高到低划分为三个级别：

一级风险、二级风险和三级风险。

5.1　具备下列条件之一的场所、部位定为一级风险：

a）枪支、弹药等军工物品生产、使用、存放、销毁、科研和试验场所；

b）危险物品（包括易燃、易爆、剧毒、放射性物品、致病微生物），管制物品（包括管制器具、管制药品），贵重物品（包括金、银、珠宝、文物、贵重器具）集中存放或生产、制作、销毁场所；

c）财务中心，包括现金集中收支窗口、有价证券、现金、财务账目和单据集中存放场所等；

d）涉及国家秘密的国家（行业、省市）级重点实验室，档案室、机要室等场所；

e）监控报警中心。

5.2　具备下列条件之一的场所、部位定为二级风险：

a）有周界的主要出入口；

b）校园网络中心机房；

c）办公、教学、科研楼的主要出入口，学生和教师公寓、集体宿舍的主要出入口；

d）办公区、教学区主要交通道口、校区道路及广场；

e）计算机集中使用超过50台的场所；

f）机动车专用停放场所；

g）集中供水、供电、供气、供热、室内温度调节和室内空气净化的重要部位；

h）媒体播出的固定场所（如:

有线电视播出机房）

i）其他治安重点场所、部位。

5.3　具备下列条件之一的场所、部位定为三级风险：

a）多媒体课室、礼堂、饭堂、生活区等公共活动场所

b）与二级风险场所、部位直接关联的主要区域；

c）其他有必要安装技术防范设施的场所、部位。

5.4　高等院校场所、部位防护级别的确定

5.4.1　根据高等院校不同部位的风险等级不同，要有相应的防护措施对其进行防范。

安全防护的级别可划分为三个等级，按其防护能力由高到低定为：

一级防护、二级防护和三级防护。

5.4.2　防护级别的确定应与风险等级相对应。

即一级风险部位应达到一级防护要求；二级风险部位应达到二级防护要求；三级风险部位应达到三级防护要求。

5.4.3　高等院校的某些部位如因特殊需要或因周边治安环境复杂，又远离公安机关等因素，也可对其防护级别进行高配，即对风险等级低的部位配备高于其对应防护级别的防护措施。

1.7.工程设计项目的范围

工程范围主要是在校门、科技楼、机房、各种实验基地、图书馆、男女生宿舍、各个教学楼、简体、食堂、‘操场、校园内马路等重要场所安装摄像机，将监测区的情况以图像方式实时传送到监控中心。

值班人员通过电视墙可以随时了解这些重要场所的情况。

设计依据：

1）《智能建筑设计标准》（GB／T50314－2000）之甲级标准

2）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70-94　GA/T75-94

3）《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50198-94

4）《工业企业通信设计规范》适用于线路敷设

5）《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

6）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92，GA/T74-94

7）《电气安装工程施工及验收规范》GBJ232-90／92

高等院校风险部位等级的划分与防护级别：

虽国家对高等院校没有规定为高风险等级单位，但根据高等院校的特殊性，参照GB50348中第4章防护对象风险等级划分及防护级别要求，对高等院校的部位按风险等级的要求从高到低划分为三个级别：

一级风险、二级风险和三级风险。

5.1　具备下列条件之一的场所、部位定为一级风险：

a）枪支、弹药等军工物品生产、使用、存放、销毁、科研和试验场所；

b）危险物品（包括易燃、易爆、剧毒、放射性物品、致病微生物），管制物品（包括管制器具、管制药品），贵重物品（包括金、银、珠宝、文物、贵重器具）集中存放或生产、制作、销毁场所；

c）财务中心，包括现金集中收支窗口、有价证券、现金、财务账目和单据集中存放场所等；

d）涉及国家秘密的国家（行业、省市）级重点实验室，档案室、机要室等场所；

e）监控报警中心。

5.2　具备下列条件之一的场所、部位定为二级风险：

a）有周界的主要出入口；

b）校园网络中心机房；

c）办公、教学、科研楼的主要出入口，学生和教师公寓、集体宿舍的主要出入口；

d）办公区、教学区主要交通道口、校区道路及广场；

e）计算机集中使用超过50台的场所；

f）机动车专用停放场所；

g）集中供水、供电、供气、供热、室内温度调节和室内空气净化的重要部位；

h）媒体播出的固定场所（如:

