安全防范资料第9章.docx
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安全防范资料第9章
安全防范资料第9章
第九章入侵报警控制主机
（入侵报警控制器）
公共安全防范工程中，入侵报警控制设备是必不可少的主要控制器材。
安防市场上所能提供的入侵报警控制类主机，既有国内企业生产的，也有国外企业的产品。
其类型达数十种。
产品基本性能与功能均能满足目前安防工程设计的要求。
在实际工程设计和具体应用中，需详细阅读产品使用说明书，并根据产品的基本性能、功能及售后服务保障和技术支持，合理地选择入侵报警控制主机，根据作者在安防工程设计和施工中的经验，一般在设计中主要考虑和遵循如下选用原则：
1．性能指标与基本功能的选择
一台功能完善、技术指标完全能满足使用方要求的入侵报警控制类主机，基本技术指标应包括：
警戒防区容量（即输入信号容量）、输入信号方式、输出功能、防破坏功能以及报警情况发生之后的提示、告警和控制等功能。
根据用途报警类主机可分为大、中、小系统。
警戒防区容量超过64防区以上的，一般称为大系统，64以下17以上的称为中型系统主机，小系统一般指16防区以下的控制主机。
在实际工程设计中，设计人员应根据工程应用的需要，合理选用入侵报警控制主机的警戒防区容量。
防区容量确定之后，还需要考虑能否满足您所选用报警探头的输出信号型式与报警主机的输入信号[（开路（NC），短路（ON）或DC12V三种方式）]是否一致。
警报发生之后，报警主机的输出，主要考虑有无报警防区号显示，能否启动前端设备（如灯光），能否与视频切换控制主机进行联动控制，并将报警监视点的图像快速地切换至指定监视器屏幕上，供值班保卫人员观察和记录，并迅速做出处警决断。
有报警输出联动控制口的主机，也可将报警点图像与录像机或硬盘录像系统联动。
再需要考虑的是报警主机的撤、布防操作及控制是否简便、直观。
2．报警控制主机工作的可靠性
入侵报警控制类主机，因担负着极其重要的警戒告警值勤任务，主机本身的工作是否可靠，将直接影响到整个系统的稳定运行。
所以，报警控制主机本身的质量必须过硬。
否则，不断的误报，会使保安人员疲于奔命及精神高度紧张。
重要的是报警信号如果漏报还会使该系统成为一种摆设，影响警情证据的获取和警情的及时处理。
工程设计人员所选的报警控制设备必须是行内知名品牌，并通过国际标准认证，在许多系统中正在稳定运行的产品。
3．正规生产厂家的合格产品
正规生产厂家因有非常严格的生产管理程序，它所研制生产的产品，从科研、试制及投入生产，均设有专门的机构进行管理，投入生产前的正式样机，还需经上级主管部门组织有关专家进行技术鉴定，经鉴定合格达到设计任务书指标的产品，才允许投入生产。
产品生产过程中，各个工序均有严格成熟的生产工艺流程，并设有多道检验工序。
原材料、元器件、辅料均为定点厂商生产或定点采购。
出厂产品逐台都进行过老化试验或例行试验。
4．有健全的质量保证体系
报警控制主机因其工作的重要性和在系统中的作用，决定了它的特殊性。
而产品的质量又是它性能的一项非常重要的指标，只有通过ISO9000质量认证的企业生产的产品，它的质量保证体系才是健全和完善的，产品质量才是有保障的。
5．用户操作使用简便、直观
报警控制主机的使用与操作，程序不能过于复杂，否则将给使用者带来不便，容易造成系统工作不稳定，甚至于误操作。
所以，报警主机的操作应尽可能简单、合理、实用、各类警示一目了然、应急处理方便。
6．便于安装及调试
一台成功的入侵报警控制主机的设计，应考虑现场施工的方便与否及调试系统的复杂程度。
施工难度大，调试过程繁琐，对施工人员的基本素质要求高，需进行专门的培训，方能进行施工与调试，不然系统不能正常发挥作用，必将造成系统工作的不稳定及故障频繁。
