作者：王酉春
出版社：东南大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
数字社区系统工程试读：
内容提要
社区的智能化水平已成为提升居住环境舒适度的重要标准之一。本书介绍了数字社区的智能化系统工程，包括安全防范、信息化、家居智能化、楼宇自控、社区服务、智能化集成等系统的设计与应用，最后给出了苏州合润·御府等2个数字化社区实例。
编委会名单
主 编 王酉春
副 主 编 俞国青 吴雪芳 蒯学文
编 委 朱明华 史 皓 张新庆
林恭伟 王欣闻 邵学雯
孟 恒 金卫清 王昱安
主 审 侍洪勋 许作民序“衣食住行”是老百姓日常生活永恒的主题，其中住房问题更是如今社会最关心的内容之一。自古以来“居者有其屋”是人的基本诉求，而“安居乐业”更是和谐社会的重要保证。改革开放以来，我国人民的物质生活水平有了大幅度的提高，居民的住房条件也得到了显著改善。尤其进入二十一世纪之后，随着全国城市化建设的大力推进，我国城市建设的面貌焕然一新，一座座高层建筑拔地而起，一批批崭新的住宅小区如雨后春笋般出现。居民小区成为城镇居民居住的重要形态方式，而且居民对于居住环境的要求也越来越高。随之一个重要的课题摆在我们面前：如何建设一个适合人们居住的新型住宅小区和居民社区呢?除了靓丽的外观、宽敞的房间、温馨的内装之外，智能化所提供的安全、舒适、便捷、人性化的服务，数字化信息系统所提供的宽广的视听平台和丰富的文化内涵已成为现代人们更高层次的追求。那么如何让更多的人住进宜居的住宅，让他们享受到现代科学技术的最新成果呢?个人觉得现代小区应该具备这些智能化和数字化的功能：一个安防措施全面到位的安全环境、一个绿色环保又节能的生活空间、一个具备高速互联网的网络通信环境、一个数字化的现代云媒体视听平台、一个先进的社区管理与服务系统等等。只有具备这些完整技术功能的、内外兼修的、高品质的建筑与社区才真正称得上是完美的。
当前，不少建筑及小区建设对于其外部形态和内部装潢的追求远高于它在智能化系统的技术装备投入，这往往影响建筑物的品位，甚至会影响到建筑的正常运行。出现以上状况再来改进或改造将是事倍功半，甚至是难以实现。鉴于这种情况，我们在建设之初就应考虑到配套的智能化系统，从规划设计伊始就应该认真调研该建设项目对于智能化系统的具体需求；实事求是地确定智能化系统的可行性方案；仔细地制定切实可行的施工、验收措施并予以实施。真正做到智能化系统建设与住宅小区开发建设“统筹规划、统一设计、同步施工、同时验收”。
本书编者凭借他们多年从事建筑智能化工程建设实践的丰富经验，充分结合当今智能化系统的先进技术，较全面地阐述了社区数字智能化系统工程的设计和施工，内容丰富、资料翔实，对于从事建筑行业的工程技术人员不啻是一本很好的参考材料；对于社区物业管理者提高物业管理水平也大有帮助；当然作为一本智能化数字化的系列丛书对于那些正在学习而即将从事建筑智能化专业工作的在校学生更是一本不可多得的教学辅助教材。
值此，与本书编者们一道谨向工作在建筑工地一线辛勤劳作的广大员工致敬！并祝愿“安得广厦千万间”的普天下民众明天生活更加平安美好！苏州市公安局科技信息化处2012年10月
第一章 概论
第一节 数字化与智能化技术
数字化社区其实质就是信息化社区，其基本原则，就是遵照国家有关“数字化技术应用”和“智能化系统”的双重设计规范标准，在一座建筑、一个小区的管理和服务中，实现数字化（IT）和建筑智能化（IB）“双化”技术应用和实现智能化功能。
一、数字化技术（IT）应用
数字化技术就是采用现代化网络和信息科技，来提升自身对信息管理和信息综合利用的能力。这种能力建立在信息共享、网络融合、智能化功能协同的数字化技术应用的基础上。数字化技术应用的能力涵盖了信息采集和综合、信息的分析和处理，以及信息的交换和共享。数字化应用的内容包括：数据的综合与储存，事务及监控信息的集成与管理，网络及信息的增值与服务。数字化应用平台是由网络信息集成平台（IBMS.net/IBMS）、智能物业管理平台（IPMS.net）、家庭智能化信息管理平台（IHS.net）三大平台构成。
二、建筑智能化（IB）应用系统
建筑智能化应用系统就是采用自动化和智能化科技，实现社区综合安防报警与机电设备自动化的监控管理功能，社区“一卡通”应用、家庭智能化安防报警、家电自动化、可视对讲、三表抄送及家庭综合信息管理功能。智能化系统是由社区综合安防报警系统（SMS）、社区机电设备监控管理系统（BMS）、社区“一卡通”管理系统（ICMS）、家庭智能化系统（IHS）四大综合系统组成。
在智能建筑、社区的事务及事件决策、计划、组织、指挥、控制和协同的过程中，以网络融合（电话网络，电视网络，计算机网络，控制网络）和一体化数字化应用平台作为数字化技术应用的支撑平台，可以更充分、更合理地利用人、财、物、信息等有形和无形的资源，高效率和高效益地实现管理者和使用者对其所追求预期目标的完美体现。
三、数字化社区建设的意义和作用
1.现实意义
目前，居住环境的优劣成为衡量生活水平的又一重要标准。除了住宅小区的地理位置、交通绿化、周边环境以及房屋结构等因素外，小区的智能化水平，已经提升为决定性因素。智能小区主要是满足人们对于安全、方便、智能化等方面的需要。
2.良好的经济效益（1）智能化系统的成本回收期短，仅为3年左右，远低于其他建筑部分，这成为楼宇住宅提高质量的一个亮点。（2）通过高科技带来的附加增值可达12%左右。（3）大大降低物管成本，提升物管水平。
数据表明，智能建筑的运行费用和能耗，比常规建筑低30%～45%，其显著的效益和物业管理的优质快捷服务是显而易见的。
3.社会效益（1）安全、舒适、便利，这是现代社会对住宅的主要要求，高端智能化的居住环境，可超越住户的预期，大幅提升住户的满意度。目前国家正提倡“绿色建筑”、“环保建筑”、“节能建筑”，等等，而住宅智能化，正符合这一潮流。（2）社区安保管理智能化，设备运行和维护的智能化，日常办公的智能化等的使用，是以往仅通过添置安保人员所无可比拟的，更重要的是提升了社区物业管理的效率与质量。
第二节 数字化与智能化内容和特征
一、数字化社区概念的引入
数字化社区的起源可以追溯到20世纪80年代，由于当时出现了采用电子技术的家用电器，学者们提出了“住宅电子化（Home Electronics，简称HE）”的概念。随着家用电器、通信设备和安保系统在功能上日趋整合，学者们又提出了“住宅自动化（Home Automation，简称HA）”的概念。随后，通信与信息技术得到了进一步发展，美国兴起了“智慧屋（Wise House，简称WH）”、欧洲兴起了“时髦屋（Smart House，简称SH）”的概念，即采用通信与信息技术，对住宅中各种家电、通信、安保系统通过总线技术进行监控与管理的智能住宅。
进入21世纪，随着智能家居技术在社区内的综合应用，社区的数字化程度越来越高，人们顺理成章地将数字化社区纳入了“数字地球—数字化城市—数字化社区”的发展体系之中，因此一种新型时尚的数字化社区概念出现了。数字化社区基本功能组成如图1.1所示。
二、数字化社区概述
1.数字化社区概念
数字化社区，就是通过信息数字化，将管理、服务的提供者与每个住户实现有机连接的社区。它利用现代传感技术、数字信息处理技术、数字通信技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术，实现社区各种信息的采集、处理、传输、显示和高度集成共享，实现社区和家庭各种机电设备和安防设备的自动化监控，为住户提供一个安全、舒适、方便、快捷、开放的生活和工作环境，最终实现节约能源，降低运营成本，保护环境和提高服务质量等目标。
数字化社区建设的本质在于信息化，信息化是指由计算机与因特网等生产工具的革命所引起的工业经济与生活方式由传统转向应用和依赖信息技术的一个社会变革过程。具体来说，信息化包括信息技术的产业化、传统产业的信息化、基础设施（工厂、城市、建筑与居住区）的信息化、生活方式的信息化等内容。信息产业化和信息应用，即信息的生产和应用两大方面是其中的关键。信息生产需求发展一系列高新信息技术及产业，信息应用涵盖计算机应用软件的开发、信息应用平台的建设，应用系统数据的采集、处理、储存、传输等领域。数字社区的数字化、智能化将是信息化应用的广阔领域。图1.1 数字化社区功能组成
2.数字化社区内涵
数字化社区的基本内涵包括以下六个方面。（1）它是一类具有综合数字化服务的现代化社区。数字化家庭计费、数字化社区公共照明、数字化社区信息、数字化社区娱乐、数字化社区公共卫生与保健等内容将是数字化社区的基本内容。（2）它是一个以多媒体技术、数字IP智能设备、地理信息系统、虚拟现实技术以及多种现代测绘等先进技术为手段的现代化社区。（3）触摸屏输入、手写输入、图像输入、语音输入与识别以及虚拟现实技术将是社区住户与社区交流的多媒体交互手段。（4）IC卡、智能卡、指纹识别器、掌纹识别器、CCD将是数字化社区的安防系统、门禁系统、交费系统、电子商务等系统的重要安全数字化设备手段。（5）地理信息系统与虚拟现实技术、各种测绘技术相结合，实现社区公共设施管理、使用、培训和维护的有效手段。（6）社区数据中心和家庭数据中心将是数字化社区的两个重要信息节点。社区数据中心一方面负责社区信息的采集与收集、挖掘与处理、存储加工与传输利用；另一方面，社区数据中心负责各家庭数据中心与互联网的连接，而家庭数据中心则负责家庭内部设备的管理、家庭信息数据的管理、家庭消费结算操作等功能，是用户使用最为频繁的设备。
3.数字化社区架构
通常，一个完整的“数字化社区”应由数字化应用基础设备层、功能应用层和决策管理层三个层次组成。（1）基础设施层：是小区信息处理和信息交互传输中心，主要由网络信息系统集成平台（IBMS.net/IBMS）、网络数据中心（IDC）和宽带网络构成。作一个形象的比喻，网络信息系统集成平台就是“人与数字化”面对面进行对话和交流的界面，人们通过这个“界面”，将进入无限广阔的数字化世界；网络数据中心就是“信息仓库”，它保存了社区地理、人员、公共设施、商务、环保、设备电子安全监控、物业管理等重要内容的基础数据；而宽带网络就像一个“快车道”，它是社区基础信息传递和交换的宽带网络通道。只有拥有完全丰富的“信息仓库”和便利快捷的“快车道”，有效的信息共享和交换才有意义，社区内部的各信息节点才不会是相互分割的“信息孤岛”。（2）功能应用层：是最为核心的部分，小区信息化建设的目的就是为了应用，通过数字化技术应用和智能化功能的体现，开发一系列适应社区需求的数字化应用系统和网络信息系统集成，改造传统社区的物业管理和服务模式，实现现代数字化社区信息、资源和物业一体化的管理、服务功能的网络化与智能化。社区数字化应用系统的研究及其应用软件的开发是建设好数字化社区的关键。（3）决策管理层：是最终体现应用的结果，通过有效的小区管理和服务，使资源得到充分的利用，使其在信息上共享、网络上融合、功能上协同，最大限度地提高管理效率，提供完善的、高质量的及个性化的服务，降低数字化社区运营成本，提高经济效益。
三、数字化社区与智能化小区的区别
数字化社区和智能化小区都是比较新的概念，都在不断地发展，现在也很难在细节上严格区分，可能需要随着发展才能有准确详尽的定义，但数字化社区和智能化小区是不完全等同的，数字化社区可以理解成智能小区+虚拟社区，从这个观点来看智能化是数字化社区的重要组成部分。
数字化社区和智能化小区可以从以下几个方面来区分：（1）数字化社区是一个全面的概念，它依存的基础除了社区本身，离不开数字化城市，很难想象一个孤立的数字化社区能够存在，这是因为数字化信息是社会资源。智能化小区则着重于将在小区内部实现智能化的功能。（2）数字化社区强调的是在小区内实现社会的信息资源共享，从而提供更多的社会化数字化信息服务；智能化是面向社区内部的以科技手段来提高住宅的功能，更多地体现出社区内部管理。（3）数字化社区强调的是虚拟社区整体的综合，智能化更多的是考虑住宅内部具体设备设施的管理。
四、数字化社区的特征
随着信息技术的发展和人民生活水平的提高，智能化小区和智能化社区获得了长足的发展，为了适应信息技术的发展和数字城市的建设，数字化社区成为必然的趋势。
数字化社区的特征，包括以下六个方面：（1）一体化：数字化社区是整合了多种资源，并进行集成融合，在硬件资源的基础上再配合软件系统的支撑，采用网络化，使社区成为一个集安全、舒适、节能、环保等为一体的数字化的生活社区。
另外数字化社区是数字城市必要的组成部分，是数字城市的基本构成单元。因此在数字化社区的建设过程中，需要考虑整体的兼容性，以达到将来在数字化社区的基础上建成整个数字化城市、乃至数字化社会。（2）信息化：数字化社区是数字城市的信息节点，其信息化系统的建设是至关重要的，为现代化的治理和现代化的生活提供必要的条件。（3）智能化：数字化社区是在智能化社区的基础上发展起来的，由此数字化社区需要实现设备、家电等的智能化治理。（4）网络化：数字化社区需要实现“四网”（即数据网、电话网、电视网、控制网）信息传输及交互。（5）集成化：数字化社区需要实现信息共享，建立同一治理平台和门户。（6）生态化：社区生态化在国外备受重视。如绿色住宅、生态住宅、可持续发展住宅。“绿色”、“生态”、“健康”、“节能”为理念的社区，采用新材料、新技术、新工艺，保护生态环境和节约能源，达到节能、减少污染、保护生态，创造健康舒适的社区环境。
通过数字化社区的打造，为社区提供一个安全、舒适、便利的生活环境。
第三节 数字化社区设计
一、设计要求及原则
1.设计要求
数字化社区要求应用先进、有发展、有后援、能满足并适应住户需求的技术。应用的产品成熟可靠，具有易集成、扩展、操作、维修的特性，同时尽可能降低系统整体造价的原则。通过计算机网络技术，实现各子系统的设备、功能和信息的管理集成，使其成为一个互联、互通、统一和协调的系统。系统资源达到充分共享，以减少资源的浪费和硬件设备的重复投入，实现真正意义的统一、实用、高效、便利。其设计框图如图1.2所示。图1.2 设计原则框图
2.系统配置原则（1）必须配置成熟的技术
数字化系统是新兴的技术，涉及建筑（社区或建筑大楼）使用的多个方面。必须明确智能化系统，尤其对住宅来说，是一门使用性非常强的技术。如果将一些不成熟的技术或设备推销给开发商，那么在交付给物业管理公司进行使用的过程中，可能会出现数据不准、开启不灵、安保虚设等问题。（2）必须配置实用的技术
数字化技术的发展成果，几乎可以涉及人类生活的所有方面，如电子安保、电子通信、电子物管、电子家政等，应当选用那些最必要的、最有用的技术。也就是说，传统的技术或人工难以做到的、劳动强度比较高的、或者人工操作特别麻烦的工作，可以用智能化数字化技术来代替。（3）必须配置性价比高的技术
众多的数字化系统必然会增加建筑的成本，这些成本的最终承担者是消费者。即使有些技术非常成熟和实用，但由于价格昂贵，或者今后的使用费很高，或者维护费很高，这些技术的应用还应多从性价比，多从消费者的承受能力方面加以考虑，看一看是否属于必需的。
二、系统设计标准和设计依据
系统的设计标准为中国国内相关的专业设计标准：国家标准、民用建筑电气设计规范、国际设计标准及业主提供的系统需求和设计图纸及相关技术资料。《数字社区示范工程技术导则》（建设部信息化工作领导小组办公室，2004）《全国住宅小区智能化技术示范工程建设工作大纲》《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》
GA/T 75—1994《安全防范工程程序与要求》
GB/T 50314—2006《智能建筑设计标准》《住宅小区安全技术防范综合报警服务系统设计导则》
JGJ/T 16—2008《民用建筑电气设计规范》
GB 50311—2007《综合布线系统工程设计规范》
GB 50339—2003《智能化建筑工程质量验收规范》
GB 50312—2007《综合布线系统工程验收规范》
GB 50394—2007《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
GA 308—2001《中华人民共和国安全行业标准》
DGJ32/D 01—2003《建筑智能化系统工程设计规范》
GB 50348—2004《安全防范工程技术规范》
GA/T 72—2005《楼宇对讲系统及电控防盗门通用技术条件》
GA/T 678—2007《联网型可视对讲系统技术要求》
GB 12663—2001《防盗报警控制器通用技术条件》
GB 50348—2004《安全防范工程技术规范》
GB 10408.1—2000《入侵探测器第1部分：通用要求》
GB 10408.4—2000《入侵探测器第4部分：主动红外入侵探测器》
GA 308—2001《安全防范系统验收规则》
GA/T 75—1994《安全防范工程程序与要求》
GA/T 368—2001《入侵报警系统技术要求》
GB 6510—1992《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
GJBT—471—1998《智能建筑弱电工程设计施工图集》
GB/T 50314—2000《智能建筑设计标准》
GB 50168—1992《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
GA/T 74—2000《安全防范系统通用图形符号》
GYT 253—1988《建筑电气安装工程质量检验评定标准》
DGJ/D 01—2003《江苏智能化住宅小区评估方法》
三、设计重点
数字化社区是一个综合很多高新技术的系统化工程，它由不同的子系统实现各自特定的功能，子系统间又存在着功能的互补。同时系统间通过必要的联动和集成，提高系统的整体功能。其示意图如图1.3所示。图1.3 数字化社区设计重点示意图
1.完备的安全防范措施
关键需要解决好的问题就是安全问题，由此需要对数字化社区进行封闭式管理（对于无法实现物理封闭的，尽量多采用技防手段和人防手段相结合来提高安全性）。对于封闭式社区，通过周界和监控实现外围的安防，另外对楼内也进行封闭式管理，通过楼宇对讲系统和门禁系统加强对本栋楼各出入口的管理，通过闭路电视监控系统和巡更系统提高楼内的安全性，并在住户家内设置家庭防盗报警系统进一步提高住户家内的安全性，通过层层防范为住户提供一个安全可靠的居住环境。
2.强调智能化数字系统的有效集成，实现多级管理
弱电系统由众多的子系统组成，若各子系统分别进行管理，既浪费了大量的劳动力，也降低了劳动效率。针对本项目的实际情况，弱电系统应尽可能通过楼宇管理系统的集成平台进行集中管理，根据实际情况，考虑多级控制。从而实现物业管理人员对小区的宏观协调管理，提高整个小区的智能化管理水平。
3.信息网络系统应适当超前
现代住户对网络信息的需求会更高，如网上教育、家庭办公等，因此信息网络系统成为必需的配套设施，不但要设置而且应适度超前，根据小区的实际情况可采用千兆主干光纤到楼或光纤入户的方式为住户提供高速的网络接入，户内配置足够的信息点，最大限度地方便小区住户的使用。
4.家居智能化系统应着重功能、扩充性、外观档次等
