第 4 章 数字楼宇安全防范系统设计
4.1 安防系统重要性。
预防犯罪始终是楼宇建设中不可或缺的重要环节，犯罪行为是人类的公害，加大防范力度是预防犯罪各种手段中最重要的手段。随着技术水平的提高，上世纪 80 年代国内外就已经在楼宇系统内大量安装先进的安全防范系统设备，随时在重点位置防止非法侵入事件的发生，对于已经发生的事件则力求最大限度地保存现场记录影音，利用先进的技术手段提供给业主最安全的生活工作环境。
随着相关领域技术的不断提升，时至今日楼宇内安防技术虽然还是一门相对年轻的学科，但社会对安防的需求越来越高，这门学科的价值不可估量。
安全防护系统建设的任务就是要把建筑物自身的安全和建筑物周边的安全要全部监视起来而设计的技术防范系统，他的功能要有随时随地不间断的发现未经许可的非法入侵行为，并要通过系统本身发出警报并进行报警而且要能记录事发现场的图像状况以供取证、指导管理人员采取何种应对措施等方面。当今智能化建筑物的环境为现代安防系统提供了大量的优越条件，可以说安防系统已经成为智能化楼宇所必备的子系统，安防系统越来越同智能化建筑完美地结合在一起，成为现代智能建筑的重要标志。
4.2 系统设计。
4.2.1 系统构成。
安全防范系统主要由闭路电视、监控系统、报警系统等部分组成。
4.2.2 安全防范系统设计原则。
安全防范系统应遵循以下一些原则。
1.可靠性。
可靠性是安防系统存在的根本意义所在，因此在建立安防系统时，对系统的设计、材料设备的选购、设备安装调控都必须严格依照有关标准和要求，保证质量和安全第一。
2.独立性。
为了保证安防系统在任何情况下都能稳定工作，就应避免安防系统与其他弱电系统混搭，以免遭到不应有的干扰甚至破坏，安防系统应该有大厦内专门的人员和部门进行管理，独立存在。而且安防系统一般都是由所在地的公安系统直接负责管辖，从行政的意义上说安防系统也应该独立存在。
3.安全性。
由于安防系统内设备或数据资料有特殊价值，因此应拒绝一般人员未经授权登陆系统或更改安防系统内的程序及档案文件，安防系统在搭建的时候应具备阻止外来人员未授权使用的能力，安防系统的硬件设备应具备一定的破坏预警和防止破坏的功能。
4.联动性。
现代安防系统在功能上有多扩展，它能够与其它系统如照明、通讯、门禁、水电设备等实施联动，除了能为楼内人员提供更加及时的预警逃生服务，安防系统自身还可以通过其它系统及时获取有价值的信息。但同时应注意安防系统不应受到来自其它系统的干扰。
5.扩充性。
安防系统应该无处不在，因此随着楼宇功能和楼内人员的变动，安防系统应该随之扩展，在设计之初应该留有一定的扩展功能和余地。A.硬件设备应该选择具有开放性平台、通讯方式多样的设备，为将来不同设备之间的互访和整合预先留有余地； B.网络操作系统应具备较高的兼容性，而且具备联网的能力。
6.易操作性及实用性。
监控设备应使用多媒体设备，操作界面力求友好直观，尽量符合国人的使用习惯，信息丰富而不繁琐，使管理人员能够很快上手；设备在使用中应该尽量简单易行，减少不必要的操作环节，还应具有一定的容错性，出现错误操作可以补救，使新手也能较为有效地进行操控，不至于引起不必要的混乱。
7.标准化。
各环节严格依照世界及国家标准，最大限度保证质量。
8.经济性。
应在满座建设单位的全部要求，并适当留有可以进一步扩展的余地下，满足国家标准、行业要求、整个安全防范系统高效、稳定运行的前提下可以尽量降低成本，合理配置资源，力求性价比最高。
4.3 系统要求。