反之，容易安装，系统调试简便，则施工人员的专业素质可以不必很高，经一般培训即可胜任。
7．售后服务及时周到
作为一个研制开发并生产安防系统设备的企业或公司，应在全国大多数省份设有办事处及分公司，建立起完善的销售网络及售后服务体系，保证系统设备及售后产品的技术服务和技术支持。
9.1入侵报警控制主机的主要性能与功能介绍
以湖南华南光电科技股份有限公司生产的安盾（AND）牌报警控制器HN-4503为例，简要介绍一下入侵报警控制类主机的主要性能和特点。
9.1.1功能与特点
该控制器主机采用了嵌入式微控制器（EmbeddedController），MCS-51系列单片机作为其“心脏”。
用于时序控制和过程控制。
MCS-51系列单片机是美国英特尔（Intel）公司的产品，它已成为世界上第二代工业标准单片机。
报警控制器HN-4503A是与该公司生产的其它控制类产品（如控制键盘HN-4100系列产品、视频切换控制主机HN-4300系列产品和解码控制器HN-4200系列产品）构成一套系统。
可通过操作控制键盘（HN-4100系列产品）向报警控制器（HN-4503A）发送布防、撤防、总布防、总撤防命令（具体操作方法参见9.3.5）。
该报警控制器能接收三种输出方式的报警探测器所输出的报警信号，即短路型（ON）报警信号、开路型（NC）报警信号、DC12V型报警信号。
对于这三种类型的报警信号，报警主机均能正确识别并进行报警信息的处理。
各报警点所发出的信号，经过报警控制主机汇总、识别、分类后，把属于撤防的报警点信息排除在外，将布防点的报警信息，以标准通讯接口RS-485的通讯方式，通过外接通讯电缆与该公司其它设备连接，将信息传送至最前端的云台、摄像机及镜头的控制设备——HN-4200系列解码控制器主机，使主机内的灯控继电器吸合。
同时通过通讯电缆把信息传递到视频切换控制主机，实现报警点图像快速切换到指定监视器，并同一时刻启动报警控制器主机内的五只继电器的常开触点吸合，以便供外接各控制设备联动使用。
所有信息（即向解码控制器、视频切换控制主机发送的报警点信息）发送完之后，报警控制器前面板上的1~32防区指示灯对应报警灯闪烁（报警警示），提醒值班人员进行处理。
该主机各防区指示灯若常亮，则表示处于布防警戒状态，若为常灭，表示处于撤防警戒状态。
这个时候如果有报警探测器发出报警信号并传送至报警控制器，报警控制器也不会向解码控制器及视频切换主机发送信息。
在多防区点布防警戒时，如果有多于两处警戒点报警，则各报警点的图像会在视频切换主机的控制下自动地在监视器屏幕上轮换，每一幅图像在监视器屏幕上停留约2秒钟时间，以便值班人员观察和录像设备的记录。
9.1.2主要技术指标
（1）警戒防区容量：
32防区
（2）输入信号方式：
开路（NC）、短路（ON）、DC12V
（3）五只受控继电器输出：
（ON）吸合、额定负载：
AC24V，0.5A
（4）32路防区布防指示：
常亮
（5）32路防区撤防指示：
常灭
（6）32路防区报警指示（布防状态）：
闪烁
（7）总布防、总撤防、单布防、单撤防可由键盘操作选择
（8）通讯方式：
RS-485；波特率：
9600bit/s
（9）视频切换主机输出通道控制：
任选一通道（产品出厂时，设置为第一通道）。
（10）供电方式：
AC220V±10%，50Hz
（11）工作环境：
0℃～45℃
9.2工作原理
9.2.1原理方框图