对于高档次的住宅小区住户来讲，小区智能化水平的高低主要体现于家居智能化系统，因此家居智能化系统要选择具有功能强、安全可靠、集成化程度高、操作简单，并且具有灵活的可扩充性的产品，这样才能满足不同住户和未来发展的要求。另外作为应用在住宅内的设备，外形也要美观、有较高的档次，成为家庭的一个装饰亮点。
5.建立先进的楼宇自控系统（BA）
高层建筑的住宅小区，楼内配置有大量的变配电、供水排水、空调通风、电梯、消防及安保等系统设备，为提高住宅楼的设备管理水平、节约能源消耗，需要建立一套先进的楼宇自控系统，对小区内的设备进行集中监测和控制，并为小区提供一个系统集成平台，实现小区智能化系统的集成管理。
6.防雷、接地、集中供电问题
为确保社区智能化系统设备的正常运行，防雷、接地、集中供电问题就必须考虑，为智能化系统的电子设备提供安全的运行环境。
7.系统具有可扩充性
智能技术发展迅速，功能越来越多，要求系统要具有一定的可扩充性，可根据开发商和住户的要求对系统进行功能扩充。
四、数字化社区组成
建筑及居住区数字化技术应用，主要由通信系统、信息系统与监控系统及基础设施组成，见图1.4数字化社区技术应用框架。
五、发展方向
智能建筑的一体化（结构）、数字化（系统）、智能化（服务）、信息化（管理）“四化”建设将成为智能建筑的发展方向。智能建筑的技术主要包括4C技术，即计算机（Computer）、通信（Communication）、控制（Control）、现代图形显示（CRT）。其中计算机技术和现代通信技术相互融合形成了C＆C概念，体现了建筑数字化发展方向；现代控制技术集中体现了建筑的智能化发展方向；现代图形显示技术主要体现于计算机操作和信息显示的图形化；中央综合信息管理系统综合各种技术的优势，推进智能建筑向着集成一体化的方向发展。
利用智能化弱电系统保障社区达到并实现以下目标：（1）通过人居环境的建筑自动化管理，节约能源，减少开支，延长建筑和设备的生命周期。（2）通过采取多方位的监控装置、多层次的区域布防、多渠道的报警手段和快捷的应急措施，提供高度安全的居住环境。（3）利用智能一卡通手段，将人员管理、停车库管理、门禁管理、安全管理等有机地连接起来，创造一个简便快捷的智能化社区。（4）基于一体化数据平台的物业管理和服务平台，建立先进与科学的综合管理机制，提供多元化的智能小区。（5）根据业主的信息需求出发，提供一个融合住宅、物业和交流的网络平台，提供一个高度信息化的智能社区。图1.4 数字化社区技术应用框架
第二章 数字社区安全防范系统
第一节 概述
一、数字化安防的主要特征
数字化安防系统是采用现代传感技术、数字信息处理技术、数字通信技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术来实现各种安防信息的采集、处理、传输、显示和高度集成的系统。它可以使安防各子系统之间以及安防系统与其他信息系统之间实现网络连接和信息的交换与共享，从而提高安全防范的质量与效率的一种科学性系统。
随着信息技术的发展和居民生活水平的提高，一体化、集成化、智能化的安防有了长足的发展，为了适应新技术的发展和数字城市的建设，提出了数字化安防的理念和建设数字化安防的需求。
1.数字化安防和智能安防之间紧密联系又存在着区别（1）数字化安防具有智能安防没有的数字信息化功能。智能安防是建立在智能子系统的基础上，而数字化安防是以网络为基础的，建立在网络构架上的，这是它的一个主要特征。数字化安防将更充分地实现数字信息的采集处理、传输和显示，在更高水平上来实现信息的集成与共享。（2）智能安防是一个小区、一栋大楼内部实现各智能子系统的集成和联动控制，而数字化安防是数字城市的重要部分，是城市数字化建设的基础。
2.数字化安防的主要特征（1）数字化安防进一步加强了网络的功能，通过完备的局域网和广域网，可以实现社区机电设备和家庭电器的自动化、智能化和远程监控，还可以实现安防系统的自动化、智能化监控。（2）数字化安防应用现代数字技术，包括现代传感技术、数字信息处理技术、数字通信技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术，加快了信息传输的速度，提高了安防信息采集、传播、处理、显示的功能，增强了安全性。（3）数字化安防提高了智能安防的水平，实现了安防信息和资源的充分共享，提高了系统的优化程度。（4）数字化安防是数字城市的基本单元，数字安防的建设为数字城市的建设创造了条件，为电子政务、电子商务、物流等现代化技术的应用打下了基础。
二、数字化安防工程的规划设计原则
安全技术防范系统的设计，是完成一个安全防范系统工程项目的第一步，也是非常关键的一步。其设计的正确合理与否，都将直接关系着后面整个工程的实施。数字化安防是一个系统工程，在总体设计时应做到整体规划，分段实施。以开放的互联网体系为核心，以与建筑密切相关的设施为重点，以用户的需求和承受能力为依据，逐步实施和完善。因此规划设计时应当遵守五个原则：（1）需求和发展相结合的原则。一栋大楼或一个小区的安防建设，首先要考虑用户的需求，同时还要兼顾大楼或小区设计在城市总体设计中的定位和发展。（2）优化配置的原则。各类机电设备系统、计算机系统和信息传递系统要保持联动，从设备的利用方面来讲，应当使这些设备和资源最大限度地优化。（3）国际化的原则。主要是开放式的原则，应符合各种国际上流行的标准，并适应各厂商的计算机设备、交换机设备以及所有的通信协议。（4）技术创新的原则。系统建成后，近阶段要有很好的使用特性，而且还应有一定的技术储备，保证若干年不落后而且方便升级。（5）经济性原则。应从初投资和性能价格比两方面考虑，选择最优方案和产品。
三、数字化社区安防系统的设置
数字化社区安全防范系统共设计了四层防范体系如图2.1所示。
1.第一层：周界及出入口防范
主要通过周界报警及出入口管理系统实现。包括周界围墙的防范，以及对出入口进出人员的管理和车辆的管理两个方面。对小区的各种出入口进行管理和防范，尽量将不安全因素阻挡在控制范围以外。图2.1 社区四层安全防范示意图
2.第二层：小区内部公共防范
主要通过视频安防监控系统实现。通过对小区内部重点区域设置监控点及巡更点，实时掌握重点区域的人员活动情况，便于及时发现并处理。
3.第三层：单元出入口防范
主要针对小区内部各个相对独立的单元出入口进行防范，通过门禁系统控制人员的进入。
4.第四层：住户内部防范
住户室内的安全防范，通过配置各种探测器，实现防盗、防灾功能。
各子系统间注重联动控制，使各分散独立的系统构成统一的集成化的保安系统，形成“人防”与“技防”相结合的立体式防范体系，实现安保工作质量的整体提高。
四、数字化社区安防系统主要功能
1.智能的视频监控（1）实时监看：安装在出入口、大厅、楼道、周界等地点的IP摄像机或模拟摄像机和视频服务器，通过IP网络将图像传送到监控中心，在监控中心通过安防监控客户端软件进行实时的视频监看。（2）三屏独立显示：安防监控客户端软件具备单机最多三个屏幕的同时显示，可以同时对多个摄像机的实时监看画面、地图、告警热点画面进行查看，比起通常的屏幕显示大大提升了安保人员对现场情况的掌控能力。实时监看支持多种分屏显示方式，用户可以根据自己的需要将前端摄像机的多路视频按照不同的区域、功能等模式分成不同的组，进行轮询显示。（3）及时回看功能：安防监控客户端软件具备实时回看的功能，在实时监控时，当一个可以时间没有看清时可以不必调出回放窗口，安保能立即通过监看窗口上的回放按钮对该路视频进行5分钟内的快速回看，简化了操作，方便了安保人员捕捉细节。（4）方便的云台控制：不同于一般的监控软件通过“上下左右”箭头进行摄像机云台操作的不便，安防监控客户端软件通过直接在图像窗口上“点击”、“框选”的方式来操作云台的动作，直观而快速。（5）支持高清摄像机：使得大厅、广场等面积较大、人员较多的场合能够获得更加清晰和细节丰富的画面，使得视频监视的效果更上一个台阶。（6）多种监控软件适合不同用户：提供功能丰富强大的基于应用程序方式的安防监控客户端软件供一般安保人员在监控室使用，同时提供基于浏览安防监控客户端软件供领导在办公室使用或在外网访问。（7）先进的电视墙驱动：智能安防电视墙服务器，能将来自网络的视频流解码，并拼接在大屏幕上。提供多路独立输出，连接到液晶、等离子大屏幕电视机以及投影仪等显示设备上。电视墙服务器具有超强的解码能力，每路输出可以多种方式灵活分屏，支持轮询显示、锁定显示、告警热点视频显示。并可通过堆叠的方式多机协调工作，实现更多路视频的输出，可以满足各级用户的不同层次的需求。（8）智能物品看守：通过智能技术，对重要物品进行看守，当物品被盗、被移动时主动发出告警，提醒暗访人员注意。与传统的“移动侦测”技术不同，智能的物品看守会自动过滤掉观众参观时的遮挡、展馆灯管变化等情况，大大减少误报警的情况，具备很高的使用价值。（9）智能周界入侵告警：对库房、周界可以设定指定时间进入区域、在区域内停留等行为的警告，避免了以往仅仅依赖红外对射等传感器由于树叶晃动等原因造成的高误报率现象。
2.智能的视频回放
作为视频监控系统的重要作用，视频回放的功能是否强大是评判一个系统实用、易用性的重要指标。网络智能安防系统中除了通过视频监控系统中提供的按照摄像机和时间进行时评检索回放之外，还提供更多更强大的检索回放功能。（1）按事件检索：系统可以以事件为检索条件，例如以某个报警器触发为条件；以某个门被打开为条件；或者以视频智能分析数据中的某个走廊有人穿越为条件。（2）按数据检索：系统可以以各类业务数据为检索条件，例如查找某个射频卡近一个月来进入库房门的所有视频。
通过这些先进的检索功能，以往需要对几个小时甚至是几十个小时视频回放人工来查找的一段视频，现在通过自动的检索立即就可以完成，而且可以把复合条件的多段视频拼接起来回放，以往需要观看几小时的视频现在变成了几分钟。
3.联动报警
网络智能安防系统提供了强大的报警处理和联动功能，报警可以来自人工的报警按钮；各种自动报警器，例如红外线探头、双监探头；环境传感器，例如设定温度、湿度高于某个值告警；来自视频智能分析的告警，例如当某个展品被挪动时告警。
当发生这些告警时，系统可以根据设置，自动进行一系列的联动处理：（1）转动摄像机，对准事发地点；（2）在监控终端上弹出告警热点视频，并根据预设，向保卫人员提供处理预案；（3）在地图上显示告警发生的地点；（4）触发声光报警器等设备；（5）控制开启/关闭灯光、门等设备；（6）向管理人员发送短信；（7）拨打公安机关报警电话。通过人工、电子、智能分析报警器的布防、撤防和不同的联动处理策略是可以根据日期、时间进行灵活设置的，例如某个报警在白天只需要通知保卫人员，而在夜晚则要拨打公安机关报警电话。
4.整合报警、门禁、环境数据采集系统（1）系统支持各类入侵告警器、出入口控制、消防、门禁、温湿度传感器（串行接口的）整合，并提供与图像联动的告警和叠加数据显示，使得整个暗访和数据采集系统进一步简化；并根据这些数据对录像进行检索。
网络智能安防系统能解决视频监控子系统、报警子系统、门禁子系统、消防、环境数据采集子系统之间各个子系统成为一个整体，门禁和报警器直接接入IP摄像机、视频服务器，当报警器发出告警、门禁被尝试开启时，监控摄像机可以自动转向对准目标，同时系统通过门禁控制系统传递的信息，记录下卡号等数据，并提供与图像叠加数据显示，供事后查询。这种方式极大简化了系统的结构，安保人员在一个界面上就能对所有的功能进行操作。（2）系统也能兼容报警主机、报警系统、消防系统、门禁控制系统，使之能够互相关联、互相联动、互通信息，实现与报警器直接通过IP摄像机、视频服务器接入系统相同的功能。
5.整合应急语音广播系统
网络智能安防系统与摄像机、视频服务器可以共同提供双向的语音对讲和应急语音广播功能，在安防人员、领导操作的监控管理端或者客户端上可以与监控点IP摄像机、视频服务器一侧的人员通话；在紧急情况，还可以通过特定分组或所有的IP摄像机、视频服务器进行语音广播。
6.视频处理和存储能力
智能安防平台服务器单机应能支持128路IP视频的实时存储和向客户端、电视墙转发，支持多机集群和多种存储设备。（1）支持多机集群：智能安防平台服务器单机应能支持多机集群方式进行无限的接入视频路数扩展。多机集群方式一方面带来系统容量的灵活扩展，另一方面为系统的核心设备带来了负载均衡和多机热备的特性：前端的成百上千个摄像机传输过来的IP视频可以由集群中的多个服务器均衡的分担进行处理，不让单个服务器的处理能力成为系统瓶颈；当个别服务器设备出现故障时，集群内的其他服务器可以立即接管它的工作，为系统带来更高的安全性和稳定性。（2）支持多种存储设备：智能安防平台服务器支持与多种形态和协议的存储设备，包括直接挂接SCSI, SATA, FC光纤接口的DAS设备；通过网络访问公共NAS存储设备；连接IP-SAN、FC-SAN。通过这些外部的存储设备，系统存储的视频数量可以无限容量的扩展。要求图像存储时间在3个月以内可备查。
7.完善的权限管理
通过配置管理客户端软件，可以对系统的用户权进行管理，系统采用用户名+密码方式进行权限区分，系统用户可以按照所属部门、区域、职责划分角色和级别。系统管理员拥有最高的权限，可以对用户级别和角色进行修改和授权。（1）用户管理：用户角色权限基于用户组的权限，而又不受其限制，可以对单个用户进行特例的权限设置。角色权限可以详细到对每一路视频、每个设备的不同操作进行授权，例如授权允许实时监看特定视频、控制特定云台镜头、回放特定视频、修改系统信息、对设备进行设置和控制等。（2）冲突操作的解决：在用户同时进行有冲突的操作时，例如控制云台，按用户级别设置。高者优先，用户级别可以设置为0～99级，同级别用户以先操作者获得控制权，如果一段时间没有操作则自动放弃控制权。
8.灵活的运行管理
安防系统往往有着数以百计的摄像机、报警器、探测器，对这些设备进行配置管理和日常维护是一件非常繁琐的工作，网络智能安防系统应提供灵活和自动化的功能来帮助管理人员完成这些工作。（1）同设备配置：通过配置管理客户端软件，可以对系统内每一个服务器、存储设备、IP摄像机、视频服务器进行细化到每一项参数和功能的设置，在一个应用程序上就能对所有的设备进行完全的管理掌控，无需分别登录各个设备。（2）系统支持设备巡逻功能，可以定时对前端设备进行检验，如果发现故障第一时间通知管理人员，以便及时处理故障；系统还支持设备校时功能，自动对所有设备时间进行统一校正调整，以保证资料的可靠性。（3）支持离线配置智能安防管理服务器存储和分发用户，通过配置管理客户端软件实施的系统设备配置数据，即使设备不在线，配置的信息也可以保留，当设备恢复上线时配置的数据会自动被分发到前端IP摄像机等设备。（4）极高的可靠性：智能安防管理服务器在应用程序一级支持双机热备机制，当一台服务器因为网络或电源等原因发生故障时另一台服务器可以立即接管其工作，保证整个系统的连续运行。与通常的系统是数据库支持双机热备，出故障时仅仅维持数据不丢失的功能不同，应能够保障即使在部分设备出现故障的情况下系统还能继续运行。
第二节 周界防范报警系统
一、系统概述
周界防越报警系统，作为报警系统的一个子系统，通常作为小区安全防范的第一道防线。由于其主要是针对一个封闭区域外围的防范报警系统，因此称其为周界防越报警系统。周界防越报警系统主要由设在被保护区周界（或围墙）上的检测装置（如红外收发器、振动传感器、接近感应线等），周界报警器及设在终端控制室的报警控制主机，以及各种报警联运装置和传输线路等构成。在布防状态下，一旦入侵者企图跨越周界（或转墙），即发生报警。终端控制室主机显示器上便可清楚地看到现场报警部位。这样利用周界防范系统就可实施对场区的封闭式保护。
二、技术要求
根据《安全防范工程技术规范》（GB 50348—2004），《入侵报警系统工程设计规范》（GB 50394—2007），《脉冲电子围栏及其安装和安全运行》（GB/T 7946—2008），《智能建筑工程施工规范》（GB 50606—2010），《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50339—2003）等相关规范要求，周界防范报警系统主要技术要求如下：（1）系统前端应选用不易受气候、环境影响，误报率较低的入侵探测装置。（2）系统的防区应无盲区和死角，防区的划分应有利于报警时准确定位，原则上每个防区防范距离不宜超过70m。（3）一般入侵探测装置的报警响应时间应不大于2s，张力式电子围栏入侵探测装置的系统报警响应时间应不大于5s。（4）系统应具备防破坏及故障报警功能，当设备发生故障或者线路被短路、断路时，报警控制设备上应发出声、光报警信息。（5）系统记录信息应包括事件发生时间、地点、性质等，记录的信息应不能更改。（6）应设置备用电源，并能自动切换，切换时不应改变系统工作状态，其容量应能保证系统连续工作不小于8h。（7）周界电子防护系统沿小区周界封闭设置（小区出入口除外），应能在监控中心通过电子地图或模拟地形图显示周界报警的具体位置，应有声、光指示，应具备防拆和断路报警功能。
三、系统分类
目前常用的周界报警探测技术主要有：主动红外探测技术、高压脉冲电子围栏技术、泄露电缆技术、振动电缆技术等。下面对该实用报警技术进行介绍。
1.主动红外探测技术
主动红外探测技术即考虑前端采用主动红外探测器进行报警信号的探测。主动红外探测器以一对为一组，分为发射端和接收端。由发射端发射红外线光束，接收端接收。如中间有物体阻挡，导致接收端无法正常接收到红外线，则接收端输出报警信号，通过联网报警模块传输到控制中心。图2.2所示为红外探测器的安装图。图2.2（a）双光束红外探测器安装图图2.2（b）红外光栅安装图
2.高压脉冲电子围栏
高压脉冲电子围栏采用国际上最新的周界安防、周界报警概念，以“阻挡为主、报警为辅”。即把入侵者阻挡在周界外，把犯罪制止在发生之前，让入侵者知难而退。当入侵者强行入侵时，报警系统会发出警报，通知保安人员并联动电视监控系统。这和传统的报警、监测为主是完全不同的，因为传统的报警和监测只能在事件发生时或发生后提供信息和记录，而不能有效地防止外人的侵入。图2.3所示为高压电子围栏安装图。图2.3（a）高压电子围栏安装图（落地式）图2.3（b）高压电子围栏安装图（围栏上）
3.地埋泄漏电缆
地埋泄漏电缆专门应用于需要隐蔽监视的周界环境。地埋泄漏电缆是一种立体的、依据地形铺设的传感器，一种体积测定、适应地形的探测器，它能可靠检测并精确定位。该电缆可沿着被警戒的周界埋在土壤、沥青或混凝土内。
地埋泄漏电缆能够精确识别周界扰动，通过目标物体空间和时间标记，区分小动物或风、雨、雪等环境因素引起的无害的合法入侵。系统高信噪比和准确的目标定位带来无与伦比的可靠性与极低的误报率和漏报率。
当地埋泄漏电缆探测到一个异常事件后，它是通过检测入侵目标的大小和停留时间来排除小动物和环境因素，如风、雨、雪造成的干扰。该系统的高信噪比和精确的目标定位功能使得该产品具有很高的检测可靠性和非常低的漏、误报率。如图2.4所示。图2.4（a）地埋泄露探测模拟图图2.4（b）地埋泄露电缆探测原理图
4.光纤微振动传感报警