本文以某一税务局业务综合楼为参考研究对象，在满足管理系统的总体目标、设计原则，遵循相关技术标准的前提下，研究该数字楼宇管理系统方案。
楼层结构：某一税务局业务综合楼（地上八层、地下两层 F、G），共十层。
地下 G 层为发票室和车道出、入口；地下 F 层为控制中心；地上一层为征税办公大厅；二层为资料室，三层为计算机房；四、六层为财务室；五层为档案室；七、八层为电梯厅；另外每层楼都有一电梯厅。
根据对该建筑物智能化系统的要求，安防系统需求的功能描述如下：
4.3.1 闭路电视监控系统。
现代闭路电视监控系统采用现代多媒体技术和数字技术，通过电脑网络传输，能够迅速准确地传递安防系统所需影像信号，满足安全管理人员的工作需要，已经成为安防系统不可或缺的部分。现代闭路电视系统具有的新功能包括人机界面、电子地图、一屏多画以及数字录影等。闭路电视系统不仅仅用来记录声音图像，当险情发生时，对应场所的摄影设备会显示报警的位置，并自动在中央控制系统运行报警画面和录像，为管理人员提供最及时的资料。本文中所设计建筑物的闭路电视监视系统要对办公楼内的所有监控区域实施监控，并且被监控区域还能够与防盗报警系统实现联动。
4.3.2 报警系统。
结合图纸、业主需求、当今市场主流的技术及应用、业主资金情况等综合考虑，此项工程采用有线的报警方式并考虑适当的用手动报警方式予以补充的方案，在方案中运用双鉴探测技术，组成立体的安全防盗报警系统。
我们设计的整个防盗报警系统是由两个大的部分构成一是由系统前端各种报警控制器组成，二是由后台系统防盗控制中心组成。整个业务综合楼主要的点、线、面全部按照各自的侦测任务全部部署齐全整个系统考虑应急报警情况的处理，当人员巡视时发现情况可采取紧急按钮报警的方式，向报警中心进行通报并报警。在异常情况中可以发出声光报警，同时控制现场的灯光及摄影设备，第一时间记录并保存影像资料以备日后进行取证、整改及恢复系统到工作状态。这个防盗系统具备下述 4 个功能如下：
1.布防与撤防：日常工作中，各种各样的人员会随时出现在系统防控的范围内，如果此时防盗系统在工作的状态就会发出警报这种警报是错误的我们要把防盗系统关闭也就是让系统处于不工作的撤防状态。在日常工作结束时所有人员离开了工作区域，系统就要进入工作状态也就是布防工作状态。当系统检测到非法入侵的危险情况发生后就会及时进行报警，并对入侵的人员发出警告并记录好图像，为日后调查提供有力证据。当然，系统是出于布防还是撤防状态可以由管理人员手工选择，或设定程序按时间段来切换状态。
2.布防后的延时：当正常人员尚未撤离探测区域的时候，报警装置虽然处在开启状态，但此时不会启动报警功能，而是延长一段时间再启动，待相关人员离开后真正进入布防状态。
3.防破坏：一旦有非法侵入者企图对报警系统的设备线路造成破坏，或者线路发生短路、断路、被撬开等情况下，控制器会发出信号，还能够准确报告设备损坏的方位。
4.微机联网功能：报警子系统与中心控制平台的电脑联网，实现信息共享，中心控制电脑能够对来源信息进行进一步分析判断，提高系统的自动化程度。根据上述对业务综合楼的功能的分析，对室内外整个防护系统分为重点防护区、一般防护区、重点目标、一般目标。
4.4 系统结构。
4.4.1 闭路电视监控系统。
闭路电视监控系统是安防系统中采集多媒体信息最直接也是最重要的手段，它日常防止非法侵入，在事发后能够提供现场资料以备取证。
1、摄像部分摄像部分属于现场设备，主要负责监视现场区域，将录像信号传回控制室。
它以下几部分：
a.摄像头。
