项目三 入侵监控系统设计.docx

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项目三入侵监控系统设计

项目三入侵监控系统设计

任务1、认识入侵监控系统

随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。

就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。

而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。

这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。

1.闭路监控电视子系统

　　闭路监控电视子系统在住宅小区安防系统建设中占有重要的位置，属于小区安全防范的第一道防线。

一般来说闭路监控系统是由发展商为整个小区建设的，很少针对业主的住宅建设监控系统，这就需要业主自行建设该系统。

摄像机按照主流的技术可分为模拟摄像机和网络摄像机，采用模拟摄型机只能在住宅内联网监视、录像和回防，如果需要远程监控则需要采用网络摄像机（最少需要采用视频服务器）。

那么采用网络摄像机而住宅没有固定的真实IP地址，怎么办呢？

如果业主要通过远程（一般是指互联网）监控自己的住宅，则首先需要申请一个ADSL宽带上网服务，然后购买一台支持动态域名解析（比如内置花生壳软件）的路由器，再申请一个动态解析的域名（网上有很多免费的域名提供，比如花生壳）就可以了，业主可以通过标准浏览器访问预先申请的域名就可以访问家中的摄像机了。

　　2.门禁子系统

　　门禁系统一般在大型的住宅小区中都有建设，尤其是全封闭管理的小区。

但是很少为每户住宅建设门禁系统的，主要原因是成本高，而且一旦门禁不能开门则比较麻烦，还需要使用钥匙开门就失去门禁本身的意义了。

不过大家还是可以根据实际需要建设该系统。

读卡器选用卡片式的读卡器也可以选用指纹读卡器，如果家中有老人或者是小孩则建议不要选用指纹读卡器。

　　3.报警子系统

　　入侵报警子系统由报警探测器、报警主机和接警中心构成。

报警探测器可以是红外微波双鉴探测器、窗磁、门磁、玻璃破碎探测器、烟雾探测器、紧急按钮和燃气泄漏探测器等，而系统的关键是接警中心，关于接警中心的设计后文有详述。

　　关于入侵报警子系统除了上文所述的报警门锁之外，还有两个功能比较实用，分别是防挟持和紧急报警按钮。

建设这两个功能的好处在于，一旦发生抢劫或者非法事件，业主可以通过紧急报警按钮进行报警，为了排除误报的可能性，接警中心会通过对讲系统和业主联系以确认报警，如果被挟持则业主输入防挟持密码进行系统撤防，接警中心可以判断业主受到了挟持，而对于罪犯来讲会一位系统已经撤防。

建议业主建设该系统时考虑该功能。

　　4.警情处理控制系统

　　当家中出现非法入侵或煤气泄漏等警情信息后，本地会发出声光报警信息，同时系统主机会拨打电话、发送短信、彩信、抓拍现场图片给多个指定的用户手机；用户收到警情信息可第一时间拿起手机或电脑查看家中监控任意的画面，并可以通过手机或电脑对家中摄像机、报警器、智能家电进行控制！

该系统无需电脑即可独立完成监控录像、防盗报警、智能家居等功能！

任务2主动式入侵探测器设计

入侵探测器是安防报警系统的关键部分。

文中讨论了入侵探测器的组成、分类、主要性能要求以及其弊端与对策。

入侵探测器的组成

入侵探测器（Intrusion detector）是安防报警系统的输入部分，是用来探测入侵者入侵时所发生的移动或其它动作的装置。

入侵探测器通常由传感器（Sensor）、信号处理器和输出接口组成，简单的入侵探测器可以没有信号处理器和输出接口。

传感器是一种物理量的探测、转换装置。

它就像入侵探测器的眼睛、鼻子、耳朵一样，入侵者在实施入侵时总是要发出声响、振动、阻断光路，对地面或某些物体产生压力，破坏原有温度场发出红外光等物理现象，传感器则是利用某些材料对这些物理现象的敏感性而将其感知并转换为相应的电信号和电参量（电压、电流、电阻、电容等）。