全光纤周界监控预警系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系，它是基于分布式光纤传感技术应用于周界监控防护的新系统，如图2.5所示。图2.5 光纤周界报警防范原理图
该系统利用单根光纤（光缆）作为传感传输二合一的器件，通过对直接触及光纤或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏、管道等，传递给光纤的各种扰动，进行持续和实时的监控。采集扰动数据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，从而达到对侵入设防区域周界的威胁行为进行预警监测的目的，如图2.6所示。为了精确定位，只需获取光纤的准确长度，再根据现场情况将光纤长度距离换算为实际距离，在报警信息中得到准确可靠的定位精度，从而实现远距离安全保障系统的定位报警功能，通过系统提供的入侵地点的位置，可以联动电视监控或派遣人员到达现场。图2.6 振动传感电缆型入侵探测器示意图
四、系统组成
此部分按照常用的主动红外探测技术以及高压脉冲电子围栏技术为例，结合相关主流产品进行描述。
1.主动红外技术系统组成（1）前端部分
周界报警前端设计需结合小区周界的实际情况，是否有围墙，围墙的具体形态等因素，考虑采用适合的前端设备。
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，室外主动红外探测器均按照产品标称距离的70%使用，且同一品种对射背靠背安装，以免发生干扰。安装时尽量避免产生高差，立柱顶部不要比栅栏高出太多，以小于20cm为限；转角处的栅栏尽量设计成直线棱角形，而不要是圆弧形，以减少探测器的数量，避免出现盲区。
室外防区划分时不可距离过远，导致无法准确定位，因此根据公安技防要求，一般每个防区的防范距离需要控制在70m以内。如图2.7所示。
报警通信/控制主机安放在中心，在现场设远端地址模块，模块挂接在系统总线上，向下分别连接探测器。对每个报警区域，我们又将其防区通过软硬件合理划分，与电子地图对应，利于报警时准确定位。图2.8所示为周界报警系统示意图。图2.7 室外防区防范图图2.8 周界报警系统示意图
系统预留可以和当地110区域报警中心联网的接口，在周界报警或其他报警得到确认后，小区安防控制中心的值班人员启动紧急报警按钮，通过电话线可将报警信号传输到区域报警中心。
根据公安技防规范要求，报警系统的报警响应时间做到不大于2s，且具有记录功能。（2）传输部分
传输部分主要考虑报警信号的传输，以博世DS7400为例，此系统为485总线模式。系统传输方框图如图2.9所示。系统通过双路总线扩展模块，可以实现两路485总线传输（建议总线采用RVV 2×ϕ1.5mm线，每路485总线距离约为1.6km）。两路总线共可连接240个报警防区。
总线说明：
①总线必须采用优质的非屏蔽非双绞护套线（RVV）；
②总线的粗细决定了信号的传输距离和质量，一般主干线采用RVV 2×ϕ1.5mm线缆；
③建议总线和其他线路分管走线，尤其是可视对讲系统的非屏蔽非双绞的音频线路，以免引起干扰；
④总线走弱电桥架需要按弱电标准和其他线路保持距离；
⑤总线最长距离控制在1.6km之内；
⑥总线超出1.6km时，可用DS7425总线分离器延长总线距离最多为1.5km（RVV 2×ϕ1.5mm），必须注意：一个系统要用一个以上的DS7425，总线距离能达到多少由现场环境及线材来决定；图2.9 报警系统总线传输方框图
⑦楼内的电源线路一般采用RVV 2×ϕ0.5mm以上的规格，依据实际线路损耗配置；
⑧各类探测器到DS3MX, DS6MX的线路，传输距离在200m以内可采用4×ϕ0.5mm的电缆。（3）中心部分
中心主要完成对报警信号的接收、联动及处理。
①报警信号的接收
中心选用多防区报警主机负责前端报警信号的接收，各对探测器分别占用主机的一个防区。
②系统联动
接警主机带有报警输出端，通过系统间的集成，联动闭路电视监控系统设置在周界现场的摄像机将自动在中心弹出报警现场的画面，并进行存储。此外可连接周界模拟显示屏直观地显示出报警的区域。报警系统联动连线如图2.10所示。图2.10 报警联动系统连接图
③报警信号的处理
中心接收到报警信号，通过无线对讲通知巡逻中的保安人员，临近报警区域的保安立刻赶往现场处理。中心保安人员在现场处理完毕后完成对前端探测器状态的撤、布防。本系统可和当地110区域报警中心联动。
④报警系统的供电
为保证停电状况下系统能正常工作，建议在控制中心配置在线式UPS电源，系统采用中心集中供电方式。对于周界防越报警系统，系统采用中心集中供电方式，中心设备所需电源，直接从UPS电源的输出端取电。由于前端设备均为低压直流供电，因此，从UPS电源出来的交流电源经周界报警系统供电设备降压、整流、滤波后提供给前端探头。
2.高压脉冲电子围栏技术报警系统（1）组成
高压脉冲电子围栏报警方案与主动红外探测器方案的主要区别在于系统的前端部分。电子围栏主要由脉冲主机和前端围栏两部分组成。脉冲主机主要安装在前端设备箱内，围栏安装在墙上。脉冲主机通电后发射端产生高压脉冲或低压脉冲传到前端围栏上，前端围栏上形成回路后把脉冲回传到脉冲主机的接收端，如果有人入侵或破坏前端围栏，或切断供电电源，脉冲主机会发出报警并把报警信号传给控制中心设备以及联动现场声光警号及其他设备。图2.11所示为电子围栏系统图。图2.11 电子围栏系统图（2）安装注意事项
根据现场的情况及甲方要求确定周界围栏角度（0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°、180°）和倾斜方向（内倾式、外倾式、垂直式或水平式）安装。根据周界环境，如居民区、学校附近建议为内倾式或垂直式安装，空旷地带建议为外倾式安装。图2.12所示为四线制双防区电子围栏安装示意图。
电子围栏按其在现场的安装位置，主要分为独立式和墙顶式两类。
①独立式电子围栏
独立式电子围栏，直接安装在地面上，如图2.13所示。由于其高度达2m以上，导线数达12～20线，所以，导线对终端杆的张力较大，终端杆必须有足够的强度，终端杆的埋设必须稳固。如果土质坚实，可直接将终端杆的下端埋入地下600mm作固定。如果土质较松软，则应埋入混凝土基础之中，增加其稳定性。如果终端杆的刚性不够，应增加支撑。
②墙顶式电子围栏
墙顶式电子围栏，直接安装在围墙顶部，如图2.14所示。终端杆、挂线杆的安装，可采用预埋方式，直接用电锤在墙顶打孔（深度约25cm，终端杆孔ϕ50mm，挂线杆孔ϕ20mm），先将水泥浇入孔内，然后将杆插入。如安装在墙体侧面可以采用打膨胀钉、安装金属底座等方式，采用竖直向上安装方式可以直接用膨胀螺钉固定，而采用一定倾斜角度安装方式时，应先将金属底座固定在墙上，然后将挂线杆插在底座中，用螺栓锁紧。图2.12 四线制双防区电子围栏安装示意图图2.13 独立式电子围栏安装示意图图2.14（a）外倾式安装图2.14（b）垂直式安装（3）电子围栏系统优势
电子围栏是将安全电压通过转换，升压到上千伏的脉冲电压，以高压的穿透力，来防止外界侵入，电子围栏性能取决于输出电压的峰值大小以及放电时候电流的大小，电压越高，穿透力越强，电流越大，打击效果越好。但根据要求，电流有一个规范值，不能超过规范值，否则会对人体造成伤害。电子围栏发展经过了上百年历史，在国外经常用到，而在军事领域，电子围栏的运用更是可以追溯到二战以前。电子围栏的优点是具有实体防范的作用，因此得到许多用户的支持。表2.1是电子围栏与红外对射系统的性能对比。表2.1 电子围栏与红外对射系统性能对比
从表中可以看出，电子围栏系统相比红外对射系统来说，具有可靠性高，主动防范，误报率低的特点。由此对于安防要求高的场合，电子围栏的使用越来越普遍。
五、工作原理
在被保护区域设置相应的探测设备（如红外对射或电子围栏等），当有入侵者干扰（接近、触摸、剪、翻越）该防护区域时，经探测处理器分析确认其幅度、方向、速度等满足报警条件，立即将报警信号通过报警总线传输至中心管理主机。报警主机接收到防区探测器的报警信号后，及时显示报警防区、报警类型、报警时间等信息。
报警主机同时可联动声光警号，发出警笛声提醒值班人员，并可输出信号驱动监控摄像机、灯光等设备工作。
六、设计举例
以苏州地区××别墅项目为例。
设置小区周界防范系统的目的是：建立安全可靠的小区，加强出入口的管理，防范区外闲杂人员进入，同时防范非法翻越围墙或栅栏，在防区出现意外情况时发出警报并通知保安部门。所设计的周界防范系统就是要加强小区对周界的管理，防止通过翻越围墙非法进入小区内部，辅助小区的安防管理，降低小区保安的工作难度。
1.设计思想
本小区的特点为：周界围墙部分区域较高（达到4.5m左右），部分区域较低（高度在2.8 m左右），根据本项目的实际情况，我们在设计时考虑采用高压脉冲电子围栏和周界红外对射相结合的设计方案。（1）设计时应在小区周围建立一道防线，保证无盲区和死角。（2）周界防范系统是小区安防系统中的一个重要组成部分，是一种先进的通用的现代化安全防范技术，系统通过安装在小区围墙上的红外对射报警技术探测器获取报警信号，经过通信总线传入控制设备，由控制设备处理后输出相应的报警信息。（3）控制中心通过软件就可对前端进行各个防区的撤布防、接收警情，同时结合报警器的附近监控摄像机来了解现场的情况，以确定采取适当的处理方法。在布防状态下，当前端有警情发生，信号马上传到保安中心，并通过主控电脑的警讯中心软件弹出电子地图，发出声音提醒保安注意，此时保安可通过自动弹出的电子地图或对话框清楚发现出现异常的地点，及时处理。
2.设计方案
根据围墙走势和落差进行周界系统的设置，其中西侧、北侧围墙高度4.5m采用红外对射探测器防护，东侧和南侧围墙高度约2.8m则采用电子围栏。采用红外探测器的防范距离应留有一定的冗余，防区距离均以按照实际距离的70%使用。
西、北两侧暂定11对探测器。红外对射探测器，具体布防位置如表2.2所示。表2.2 红外对射探测器具体布防位置
东侧和南侧围墙采用电子围栏，防范距离为506m，电子围栏防范区域划分如表2.3所示。表2.3 电子围栏防范区域
3.系统配置表2.4 系统配置
4.系统功能
探测器负责探测人员的非法入侵，同时向报警控制中心发出报警信号。报警控制中心由报警主机及相关报警设备组成。系统可以实现以下基本功能：（1）布防与撤防
小区周界防范通常不撤防，但是某些特殊情况下需临时撤防，可由保安人员手动布撤防。（2）防破坏
如果有人对线路和设备进行破坏，线路发生短路或断路、非法撬开情况时，报警控制器会发出报警，并能显示线路故障信息；任何一种情况发生，都会引起控制器报警。（3）电子地图识别功能
系统报警后，控制中心可以通过电子地图识别报警区域。（4）报警功能
系统可实现报警部位和有关报警数据，并可与城市的110紧急报警系统联网，可记录和提供联动控制接口信号。（5）联动功能
可以和周界摄像机进行联动，当系统发生报警时该区域的监控图像立刻在监控屏幕墙上弹出报警画面，同时该区域的探照灯随机开启。
第三节 视频安防监控系统
一、系统概述
社区安全为生活质量提供保障，盗窃犯罪严重影响人们的生命财产安全，而降低犯罪最有效的途径则是预防。运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的侵入行为，对发生的报警及时捕获和记录相关影像，对重要的部门进出实现自动记录，对重要区域提供有效的保护等，对安防系统的要求更是严格。
随着经济水平和科学技术的飞速发展，人们对安全防范的要求也越来越高。采用高科技手段预防和制止已成为保安领域里的共识。
视频监控系统和防盗报警系统是综合安防系统重要的部分。图2.15所示为以数字监控为核心的综合安防系统典型应用图。图2.15 综合安防系统典型应用图
视频监控系统通过布置在小区内部的前端摄像设备，实时、直观、真实地再现被监视对象的画面，向物业管理者提供极为有效的安全防范手段。它通过在小区出入口、小区周界、小区内部道路等区域设置摄像机，将摄取的图像传送到小区监控中心，并选取重要的防护区域进行录像，使管理人员直观地掌握现场情况和记录事件事实，及时发现并避免可能发生的突发性事件，为小区的安全管理提供事实依据，对于人员和设备起着十分重要的安全保障作用。
视频监控系统是安保系统的重要组成部分，是不可或缺的视觉延伸。视频监控系统最直接、最主要的作用就是使管理人员能集中实时掌握区内各重要区域，保障小区的人员及财产的安全。
二、技术要求
根据《视频安防监控系统工程设计规范》（GB 50395—2007），《安全防范工程技术规范》（GB 50348—2004），对视频监控系统参数要求如下：（1）模拟复合视频信号
①视频信号输出幅度：1V，±3DbVBSp-p
②实时显示黑白电视水平清晰度：≥400TVL
③实时显示彩色电视水平清晰度：≥270TVL
④回放图像中心水平清晰度：≥220TVL
⑤黑白电视灰度等级：≥8级
⑥随机信噪比：≥36dB（2）数字视频信号
①单路画面像素数量：≥352×288（CIF）
②单路显示基本帧率：≥25fps
③视频显示清晰度：≥352×288（CIF）（3）监视图像质量不应低于《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB 50198—1994）中规定的四级，回放图像质量不应低于三级，在显示屏上应能有效识别目标。《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB 50198—1994）五级损伤制评分分级，见表2.5所示。表2.5 五级损伤制评分分级
三、系统分类
根据目前监控主流技术，主要将监控系统分为以下三类：
1.模拟视频监控系统（1）系统主要特点是：视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，一定距离范围内图像质量保持得很好。（2）传统的模拟视频监控系统有局限性。
①模拟视频信号通常采用同轴电缆进行传输，在距离较远时，需要使用视频放大器对视频信号进行放大以补偿传输损耗，而这将导致信号信噪比下降，在实际工程中，如果对视频信号进行两级或两级以上的放大，图像就会产生明显失真；
②模拟视频监控系统中所存储的视频图像信号是未经压缩的模拟信号，需要使用大量录像带，成本高、体积大且不易保存；
③模拟视频监控系统在进行长延时录像时的图像质量较差，检索时需要在录像带上反复进退查找，难度大、不易使用；
④与信息系统无法交换数据，应用灵活性较差，不易扩展。
2.模数结合的监控系统
数字硬盘录像机（DVR）应用到模拟监控系统中，将传统的模拟视频信号转为数字信号，通过计算机网络进行传输，通过智能化的计算机软件进行处理，这就形成了模数结合的监控系统，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。
模数结合监控系统的报警信号和视频音频信号的接入、图像的切换和前端设备的控制主要采用模拟切换矩阵；图像的记录采用数字方式；图像数字化后通过计算机网络传输。
模数结合系统存在的问题是：DVR和切换矩阵不能互控，二者也不能同时控制前端摄像机；前端设备种类繁多，包括各种矩阵、解码器、球形摄像机等产品，不同厂商设备所使用的通信协议各不相同，提高了系统设备间互连互控的难度；由于网络拥塞和视频信号编码，造成远程传输的延时较大；图像压缩编码属于有损压缩，造成图像质量下降。
3.全数字高清监控系统
数字切换矩阵代替模拟切换矩阵，实现了监控系统内数据的切换、传输、存储的数字化，形成了全数字监控系统。报警信号和视音频信号接入数字切换矩阵，可以实现图像的切换和对前端设备的控制，以及图像的数字化记录；图像传输采用数字网络传输的方式。系统结构相对简单，功能齐全，数字矩阵的切换功能强。
相对于传统的监控系统，数字高清监控的技术优势明显，是一种将计算机数字视频压缩与传输技术应用到图像监控领域的高科技产品，数字摄像机应运而生，将模拟摄像机逐渐逼入死角，而数字高清摄像机的演变也随科技的发展随之而来。
4.视频监控系统方案比较表2.6 模数结合与全数字监控方案比较
四、系统组成
数字高清监控系统是将前端摄像机采集的图像信号，通过标准的编码压缩方式编制成符合网络协议可以传输的视频流，将视频信号传到后台NVR或数字平台进行保存，或通过HDMI等数字高分辨率的方式输出到监视器，从而显示出高清晰度的视频图像。
数字高清监控系统主要由以下设备构成：视频图像采集设备、视频图像传输设备、视频图像录像保存和处理设备、视频图像显示设备。
数字监控系统网络拓扑图如图2.16所示。
1.视频图像采集设备（1）高清摄像机的主要性能指标
①水平分辨率
1）摄像机的选择
水平分辨率是衡量图像清晰度的标准，通常用线数表示（即电视线，TVL）。隔行扫描时一条电视线为1.33像素。在监控摄像头中，像素值和水平分辨率都是衡量画面清晰度的主要指标。一般情况下，只有水平清晰度指标超过1080i（200万像素）和720P（92万像素）的才可称为高清成像。
②像素值
像素是安装在成像器件上的微小光敏物质，像素越多，则图像分辨率越高、越清晰。因此，像素的多少是衡量摄像机成像质量的一个主要指标。由于摄像机的工作原理与照相机有很大差异，二者间也有着“动态像素”和“静态像素”的区分，因此，与照相机动辄几百万甚至上千万的像素配置不同，一般情况下普通摄像机的像素数达到40万已经能够满足基本的拍摄需求。而对于高清摄像机来说，200万像素也能够满足特殊环境下的拍摄需求了。
③最低照度
最低照度又称之为灵敏度，它是测量摄像机光感度的一种方法。直白地说，就是监控摄像机能在多黑的条件下看到图像，它的成像效果与镜头的光圈的大小有关。其实最低照度的表示方法让我们很好判断。比如当我们使用F1.2的镜头时，如果拍摄环境光亮度最低到0.04lx时，摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的50%，即达到350mV，因此，这款摄像机的最低照度就为0.04lx/F1.2。一般情况下，最低照度低于0.1lx/F1.2的摄像机就可称为具有低照度功能的摄像机了。图2.16 数字监控系统网络拓扑图
④摄像靶面
摄像靶面又被称为扫描区域，即成像器件的尺寸。目前靶面尺寸都用英寸来表示，即图像传感器的对角长度。至今，摄像靶面已经由1/2英寸逐渐进步到1/4英寸。虽然理论上来讲，靶面的尺寸越小技术含量就越高，但是与1/4英寸的靶面比，1/2英寸的则有更多的通光量，1/4英寸的器件则会有更大的景深，因此，具体的优劣要根据拍摄环境而定。（2）高清摄像机的选型
面对高清监控市场近几年雨后春笋般出现的厂商，以及丰富多样但质量参差不齐的产品，我们应如何选择呢?理性选择，只选对的，不选配置最高的。
如今的百万像素摄像机每帧都拥有更多的像素（名副其实地超过百万），常见的百万像素摄像机有：130万像素，200万像素，300万像素，500万像素。
以下是百万像素数字高清摄像机对应的分辨率：
130万像素（1.3M）高清摄像机：1280×1024；
200万像素（2M）高清摄像机：2M模式：1920×1080P（FULL HD）；