在现在市场上大家经常用的摄像机、按色素可分为彩色和黑白两种，黑白摄像机辨识能力较强，可置于光线暗的区域，如停车场等，还可以用来监视静止物体。如果需要自己辨认监视物的细节如颜色背景，则需要彩色摄像机。我为此项工程选用黑白摄像机及彩色摄像机两种混搭的方案，在摄像机的使用过程中主要选用了 1/2、2/3、1/3 英寸三种规格的市面上常见的品种同时选择了带云平台控制的及固定式的两种工作形式的摄像机b.镜头。
常用的镜头包括：固定光圈定焦镜头： 这种镜头一般应用于光照度比较均匀的场合，如室内全天以灯光照明为主的场合：
手动光圈定焦镜头： 应用于光照度比较均匀的场合；自动光圈定焦镜头；手动变焦镜头： 可选择对整个房间的监视或是选择对房间内某个局部区域的监视；自动光圈电动变焦镜头；广角镜头：视角 90 度以上，观察范围较大，近处图像有变形。 标准镜头：视角 30 度左右，使用范围较广。
长焦镜头：视角 20 度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。
变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方c.防护罩。
防护罩一般按使用场所分为两种：室内和室外。室外防护罩有防晒、防雨、防尘、防冻凝等作用。一般室外的防护罩都配有温度继电器，可以根据温度升高自动打开风扇冷却，温度低时自动加热。室内由于环境较为清洁，防护罩一方面为了保护摄像头，除此以外也有隐蔽摄像头的作用，外来的人不易发现。
有的防护罩在下雨时可以人为控制雨刷器运行。有的防护罩的玻璃可以加热除霜。
2、操控系统部分。
在当代的主流形势下监控器的摄像机全部采用高解析度和高呈像的时代所采集的图像信息 1 分钟单个摄像机就有几十兆的数据信息可想而知整个系统会产生什么样的数据信息所以操控台的控制在一般的情况下全部采用有计算机和矩阵主机来配合的工作模式进行工作，已达到更好的完成此项工作相互协作来完成图像视频的处理功能，操作的过程中操作者用编程软件进行系统的编程，并且通过由键盘和鼠标进行配合来完成对整个系统的各个组成单元的检查，如报警工作的处理及系统的复位、监控器的云平台的控制操作、各个监控区之间的视频相互切换工作、整个系统状态的自检工作等等。现在这项技术是在计算机多媒体技术在安防系统中的成功运用解决了操作人员的工作强度。摄像机拍摄到的画面以电信号方式上传至控制台计算机，控制台计算机配备有图像处理器，将电信号转换为数字信号，可以对接收到的信号与原背景信号做数字对比，一旦发现异常就会启动报警装置，这一切过程都会记录在计算机内，通过外部操作系统软件可以非常人性化地提供给管理人员。
操控系统的切换方式主要有如下两种：
单步切换方式：将整个系统中各个线路路信号用控制装置单列切换至主机。
顺序切换方式：预先编制程序，将系统内的各列信号按照系统安排好的先后顺序逐个进行视频切换。
3、系统的信号输送单元。
系统的输送主要有视频信号、音频信号、各路的音频视频控制单元的输送，在现在行业中主要通用的产品有同轴电缆、光纤及双绞线的使用比较广泛控制信号的输送传输方式包括：
a.直接控制：直接将信号传输到终端设备上。是最简单的方法，适用于设备较少的环境，主机需要人工控制。如果被控制的云台、镜头数量较多、线缆复杂的情况下不适宜使用。
b.多线编码的间接控制：控制机把信号改译为并行码，通过多条线路发送至控制器，在控制器中信号转为控制信号，对终端进行控制。