报警控制主机内部电路主要由一片8位单片微处理器AT89C51芯片及地址译码器74HC373，带64字节RAM存储器的CMOS型实时时钟MC146818芯片、I/O扩展口集成电路P8155、16选1电子选通门开关集成电路CD4067B、通讯接口电路、电池与上电复位管理芯片、输入信号电平转换电路、抗干扰比较电路、探头信号输入类型选择开关K1、通道选择开关K2、继电器控制及防区指示灯驱动控制电路等几部分构成、其原理方框构成见图9-2。
9.2.2报警控制主机的工作过程
从原理方框图中不难看出，该主机的主要工作器件是AT89C51单片机。
它是主机工作的核心器件。
主机全部的工作过程都由单片机进行控制和指挥运行。
它的每一步操作都忠实地执行设计者预先为它编好的程序，按部就班地进行取指令和执行命令。
控制程序软件，在主机的生产过程中，已经写入到单片机内部。
地址译码器74HC373接收单片机AT89C51芯片PO口送出的选通脉冲指令，经过地址译码后，作为电子开关芯片CD4067B的选通控制信号。
电子开关芯片CD4067B共有16个信号输入端，一个信号输出端、4位选通脉冲控制口，16个输入信号由4位选通脉冲控制逐路输出。
实时时钟MC146818芯片内有软件可访问的64字节RAM存储器，主要存储来自控制键盘（HN-4100系列产品通过通讯电缆传递的命令）的布防、撤防、总布防、总撤防命令。
该命令不会因为报警主机断电而丢失，因为该芯片有掉电保护功能。
两片输出端口扩展芯片P8155，主要是为解决单片机AT89C51端口不足而设计的。
由于RS-485通讯总线上传输的信号逻辑电平与单片机AT89C51串行口的信号逻辑电平存在差异，为解决这两种电平的转换问题，采用75176集成电路，可将TTL电平转换成RS-485电平，图9-1给出了这种芯片的引脚图。
报警主机在上电之后，单片机内的程序即开始进行初始化设置。
初始化完成之后，将实时时钟MC146818中所存储的布防、撤防命令调出，通过机箱面板的防区指示灯显示，使值班警卫了解各防区的预警状态。
接着主程序进入循环工作段，首先它发出选通脉冲指令，经74HC373传递给CD4067B，控制它逐路将外部的报警探头输入信号（经电平转换之后送到CD4067B输入端的信号）读入单片机AT89C51内。
读入的报警探头信号需经去除抖动后与输入信号方式选择开关K1（见图9-4K1拨码开关示意图）的设置值进行比较分析。
报警探头的输出信号值和K1的设置值如果一致，证明报警探头没有发出报警信号，这时程序不会执行下一条指令，而是返回至发出选通脉冲指令处，继续循环工作，见图9-3HN-4503A报警主机控制软件程序流程图。
假如报警探头的输出信号值和K1的设置值经比较分析后不相等（相反），则证实报警探头已发出了报警信号，程序顺序执行下一条指令，把上一条指令的比较结果与实时时钟MC146818芯片中所存储的各防区对应位布防值（或是撤防值）进行比较分析或判断。
如属于已经被撤掉的防区号（报警主机前面板的该防区号指示灯已熄灭），则比较结果等于0，程序则停止执行下一条指令，立即跳回至发出选通脉冲指令处，继续它的循环检测工作（见图9-3）。
如所属防区号已经被布防（报警主机前面板的该防区号指示灯常亮）则比较结果等于1，程序立即转入报警信息处理程序段，完成报警信息的发送及各种输出控制。
它首先通知HN-4300系列视频切换主机切换至报警点图像，并同时向HN-4200系列解控制码器发出控制指令（使灯控继电器吸合）。
并启动报警主机内部的五只继电器，使常开触点吸合。
可供外接录像及报警器等设备联动，同时面板防区指示灯开始闪烁，给保安人员提供及时准确的报警控制地点。
该报警控制主机，只接收HN-4100系列操作键盘发出的所有撤、布防指令，并将这些指令全部存储在MC146818芯片内，由于该芯片工作时由主机供电，断电后由电池供电。
所以，撤、布防命令不会因为断电后，而将数据丢失。