300万像素（3M）高清摄像机：3M模式：2048×1536。
从上面的参数中，可以看出200万像素（2M）高清摄像机达到了1080P全高清（FULL HD）。
1080P和720P采用的是逐行扫描方式，每帧图像的实际扫描线就是1080线和720线。逐行扫描方式可以解决在隔行扫描中带来的闪烁现象，它可以提供更清晰、更稳定的图像画面。逐行扫描最合适人眼视觉标准的是每秒75幅图像，但在安防监控中，每秒30幅图像（30帧）已经可以很好满足用户需求。
从技术上讲，目前的主流品牌后端录像设备性能，大都仅能25帧/秒720P，200万像素的高清摄像机已经达到了1080P的分辨率。前端高清摄像机像素再高也是浪费，只会增大网络传输的带宽压力，以及对监控中心显示屏分辨率要求更高，造价大幅增加。
从前端到传输再到后端对高清的支持协调一致，才是理性的选择，所以高清监控，并非像素越高越好。所以200万像素的高清摄像机是目前比较合适的选择。
2）镜头的选择（1）镜头特性参数
镜头的特性参数很多，主要有焦距、光圈、视场角、镜头安装接口、景深等。所有的镜头都是按照焦距和光圈来确定的，这两项参数不仅决定了镜头的聚光能力和放大倍数，而且决定了它的外形尺寸。
常用的镜头种类也很多，通常可分定焦镜头和光圈变焦镜头两大类。定焦镜头又分为标准镜头和广角镜头；光圈变焦镜头有手动光圈镜头（适用于所监视环境照度变化不大的场所）和自动光圈镜头（适用于所监视环境照度变化大的场所）；此外还有标准镜头（监视的角度和距离适中）和广角镜头（适用于所监视环境的角度较宽，距离较近）之分；变焦镜头又有多种倍数。对镜头的要求是成像清晰、透光力强、杂散光少、图像畸变小等。特殊类型可以分为摄像机强制风冷型、水冷型、防爆型、特殊射线防护型等。（2）镜头的选择
合适镜头的选择决定于：再现景物的图像尺寸、摄像机与被摄体间的距离、景物的亮度。
①成像尺寸（h×w）的选择：镜头的成像尺寸必须与摄像机靶面最佳尺寸一致。摄像管靶面越大，即摄像机所能摄取的光图像越大，则被摄体最终摄取光图像的像素增加，其各项指标如清晰度、图像特性等指标也将大大提高，但摄像机的体积也将相应增大。
②镜头焦距的选择：对于相同的成像尺寸，不同焦距长度的镜头的视场角也不同，焦距越短，视场角越大。
根据视场角的大小可以划分为5种焦距的镜头：长角镜头视场角小于45°，标准镜头视场角为45°～50°，广角镜头视场角在50°以上，超广角镜头视场角可接近180°，鱼眼镜头视场角大于180°。
长焦距镜头可以得到较大的目标图像，适合于展现近景和特写画面；而短焦距镜头适合于展现全景和远景画面。如果所选择的镜头的视场角太小，可能会因出现监视死角而漏监；而若所选择的镜头的视场角太大，又可能造成被监视的主体画面尺寸太小、难以辨认，且画面边缘出现畸变。
因此，只有根据具体的应用环境选择视场角合适的镜头，才能保证既不出现监视死角，又能使被监视的主体画画尽可能大而清晰。对镜头的要求是成像清晰、透光力强、杂散光少、图像畸变小等。（3）焦距的计算
镜头的焦距、视场角大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下：f=wL/Wf=hL/H
式中：f——镜头焦距；
w——图像宽度（被摄物体在CCD靶面上成像宽度）；
W——被摄物体宽度；
L——被摄物体至镜头的距离；
h——图像高度（被摄物体在CCD靶面上成像高度）；
H——被摄物体的高度。
常用CCD靶面规格尺寸如表2.7所示。表2.7 常用CCD靶面规格尺寸
由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3，当L不变，H或W增大时，f变小；当H或W不变，L增大时，f增大。
④常用镜头的角度数与焦距、距离的关系（如表2.8所示）表2.8 常用镜头的角度数与焦距、距离的关系
2.视频图像传输设备
采集高清画面之后第一个需要考虑的就是视频信号传输问题，高清视频对传输提出了更高的要求。
一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输，其中DVI或HDMI的传输距离只有几米，不适合用于监控传输，而HD-SDI虽可以传输100m左右，但对同轴电缆的要求很高，线缆的价格也非常昂贵。无论是模拟方式还是数字方式传输，未经压缩的高清视频信号传输成本都明显高于以前的模拟标清视频信号。而采用视频压缩编码并通过IP网络进行传输时，高清视频与标清视频在传输成本上的差异很小。
因此，可见高清监控首先必须基于视频压缩处理并通过IP网络进行传输，只有这样才能有效控制高清视频的传输成本，从而让高清监控真正具有实用意义。
网络传输方式的选择：高清视频可根据系统的网络状况和应用场景选择或构建相适应的网络传输方式，包含网络架构选择（局域网/广域网）、传输方式选择（有线/无线）、传输介质选择（网线/光纤）。
目前，在平安城市、金融联网监控等项目中通常采用自建光纤网络或局域网络实现1000M带宽网络。这种千兆带宽资源，在前端安装100路1080P全实时高清网络摄像机（即使按每路占用资源4Mbps计算），占用总带宽资源不到50%；如果是采用720P传输，带宽还可以减少一半。这样，完全可以有效支持高清网络摄像机的实际应用。
基于以上综述，网络化的传输方式，最新的通信技术的应用是实现高清监控的必要条件。数字高清监控的传输，如果考虑到节约预算，建议采用高清监控专网来传输，这样保证了系统码流传输的带宽。当然在社区局域网已建成的情况下，可以依托社区局域网来进行视频码流的传输。
3.视频图像录像保存和处理设备
1）数字监控存储设备
数字化视频监控涉及巨量数据的采集、存储和使用，因此，一个高效能的视频监控系统必须具备高效能的数据存储系统，这关系着数据管理的效率、数据安全以及数据利用的效率。而日益逼近的高清监控时代更需要强大、可靠的存储平台。在监控网络化和集成化的过程中，存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点，存储技术和监控技术的整合已是大势所趋。（1）网络存储技术分类
网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种：直连式存储（DAS：Direct Attached Storage）、网络附件存储（NAS：Network Attached Storage）和存储区域网络（SAN：Storage Area Network）。
①直连式存储（DAS）
是直接将DAS存储设备连接到服务器后端，用于扩展应用服务器的存储容量。其扩展成本最低、物理连接简单，但是也存在存储资源归属于某一台或几台服务器、资源利用率低、后续扩展性差等问题。DAS较适用于存储系统结构简单且相对固定的应用场景，比如某一存储空间要求稳定的服务器扩展其存储空间。
②网络附件存储（NAS）
是通过网络文件系统，构建文件级联网存储，实现客户端主机（如监控系统中的编码设备）与NAS网络设备间的数据直接传输。NAS由于其协议兼容性高，配置、维护简单的特点，适用于文件共享、小规模系统存储等应用场景。
③存储区域网络（SAN）
是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机（如监控系统中的编码设备或录像管理服务器）和存储设备之间的访问。当有数据存取需求时，数据可以通过存储区域网络在主机和后台存储设备之间高速传输。根据传输协议的不同，又可分为FCSAN和IPSAN。SAN存储方式，具有存储资源集中管理、扩展便利、数据块级传输效率高、兼容性高等特点。一般来讲，其技术复杂程度高，系统建设和维护成本也高。由于SAN系统将存储设备的存储空间当成物理硬盘交由主机管理，存储传输网络的可靠性程度、主机文件系统的不同，对存储系统的可靠性影响极大。SAN存储方案，由于其技术领先特性，适用于构建大型的存储系统，为大规模数据存储、应用服务。
对于高清网络摄像机的高清图像记录就需要网络存储系统（包括存储服务器和存储设备）。其中IPSAN方式一方面采用IP架构的以太网络传输，具备良好的扩展性、共享性和较低的分摊应用成本，是目前大中型集中监控存储主要采用的技术之一。（2）网络存储设备
图像的存储采用的是网络存储服务器即所谓的NVR（Network Video Recorder）。NVR集成了对影像资料的管理、存储码流的分配、对网络摄像机的管理与设置、报警联动、用户权限认证与管理、WEB流媒体视频点播服务等多种功能，能够保证系统中的高清视频图像进行实时安全稳定的存储，并提供各种完善的网络接口，提供强大的网络远程设置、配置、视频点播、视频回放服务。（3）存储容量的计算
200万像素高清摄像机全部以1080P回放分辨率存储，码率推荐设成8M，如果一路存一天，需硬盘：8M×3600s×24h/8=86400MB
130万高清网络摄像机，按照每秒25帧实时传输码流，每路按5Mbit/s平均码流和每天24h存储录像计算，则每路一天的容量为：5M×3600s×24h/8=54000MB。
DI图像按照2Mbit/s码流和每天24h存储录像计算，则每路一天的容量为：2M×3600s×24h/8=21600MB。
根据目前各地技防对监控存储图像的要求，一般都要求存储时间达到30天以上。由此，我们可以根据前端摄像机的数量，图像存储模式计算出监控系统所需硬盘数量。
2）解码输出设备
图像的显示与控制部分包含两部分内容即高清图像的显示以及对图像的管理、切换及PTZ控制。由于高清视频图像的清晰度达到了标清720P甚至高清1080P，因此，对高清图像的显示需要采用专用的解码设备以及显示设备。显示输出的接口需要支持HDMI高清输出。图2.17所示数字监控终端解码输出示意图。图2.17 数字监控终端解码输出显示示意图
3）中心管理平台
中心管理平台（CMS）是网络视频监控系统的核心，网络摄像机、视频编码器等前端通过IP网络接入中心管理平台，完成监控点各类信号的编码、上传。录像存储单元在中心管理平台的控制下进行监控数据的录像、存储和回放。用户通过客户端登录中心管理平台，进行远程图像集中监控和维护管理。解码单元在客户端的控制下，对中心管理平台转发的码流进行解码输出。中心管理平台在网络监控系统中的位置如图2.18所示。（1）中心管理平台的形态图2.18 中心管理平台在网络监控中的位置
中心管理平台在设计形态上目前主要有“PC或服务器+平台软件”和嵌入式硬件两种方式。在不同的系统中，这两种方式有着不同的应用优势。
在运营级系统中，考虑可移植性，CMS通常采用服务器+软件的架构，利用软件实现中心管理平台功能。如科达运营级网络视频监控系统，其CMS采用模块化的CMU中心管理单元软件+VTDU媒体分发单元软件构成，可进行分布式和多级级联部署，目前已广泛应用在中国电信“全球眼”和中国联通“宽视界”中。（2）中心管理平台的功能
一个完善的中心管理平台需要实现下列功能：
①所有前端编码设备的接入与认证；
②所有登录用户的接入与认证；
③包括前端、网络录像、客户端以及解码等所有设备的统一管理与控制；
④所有监控码流的接入、转发以及分发，即媒体交换；
⑤所有业务功能的管理和控制；
⑥在分级环境下，完成多级级联管理。
4.视频图像显示设备
目前国内很多主流的在售品牌都有支持1920×1080，50Hz/60Hz高分辨率的专业监视器，并且支持的接口类型也相当齐全。
网络数字高清录像机NVR配合的高清监视器，屏幕尺寸建议在221′以上，最大分辨率1920×1080，亮度300cd/m，屏幕长宽比16:9，响应时间5ms。
视频输出支持：BNC输出、RGB/DVI及HDMI输出，DVI和HDMI输出时支持1920×1080，50Hz/60Hz分辨率。
考虑配置监视器时，需要考虑监视器与摄像机的比例。
根据设置闭路电视监控的建筑物的性质而定，重要场所监视器和摄像头的比例可以是1:4～1:6，非重要场所可以是1:8以上。表2.9 监视器最佳监视范围
另外还需要根据机房面积等进行综合考虑。要考虑整体电视墙的效果，避免仅考虑数量，而使电视墙整体布局显得别扭。如图2.19为监控电视墙示意图。图2.19 监控电视墙效果示意图
五、工作原理
网络摄像机在视频监控系统中处于网络前端的位置，网络摄像机对于图像的处理包括“成像”和“编码”两个部分，如图2.20所示。其中“成像”部分的关键器件是镜头与传感器（CCD或CMOS），而“采集与编码”部分的关键是编码技术与芯片的选择。图2.20 网络摄像机成像、编码过程
网络摄像机将视频、音频、报警及控制信号通过网络传输，接受网络监控主机（NVR或监控管理平台）的管理，用户通过专用客户端软件或者IE浏览器即可查看网络摄像机的视频图像，并可进行录像及查看、音频对讲、摄像机控制、报警处理等操作。
系统的传输适用于有综合布线的局域网系统或者独立的光纤组网，大大降低了建设成本。
图像的存储采用的是网络存储服务器即所谓的NVR，集成了对影像资料的管理、存储码流的分配、对网络摄像机的管理与设置、报警联动、用户权限认证与管理、WEB流媒体视频点播服务等多种功能，能够保证系统中的高清视频图像进行实时安全稳定的存储，并提供各种完善的网络接口，提供强大的网络远程设置、配置、视频点播、视频回放服务。
图像的显示与控制部分包含两部分内容，即高清图像的显示以及对图像的管理、切换及PTZ控制。由于高清视频图像的清晰度达到了标清720P甚至高清1080P，因此，对高清图像的显示需要采用专用的解码设备以及显示设备。显示输出的接口需要支持HDMI高清输出。
六、高清监控电视系统
1.非高清监控存在的问题（1）在大多数现有的监控系统中，图像清晰度只有4CIF，像素约38万到40万之间，通过传输、压缩、存储、回放显示，其真实清晰度则只有二三十万像素水平，这样的清晰度很难识别辨认车牌号码等监控目标的细部特征。（2）看得见，看不清，在案件、事件的录像查询时，视频往往不够清晰，难以看清人物脸部特征等细节，导致无法识别目标，成为现有标清监控系统的先天缺陷。（3）标清模拟摄像机采用隔行扫描，画面中的运动物体容易产生锯齿、闪烁等不良反应，隔行扫描与计算机系统及现代显示技术不兼容如LCD、DLP、PDP等，为了消除锯齿，必须做软件反交错图像处理，导致动态画面模糊不清。（4）标清摄像机以模拟信号传输，容易出现电磁干扰与信号衰减，因此模拟视频监控常常可以见到上下移动的波纹与闪烁等现象。
2.监控中的标清、高清和全高清
监控中的标清、高清和全高清概念基本沿用高清电视的一些叫法，与模拟CATV系统相比，高清就意味着出色的图像质量，目前市场上都在推行高清的概念，以前我们通常把DI（704×576）以上的分辨率都叫做高清，其实不然，DI是标准清晰度的分辨率，下面我们分别介绍标清、高清和全高清。（1）标清
所谓标清，是物理分辨率在720P（1280×720，逐行扫描）以下的一种视频格式，具体地说，是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等“标清”视频格式，即标准清晰度。720P是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描，若物理分辨率达到720P以上则称为高清（High Definition，简称HD）。关于高清的标准，国际上公认的有两条：视频垂直分辨率超过720P或1080i（1920×1080，隔行扫描）；视频宽高比为16:9。（2）高清
对于“高清”和“标清”的划分首先来自于所能看到的视频效果，由于图像质量和信道传输所占的带宽不同，使得数字电视信号分为HDTV、LDTV（普通清晰度电视）。从视觉效果来看HDTV的规格最高，其图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平，它要求视频内容和显示设备水平分辨率达到1000线以上，分辨率最高可达1920×1080；从画质来看，由于高清的分辨率基本上相当于传统模拟电视的4倍，画面清晰度、色彩还原度都要远胜过传统电视，而16:9的宽屏显示也带来更宽广的视觉享受，由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效应用。随着芯片技术及压缩算法的发展，高清产品不仅整套系统的成本都已接近标清产品，而且从整个视频监控行业来看，现在市场上已经有商用基本标准H.264的高清网络摄像机（HD IP Camera）和视频服务器产品，720P和1080P高清百万像素网络摄像机，基于标准H.264压缩算法，能够在更低的码流下实现更清晰的图像效果。它支持30FPS的720P和1080P实现双码流视频编码，具备SD卡录像功能，支持Wi-Fi无线，具有较高的性价比。（3）全高清
所谓全高清（FULL HD），是指物理分辨率高达1920×1080（包括1080i和1080P）显示，其中i（interlace）是指隔行扫描器；P（Progressive）代表逐行扫描。这两者在画面的清晰度上有着很大的差别，1080P的画质要胜过1080i，对应地把720称为标清。很显然，1920×1080在分辨率上更有优势，尤其在大屏幕电视方面，更能确保更清晰的画质。
高清网络摄像机普遍为数字摄像机，其支持的720P（1280×720，逐行扫描）的分辨率是CIF分辨率的9倍，DI分辨率的2.25倍。1080i（1928×1080，隔行扫描）、1080P（1920×1080，逐行扫描）的分辨率是CIF分辨率的20倍，DI分辨率的5倍，在同样的显示环境下，高清摄像机有效视界会大得多、画面会清晰得多。从显示效果来看，高清摄像机既支持16:9宽屏显示，双向下兼容支持4:3标清显示，可以大大增强用户的观看体验。无论是从分辨率、显示效果还是流畅度来看，高清都比标清更有优势，使其成为视频监控发展的必然趋势。
3.高清监控系统设计要点
高清视频监控涉及监控系统的颇多环节，从前端摄像机信号采集到传输，再到记录存储和显示设备，为了达到“高清”指标都应进行充分考虑，只要一个环节满足不了要求，就达不到系统的“高清”要求。所以，只能拍摄高清的图像是不够的，这些图像只有通过传输设备到达存储设备以及显示设备才有意义。由于高清视频数据传输量巨大，所以需要有新的压缩算法。现在的高清视频格式，主要以H.264为主。对客户而言，高清只有在包含了高清摄像机、高清球机、配套的高清云台、存储系统、浏览、显示等各个环节时才有意义，而不仅仅是提供单纯的高清网络摄像机。（1）小型系统
①系统原理如图2.21所示。
②适用场合：64路以下的高清网络视频接入，如商场、超市、写字楼、网吧、社区等。（2）中型系统
①系统原理如图2.22所示。
②适用场合：1000路以下的多级高清视频联网系统，如电力行业、环保行业、公检法、公共交通管理、机场车站等。（3）大型系统图2.21 小型高清监控系统原理框图图2.22 中型高清监控系统原理框图
①系统原理如图2.23所示。
②适用场合：超大规模联网监控平台项目，对系统性能有着苛刻严格的要求，如平安城市、金融机构联网等。（4）系统设备配置
①中小型设备配置如表2.10所示。图2.23 大型高清监控系统原理框图表2.10 中小型系统设备配置表