c.通讯编码的间接控制：现在的大型监控系统都具有通信编码功能，最普遍的是串行编码。用一条线路能够传输多条控制信号，可以有效节约布线成本，通讯距离如果忽略中间处理环节的话可以达到 1 千米，中间加装处理器则可以大大 10 千米以上。这些特征均优于以上两种方式。
4、显示与记录。
显示和记录设备一般放置于控制台，包括监视屏、录像设备以及其它一些操控设备。
a.图像显示器。
图像显示器主要分为彩色和黑白两种。在市场上现在一般采用彩色图像显示器、黑白的已经逐渐被淘汰。视频信号的宽带一般在 7-8MHZ 范围内。
b.硬盘录像机。
智能化数字硬盘录像监控系统是指以电脑硬盘为影像存储设备，集多功能于一身的智能化监控系统。虽然它面世的时间不是很长，但深受欢迎，普及非常迅速，其自身的优势非常明显，存储数据多、建造成本比较低廉，运行稳定运行速度快是主要特征。我认为用不了几年就会将完全取代传统的硬盘录像机。
现代化的数字硬盘录像系统应具备下列特点：
1.功能完善：功能完善：一套硬盘录像机就可以完成画面切换顺畅不拖沓、云平台自动、手动控制功能录像、多路视频信号控制集于一身。还具有与其他各种监控设备的全方位的联动如摄像机、传感器、视频移动侦测报警、音频设备之间的无缝隙的链接。硬盘录像系统只需一台机器就可以完成传统监控系统十几台设备的任务，可以有效节约系统空间，方便了人员管理，对系统维护也可节省下一大笔开支。而且硬盘录像系统相比于传统系统组网简便易行可靠稳定，而且还具有各个点位的分点控制能力及互联网的实时监控能力。
2.操作简便易懂：硬盘录像系统的硬件设置可以在软件界面上方便地完成，软件系统是全中文界面，管理人员只需简单培训就可上岗操作，无须查阅复杂的使用指南，可以大大降低人力成本。
3.维护简便：系统的组成由硬件及软件部分组成，软件部分是一套自行开发的管理软件、硬件是由多频道画面捕捉卡。软件方面一旦出现问题可以在主机存储器中恢复备份，类似于 pc 机的重装系统，非常之方便。画面捕捉卡的性能是非常稳定的。存储器的存储空间可以自行增减，因此录像资料的保存期限可以自行掌握，在过往使用录像带的年代这是不可想象的，大大节约了保管资料的难度和成本，并且录像资料还可以通过网络高速传输至其他终端。
4,价格优势：电脑硬件产品价格始终处于下降周期，各类型处理器、存储器的价格每年都在下降，质量也在不断提升，目前硬盘录像系统的价格优势已经超过了传统录像监控系统。在现在行业中硬盘录像系统在功能上的卓越表现让其赢得了广大的好评，价格上的进一步降低和其在自身使用及维护上的方便今后会全面取代传统方式的。
4.4.2 防盗报警系统。
对警情的发现、处理、信息的采集和管理是报警系统的组成。报警系统主要有中心报警主机、各种检测设备、转换器组成1.设备：即报警装置，主机用串口连接计算机，以预警区域代码识别报警地点，可以使用多台设备，以字头代码为标识。
2.设备代码：即报警主机上传至计算机的信号类别。系统中总共分三种类型的代码：触发代码、恢复代码系统信息；触发代码是非法入侵情况发生时被触发的探测器向中心报警机发送的信号；恢复代码是中心报警机向被触发的探测器发出指令让其恢复其正常工作状态的指令；系统信息是指报警主机的一些基本状态信息。
3.电子巡更地图：是系统应用的基础数据，简单的由一副总图完成，复杂的用户可以根据自身的情况绘制区域具体详图数量不限；用户根据自身的建筑物情况和需求绘制自己所需要的 BMP 格式图形；在图形上可以随意的安排各种探测器。防区以及跟闭路电视监控系统进行联动的摄像机等，还可以设置各个地图之间的跳转点。