有线电视播出机房）

i）其他治安重点场所、部位。

5.3　具备下列条件之一的场所、部位定为三级风险：

a）多媒体课室、礼堂、饭堂、生活区等公共活动场所

b）与二级风险场所、部位直接关联的主要区域；

c）其他有必要安装技术防范设施的场所、部位。

5.4　高等院校场所、部位防护级别的确定

5.4.1　根据高等院校不同部位的风险等级不同，要有相应的防护措施对其进行防范。

安全防护的级别可划分为三个等级，按其防护能力由高到低定为：

一级防护、二级防护和三级防护。

5.4.2　防护级别的确定应与风险等级相对应。

即一级风险部位应达到一级防护要求；二级风险部位应达到二级防护要求；三级风险部位应达到三级防护要求。

5.4.3　高等院校的某些部位如因特殊需要或因周边治安环境复杂，又远离公安机关等因素，也可对其防护级别进行高配，即对风险等级低的部位配备高于其对应防护级别的防护措施。

1.7.1勘察路线

简体～食品加工基地～丰业楼～景业楼～盛业楼～铭业楼～成业楼～创业楼～继业楼～茂业楼（科技楼）～孔子像～广场～勤业楼～西校门～兴业楼～正校门～立业楼～总业楼～博业楼～鑫业楼～1号学生公寓～2号学生公寓～5号楼（实训中心）～3号学生公寓（食堂）～4号学生公寓～简体