②大型系统设备配置如表2.11所示。表2.11 大型系统设备配置表
4.设备选型要点（1）高清百万像素网络摄像机
确切了解高质量图像下的实际带宽、传输速率等量化指标，并针对项目建设的网络资源进行科学评估。
①目前高清网络摄像机的摄像部件一般采用CMOS或CCD。CMOS由于其极高的性价比，在高清监控中占有较大的比重。CMOS技术成熟，可以提供更高清晰度的图像。CCD高清摄像机，能适应低照度的环境，图像的运动特性也较好，但普遍价格偏高。目前CMOS最低照度也可达到0.5lx左右。
②介于高清和照度之间的矛盾，对于现场照度过低或以夜间监控为主的监控场所，建议使用高清前端配合辅助照明或标清低照度前端产品配合DVS（视频编码器）接入网络，进行设计。
③光学镜头的配合问题，必须配套使用工业级百万像素镜头，或使用高清专用镜头，镜头的像素应高于摄像机的像素，否则无法体现出摄像机的高清画质优点。
④多码流技术。通过多种编码方式（MJPEG, MPEG 4和H.264）进行传输高清监控往往不是大问题，问题在于高清图像的存取占用大量的硬盘等存储介质，增加了很大的费用。多码流技术给客户提供了多样化应用，MJPEG以非实时图片格式提供高质量监视和记录；而MPEG 4或者H.264则能提供实时的高画质视频格式监视。这种分工模式既节省了大量的硬盘存取空间，也在“关键”的帧画面上高清记录用户的所需。多码流技术不但节约了客户的存储成本，还成为高清摄像机的重要性能指标。
⑤昼夜型：在没有光线或照度较低的环境下监控时，应选用可感红外的高清摄像机。实现一台高清摄像机在白天以鲜明的色彩捕捉对象，到夜晚则自动变成高灵敏度黑白摄像机，在黑暗的角落也可及时提供微小的细节。这种昼夜型的功能越来越被市场重视，因为晚上往往是犯罪较常发生的时刻，如果不具备昼夜拍摄功能的高清摄像机，在环境照度差的场景则无法使用。
⑥POE（Power Over Ethernet）：指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为网络摄像机传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运行，最大限度降低成本。
⑦本地SD卡存储：在网络拥堵或网络出现故障的时候，前端的信号无法正常传输到后端进行监看或保存，这时前端的SD卡存储就能保存一定时间的录像，在网络恢复正常的时候再从前端下载到后端进行保存。这样就保证了录像文件的完整性，提高了整体系统的稳定性。（2）传输设备选型要点
高清视频的传输信息量大、占用带宽多，采用网线进行连接，对应的带宽为百兆或千兆。传输介质带宽满足后，同时还要考虑到系统各个接口、交换设备、桥接设备等，不能因为带宽限制而导致高清视频的传输受限而影响整个系统的监控质量。
光纤传输有着衰减小、频带宽、不受电磁波干扰、保密性好等优点，因此光纤专线目前是解决长距离视频监控和万兆网以上高速传输的最佳方式。随着网络技术迅猛发展，目前各种带宽网络层出不穷，局域网或视频监控专网也能达到千兆网的要求，正向万兆网方向发展，但由于其复用性好、综合成本低，也成为视频监控中常用的一种组网方案。
一般高清视频的码流在2～8Mbps之间可设，所以更多应用于局域网或视频监控专网当中，通过五类、超五类或六类网线进行传输。YAAN高清摄像机系列均采用H.264压缩编码方式，可将200万像素的实时视频的码流控制在3～4Mbps/路。（3）中心设备选型要点
高清网络视频监控系统的中心设备的选型，需要充分考虑产品的功能要满足日益丰富的用户需求、性能要满足长时间高负载运行的维护需求。
例如：YAAN的HDM（高清视频录像矩阵主机）专门针对网络化高清视频监控应用了高稳定嵌入式存储管理及矩阵控制设备，提供多路高清视频（最大分辨率可达1080P）同时显示、转发、矩阵输出及录像存储，配置可热插拔的3.5英寸高度SATAⅡ硬盘盘位，支持RAID0/1/5数据容错，提供智能数据管理机制，是为系统集成商、各行业用户提供的新一代集网络高清视频录像存储、矩阵输出、视频转发、云台控制等功能的一体化设备，广泛适用于政府、金融、企业、商业、学校、小区、电力、交通、铁路、军事、平安城市等各类监控解决方案。
YAAN HDM具有以下特点：
①高清视频的显示。配置HDMI接口，本地显示最高分辨率可达到1080P（16:9分辨率）。
②支持1080P、720P、DI、CIF、QCIF多种分辨率显示及存储，支持双码流。（4）显示设备选型要点
①解码设备
·采用嵌入式操作系统，安全稳定，实时处理能力强大；
·支持H.264/MPEG4/MJPEG视频解码；
·灵活的解码模式设置，支持高清、标清混合解码，1080P30fps最优，向下兼容；
·灵活的输出画面分割方式设置；
·支持双向语音对讲；
·支持VGA、DVI、HDMI、BNC等多种接口输出；
·支持多种网络协议。
②高清传输接口、线材选择
高清显示设备普遍采用数字接口，目前普遍使用的是DVI和HDMI数字接口。DVI接口的传输完全采用了数字格式，保证了视频源到显示终端传输过程中信息的完整性，可以得到更快捷的传输速度以及更清晰的影像，线材成本相对低廉，目前主流显示器、监视屏都已普遍配置。与DVI接口相比，HOMI不仅拥有更高带宽和更高分辨率等特性，还能集视频传输和音频传输于一身，大大简化了线缆的连接。
③高清显示设备
高清数字显示技术的发展分三个时代：
第一代是可接驳数字信号的模拟电视机或监视器，或称可接受720P、1080i、1080P的“格式高清”电视机或监视器。目前电视按信号传输可以分为模拟电视和数字电视两大类，模拟电视载波传输的为模拟信号，可以达到325线；数字电视载波传输的为数字信号，可以达到1080线。厂家所定义的“格式高清”主要的处理方式是数字转模拟。
第二代高清是“芯片高清”。准确地说，引擎高清的芯片在电视机或监视器内部实现了对信号的数字处理。所谓的数字处理，就是可以对接入的模拟信号转化为数字信号，也可以直接接驳输入的数字信号。无论输入方式是模拟还是数字，在内部的处理方式都是数字的。除了要有数字高清的接口、能处理数字电视的芯片外，还要有能显示高清信号的屏或显像管。
第三代数字高清是“显示高清”，也称“全高清”，是目前全世界范围内高清电视或监视器（HDTV）标准中最高档次的一种分辨率规格。简单地说，拥有全高清的电视机或监视器，必须要拥有1080P的物理分辨率，此外，屏幕的宽高比也要满足16:9的比例，只要满足了这两个物理指标，都可以称之为全高清平板显示设备。
④数字高清监视器
使用了特制的1080P TV面板和先进的引擎系统，这类产品完全具备了1080P显示能力，清晰度比普通高清显示提高50%，并能接收和显示较低格式的信号，画面效果比1080i、720P两种格式更清晰、更稳定。在第三代数字高清设备中，目前最具代表性的是液晶和等离子，所采用的新一代面板都具备高分辨率的特性，均可以实现720P和1080i。但是液晶和等离子产品要直接将最清晰原始的1080P数字信号展现出来，实现最佳画质，不仅需要特制1080P的TV面板，而且需要全面提升液晶产品的显示系统、尤其是数字引擎的技术水平。这类产品技术难度较大，成本要比720P和1080i提高不少。因此，目前市场主流高清液晶和等离子电视仅是支持720P和1080i，兼容1080P，而真正达到1080P画质的高清液晶和等离子产品可以说非常少。根据上述对“高清”的分析，高清监视器或高清电视必须至少满足以下要求：一是具有能够接收和输出格式为1080P的高清数字信号的接口；二是图像的清晰度必须在垂直方向上大于或等于720线；三是屏幕的宽高比为16:9。
七、模/数监控及安防整合举例
1.概述
根据本项目的要求，结合实际情况，新建一个网络视频监控平台，充分整合原有的模拟监控系统和其他安防系统，通过新建的平台进行统一的管理和维护，实现统一联动的功能，在大大节省人力资源的同时，达到高效的管理。
2.项目现状分析
根据实际勘察，本项目原有部分模拟监控摄像机，通过视频线传输统一接入监控中心的监视器进行集中显示，现存在以下问题：（1）扩容麻烦，每次新增监控点需要进行繁琐的布线和施工；（2）没有专业的存储设备，只能进行实时监控，事后不能取证；（3）设备厂商不统一，维护非常麻烦；（4）缺乏统一的管理机制；（5）功能比较单一，只能浏览；（6）画面质量只能达到模拟的540线，无法进行高清画面的显示，细节表现力差。
3.需求分析
本项目能够达到以下要求：（1）基于原有网络新建监控系统，实现分布式网络部署
针对本次新建的监控系统采用全网络化的设备进行建设，通过原有的以太网络，整合各个区域的监控信息资源；针对已建设的模拟摄像机通过联网整合实现所有监控点的接入。
监控中心配置大屏幕电视墙，进行实时浏览和集中控制，用户可以通过客户端软件对监控点进行远程操控。（2）实现监控中心和前端的实时双向语音交流
NVR支持本地语音对讲，通过MIC接口接入麦克风，即可和支持音频的前端设备进行语音对讲；同时支持远程语音对讲，在安装NVR Station的客户机上插入麦克风等音频设备，即可与支持音频的前端设备进行语音对讲。
NVR支持本地和远程的语音广播，可同时对多个支持音频的网络前端进行语音广播，并能实现音量的调节、静音及哑音等功能。（3）要求提供高清图像质量，实现24h不间断传输
针对本项目我们采用支持720P的高清网络摄像机，能够支持全天候全方位的高清监控，并且由于采用H.264的编码技术，在压缩率方面大大提高，在2Mbps码流的情况下就能保证图像的清晰度。通过配备红外感应灯，实现24h不间断图像传输。（4）能够拥有很好的录像策略和检索机制
系统提供丰富的录像策略，根据不同的客户需求，可以提供前端录像、本地录像、告警录像、平台录像等策略；并且具有丰富的检索功能，如以摄像机名称、告警、时间等信息进行检索。同时系统支持实现4路录像同步回放的功能，大大方便了客户对整个录像细节的监控浏览。（5）系统具有完善的二次备份机制
系统支持对录像进行快速检索，并提供本地下载功能，同时通过外接刻录光驱，实现本地快速刻录，对重要数据进行长时间的保存，大大提高数据的安全性。（6）系统具有报警联动功能
本系统所有的前端设备都具有丰富的外设接口，能够实现其他报警输入和输出设备的接入，如红外对射器、烟感、温感、警灯、扩音器等；通过告警设备的触发，实现丰富的报警联动功能，如联动录像、联动抓拍、联动声光电报警、联动电子地图、联动告警图像上电视墙等。（7）拥有安全可靠的存储机制
针对本系统采用以NVR为单位的集中部署方式，并直接对高清720P格式的码流进行录像，做到“存即所看”的效果，采用RAID5备份技术，确保存储数据能够有很好的容灾性，并且配合前端网络摄像机进行TF卡存储，配合NVR实现ANR（智能存储）技术，确保在断链的情况下也能进行数据的可靠备份。（8）具备用户的权限管理功能
支持管理员、用户两级权限管理；管理员具有所有的权限；一般用户可以修改自身密码与联系方式，按照配置可以有操作权限，包括：
①可对通道分别进行指定的权限：云台、浏览、回放；
②对NVR可分别进行指定的权限：录像抓拍、日志管理、参数管理、告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。（9）系统提供良好的客户端操作软件
系统提供的客户端软件能够通过互联网络对监控平台进行访问操作，能够提供多种窗口浏览风格、录像浏览、参数配置、操控前端设备等功能，操作更方便。（10）系统能够保证高稳定、高可靠、高安全的运行
NVR采用嵌入式硬件的硬件结构，内嵌Linux操作系统，有效防止病毒和木马的攻击；对于前端数据码流的传输使用AES等加密算法，确保视频流的安全可靠、万无一失。（11）系统有很好的扩容性和开放性
NVR能够兼容原有的模拟监控摄像机，并能够与其他业务进行无缝对接，实现统一管理，如联动报警、对讲系统等。支持多台NVR组网方式，通过统一的远程客户端软件，可以对多个NVR进行操作、管理。
4.方案设计（1）组网说明
如图2.24所示，本系统依托IP网络构建了一个星型视频监控网络，将原有的模拟摄像机统一整合至监控平台统一管理。图2.24 组网拓扑图
本系统主要由两大部分组成：总控中心和监控前端。
①总控中心：负责对前端分散区域监控点的接入，并通过权限设置，实现对其他分控中心前端的视频浏览和集中显示；主要部署网络录像机NVR2860 48HD，实现前端的接入和管理，同时可以实现本地显示，浏览前端的实时图像；部署操作席、对讲音频设备及网络设备等。
②监控前端：主要负责各种音视频及告警信号的采集，通过部署高清网络摄像机IPC110、IPC310实现前端图像的采集；部署网络视频适配器IPA102，实现模拟前端的接入。（2）告警联动设计
本项目所使用的高清网络摄像机均带有告警输入输出接口，可以有效融合视频监控和报警联动功能，将传统的视频监控系统和报警系统合二为一。报警联动的实现过程在逻辑上可分为：报警信号的采集，报警信号的传输，报警信号的存储，报警信号的应用。
①报警信号的采集
报警信号采集主要由报警单元完成，报警单元主要指报警信号的发生设备，为监控系统提供报警信息。通常报警设备有红外、烟感、温感、门磁、紧急按钮，等等，报警设备通常提供开关量输出，由前端编码器接收开关量信号，实现报警信号接入系统与告警联动。报警信号的接入示意图如图2.25所示。图2.25 报警信号接入图
②报警信号的传输
报警信号的传输过程指报警信号经前端编码器，在本地输出或通过IP网络传到后端的过程。报警信号最终有三种流向，如图2.26所示。图2.26 报警信号流向图
·报警信号经本地编码器输出，触发本地声光电等报警；
·报警信号通过网络，经平台到客户端触发声、文字等报警；
·报警信号通过网络，经平台、客户端发送至第三方系统，提供报警。
③报警信号的存储
行业级网络系统监控系统具备完善的信息存储和管理功能，系统能够自动存储报警相关记录，可以提供相关记录的查询、导出等功能。
④报警信号的应用
当发生报警时，前端报警设备发送告警电平到前端编码器，前端编码器将告警信息上传到监控中心，提供警情。系统可自动或手动启动联动机制处理警情。图2.27为报警联动示意图。图2.27 报警联动示意图
可以实现以下功能：
·上传并显示报警信息和现场图像、声音；
·触发报警录像，对现场警情进行存储备份；
·触发警情现场声光电告警信号，实施事发现场告警；
·人工监督警情现场，通过双向语音功能对事发现场进行指挥、疏导；
·抓拍警情现场，留作物证备份；
·向其他系统提供告警信息和图像信息，实现多系统联动处理。（3）存储设计
·结合电子地图，迅速定位事发地点；
数据的存储对监控来说是非常重要的，特别是事后取证，对录像进行调览等操作决定着应对突发事件的处理效率。针对本方案，我们以NVR为单位将数据进行存储；同时针对前端网络摄像机和IPA适配器配置TF存储卡，实现ANR存储，保证了系统的实时监控性。
ANR技术只能应用于NVR接入系统，即当NVR和前端网络摄像机之间的链路出现故障，如断链、NVR断电等，通过网络摄像机自带的TF卡能够自动对前端视频进行数据存储，并将在此时产生的告警信号和抓拍图像一并存储，直到链路恢复正常，再将这些数据回传至NVR，真正确保了整个系统的安全可靠性及实时监控的效果。图2.28为存储方式示意图。图2.28 存储方式示意图
本着经济性和可靠性的原则，本方案建议中心存储采用SATA硬盘接入方式，NVR2860 48HD支持配置8块2T的SATA硬盘接入，并支持RAID5技术，完全能够确保数据的安全可靠性。
根据客户需求，各监控点采取720P格式的2Mbps的码流进行存储，满足24h存储要求，同时要求存储容量具备30天以上的能力；针对ANR存储的设计，本方案建议，对于重要场所需要配置TF卡前端，建议容量采用16G的TF卡，满足12h存储，为维护人员排除故障提供了充足的时间。（4）传输设计
本项目中，我们将充分利用原有的IP网络资源并综合考虑到安防管理系统联网的要求，传输网络性能应满足以下指标：
①网络时延上限值为300ms；
②时延抖动上限值为50ms；-3
③丢包率上限值为1×10。
视频流的传输必定会带来大量的带宽被占用，所以我们对所占用的网络带宽要做出合理的计算，既不造成网络的拥堵，也要节约网络资源。下面是具体的对本次监控项目网络建设的带宽要求：由于本项目NVR全部部署与监控中心，所以各前端监控摄像机到网络录像机的接入带宽应不小于2Mbps。
5.功能介绍（1）本地图像监控
①多种本地操作方式：通过NVR连接的监控器，浏览前端实时图像、录像图像。支持遥控器（NVR2820E不支持）、鼠标、监控键盘，对NVR进行控制、管理。
②PTZ控制：图像监控时，对于支持PTZ控制的通道，允许用户进行PTZ控制。
③画面预案：支持设置64套画面预案，支持普屏、宽屏两类画面预案。
④监控点轮巡：支持监控点轮巡视频浏览。按照设定的时间间隔、依次浏览指定的监控点实时视频图像。
⑤画面预案轮巡：支持画面预案轮询。在设置间隔时间，依次启动指定的画面预案。
⑥画面边距调节：对画面的上下左右边距进行调节。
⑦NVR2860支持双显示监控：主显示支持高清1920×1080视频输出。（2）远程图像监控
①支持远程监控：通过科达监控客户端、Web客户端，浏览前端实时图像。
②支持PTZ控制：图像监控时，对于支持PTZ控制的通道，允许用户进行PTZ控制。
③支持多画面合成输出，支持通过远程客户端对NVR进行控制、管理。
④支持远程客户端同时操作、管理多个NVR，允许属于不同NVR的视频图像在同一个合成画面中显示。
⑤支持客户端本地用户管理：必须通过本地用户认证才能使用远程客户端。（3）电视墙
①NVR可以转发视频服务器实时图像码流到解码器，解码后输出到电视墙。
②支持电视墙预案：用户可以设定与保存、删除电视墙浏览预案。
③支持电视墙通道轮询：用户可以启动、停止电视墙轮询。
④通过NVR可以控制电视墙浏览视频的启动与停止。（4）录放像管理
①支持视频服务器录像码流在NVR中录像，录放像支持本地、远程管理。
②支持多种录像触发模式：定时录像（以分钟为单位设定，每天最多4个时间段）、手动、告警录像。用户可以对不同的视频服务器设定不同的触发策略。
③支持对整体设定空间覆盖策略：可覆盖、不可覆盖。
④支持先进磁盘调度技术：同一时刻最多只有两块硬盘正在录像，其他硬盘进行休眠，系统异常重启无需进行录像数据一致性检查。
⑤支持对录像保存位置设置：NVR内嵌硬盘分区、外接USB硬盘分区可设定，缺省内嵌硬盘可录，USB硬盘不可录。
⑥支持对录像文件的查询：如果不特别指定，则是对所有有权限的存储位置的数据进行查询。录像文件查询时可以指定录像标签，录像标签包括告警事件标签、手动事件标签、定时时间标签。
⑦支持录像图形化显示：录像时间表实现基于时间轴的图形化显示，不同的颜色显示不同类型的录像。
⑧支持录像本地回放、录像远程回放：录像回放时支持播放、停止、暂停、恢复、快放（2倍、4倍）、慢放（1/2、1/4）、拖拉定位、单帧播放等功能控制。
⑨支持同时回放4个视频源录像：支持同步功能，播放时，各个窗口时间同步，统一控制。（5）语音功能
①NVR支持本地语音对讲：通过MIC接口接入麦克风，即可和支持音频的网络前端进行语音对讲。