主机供电后，面板上的32个防区指示灯直接显示了MC146818芯片内部存储的撤、布防命令，即：
布防时，指示灯常亮，撤防时，指示灯常灭。
当外接探头报警信息全部撤除之后，报警主机将继续保留3分钟的报警显示与输出控制信号。
3分钟过后，自动解除报警显示和输出控制信号。
报警
图9-2HN-4503A报警控制器原理方框图
情况发生之后，如果想进一步确认是否报警或手动解除报警信息，只要操作键盘上的撤、布防键即可。
图9-3HN-4503A报警主机控制软件程序流程图
9.2.3程序流程图
该报警控制主机，其控制软件程序见图9-3HN-4503A报警控制器软件程序流程图。
程序主要由工作初始化段、主程序循环工作段、报警程序处理段等三部分组成。
9.3安装与调试
9.3.1入侵报警控制主机在施工安装与调试中应注意的问题
1．报警信号传输电缆
报警信号传输电缆在施工中应选用质量好，并在正规生产厂家采购的合格产品，除电缆的质量首选外，还应该考虑线径、距离和导线的直流电阻、横截面积等因素。
因为导线的直流电阻与导线的截面积平方成反比，线径细或传输距离远，则导线的直流电阻值越大，信号传输压降也越大，以至于传输信号到达控制设备时，信号损失过大，使控制设备无法正常接收，也就谈不上正常稳定地工作。
所以，在实际施工中，应根据信号传输距离的长短，合理选用电缆线径，尽可能地用粗线径导线。
2．通讯电缆
报警主机与HN-4300系列视频切换主机、HN-4100系列控制键盘和HN-4200系列解码器之间的通讯电缆是全系统之间相互通信联络的关键线缆，它要求必须有较好的屏蔽特性和抗干扰性能。
对于RS-485通讯线，通讯距离越远，线径选择要越粗，一般选择带有屏蔽的两芯双绞线作为通讯线为好。
质量上乘的通讯电缆，可将有效通讯距离扩展至1800m。
一般在实际工程中选用RVV-2/1.5的护套线也可以。
3．各种设置
以HN—4503A报警控制主机为例。
该主机后面板上设有五组推拉式接线端子，其中四组分别编有GND、1、2、3、4、GND、GND、5、6、7、8、GND、……31、32、GND等字符，是供接入32个防区报警探测器（报警探头）的输入端之用；另一组推拉式端子分别编有＋D、－D、J1、J2、……J5等字符，是供扩展通讯电缆接入及外接输出控制设备之用（五只继电器常开触点开关J1~J5在报警信号发出时吸合）。
32防区每8防区编为一组，可由K1拨码开关根据入侵报警探测器的信号输出方式，即开路（报警状态时开路，待命状态时短路）、短路（报警状态时短路，待命状态时开路）或是DC12V时来选择，产品出厂时设为短路方式。
1～8防区由K1的第4位选择（如图9-4b
所示），9～16防区由K1的第3位选择，17～24防区由K1的第2位选择，25～32防区由K1的第1位选择，如图9-4所示。
图9-4K1拨码开关示意图
在设计施工中，把相同信号输入方式的报警探测器每8防区编为一组，系统连接时，将接线端子拔出，按照编号分别接入端子中，连线接牢固后，把端子按排好的顺序直接插入接线端子座中，然后按照输入信号的方式，拨动K1开关的位置。
每一编组中，没有设防的防区号，应与报警探测器的待命状态一致。
如：
把1~8防区设置为开路方式时（拨码开关的第4位拨至OFF），1~5防区，分别接入了报警探测器，而6~8防区不用，这时，应将6~8防区接线端与公共端GND连接；当设置为短路方式时，因与待命状态一致，故不需要上述的那种连接。
DC12V输入方式的K1拨码选择，同开路、短路型方法一致，即报警探测器报警时输出DC12V的信息时，K1的拨码应拨至OFF位置。
1．RJ-45插座管脚定义与多设备扩展时的连接