1.7.2校园平面图

1.8.监控点设置

1.8.1确定监控点性能要求以及监控的范围

（在该部分应该根据现场勘察结果以及监控需求，填报表1）

表1监控点设置情况表

监控点

序号

监控点位置

采用的摄像机类型

监控点设备的性能要求

监控范围

1

简易体育馆

变速球型摄像机

红外夜视

简体、路

2

景业楼东路口

变速球型摄像机

红外夜视

后山路口

3

盛业楼西墙

变速球型摄像机

红外夜视

实训基地、路

4

食品加工东北墙

激光对射

红外警报

墙

5

食品加工西北墙

激光对射

红外警报

墙

6

成业楼西北墙

枪击型摄像机

红外夜视

路

7

创业楼西北路口

变速球型摄像机

红外夜视

路、门

8

成业楼南边路

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

路

9

学术报告厅门口

变速球型摄像机

红外夜视

门

10

孔子像东南草坪

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

草坪

11

孔子像西南草坪

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

草坪

12

勤业楼西路口

变速球型摄像机

红外夜视

路

13

立业楼门口东北

高速球型摄像机

红外夜视

广场

14

立业楼门口西北

高速速球型摄像机

红外夜视、高清

广场

15

继业楼东草坪

变速球型摄像机

红外夜视

草坪、路、门

16

茂业楼东南草坪

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

西路

17

立业楼西北墙角

云台枪击型摄像机

红外夜视

门

18

停车场

变速球型摄像机

红外夜视

停车场

19

兴业楼B栋西墙

变速球型摄像机

红外夜视

门

20

兴业楼南门口

变速球型摄像机

红外夜视

门

21

兴业楼B栋东门口

变速球型摄像机

红外夜视

门

22

敬业楼B栋西门口

变速球型摄像机

红外夜视

门、路

23

立业楼南门口

变速球型摄像机

红外夜视

门、草坪

24

敬业楼南门口

变速球型摄像机

红外夜视

门

25

众业楼门口

变速球型摄像机

红外夜视

楼梯、门

26

博业楼西墙

变速球型摄像机

红外夜视

路

27

鑫业楼南门口

变速球型摄像机

红外夜视

门、栏杆

28

2号楼南墙

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

1号楼门

29

5号楼南墙

红外一体枪击型摄像机

红外夜视

2号楼门

30

4号楼东南角

变速球型摄像机

红外夜视

路

31

后勤楼门口

变速球型摄像机

红外夜视

路

32

正大门西

高速球型摄像机

红外夜视、高清

大门

33

正大门东

高速球型摄像机

红外夜视、高清

大门

34

敬业楼草坪东南路口

云台枪击型摄像机

红外夜视

正大门路、正大门东边路

1.8.2监控点标识

（在校园平面图上标注监控点所采用的摄像机类型）

用《安全防范系统通用图形符号（GAT74—2000）》所规定的标准符号画出监视区，并标注汇聚点的位置；

规范化监视区示意图。

应根据相应工程制图标准，标注标题、图例、指北针图标等

1.9监控系统选型

在现代校园中，社会与学院的界限越来越模糊，流动人口与日剧增。

对校园的安保有了新的设计与规划。

为了更好的建设校园环境，创建和谐校园，在校园内设计一套有效的监控设施是必要的要实现一些必要功能：

视频图像必须保密，处理突发事件，与现场进行双向语音交流，外出时可利用上网输入密码登录进入系统，随时了解校园情况，

校园数字监控系统实施给校园带来的好处有：

实时对各个大门进行高清晰视频监控

可录制各点的视频录像以备安防查用

人员流动和纪律考察

调节镜头的焦距可以清晰的观测到车辆出入的具体细节

在上下课时可以对大门口学生的情况进行监控

第二章方案设计

本方案根据学校提供的相关的信息，并根据学校的实际需求，参照有关国际标准和国家标准，并结合我们307宿舍的力量和经验看法，编制出这套技术方案。

若对本方案的内容或其它方面有不详尽之处，我们随时欢迎您们的宝贵意见。

2.1系统具有以下功能：

电子监控主要任务是对学校内重要部位的事态、人流等动态状况进行宏观监视、控制，以便对各种异常情况进行实时取证、复核，达到及时处理目的。

1）实现各种遥控信号

云台控制：

上、下、左、右

镜头控制：

变焦、聚集、光圈

录像控制：

定点录像、时序录像

防护罩控制：

雨刷、除霜、风扇、加热

2）对视频信号进行时序、定点切换、编程。

3）察看和记录图像，应有字符区分并作时间（年、月、日）的显示。

4）实现同步切换：

电源同步或外同步。

摄像机应由安保控制室引专线统一供电，并由安保控制室操作通、断。

对离安保控制室较远的摄像机统一供电确有困难时也可就近解决，如果系统采用电源同步方式的，则必须与安保控制室为同相的可靠电源。

总之，本闭路电视监控是一个使本工厂高度自动化、高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。

2.2系统构成及原理

系统共设计有34台摄像机，分别设计在学校主要进出口、学校内部的主要公用设施场所、宿舍、实验楼等安装监控探头进行现场实时监视录像，以保证学校可以有效地杜绝隐患发生和单位领导随时监看学校内学生的学习情况等。

学校主要分布的点有：

监控点序号

监控点位置

采用的摄像机类型

1

简易体育馆

球型摄像机

2

景业楼东路口

球型摄像机

3

盛业楼西墙

球型摄像机

4

食品加工东北墙

激光对射

5

食品加工西北墙

激光对射

6

成业楼西北墙

枪击型摄像机

7

创业楼西北路口

球型摄像机

8

成业楼南边路

枪击型摄像机

9

学术报告厅门口

球型摄像机

10

孔子像东南草坪

枪击型摄像机

11

孔子像西南草坪

枪击型摄像机

12

勤业楼西路口

球型摄像机

13

立业楼门口东北

球型摄像机

14

立业楼门口西北

球型摄像机

15

继业楼东草坪

球型摄像机

16

茂业楼东南草坪

枪击型摄像机

17

立业楼西北墙角

云台枪击型摄像机

18

停车场

球型摄像机

19

兴业楼B栋西墙

球型摄像机

20

兴业楼南门口

球型摄像机

21

兴业楼B栋东门口

球型摄像机

22

敬业楼B栋西门口

球型摄像机

23

立业楼南门口

球型摄像机

24

敬业楼南门口

球型摄像机

25

众业楼门口

球型摄像机

26

博业楼西墙

球型摄像机

27

鑫业楼南门口

球型摄像机

28

2号楼南墙

枪击型摄像机

29

5号楼南墙

枪击型摄像机

30

4号楼东南角

球型摄像机

31

后勤楼门口

球型摄像机

32

正大门西

球型摄像机

33

正大门东

球型摄像机

34

敬业楼草坪东南路口

云台枪击型摄像机

闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统四个部分构成,还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。

其原理如以下系统图：

1）监控系统原理图

8路工切换器

.

8路工切换器.

.

（第1个监控点）

（第2个监控点）

（第3个监控点）

（第34个监控点）

主控制室

副控制室

5.2.用户需求分析及前端分布

第三章实施方案设备选型及配置

3.1传输系统

监视现场和控制中心总有一定距离，从监视现场到控制中心需要图像信号传输图像信号，同时从控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频和控制信号传输两部分。

3.2视频信号传输

一般采用同轴电缆传输视频基带信号，也可采用光缆传送电视信号以及用平衡电缆对也就是利用电话电缆传送。

由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。

但当电缆作为长距离传送媒体时，会发生对地不平衡低频地电流的影响，有时也会有高频干扰。

信号传输带宽为50Hz～4MHz，当传输距离在200m以内时，用同轴电缆传送，其衰减的影响一般可不予考虑；当传输距离大于200m时，电缆衰减量较大，为了能把整个带宽内不同频率的信号进行传输，必须使用电缆补偿放大器。