②NVR支持远程语音对讲：在安装NVR Station的PC上插入麦克风，即可与支持音频的网络前端进行语音对讲。
③NVR支持本地和远程的语音广播：可同时对多个支持音频的网络前端进行语音广播。（6）数据备份
①管理员或有通道权限的用户对此通道有备份权限。
②支持多种备份设备：支持USB硬盘、USB DVD刻录机作为备份设备。
③支持按设备、按时间段、按录像原因等方式进行备份。
④支持全备份与增量备份方式：支持备份后删除原数据以及备份后保留原数据的方式。
⑤备份前计算备份所需空间以及存储设备可用空间：如果空间不足，弹出提示。用户确认后进行备份，当备份可用空间不足到无法存储下一个文件时，弹出提示，让用户选择其他备份目的地址或者更换盘片。
⑥NVR Station支持远程录像下载备份。（7）图像抓拍
①支持手动图片抓拍：手动抓拍可设置连续抓拍的时间间隔和抓拍张数。
②支持告警图片抓拍：告警抓拍可设连续抓拍的时间间隔和抓拍张数。
③抓拍生成JPG格式：文件名中包含时间、通道名称、抓拍原因。
④支持抓拍图像中叠加字幕，字幕设置方式与前端图像浏览时字幕设置相同。
⑤图片存储的大小可设，抓拍空间满时不覆盖，但在快满时提示用户。（8）各种组网环境
①支持局域网组网：NVR、视频服务器、客户端都部署在同一局域网内，支持DHCP Server，前端设备可以从NVR自动获取IP地址；在局域网内可以完成科达IP Camera与DVS的自动搜索与初始配置。
②支持广域网组网：NVR、视频服务器、客户端部署在广域网内，NVR使用固定IP部署，或者使用PPPOE拨号接入广域网后，通过NVR提供的DDNS功能，使用固定的域名进行访问。
③支持NVR内网部署，外网访问。NVR部署在内网，通过NAT路由器、防火墙的端口映射，外网的客户端软件、视频服务器进行访问。（9）系统管理
①通过简单易用的图形界面，可以完成对系统的全面管理功能。
②支持简洁、灵活的用户管理。用户支持两级管理：管理员与一般用户，用户加管理员最多16位。管理员具有所有权限，管理员可以创建一般用户与管理员用户，并可对一般用户设定权限。
③支持完善的设备管理：对于NVR、接入系统的视频服务器、前端解码器进行配置管理。
④支持完善的日志管理：支持登录日志、操作日志、备份日志、升级日志、告警日志。支持对日志进行浏览、查询、备份、删除等操作。
⑤支持性能管理等功能：能够实时监控系统CPU、内存、硬盘、网络等使用情况。（10）扩展功能
①支持灵活的升级方式：支持在线升级，通过客户端完成NVR的升级；支持通过串口升级；支持通过USB接口进行升级。
②支持多台NVR堆叠组网：通过统一的远程客户端软件，可以对多个NVR进行操作、管理。
③支持接入科达运营级和VS系列监控平台：平台用户可以浏览NVR视频、进行录像和回放、控制录像策略，也可以接收NVR的告警信息。
④支持前端接入串口告警主机，扩展监控点的告警处理能力。
⑤支持TFK二次开发。（11）用户管理
①支持管理员、用户两级权限管理。
②管理员具有所有的权限。
③一般用户可以修改自身密码与联系方式，按照配置可以有操作权限。包括可对通道分别进行指定的权限：云台、浏览、回放；对NVR可分别进行指定的权限：录像抓拍、日志管理、参数管理、告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。
6.系统配置（表2.12）表2.12 网络平台配置表
第四节 电子巡更系统
一、系统概述
保安巡更管理系统是在小区各区域内及重要部位制定保安人员巡更路线，并安装巡更站点。保安巡更人员携带巡更记录机需按指定的路线和时间到达巡更点并进行记录，将记录信息传送到智能化管理中心。管理人员可调阅、打印各保安巡更人员的工作情况，加强保安人员的管理，从而实现人防和技防的结合。
二、技术要求
根据中华人民共和国公共安全行业标准《电子巡查系统技术要求》（GA/T 644—2006），对电子巡更系统提出主要技术要求如下：（1）采集装置应能存储不少于4000条的巡查信息。（2）采集装置在换电池或掉电时，所存储的巡查信息不应丢失，保存时间不少于10天。（3）采集装置或识读装置在识读时应有声、光或振动等指示。（4）采集装置或识读装置的识读响应时间应小于1s。（5）采集装置或识读装置采用非接触方式的识读距离应大于2cm。（6）在线式电子巡查系统采用本地管理模式时，现场巡查信息传输到管理终端的响应时间不应大于5s；采用电话网管理模式时，现场巡查信息传输到管理终端的响应时间不应大于20s。（7）系统巡查信息在管理终端（管理中心）中保存应不少于30天。（8）系统应对正常和异常巡查信息进行记录，每条巡查记录应准确反映时间、地点、人员信息。
三、系统分类
电子巡更系统主要分为离线式电子巡更系统和在线式电子巡更系统两种。
1.离线式电子巡更系统
离线式电子巡更系统应用比较广泛，最大优点是无需布线，只要将巡检信息钮安装在待检位置上，巡检员手持数据采集器在每个巡检点采集信息时，信息自动传输给计算机，并显示出整个巡检过程。离线式电子巡更系统有接触式与非接触式。
2.在线式电子巡更系统
在线式电子巡更系统，是在设备现场通过综合布线方式安装的数据采集器与控制室内电脑组成的实时监控系统。当巡检员携带信息钮或信息卡，按布线范围进行巡检时，管理者在中央监控室内就可看到巡检人员所在巡逻路线及到达巡检点的时间，重要场合和一些有特殊要求的设备巡检可采用在线式电子巡更系统，在线式电子巡更系统的最大优点是能进行实时管理。
四、系统组成
本系统由数据采集器、传输器、信息钮、管理软件四部分组成，附加计算机与打印机即可实现全部传输、打印和生成报表等要求。（1）采集器：储存巡检记录，内带时钟，体积小，携带方便。巡检时由巡检员携带，采集完毕后，通过传输器把数据导入计算机。（2）传输器：用于连接巡检器和电脑的通信设备。读取巡查棒记录、信息钮数据及与巡查棒双向通信的工具，可读取巡查棒记录、清零巡查棒记录、对巡查棒校时和设置等。（3）信息钮：布置于巡检线路中，无需电源，无需布线。用于标识巡查地点、巡查员身份，存储位置或身份信息。（4）管理软件：可进行单机（网络，远程）传输，并将有关数据进行处理，对巡检数据进行管理并提供详尽的巡检报告。管理人员将通过计算机来读取信息棒中的信息，便可了解巡检人员的活动情况，包括经过巡检地点的日期和时间等信息，通过查询分析和统计，可达到对保安监督和考核的目的。（5）计算机：进行传输、管理、信息存储。（6）打印机：打印巡检报表，供领导对巡检情况进行检查。
五、工作原理
1.工作原理
巡检员按设定的路线和时间到达设备巡检点后，只需把数据采集器在巡检点（信息钮）前一晃，按动记录按钮，巡查棒存储器便记录了巡检员到达该设备的时间、地点及设备代码等相关信息。如图2.29所示离线式电子巡更系统工作原理图。图2.29 离线式电子巡更系统工作原理图
若没按正常程序巡视，时间提前或推后，管理软件自动判定巡检记录无效。
每个信息钮都有一个在出厂时就已注册的12位16进制序列号，该序列号是唯一的，且不可更改的，因而容易区别不同的信息钮。每次巡查结束后将巡查记录传送到计算机，系统管理软件能显示出该巡查员巡查的路线及到达各巡查点的时间。管理软件还能自动发现漏查的巡查点，并生成巡检报告。管理中心可随时查询相关信息，对漏检等失职问题进行有效分析和处理。
2.巡查操作
保安巡检在小区各不同楼层及重要地点分别安装一个内藏不同编码的信息钮，保安巡检人员持识读器按照事先规定的时间和线路进行巡查，同时用识读器触碰线路上安装的信息钮，识读器将记录到达的地点及时间。管理人员可以将识读器中的记录信息传至微机中，在屏幕上可清晰显示出巡检员的巡检地点及到达时间，根据事先确定的巡检班次和时间要求，计算机软件将自动统计出正点、误点及漏检报表显示在计算机屏幕上，并可通过打印机打印，为管理者提供重要的管理信息。由于保安人员必须在指定的时间到达巡检地点才能读取信息钮获得记录，且信息钮不可复制，所以巡检员将不可能偷懒或作弊。管理者可以根据巡检报表考核巡检员，并给予相应的表彰或奖惩，这将有助于提高巡检员工作的主动性，并提高管理的科学性，达到及时发现安全隐患、减少安全事故的目的。如图2.30所示为巡查操作流程图。图2.30 巡查操作流程图
六、设计举例
1.项目情况
××社区的首期项目由8个地块组成，8个地块相对独立管理又需要有一个可以集中管理的平台。同时8个地块的要求与特点基本相近，下面以其中一个地块作建议配置。
根据××社区地块的区域特点及范围，在包括车行出入口、地下车库出入口、人行出入口、公共区域等重点区域分别设置若干巡更点，共计30个，此外再设置1个信息点作为交接班点，设置3个信息点作为人员点，以识别巡逻人员身份；并根据业主管理分区的不同管理要求，设置巡逻路线，在系统使用2个数据采集器，配以1个数据下载器和1套系统管理软件。
2.系统设计
巡更点具体设置（以保安人员最大限度的巡视范围为原则）：
车行出入口：3个
人行出入口：2个
地下车库出入口：4个
地下车库内部：6个
公共区域：15个
合计：巡更点30个，交接班点1个，人员点3个；信息点合计：34个。
系统采用信息采集器2个，数据下载器1个，信息点34个，系统管理软件1套。图2.31所示为系统连接示意图。图2.31 系统连接示意图
3.系统配置
××社区电子巡更系统配置如表2.13所示。表2.13 巡更系统配置
4.软件功能
系统软件是在Windows98、2000、XP下运行的交互式中文应用程序。具有界面美观、操作方便、性能稳定等优点。它包括以下功能：（1）软件启动口令操作。软件系统包含口令保护，系统管理口令，操作员口令。分别对应不同的权限，另外软件中还设有口令更新功能。（2）信息采集器登录及巡更人设置。向系统中添加巡更人，并分配信息采集器。软件中可通过信息芯片定义巡更人，以降低成本，软件可管理的巡更人数目不受限制。（3）信息钮登录及地点。可随时向系统中添加巡更地点，并分配信息钮。软件可添加的巡更地点是没有数量限制的。（4）巡更班次设置。可划分不同的上班时间段，方便查询。班次的设置可跨零点。（5）巡更路线设置。将巡逻的地点组织成不同的巡更路线，规定巡更人按路线进行巡逻，可更方便地进行管理。在查询时通过路线查询，对巡更人是否遗漏巡更点便一目了然。软件中可设置的巡更路线数目最大为999。（6）查询功能。可按人名、时间、巡更班次、巡更路线对巡更人工作情况进行查询，更可按多种条件组合查询。生成巡更情况总表、巡更事件表、巡更遗漏表。每月还可列出月统计报表，并可通过打印机将结果输出。（7）巡更数据备份、恢复功能。定期可将以前的数据备份到软盘或硬盘上，需要的时候可恢复到软件中。
第五节 停车库（场）安全管理系统
一、系统概述
停车库（场）安全管理系统作为智能化小区的一个重要组成部分，是利用先进技术和高度自动化设备，对车辆出入和停车场进行安全、有效的管理。智能停车场就是将住宅小区停车场计算机管理中心纳入住宅智能化管理系统，采用先进的射频卡技术和自动控制技术，使系统具备高度自动化，能最大限度地减少人员费用和人为失误造成的损失，大大提高整个停车场的安全性与使用效率。系统软件具备完善的财务监控和统计报表，有效地堵住资金的流失和财务上的漏洞。
车辆出入管理系统是用于小区内车辆的出入及停放的管理系统，所以在小区的车辆出入口安装车辆出入管理系统，可以保证小区内车辆的安全，便于随时了解小区内车辆的出入动态情况，做到准确、高效和动态管理。在小区内的固定用户，可以统一使用一种卡出入小区和进行车辆停放。
二、技术要求
根据中华人民共和国国家标准《出入口控制系统工程设计规范》（GB 50396—2007），《安全防范工程技术规范》（GB 50348—2004）中，对车辆出入管理系统的各项功能相关技术要求如下：（1）识别功能：对车型、车号的识别应符合设计要求，识别应准确、可靠。（2）控制功能：应能自动控制出入挡车器，并不损害出入目标。（3）报警功能：当有意外情况发生时，应能报警。（4）出票验票功能：出票装置、验票装置，应符合设计要求，出票验票均应准确、无误。（5）管理功能：应能进行整个停车场的收费统计和管理。应能独立运行，应能与安防系统监控中心联网。（6）显示功能：应能明确显示车位，应有出入口及场内通道的行车指示，应有自动计费与收费金额显示。
三、系统分类（1）按功能齐全性分：简易停车场管理系统、标准停车场管理系统、车牌识别型管理系统、自定义管理系统。（2）按读卡距离远近分：近距离停车场管理系统（读卡距离在10cm以内）、中距离停车场管理系统（读卡距离在80cm左右）、远距离停车场管理系统（读卡距离1～50m可调，可实现不停车收费）。（3）按使用的卡片种类分：ID卡停车场管理系统、IC卡停车场管理系统、ID/IC兼容式停车场管理系统、手机卡停车场系统、动态视频无卡停车场系统。
四、系统组成
系统一般由系统服务器、管理工作站、管理软件、智能终端、发行器、路由器、智能感应卡和道闸等组成。如图2.32所示为停车场管理系统结构图。图2.32 停车场管理系统结构图（1）系统服务器：运行系统数据库管理软件，管理系统所有数据；（2）管理工作站：运行系统应用管理软件，实现对系统智能终端设备及相关工作的管理；（3）管理软件：人机交互接口，实现对系统智能终端设备及相关工作的管理；（4）智能终端：识别用户卡片，判别卡的合法有效性，并做出相应的控制，如开启道闸、操作提示等，同时将有效读卡数据进行存储；（5）发行器：系统管理员登录注册及卡片发行、检测、清空、挂失、退卡等功能；（6）路由器：完成计算机与其下位智能终端设备的通信传输及转换；（7）智能感应卡：承载信息的载体，用户使用系统的凭证；（8）道闸：接受智能终端发出的控制指令做出相应的控制，如：道闸对通道的开启和关闭等。
五、工作原理
采用感应卡停车场管理系统，在停车场的出入口各设置一套出入口管理设备，使停车场形成一个相对封闭的场所，进出车辆只需将感应卡在读卡箱前轻晃一下，系统即能瞬时完成检验、记录、核算、收费等工作，挡车道闸自动启闭，实现方便快捷的停车场管理。
进场车主和停车场的管理人员均持有一张具有私人标识的感应卡，作为个人的身份识别，只有通过系统检验认可的卡片才能进行操作（管理卡）或进出（停车卡），充分保证了系统的安全性、保密性，有效地防止车辆失窃，免除车主后顾之忧。
软件管理实行分级权限制。对出口值班员来讲，其登录后可进入收费管理，期间该出口所有收费均自动记入该值班员名下并存入电脑数据库。由于值班员受权限限制，不能进入系统中更高的软件菜单项，所以对电脑所记录的数据无法干涉；上级管理者可以随时查询、核对或打印一个值班段或任何一段时间乃至整个停车场的工作记录。这样就从根本上杜绝了停车费用流失和财务统计的失误，同时系统自动运行，杜绝了人情车、霸王车造成的经济损失。
停车卡可根据需求不同，分别发行月租卡（月票卡）、储值卡、特种卡（免费卡）和时租卡（临时卡）四种类型的卡。月租卡和特种卡以时间为限额；储值卡以余额为限额；临时卡随到随取，简捷方便；另外月租卡与储值卡实行预交费用，使车场管理简明、主动。
系统支持三种车类的不同收费方式，以满足按车类分别收费的要求。电脑自动计时、计费，特殊卡、月卡自动识别，临时卡人工收取现金，服务快捷高效，电脑显示屏及收费显示屏同时显示停车时间与应收费用、卡上余额或有效期限，收费透明度高，票箱显示屏还提示指导住户使用停车场，并以文明语言问候致意，使住户心情舒畅，可以吸引更多使用者，提高使用效益。
系统配套的电动挡车道闸具有防抬杆、防砸车功能；系统的检测装置采用先进的数模转化技术，抗干扰能力强，适应各种恶劣环境，具有灵敏度与可靠性同时提高的独到之处；系统可随时查询车位，车场满位则自动亮起满位字样红灯并自动停止入口进车操作。
系统还可在停车场的出入口各安装1台高解像度彩色固定摄像机、固定支架、自动光圈手动对焦镜头，可24h监视车辆出入情况，看清车牌号码。当有车辆驶入车场时，摄像机将信号通过视频电缆传输到停车场管理系统中，存入数据库中；当有车辆驶离车场时，车辆除应缴纳必要的管理费用外，驶离车辆的所有资料（车牌、型号、颜色等）都必须与驶入车场时的资料对比相同（默认为人工识别，可加装车牌自动识别系统完成自动识别），闸杆才升起，让车辆通过。
六、工作流程
1.临时用户出口缴费流程
临时车到达停车场出口工作区时，用户将卡交给工作人员，由工作人员刷卡、管理电脑根据卡片相关信息自动调出该车辆进入图像，同时启动出口摄像机，摄录一幅该车辆图像，由工作人员进行人工对比；系统判断卡有效性，同时计算出临时卡停车时间，按不同的时段收费，票箱自动语音报读和显示相关信息：“停车场时间，收费多少钱”；工作人员按确认键，自动道闸升起。车辆感应器检测到车辆通过后，自动道闸自动落下（当车辆在感应线圈下时，自动道闸杆永不落下，则车辆感应器具有防砸车功能）。如图2.33所示为临时车辆进出流程图。图2.33 临时车辆进出流程图
2.系统月租用户进出流程（1）月租用户进入流程
月租车辆到达停车场入口工作区，设在车道下的感应线圈检测有车时，票箱语音报读并显示：“临时用户请取卡，月租用户请读卡”。用户持卡在感应区刷卡，系统读取该卡相关信息，判断其有效性；同时启动入口摄像机，摄录一幅该车辆图像，并依据相应卡号，存入管理电脑中。自动道闸升起，车辆感应器检测到车辆通过后，栏杆自动落下；若卡片无效或已过有效期，则自动道闸不升起。（2）月租用户出场流程
月租车辆到达停车场出口工作区时，用户持卡在出口读卡感应区刷卡，系统读取该卡的相关信息，判别其有效性；电脑根据卡片记录信息自动调出该车辆进入图像，同时启动出口摄像机，摄录一幅该车辆图像，工作人员进行对比，系统判断该月租为有效期内卡片信息，票箱自动语音报读和显示相关信息：“此卡还有几天有效，一路顺风”，道闸自动升起；车辆感应器检测到车辆通过后，栏杆自动落下。如图2.34所示为月租用户车辆进出流程图。图2.34 月租用户车辆进出流程图
七、设计举例
本系统设计以速宾MONOCARD Ⅲ（MC3）系统为例来进行介绍。
1.总体概要（1）系统设计为车库9进9出中央/出口收费管理系统（将来可增至16进16出，以及无人自助收费系统）。
临时客户：MC3系统时租采用目前世界上停车管理使用最普遍的条码技术；时租票储票量为3600张到4000张，可满足大中型停车场的收费需求，避免了多次添票的工作。
出票机使用热敏纸出票，不用纸带或墨水，这样运营费用可降至最低，且维护容易。临时客户的纸票上打印的时间、日期、车道号码等信息提供给客户知情权（消费停车的时间记录）；同时洁净卫生。
时租客户采用一次性纸票，可对车道的编号、票号、日期、时间等打印、编码；系统自动车牌辨识系统也将对车牌进行匹配记录。
长期客户：采用无线射频技术；系统可配合一卡通使用，应用长距离感应系统。（2）感应距离，VIP客户采用有源卡，感应距离1.5～2m距离，也可实现不停车遥感进出车库。（3）一卡通使用客户采用无源卡，感应距离30～50cm；也只需在车窗内部晃动即可。（4）GUI引导操作提示
①系统进出口读票机处的LCD中文液晶显示器能够根据业主的要求显示欢迎词及操作提示等GUI提示：PLEASE PRESS BUTTON请按键取票、PLEASE ENTER！欢迎光临！PARKING CLOSED车库已关闭等。