处理器则对电信号放大、滤波、整形后成为有效的报警信号。

输出接口使入侵探测器的输出呈现两种输出状态，即警戒监控状态为无电位的常闭触点或导通电阻不大于100Ω。

报警状态和未加电时为常闭触点开路或开路电阻不小于1MΩ。

2.1入侵探测器的分类

入侵探测器有多种多样，进行分类将有助于从总体上对入侵探测器的认识和掌握

入侵探测器通常可按传感器的种类、工作方式、警戒范围、传输方式、应用场合来区分。

1.按传感器种类分类

按传感器的种类，即按传感器探测的物理量来区分，通常有：

磁控开关探测器、振动探测器、超声入侵探测器、次声入侵探测器、红外入侵探测器、微波入侵探测器和视频移动探测器等等

探测器的名称大多是按传感器的种类来称呼的。

2.按入侵探测器工作方式来分类

按入侵探测器工作方式分类，有：

主动式入侵探测器和被动式入侵探测器两种。

被动入侵探测器在工作时不需向探测现场发出信号，而依靠对被测物体自身存在的能量进行检测。

平时，在传感器上输出一个稳定的信号，当出现入侵情况时，稳定信号被破坏，输出带有报警信息，经处理发出报警信号。

例如，被动红外入侵探测器利用了热电传感器能检测被测物体发射的红外线能量的原理。

当被测物体移动时，把周围环境温度与移动被测物体表面温度差的变化检测出来，从而触发探测器的报警输出。

所以，被动红外入侵探测器是被动式入侵探测器.

主动式探测器是在工作时，探测器要向探测现场发出某种形式的能量，经反射或直射在接收传感器上形成一个稳定信号，当出现入侵情况时，稳定信号被破坏，输出带有报警信息，经处理发出报警信号。

例如，微波入侵探测器，由微波发射器发射微波能量，在探测现场形成稳定的微波场，一旦移动的被测物体入侵时，稳定的微波场便遭到破坏，微波接收机接收这一变化后，即输出报警信号。

所以，微波入侵探测器是主动式探测器。

主动式探测器其发射装置和接收传感器可以在同一位置，如，微波入侵探测器。

也可以在不同位置，如，对射式主动红外入侵探测器

2.2主动红外入侵探测器（ActiveInfraredIntrsionDetector）：

是由发射机与接收机配对组成，发射机发出红外光束，同时接收机接收发射机发出的红外光束。

当发射机发出的红外光束被完全遮断或按给定的百分比部分被遮断时，则接收机因接收不到红外光束即会产生报警信号。

主动红外入侵探测器分类

按光束数分类：

单光束、双光束、四光束、光束反射型栅式、多光束栅式；按安装环境分类：

室内型、室外型；按工作方式分类：

调制型、非调制型。

主动红外入侵探测器的探测距离各个品牌都有不同型号，一般会有10米、20米、30米、40米、60米、80米、100米、150米、200米、300米等。

探测距离要求

室外型主动红外探测器的最大探测距离按探测器技术要求规定一般应是其标称探测距离的6倍。

室外型探测器需要考虑到室外环境及天气因素，也就是指在室外遇到风、雪、雨、风沙等情况也要能正常工作。

所以在实际使用时，按照行规和公安技防规范要求还常常再增加余量，现在约定的共识是：

“实际探测使用距离≤厂方标称值的70%”。

例如：

标称值300米的探测器，在理想环境条件下能探测的距离应是1800米（即标称值的六倍），但在实际使用时只能用于保护≤240米的围墙（栏栅）。

光束选择要求

关于单光束、双光束、四光束探测器的选用，常规情况都选用双光束主动红外入侵探测器。

因为一般来说，正常人体截面积大致在为500mm（身宽）x200mm（身厚）左右，如选用四光束主动红外入侵探测器可能会发生不能遮挡上部某条红外射线，而漏报警，当然选用四光束主动红外入侵探测器则误报较少。

但一般仍建议在周界围墙上选用双光束主动入侵探测器为宜。

（从经济角度考虑也选用双光束主动红外探测器为好），不过某些特殊应用场合还会选用四光束主动红外入侵探测器。

任务3被动式入侵探测器

近几年来，随着社会经济发展，人们对安防产品性能要求也越来越高，常规通用单一被动红外检测的报警器或单一微波检测的报警器，应用性能、可靠性、灵敏度等方面已不能满足于社会安防需要的发展了，于是近年来又研发了被动红外与微波复合型探测器。