某些场合，布线非常困难时，可以采用无线传输如微波定向传输，但它要占用频率资源，需经无线电管理委员会核准。

3.3控制信号传输

对于CCTV，常用的控制方式有直接控制、编码控制、同轴视控。

目前直接控制由于线缆过多，很少采用。

编码控制是将全部控制命令数字化（调制）后再传输，到控制设备后再解调，还原成直接控制量，可节约线缆。

这种方式传输距离长，目前工程中采用较多。

同轴视控就是控制信号与视频信号共用一条同轴电缆，利用频率分割或视频信号消隐期传输控制信号的方式传输，但价格较贵。

3.4记录与回放设备性能参数

专为安防领域设计的一款优秀的数字监控产品。

采用嵌入式LINUX操作系统，使系统运行更稳定；采用标准的H.264mp的视频压缩与G.711A音频压缩技术，实现了高画质、低码率、单帧播放等音视频功能；采用TCP/IP等网络技术，具有强大的网络数据传输能力和远程操控能力。

型号：

DVR-8016

价格：

1150.00

型号

DVR-8016

系

统

主处理器

工业级嵌入式微控制器

操作系统

嵌入式LINUX操作系统

系统资源

同时多路录像，多路辅码流，多路回放，多路网络操作、U盘备份

界

面

操作界面

16位真彩色图形化菜单操作界面，支持鼠标操作

画面显示

1/4/8/9/16画面

视

频

视频标准

PAL，（625线，50场/秒）；NTSC（525线，60场/秒）

监视质量

PAL，D1（704*576）；NTSC，D1（704*480）

回放质量

PAL，352*288

NTSC，352*240

编码能力

PAL，400FPS（CIF）

NTSC，480FPS（CIF）

移动侦测

每画面可设置396（22*18）个检测区域；可设置多级灵敏度

音频

音频压缩

G711A

对讲

支持

录像和

回放

录像方式

手动》报警》移动侦测》定时

本地回放

单路，多路

存储和

备份

每路占用硬盘空间

音频：

28.8M字节/小时+视频：

25~450M字节/小时

录像保存

本机硬盘、SD卡（部份机型）、网络

备份方式

网络备份、USB移动硬盘、USB刻录

接口

视频输入

16路BNC

视频输出

1路BNC，1路VGA输出（VGA为选配）

环道输出

支持（选配）

SD卡

无

音频输入

4路

音频输出

1BNC

报警输入

16路

报警输出

4路

网络接口

RJ4510M/100M自适应以太网口

云台控制

1个R485，1个RS232

USB接口

2个USB接口

硬盘接口

2个SATA接口

其它

电源

12V/4A外置电源

功耗

《15W（不含硬盘）

工作温度

0度C+55度C

工作湿度

10%-90%

大气压

86KPA-106KPA

尺寸

长43.5*宽30*高6

重量

4．5G（不含硬盘）

3.5监控系统详细设计

3.5.1前端设备选型

查阅相关资料，根据前端设备性能参数特点进行选型：

1）摄像机类型及其性能参数特点：

摄像机分为彩色和黑白两种，一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合于光线不足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，则可采用黑白摄像机；如果要分辨被摄像物体的细节，比如分辨衣服或景物的颜色，则选用彩色的效果会较好?

摄像机的规格大致可分为1/3〞、1/4〞、1/2〞和2/3〞等，安装方式有固定和带云台二种。

2）镜头类型及其性能参数特点：

常用的镜头种类包括：

手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。

定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。

定焦镜头的适用范围如下：

手动光圈镜头---所需监视的环境照度变化不大，如室内。

自动光圈镜头---所需监视的环境照度变化大，如室外。

广角镜头---监视的角度较宽，距离较近。

标准镜头---监视的角度和距离适中。

常用的变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：

手动变焦和电动变焦（电动光圈和自动光圈）两种。

3）防护罩类型及其性能参数特点：

防护罩分为室内型和室外型两种。

室内的防护罩主要是防尘，有的也有作隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视；室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和防冻等作用。

一般的室外防护罩都配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热；下雨时可以人工控制雨刷器刷雨；有的室外防护罩的玻璃还可以加热，当防护罩上有结霜时，可以加热除霜。

4）云台类型及其性能参数特点：

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为水平和全方位云台两种。

水平云台适用于监视范围不大的情况，在水平云台上安装好摄像机后可调整摄像机俯仰的角度，达到最好的监视角度后可遥控水平旋转。

　　全方位云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以大大增加摄像机的监视范围。

云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。

在控制信号的作用下，云台摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。

一般来说，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。

恒速云台的水平旋转速度一般在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。

变速云台的水平旋转速度一般在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。

在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达200°/s以上，垂直旋转速度在30°/s以上。

5）编制前端设备选型清单

表2前端设备选型清单

监控区序号

区域地点

选用设备类型

数量

监控点设备的性能要求

选用的设备名称

品牌

选用设备的性能参数

监控区

1

大门区域（32-34）

球式摄像机

2

高清，夜视

SCC-C7455P

Samsung/三星

38万像素

云台枪击型摄像机

1

100米