②系统进出口读票机处留有安装对讲机插口，方便使用者及时与管理人员联系。（5）车牌自动对比系统
①对比车辆和票卡防止偷窃者：进出口的车牌被计算机调入，自动对比后，可以识别车辆是否相同。
②产生代理票卡：通过车牌号码或可靠的时间信息得到入场的图片可以收费或制造一个代替票来进行准确收费。
③防止反传功能：防止反传是指同一张月卡不是按照进—出—进—出这样循环使用，另外，我们希望一张卡限定一辆车。通过预先存储车牌号码（车辆）就可实现这样的功能；防止卡片借用等。
④广泛的搜寻功能：可按以下方式进行图像搜寻，例如：the entry time任意时间段—the place of entry（device number of the entry）指定的进口—the ticket number（so-called EPAN）票号（称为流水号）车牌号码。
2.技术说明
MC3管理系统采用Client/Serve的机制，这种协调式的分布使得系统的拓展更灵活，多样。比如大系统的联合车库系统。（1）可以在不改变数据库和应用程序的情况下，管理系统可以方便地用PDA或通过浏览器作为操作界面。（2）管理系统可以对多个服务器的数据进行处理。（3）MC3中用户界面，应用程序和数据库的严格分离机制使得系统的维护和扩展非常容易且经济实用。
3.主要设备技术性能（表2.14）表2.14 停车场系统主要设备性能
4.中央管理站Management System MC3系统简介（1）管理系统的功能描述
①系统设置控制台：管理系统所有的数据。
②车库管理控制台：对车库及其设备进行监控。
③设备控制台：可以对单一的设备进行监控，设备控制台可显示报警，可执行指令和对设备的运行进行记录。
④报警控制台：除了显示设备的报警外还可显示由外部设备引起的异常，例如火警等。
⑤用户数据系统：集中处理所有的用户数据（地址、季卡、充值卡等）。
⑥价格管理系统：允许定义和管理多种复杂的价格体系，价格体系的管理完全通过图形界面来操作。
⑦车卡管理系统：可对系统定义的各种车卡进行人为管理。
⑧车库管理和流量控制：管理车库的建筑物、停车区域和位置，定义覆盖程度和车库内的流量控制。如图2.35所示为中央管理站功能操作界面图。（2）操作和财务控制
①全自动的管理模式、操作简单
a.提供多种报表
·出纳报表，如在线编码器报表、分区收费报表；
·移动，占用报表，如一周驶入报表、工作日驶入报表、驶入/驶出（天）、驶入/驶出（时）；
·停车时间报表，如停车时间（工作日）、停车时间（天）；
·财政报表，如收费站日收入报表、收费站月收入报表、收费站折扣信息；
·车卡报表，如时租票详情、月租卡列表、车卡列表（根据日期）、月租卡使用信息、车卡分类使用信息、没有驶出记录的车卡；
·其他报表。图2.35 中央管理站图形界面
b.报警记录。
②主要特点
·自动计费、费用显示、产生收据，并可进行每日会计报表和统计报表。
·即时的现金查账功能；误动作和每一交易的自动记录及报警。
·在防范作弊方面，速宾真正做到了银行的高等级要求。
·独特的停车场编号鉴别，以鉴别其他停车场产生的车票系统可以对停车场设备的所有活动及情况做出监控及报告，堵塞收费漏洞，防止收费人员作弊，保证业主利益。
·自动打印收据给泊车者（时租客户），自动统计业主所需要的信息提供给使用者。
·系统具有国际标准的通信接口，如与其他系统联网可实现与银行系统联网结算之功能。
·火警：系统收到消防系统的报警后，系统会开启入口满车灯，拒绝一切车辆的进入。打开并锁定出口栅栏机使车辆尽快出场，同时系统留有外接端口，以备和其他系统联动。
5.系统功能（1）图像识别（对比）
在入场读卡时抓拍车辆的外观、颜色、车牌号等，并作为该卡资料存档在出场读卡时抓拍车辆的外观、颜色、车牌号，同入场图像资料作对比，并存档可独立关闭此系统，进入车辆出入全自动状态。（2）多路视频识别
管理主机采用多路视频采集卡，出口摄像机和入口摄像机可为多个，出入口设两个摄像机，同时抓拍出入场车辆的车牌和外观两幅图像。一幅作为车牌对比，实现车辆防盗功能；一幅作为出场时车身比对，看车辆外形是否有损坏，确定是否是在停车场内造成，作为免责依据。（3）识别距离
支持近、中、远各款读卡识别设备单独或混合使用。（4）分区管理
当有多个停车区域时，可以实现用户对应停车区域权限管理。（5）卡片不足提醒
系统支持卡片不足提醒，电脑提示以及票箱语音/显示屏提示。（6）中央收费
系统支持中央收费功能，多进多出停车场采用一个收费管理，车辆先到中央收费处缴费，持卡出场，停车场由出口票箱自动回收；如有吞卡机时必须设置为硬件开闸方式。（7）车位显示
系统可实时显示车场总车位及余位，以及各停车分区剩余车位，当剩余车位不足设定的机动车位（固定用户周转车位）时，时租用户将不能再进入车场；利用车辆检测器及计数控制器实现各区域停放车辆的统计，通过车位信息显示屏显示引导车流。（8）防砸车功能
道闸配合车辆检测器实现防砸车功能，当道闸下有车时，闸杆不会下落，即便当闸杆下落时有车开到其下面，闸杆也会止落上抬，车辆离开后，闸杆自动下落。同时可结合压力电波安全装置（可选功能）实现双重防砸车保护处理。（9）遥控放行
军警或特殊免费车辆以及其他特殊情况可以采用人工遥控放行。（10）多种卡定义不同收费方式
系统支持用户自定义设卡的收费方式，如临时卡、月租卡、年租卡等；收费（按月、天、时、次、时间段）设定，计费方式多种多样。（11）防潜回功能
车辆刷卡进出控制进出，有进必有出，重复刷卡进或出，属于潜回，防止同一张卡在进口处或出口处接续刷。（12）防尾随报警提示
系统设多重地感装备，防车辆尾随跟车功能；当发生车辆尾随跟车时，在电脑报警显示以及相关设备屏蔽工作状态。（13）设备背光指示防撞功效
系统主要设备均有背光指示，起防撞功效；背光灯可按时间段设置开启和管理电脑远程开启。（14）数据处理以及查询报表
系统支持查询报表、打印报表、数据导入/导出、备份、还原。（15）多级别操作员管理
严密的分级（角色权限）管理制度，使各级操作者责、权分明。（16）消防报警接入
系统支持消防报警信号接入，当消防发生报警时，系统自动开闸放行并电脑保存记录以便查询。（17）脱机使用功能
当管理电脑和主控器之间发生通信故障时，临时车辆仍然可以刷卡进出停车场，刷卡数据保存在主控器的内存模块中，并由控制处理器根据计费模块计算本次停车费用；通信恢复后计费模块中的脱机数据会自动上传到管理电脑，并自动清空记录。（18）防止操作员乱收费
管理电脑记录停车设备所有动作，例如：临时卡未缴费开闸放行等；道闸开闸，电脑均有记录；以便事后查询报表对账；防止操作员乱收费以及开闸放行未缴费车辆。
九、区域停车引导系统
1.当前停车管理中的问题
随着中国城市现代化、国际化的发展，城市居民汽车拥有量急剧增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。越来越多的公用停车场无法满足频繁的停车需求。一边是停车位不够使用，另一边又是车主无法找到那空闲在角落的几个车位。在当前的车场管理中，存在以下问题：（1）在传统停车场中，场内到底还有多少停车位可以使用，管理者一无所知，只能靠人工去勘察。（2）在传统停车场中，泊车者入场后无法迅速地进入泊车位置停放车辆，只能在场内无序流动中人工寻找空余车位，不但占用场内出入主车道资源，甚至造成场内交通拥堵。（3）在传统停车场中，必须配备大量的专职场内管理人员，依靠人工去引导车辆停放，影响停车场形象、增加管理成本。（4）在传统停车场中，管理者每天无法及时统计不同时期的车流量，不能及时优化车位资源配置，导致停车场利用率低下。
为了提高停车场的信息化、智能化管理水平，给车主提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的环境，实现停车场运行的高效化、节能化、环保化，科拓通信吸取国外先进技术，结合国内实际情况，研制开发了超声波停车场车位引导系统，该系统可以自动引导车辆快速进入空车位，降低管理人员成本，消除寻找车位的烦恼，节省时间，使停车场形象更加完美。
2.区域停车引导系统形式
目前停车场区域停车引导系统主要有两种形式，一种是区域引导，一种是车位引导。区域引导是统计一个区域内有多少剩余车位，而车位引导系统则更精确，能引导到某一具体的车位上。（1）区域引导
区域引导通过对停车场进行分区管理，在每个区域进出都设置车辆检测器，从而统计在某一区域内的车辆数，在分区以及总的出入口显示屏上显示某个区域剩余多少空位。（2）车位引导
每个车位都安装超声波探测器，然后通过探测器来收集每个车位的信息，把数据通过软件数据交换中心发送到总路口屏、室内引导屏和车位指示灯，通过三级具体引导来指引车辆。如图2.36为车位引导系统示意图。
3.区域停车引导系统组成（1）车场各个入口
车场的每个入口均应该安装入口车位信息总显示屏，用于显示停车场内车位信息。显示屏由高亮度户外LED模块、驱动电路、控制电路、支架等部分组成。它接收中央控制器（CCU）的车位统计信息，用数字和文字形式实时显示当前停车场空闲车位数量，提示准备入场的车辆司机，可24h全天候使用。内部程序还可以根据用户要求随时修改，显示用户需要的其他信息。安装效果图如图2.37所示。图2.36 车位引导系统示意图图2.37 出入口显示屏安装效果图（2）车场内部岔道口
车场内部重要的岔道口建议安装车位引导显示屏，车位引导显示屏数量和显示文字内容根据客户需要来定制，显示屏由室内高亮度LED模块、驱动电路、控制电路、支架等部分组成。它接收中央控制器的输出信息，用数字、箭头和文字等形式显示车位方位，引导司机快速找到系统分配的空车位。停车场中央控制器（CCU）通过网络可以实现每个路口的任意方向引导，从而将车流分配到停车场内最合适的位置，保证停车场的畅通和充分利用车位。安装效果图如图2.38所示。图2.38 停车场内LED屏安装效果图（3）每个停车位
每个停车位上均需要安装一个车位探测器和一个车位指示灯。车位指示灯直接从车位探测器上接线，施工方便。对每个车位的占用或空闲状况进行可靠检测。在每个车位上方安装超声波探测器即可探测到有无车辆停泊在车位上。如果有车，探测器控制车位指示灯显示红色，否则显示绿色。安装效果图如图2.39所示。图2.39 车位探测器及显示灯安装效果图（4）区域控制器
区域控制器，专业术语又叫节点控制器。区域控制器是停车场引导系统三层网络总线的中间层，对保证本系统的安全、可靠与高效有重要作用。区域控制器循环检测所接探测器的状态，并将有关信息传到中央控制器。
区域控制器用于连接中央控制器和车位探测器、显示屏、引导箭头等。
区域控制器还解决长距离485通信不可靠的问题、网络节点数扩展问题、分组管理问题等。（5）中控室
中控室安装软件数据交换中心（主控制器）和车位引导系统管理软件。中央控制器可脱离计算机运行，独立控制整个车位引导系统的工作。所以车位引导系统管理软件不是必须的。仅作为浏览和统计车场的停车情况使用。软件支持多语言包，可根据用户的需要随时添加语言种类，目前支持：简体中文、繁体中文、英文、日语。软件运行效果图如图2.40所示。图2.40 车位引导系统软件界面
①引导功能
控制显示屏，智能引导汽车以最短的时间快速进入空闲车位。
②固定车位保护
对于定保、月保、固定等专用车位实行保留，不引导汽车进入。
③实时显示车位状态
实施动态显示车位占用情况，能够检测每个车位的使用状况，统计各类开放泊位的占用数、空余数，统计时间段内各类车辆的进、出场数等，对整个停车场的状况一目了然。
④统计功能
能统计停车场每天和每月的使用率、分时段使用率等。
⑤停车时间检测
汽车停入车位后开始计时，在控制室可随时了解车位的停车情况。
⑥权限控制
多级权限控制功能，方便对相关信息的控制和保密；
其他功能可按要求协助用户修改。
4.车位引导系统组成（表2.15）。表2.15 车位引导系统组成
第六节 楼宇对讲系统
一、系统概述
一个完善的智能化社区，具有便捷、安全、舒适、高档的生活环境，创造一个住宅的理想空间是本系统的目的所在。
小区楼宇对讲联网系统是根据我国实行封闭式管理住宅小区的特点专门设计的产品。它针对分布式住宅小区的管理特点进行功能规划，如多通道内部通信、双向呼叫对讲、信息发布、住户报警、防灾报警，等等，把单纯访客开门提升到多功能综合管理层面上，对提高小区安全管理、方便住户起到积极的作用。
楼宇对讲系统是在各单元口安装防盗门，小区总控中心的管理员总机、楼宇出入口的对讲主机、电控锁、闭门器及用户家中的可视对讲分机通过专用网络组成。以实现访客与住户对讲，住户可遥控开启防盗门，各单元梯口访客再通过对讲主机呼叫住户，对方同意后方可进入楼内，从而限制了非法人员进入。同时，若住户在家发生抢劫或突发疾病，可通过该系统通知保安人员以得到及时的支援和处理。其系统结构图如图2.41所示。
本系统采用TCP/IP网络结构，全部系统通过社区内的以太网解决全部的通信信号，用全数字编码技术和双向通信传输技术相结合，有效地将数字信号、声音信号、图像信号结合在一起，利用宽带网提供的高速通道进行传输。由于是全数字双向系统，具有较强的系统功能，如住户可在数字终端上报警或外接报警按钮，住户呼叫管理中心，通话限时，开门权限控制等。物业智能化部分是通过小区内部宽带网（TCP/IP协议）将住户的家庭数字终端与管理中心的后台管理平台连接在一起构成了一个强大的数据共享信息平台。图2.41 楼宇对讲系统结构图
二、技术要求
根据《楼宇对讲系统及电控防盗门通用技术条件》（GA/T 72—2005），《联网型可视对讲系统技术要求》（GA/T 678—2007）以及相关公安技防要求，本系统主要技术要求如下：（1）管理主机应能与小区出入口的管理副机、楼栋口的对讲主机、住户分机之间进行双向选呼和通话，通话语音清晰，不应出现振鸣（啸叫）现象。（2）每台管理主机管控的住户数应不大于500户，以避免音（视）频信号堵塞。（3）图像分辨力：黑白图像分辨力（水平中心）应不小于250TVL，彩色图像不小于200TVL。（4）系统应设置备用电源，当主电源切断时，应能自动转换到备用电源工作。（5）信噪比：应答通道信噪比不小于30dB，主呼通道信噪比不小于35dB。
三、系统分类
小区智能化建设在我国虽然起步较晚，但发展日新月异。随着Internet互联网的普及，很多小区都已实现了宽带接入，信息高速公路已铺设到小区并进入家庭。智能小区系统采用TCP/IP技术的条件已经具备。智能小区系统的运行基础正由小区现场总线向Internet转变，由分散式管理到集中管理转变。从以下楼宇对讲系统发展阶段阐述可以看出，数字对讲是楼宇对讲的必然趋势。
楼宇对讲技术发展经历了四个阶段。
1.第一代楼宇对讲：非联网单一对讲
最早的楼宇对讲产品功能单一，只有单元对讲功能，自20世纪80年代末期，国内已开始有（4 n型）单户可视对讲和单元型对讲产品面世。系统中仅采用的发码、解码电路或RS485进行小区域单个建筑物内的通信，无法实现整个小区内大面积组网。这种分散控制的系统，互不兼容，各自为政，不利于小区的统一管理，系统功能相对较为单一。
2.第二代楼宇对讲：单一可视对讲（总线型）
随着国内人们的需求逐步提升，原来没有联网和不可视的要求已经不能满足，于是进入联网阶段。因此，小区的控制网络技术，广泛地采用单片机技术的现场总线技术。如CAN、BAC-net、LonWorks和国内AJB Bus、WE Bus以及一些利用RS485技术实现的总线，等等。采用这些技术可以把小区内各种分散的系统互联组网、统一管理、协调运行，从而构成一个相对较大的区域系统。现场总线技术在小区中的应用，使对讲系统向前迈出了一大步。
3.第三代楼宇对讲：多功能的可视对讲（局域网型）
2001年到2003年，随着Internet的应用普及和计算机技术的迅猛发展，使人们的工作、生活发生了巨大变化，数字化、智能化小区的概念已经被越来越多的人所接受，楼宇对讲产品进入第三个高速发展期，多功能对讲设备开始涌现，基于ARM或DSP技术的局域网技术开发的产品逐渐推出，数字对讲技术有了突破性的发展。用网络传输数据，模糊了距离的概念，可无限扩展。突破传统观念，可提供网络增值服务（如还可提供可视电话、广告等功能，且费用低廉）。将安防系统集成到设备中，提高设备实用性。
4.第四代楼宇对讲：自由自在的可视对讲（Internet网型）
2005年，广域网数字可视对讲系统的楼盘已经在全国范围内悄然出现，并且其系统稳定性、可运营性都十分稳定可靠。数字可视对讲时代真正来临了。
广域网可视对讲系统是在Internet广域网的基础上构成的，数字室内机作为小区网络中的终端设备起到两个作用。一是利用数字室内机实现小区多方互通的可视对讲；二是通过小区以太网或互联网同网上任何地方的可视IP电话或PC之间实现通话。随着整个产业步入良性循环，一个全新的宽带数字产业链正逐步清晰，基于宽带的音频、视频传输和数据传输的数字产品已经浮出，它既包括宽带网运营商和宽带用户驻地网接入商，还包括以视频互动为特征的宽带网内容提供商以及宽带电视等下游产业。总之，可视对讲产品发展的主要方向是数字化，数字化是可视对讲系统发展的必由之路。
四、系统组成
1.户内部分
户内部分主要是户内对讲话机，普通住宅一般每户设置一台，对于别墅及跃层住户，则考虑在一层设置一台主话机，其他楼层建议设置分话机。
2.单元部分（1）单元门口机：单元门口机设置在各楼栋单元门口，有地下室的考虑在地下室通往单元的出入口也设置单元门口机，便于单元门口与住户以及单元门口与管理中心的对讲呼叫。（2）单元联网器：单元联网器用于单元门口机的总体联网使用，使整个小区各单元全部联网，便于集中管理。（3）用户隔离器：用户隔离器用于隔离住户分机，避免一户对讲分机出现故障时影响到其他的用户。（4）电源供应器：楼宇对讲设备供电用，需考虑备用电源，避免停电时系统不可用。
3.传输部分
485总线+视频线传输是比较传统的楼宇对讲传输方式，随着小区的规模越来越大，此方式存在一定的局限性，一方面485总线受传输距离的限制，另一方面，视频线路长距离的传输产生的衰减及干扰也是很严重的问题。因此现在越来越多地采用光纤来进行楼宇对讲信号的传输。
数字化对讲系统传输网络依托社区网络。
4.中心部分
中心设置管理机，对整个系统进行管理，同时对各种信息进行存储。中心管理机设置时需要考虑系统的容量。虽然目前大部分楼宇对讲产品都能做到一台管理机管理几千户的功能，但是由于考虑到系统规模太大会造成联网线路占线问题。因此，从管理上来说，目前很多地区公安技防都要求一台管理机管理的户数不超过500户。
五、工作原理
目前楼宇对讲多采用两级管理模式。第一级为小区出入口：访客在小区出入口，保安通过小区门口机和户内机进行通话，确定为业主访客后在小区出入口放行。第二级为单元出入口：访客到达单元门口后，通过单元门口机呼叫户内机，进行通话，业主确定后，按分机上的开门键，开启单元门。
单元门平常处于关闭状态，业主可通过门禁卡、钥匙或者密码等方式开启单元门自由进出。当有客人来访时，访客需在单元门外的对讲主机上按所要访问的住户的房间号，呼叫住户的对讲分机，被访住户主人通过对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话，通过来访者的声音或图像来确认来访者的身份。确认允许来访者进入后，住户主人通过对讲分机上的开锁按键，控制大楼入口门上的电控门锁开启，来访者方可进入楼内。访客进入单元后，单元门通过闭门器自动关闭，避免其他人员进入。