这种被动红外与微波复合型探测器，结合被动红外与微波的优点，在性能方面互相补偿，大大减低了误报率，从而提高了安防应用的可靠性。

被动红外探测技术是一种应用比较广泛的探测系统，这种系统是专门用来检测物体辐射红外线的方式进行工作的。

在自然界中，任何高于绝对零度（-273.15º）的物体都可以辐射出红外线,而且辐射能量的大小与物体表面温度有关.被动红外探测器采用热释电人体红外传感器（PIR）作为信号捡取装置，热释电人体红外传感器（PIR）单元对红外线感受表现在敏感单元的温度,而温度变化导致电信号的变化,因热释电人体红外传感器（PIR）的特定结构（PIR由敏感单元、阻抗变换管、滤光窗、等组成，详细介绍见另一篇文章）决定了它具有二维识别的特性，也就是说满足于这种探测器的条件有两个：

第一、必须是生物体，第二、物体必须要运动。

又用热释电人体红外传感器（PIR）加装了滤光窗，能有效地让人体辐射的红外光（波长为7-14μm）通过。

所以对人体有较高的灵敏度，而对于小动物则灵敏度大大下降。

可以有效地防止小动物入侵防区而引起误报警，热释电人体红外传感器（PIR）配合菲涅尔透镜可以将作用发挥到最大，菲涅尔透镜根据菲涅尔原理制成，把红外光线分成可见区跟盲区，同时又具有聚焦的作用，使热释电人体红外传感器（PIR）的灵敏度大大增加。

加装菲涅尔透镜后，探测器可以达到20*20M，如我司DT-73××系列的被动红外与微波复合智能型探测器，探测距离均可以达到18*18M。

被动红外探测器的主要检测的运动方向为横向运动方向，对径向方向运动的物体检测能力比较差。

被动红外探测器的缺点是环境温度影响比较大。

它在相对温度（即环境温度与人体温度的差值）小的夏季，环境温度高，差值很小，灵敏度有所下降；在冬季，环境温度低，而人体的温度基本保持不变，固其差值大，从而灵敏度高，应用效果好。

微波探测器是以多普勒效应为基础。

（多普勒效应内容为：

由于波源和接收者之间有存在相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。

高频多普勒效应原理公式为：

F收=（C±V）λ=F发±V/λ=F发±F移）。

由发射机发出高频电磁波，在监视空间范围建立起三维的交变电磁场。

接收机与发射机安装在同一机壳内，用于接收从监视区内反射回来的反射波，并将反射波的频率与发射波频率进比较作出判断。

反应灵敏，对温度的变化，空气流的扰动和噪声等的干扰均不敏感，能穿透墙，玻璃等物体。

微波探测器检测运动方向为径向运动方向，对横向方向运动的物体检测能力则比较差。

缺点是必须安装在完全没振动的墙、柱上等，对金属表面或坚硬的混凝土时特别容易反射。

综合上述分析被动红外的缺点刚好微波可以弥补，微波的缺点刚好红外可以弥补。

被动红外检测方向为横向，而微波检测方向为径向，构成一个相当完善的三维空间，大大减少了监视死角。

美安公司生被动红外与微波复合探测器主要运用了上述的红外与微波作为探测手段，采用数字式自动脉冲处理，滤除非物体活动信号和RFI/EMI信号。

在被动红外方面采用进口的热释电红外传感器单元，在性能方面远胜于国产管，光学通路采用了透光率极高的透光材料制作的精密的折射式菲涅尔透镜，探测范围广，同时又采用全范围的自动双路温度补偿电路。

微波方面采用最新先进的平面式天线，可以有效的抑制信号的高次谐波及其他的干扰噪波，在电路上运用了高阻抗、低噪音的场效应管作振荡管，频率高达10.525G或10.587G，波长更短，解析力更强，分辨率更高，而且采用多级的巴特沃思有源滤波，信号通带有很理想的平坦度，同时又采用了双重屏蔽系统技术，几乎完全滤除了干扰信