在系统中，由于设备连接较多，通讯插座RJ-45不够用时，可用扩展RS-485接线端子，通讯线连接时，请不要将+D，-D接线的极性接反了，以免造成不必要的损失。
RJ-45插座各管脚定义如表9-1所示。
表9-1RJ-45插座各管脚定义
管脚
1
2
3
4
5
6
7
8
管脚定义
地线
-D
RX
空
空
TX
+D
地线
RJ-45插座位置示意图如图9-5所示。
图9-5RJ-45插座示意图
2．K2拨码开关的使用
用户如需选择HN-4300系列微机视频切换控制器的某一路输出通道，作为报警监视或者是由录像机记录证据时，可通过报警控制主机后面板的拨码开关K2设置选择所需的通道。
按照图9-6所示，拨动拨码开关K2选择为“0000”（即1~4位拨至OFF位置处）表示选用第一输出通道，“0001”（即第1位拨至ON位置处如图9-6（b）所示。
）表示选用第二输出通道，“1000”表示选用第八输出通道（如图9-6（h））所示。
。
产品出厂时均设置为第一输出通道，即HN-4300系列视频切换控制器的第一路输出，作为报警监视或者录像时的通道输出。
9.3.2系统连接框图
整个系统构成时，其系统连接如图9-7所示。
9.3.3系统调试
报警控制主机与系统连接好后，即可进行系统调试。
首先，检查全系统通讯是否正常工作。
通过HN-4100系列操作键盘，设置单布防、单撤防、总布防、总撤防，能确认报警控制主机与操作键盘之间的通讯是否正常。
单撤防操作步骤：
在操作键盘上，按“RC”键，再按所需撤防区号“数字”键，最后按“撤防”键一次，主机前面板对应防区指示灯“常灭”，则该防区处于撤防状态。
（“RC”键——防区“数字”键——“撤防”键）
图9-6K2拨码开关操作示意图举例
单布防操作步骤：
“RC”键——防区“数字”键——“布防”键
总撤防操作步骤：
“上挡”键+“撤防”键按住“上挡”键，再按“撤防”键，即所有防区号处于撤防状态。
1~32“数字”指示灯“常灭”
总布防操作步骤：
“上挡”键+“布防”键，即全部防区处于布防工作状态。
1~32“数字”指示灯“常亮”
上述通讯正常工作之后，再通过检查报警控制主机与HN-4300、HN4200之间的通讯，确认通讯口能正常工作。
图9-7系统连接图
这时，通过拨动报警控制主机后面的K1拨码开关，观察第一输出通道所接监视器（通道设置为缺省值时，也即为出厂设置时），是否存在与报警点有关的8路图像进行切换的动作，报警情况解除后3分钟，报警控制主机自动恢复报警前工作状态。
9.4简单故障诊断
9.4.1报警控制主机不能进行撤防故障的排除
如果出现某一路或者某几路防区号不能撤防，而报警工作正常，证明主机局部元、器件出现损坏，这时，将主机前面板螺丝钉旋出，打开前面板，取出电路板，将标有D2集成电路的MC146818芯片拨出，换上同型号的器件，即可将故障修复。
9.4.2通讯不正常故障的排除
撤、布防操作不灵及报警后图像不切换，面板指示灯报警后“闪烁”，撤、布防操作不动作，故障大部分出现在通讯口接线端子，是通讯集成电路损坏。
排除接线头氧化层或更换通讯集成电路，可排除故障。
9.4.3指示灯“常亮”或“常灭”故障排除
如果出现某一路或几路防区号指示灯报警后灯“常亮”或“常灭”，撤防后，指示灯“常亮”，则P8155集成电路损坏，属于1~16防区号的故障，则是D7集成块损坏。
属于17~32防区号故障，则D8集成块损坏。
9.4.4继电器报警后不动作（不吸合）的故障排除
警情发生后，出现某一路继电器不动作（不吸合），则极有可能是继电器或74HC07器件损坏，更改后即可排除故障。
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