小区管理中心可通过管理主机，对小区对讲系统的工作情况进行监视，可视对讲系统可在中心监看单元门口情况。如发生单元门被非法打开，中心会接收到报警信号，管理人员通过对讲系统监看单元门口情况。
系统可实现中心与住户、单元与住户、小区出入口与住户三方对讲。
六、设计举例
1.系统概述
本项目楼宇对讲系统采用韩国三星EZon Home Network系统，是一套基于小区Ethernet以太网络平台（TCP/IP传输协议）的全数字化住宅小区家居智能化系统。该系统利用小区内部以太网网络传输平台，将所有的视频、音频、监视、控制和状态信息全部进行数字化传输。在这个平台上集成了住宅小区可视对讲、信息发布、安防报警、门禁控制、对讲电梯联动、社区服务和各种丰富的居住环境本地集中或远程控制等多种功能，各种功能协调统一，有机融合于一体。
该系统主要由住户端设备、公共端设备（可视对讲、门禁及电梯联动控制等）、中心管理软件/服务器及以太网传输网络设备四大部分组成。
其中住户端设备主要由住户网络可视终端（简称“住户主机”）、可视对讲扩展设备、安防扩展模块、报警探头探测器、控制接口/模块、数码电锁等各种功能扩展设备组成。住户网络可视终端是家庭智能化住户端的核心设备，使所有可能的设备信息互通，实现家庭环境自动控制、就地集中控制和远程控制。在这个软硬件冗余的平台上可以轻松搭建一整套以人为本、技术先进、性能稳定、功能强大、造型美观、组网灵活和扩展性强的家居智能化系统。
2.系统配置（表2.16）表2.16 楼宇对讲系统设备配置
3.系统功能（1）可视对讲功能
可视对讲功能为三星EZon Home Network系统的主要功能之一，该功能主要实现访客可视通话、小区内部的网络可视通话及开门等功能。
①小区内访客可视对讲功能：访客通过单户门口机、单元公用门厅机、小区出入口围墙机呼叫业主，业主通过可视对讲室内机实现与外部访客的通话/视频确认、开门功能；访客也可通过单元公用门厅机、小区出入口围墙机呼叫管理中心或片区中心，管理中心或片区中心通过桌面型可视管理机可实现与外部访客的通话/视频确认、开门功能。
②小区内通信功能：户与户之间双向通话，小区出入口可视门卫室机、可视管理员机、可视分管理员机两两之间可视通话。
③内线通话/电话功能：业主通过室内可视主机呼叫室内扩展分机进行内线通话功能，户内对讲终端接听拨打外线电话功能。（2）信息发布功能
通过联网网络住户室内可视主机具有接收管理中心发布的文字信息的功能。（3）家庭安防报警功能
主要实现对住户家中的紧急、燃气泄漏报警、火灾报警、防盗入侵等各种报警开关信号进行采集、传送接收和警情通报的功能。住户室内可视智能控制终端支持密码撤布防及防盗探头组合模式撤布防功能；当住户户内发生相关报警时，可以在户内语音通报、向管理中心通报及向住户预先设定的电话号码上通报（电话通报号码可设定2个，通报功能需要电话局线接入住户室内可视智能控制终端）。（4）智能家居控制功能
集成控制界面，提供RS485接口与专业智能家居控制系统的接口连接。（5）对讲电梯联动控制（选配）（6）其他可选配功能
CCTV视频监视、远程网络WAP监控、网络家电控制、远距离检测（能量查询）、车辆/快递到达通知功能和其他扩展功能。
第七节 出入口控制系统
一、系统概述
门禁管理系统将智能卡技术、计算机控制技术与电子门锁有机结合，用智能卡替代钥匙，配合计算机实现智能化门禁控制和管理，有效地解决了传统门锁的使用繁琐等不足，方便内部人力资源的有效管理，门禁管理系统便于人员的合理流动及安全保障。
该系统使用感应式智能卡，所有人员均需持授权的智能卡进入。持卡人将卡片靠近读卡器的有效距离内，读卡器将读出卡片中的数据，并同时传至管理中心，由管理中心自动识别身份后启动电子门锁。此时主控电脑均将持卡人的卡号、姓名、出入时间及出入门禁点等信息实时记录，并随时可以根据需要打印报表。如果持卡人没有通行权限时，电锁不会打开。如强行进入或开门超时，系统将自动将报警信号传至主控电脑，由值班人员处理。同时值班人员可实时查看所有门的开关状况。也可以由控制中心发指令开/关所有门。从而达到禁止非法人员进入的目的，大大提高了单位或部门的安全性。
二、技术要求
根据《出入口控制系统工程设计规范》（GB 50396—2007），《楼宇对讲系统及电控防盗门通用技术条件》（GA/T 72—2005），《联网型可视对讲系统技术要求》（GA/T 678—2007）以及相关公安技防要求，本系统主要技术要求如下：（1）系统主要操作响应时间不大于2s。（2）出入口控制系统的设置必须满足消防规定的紧急逃生时人员疏散的相关要求。（3）系统需配置备用电源，备用电源应保证系统连续工作不少于48h，且执行设备能正常开启50次以上。（4）常开状态锁具的开锁通电时间能自动控制应不大于2s。
三、系统分类
门禁系统根据和计算机通信的方式分为：独立型门禁系统和联网型门禁系统。
1.独立型门禁系统
独立型门禁系统不能和计算机通信，门禁权限在本机的键盘或者母卡进行设置。也有一些独立门禁机是带液晶显示的辅助键盘等做卡片的授权。
独立型门禁系统的优点：价格比较便宜，不懂计算机知识的装修人员都可以安装。
独立型门禁系统的缺点：安全性较差，因为控制电锁的继电器就在一体机内，不法人员无需太多专业知识就可以通过短路或者破坏独立型门禁机来开门，甚至有些通过强磁铁都可以吸开独立型门禁机内的继电器从而打开电锁。虽然有些厂家进行了改良，将按钮和继电器放在电源里面，但是没有从根本上提高安全系数。设置卡的权限相当不便捷，如果一个公司有多个门需要门禁时，需要挨个设置和取消，设置工作相当麻烦，而且不知道哪些门设置了什么权限。
2.联网型门禁系统
联网型门禁系统能够和计算机进行通信，通过安装在计算机上的门禁管理软件进行卡的权限的设置和分析查询门禁出入记录。电脑不开，系统也可以脱机正常运行。软件运行可以进行权限和参数的设置，可以实时监控各个门的进出情况，可以统计考勤报表等。
按照门禁控制器的通信方式可以分为RS485联网型门禁系统和TCP/IP网络型门禁系统。
联网型门禁系统的优点：系统安全系数高，性价比好，功能强大，操作便捷，可以通过刷卡记录数据分析和管理衍生出考勤等增值功能。其中，TCP/IP网络型门禁系统，技术更加先进，通信速度更快，联网范围更广，通信更稳定，由于价格略贵于RS485联网门禁系统，现在的普及度还不如RS485联网门禁系统，但必将在不久的将来成为联网型门禁系统的主流。
当前，门禁系统的主流和趋势都是联网型门禁系统，特别以TCP/IP网络型门禁系统为发展主流。
四、系统组成
出入口控制系统主要由识读部分、传输部分、管理/控制部分和执行部分以及相应的系统软件组成。图2.42为出入口控制系统原理图。图2.42 出入口控制系统原理图
1.识读部分
出入口识别技术目前主要有密码识别、感应卡识别、生物识别三大类。在出入口控制系统的设计中，通常采用这三种技术单独或者组合来设计成不同的出入口识别方案。组合方案如IC卡+密码、指纹+密码、IC卡+指纹等多种，采用多技术组合后大大提升了识别系统的可靠性和稳定性。（1）密码门禁系统
通过输入密码，系统判断密码正确就驱动电锁，打开门放行。
优点：只需记住密码，无需携带其他介质；成本最低。
缺点：速度慢，输入密码一般需要好几秒钟，如果进出的人员过多，需要排队。如果输入错误，还需重新输入，耗时更长。安全性差，旁边的人容易通过手势记住别人的密码，密码容易忘记或者泄露。
趋势：密码门禁使用的场合越来越少了，只在对安全性要求低，成本低，使用不频繁的场合还在使用。例如：保险柜。（2）刷卡门禁系统
根据卡的种类可分为接触卡（磁条卡、条码卡）门禁系统和非接触卡（感应卡、射频卡）门禁系统。目前在出入口控制系统中非接触卡使用较多。
非接触卡按照技术特点及内部的组成结构，又可分为存储卡、逻辑加密卡、身份识别卡和CPU卡。
①存储卡（RF IC）：它是在卡内封装射频收发的集成电路，一般为电可擦除的可编程只读存储器EEPROM。这种卡上的信息可以长期保存，也可以通过读写器来擦除和改写。数据的保护主要依赖于读写器的软件口令以及向卡加密写入信息，软件读出时解密，因此安全性稍差，但优势在于结构简单、使用方便且成本低廉、存储量大，读卡器可独立工作，不需联网。因而主要用于安全性不高的场合，如电话卡、水电费卡、医疗卡等。
②逻辑加密卡（RF ID）：它主要是在卡内封装了射频收发电路EEPROM和逻辑加密控制，增加了硬件加密手段，能自动识别持卡人、读卡器和控制操作类型，不但可以保证卡上数据读写的安全，而且能进行用户身份的验证。每个数据存储区可分别存储不同信息，并可增加各自独立的读写密码，在不同读卡器上核实相应密码进行相关操作，不会影响其他存储区，可做到一卡多用。另外，数据改写前需先核对擦除密码才可进行擦除、改写，因此，保密性极强。多用于安全性要求较高的场合，如出入口控制、消费等。
③身份识别卡（ID卡，Identification Card），是一种不可写入的感应卡，含固定的编号。ID卡与磁卡一样，都仅仅使用了“卡的号码”而已，卡内除了卡号外，无任何保密功能，其“卡号”是公开、裸露的。所以说ID卡就是“感应式磁卡”。一般用于非充值计费型的门禁、停车场系统。
④CPU卡（RF CPU）：这种卡片内部集成了中央处理器CPU、射频收发电路、数据存储器EEPROM和RAM、程序存储器ROM，以及固化在ROM中的片内操作系统COS（Chip Operating System）。卡上的微处理器可以接收从读卡器送来的命令和数据，并具有数据加工和处理的能力，可以对读写数据进行逻辑和算术运算。由于卡内有操作系统，读卡器对卡的操作要经过卡上的COS进行分析、处理，因而安全性极高，常用于安全敏感领域。
为了加强安全性，很多场合将密码和刷卡相结合。表2.17所示为常用编码识读设备选型要求。表2.17 常用编码识读设备选型要求（3）生物识别门禁系统
根据人体生物特征的不同而识别身份的门禁系统。常见的有：指纹门禁系统（每个人的指纹纹路特征存在差异性），掌形门禁系统（每个人的手掌的骨骼形状存在差异性），虹膜门禁系统（每个人的视网膜通过光学扫描存在差异性），人像识别门禁系统（每个人的五官特征和位置不同）等。生物识别门禁系统的优点是：无需携带卡片等介质，重复的几率少，不容易被复制，安全性高。缺点是：成本高。
①指纹识别：指纹识别根据每个人指纹的唯一性，确定以指纹作为钥匙，通过在系统中的预先建档，将个人的指纹通过采用光学技术或电容技术的指纹采集器存储到计算机中，当用户有访问需要时，指纹扫描器采集用户指纹的特征信息，通过光电转换后将指纹特征值交给主机进行分析比较，决定用户是否有访问的权限。
②面部识别：人们对面部识别的研究已有三十多年历史，但将其商品化是近几年的事情。用来捕捉人面部图像的主要有标准视频技术和热成像技术。面部识别技术的精确度较高，但由于面部识别难度高、技术复杂、准确率低等因素，目前应用不是很广泛，其主要瓶颈是图像获取过程中的不确定性（如光照的强度、光源方向等）、人脸塑性变形（如表情等）的不确定性、人脸模式的多样性（如胡须、发型、眼镜、化妆等）。
③掌形识别：近几年掌形识别发展比较快。手掌特征包括手掌的长度、宽度、厚度以及手掌和除大拇指之外的其余四个手指的表面特征。掌形识别系统采用IR+CCD成像技术，主要发展了三种类型的识别技术，一种是扫描整个手的手形识别技术，第二种是仅扫描单个手指的技术，还有一种是结合这两种技术的扫描食指和中指两个手指的指形识别技术。掌形识别多采用三维立体形状识别方式，具有较高的准确性与唯一性。
④虹膜识别：由于虹膜的可变项多达260多项，使得虹膜的结构千奇百怪，能够成为独一无二的标识。并且虹膜结构不具遗传性，即使同卵双胞胎的虹膜也各不相同，且自童年以后，若无眼部重大疾病，虹膜便基本不再发生变化，所以稳定性很高。而且虹膜不易伪造，安全性高，识别的错误率相对来说比较低。
常用人体生物识读设备选型如表2.18所示。表2.18 常用人体生物特征识读设备选型要求
2.现场控制执行部分
主要由现场控制器接收从出入口控制管理系统发出的控制命令，对现场执行装置进行控制。如电控锁、电动门、摆闸等设备的开闭动作。（1）控制器
作为出入口现场控制设备，是出入口控制系统的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制等。（2）门锁
门锁根据现场门体的实际情况进行设计，主要有磁力锁、电插锁、阴极锁、阳极锁、指纹锁等。
①磁力锁（或称电磁锁）的设计和电磁铁一样，是利用电生磁的原理，当电流通过硅钢片时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧的吸住吸附铁板达到锁门的效果。只要小小的电流电磁锁就会产生莫大的磁力，控制电磁锁电源的门禁系统识别人员正确后即断电，电磁锁失去吸力即可开门。因为电磁锁没有复杂的机械结构以及锁舌的构造，适用在逃生门或是消防门的通路控制。其外形如图2.43所示。
②电插锁是一种电子控制锁具，通过电流的通断驱动“锁舌”的伸出或缩回以达到锁门或开门的功能。当然，关门开门功能的实现需要与“磁片”配合才能实现。其外形如图2.44所示。通常电插锁由两个主要部分组成：锁体和锁孔。锁体中的关键部件为“锁舌”，与“锁孔”配合可实现“关门”和“开门”两个状态。即锁舌插入锁孔实现关门，锁舌离开锁孔为开门。电插锁经常被用于各种平开门（双向开启）上。同时，其“暗藏式”安装的特点较适合于对锁体保密性要求较高的场所。图2.43 磁力锁外形图图2.44 电插锁外形图
③阴极锁一般为通电开门型。适用单向木门。安装阴极锁一定要配备UPS电源，因为停电时阴极锁是锁门的。其外形如图2.45所示。
④阳极锁是断电开门型，符合消防要求。它安装在门框的上部。与电磁锁不同的是阳极锁适用于双向的木门、玻璃门、防火门，而且它本身带有门磁检测器，可随时检测门的安全状态。其外形图如图2.46所示。图2.45 阴极锁外形图图2.46 阳极锁外形图（3）通道闸
通道闸在社区中主要应用于人行出入口，控制人员、非机动车辆的进出。通道闸种类主要有翼闸、摆闸、三辊闸。其外形图如图2.47所示。图2.47 通道闸外形图（4）出门按钮
按一下打开门的设备，适用于对出门无限制的情况。（5）门磁
用于检测门的安全/开关状态等。
3.传输部分
按照控制器和管理电脑的通信方式分为：RS485联网型门禁控制器，TCP/IP网络型门禁控制器。如图2.48所示为总线制和网络型混合门禁系统图。图2.48 总线制和网络型混合门禁系统图
RS485控制器成本比较低廉，单独组网，不会受到其他设备的共用网络的干扰。但其组网数量有限，设备越多网络越复杂，受到干扰越大；组网范围有限，一般只能在几百米范围内；通信速度比较慢，对于过万人，数百个门的系统，上传权限，下载记录等操作速度比较慢。
TCP/IP控制器采用国际标准的流行通信协议，先进性和性能都比较好，不会被淘汰。组网数量无限制，组网范围广，可以跨地区，甚至跨国界。通信速度快，适合过万人，过百门的门禁系统。通信质量稳定，不容易受到外界干扰。如果用户已经有局域网等网络可以不用重新铺设网络，利用现有网络组网。
4.中心管理控制部分
出入口控制系统中心设备主要由管理电脑、管理软件、授权发卡器等组成。
管理软件支持客户端/服务器的工作模式，并且可以对不同的用户进行可操作功能的授权和管理。管理软件可使用Microsoft公司的SQL等大型数据库，具有良好的可开发性和集成能力。管理软件应该具有设备管理、人事信息管理、证章打印、用户授权、操作员权限管理、报警信息管理、事件浏览、电子地图等功能。随着智能建筑应用的不断深入，“一卡通系统”也作为一个新的需求被提出并应用。
五、工作原理
门禁以门（出入口）为主，在所控制的门内外及门的上方，装有各种各样的门禁设备。（1）当持卡人打算进门时，他会在门（出入口）外用感应卡在读卡器上刷卡、在密码键盘上输入密码，也可能是使用指纹识别器、掌纹识别器、静脉识别仪、脸型仪、视网膜（虹膜）识别器等生物识别器核对身份。（2）当持卡人刷卡后，信息被传送到门（出入口）附近的控制器中，通过控制器内的电脑识别，确认该持卡人有资格进入后，发送控制信号给门（出入口）上方（或门侧）的电锁，开门让持卡人进入。（3）持卡人在进门后，门会自动关闭（使用地弹簧、闭门器等装置）。在电锁内往往还装有感应器件（锁状态传感器，也可以安装门磁），一旦门或电锁处于开启状态，则它会回传信号给控制器，当门开启时间过长时，控制器或电铃会发出声响，通知开门者赶紧关门。（4）控制器在开门的同时会将持卡人的信息传送到机房内的门禁管理电脑上。电脑在收到信息后，会将信息储存，并显示在屏幕上（或者在软件日志中显示），同时会将信息传送到相关软件中去。（5）当持卡人办完事后打算出门时，他可以按下门内侧的出门按钮（如果是双向刷卡则在门内侧也需刷卡）后，门自动打开。（6）如果持卡人的信息没有登记，则控制器不会开门，只有将该卡的信息录入到管理软件中，并下载到控制器内存后，控制器才会在刷卡时开门。（7）当门禁系统断电时，系统自动将电锁置于开启状态，让人能够自由出入。以免万一发生火灾时无法逃生。（特殊地点会设置在断电以后自动上锁，譬如金库、数据中心等地方，以防止资产的损失和数据的外流。）
六、设计举例
1.设计说明
数字化社区出入口控制系统需要控制的出入口主要有小区出入口、单元出入口、地下室通往单元的出入口、高层屋顶出入口、监控中心以及主要的设备间等场所。
根据本项目的实际情况，出入口控制点位如表2.19所示。表2.19 出入口控制点位
2.系统配置（表2.20）表2.20 出入口控制设备配置
3.系统功能（1）可依照用户的使用权限设置在什么日期，什么时间，可通过哪些门。对所有门均可在软件中设定门的开启时间、重锁时间以及每天的固定常开时间。（2）对进入系统管理区域的人所处位置以及进入该区域的次数做详细的实时记录。当有人非法闯入或某个门被强迫打开，系统可以实时记录并报警。（3）可与报警系统联动，产生防盗报警后，系统可立即封锁相关的门。（4）可与闭路监视系统（CCTV）系统联动，当产生报警的同时，系统可联动视频录像或切换矩阵主机监视报警画面。（5）出入口系统可与消防系统（FA）联动，在发生火灾时，打开所有或预先设定的门。（6）系统还可控制电梯、保温、通风、紧急广播、空气调节和照明等系统。（7）系统可按用户要求在现有的基础上扩充其他子系统，如人事考勤管理、巡查、消费管理和停车管理子系统，内部医疗、自动售货、资料借阅等子系统，充分发挥一卡多用功能。各应用子系统自成管理体系，同时通过网络互联，成为一个完整的一卡通管理系统。这种应用方式既满足各个职能管理的独立性，又保证用户整体管理的一致性。（8）对通道进出权限的管理
①进出通道的权限就是对每个通道设置哪些人可以进出，哪些人不能进出。
②进出通道的方式就是对可以进出该通道的人进行进出方式的授权，进出方式通常有密码、读卡（生物识别）、读卡（生物识别）+密码三种方式。
③进出通道的时段就是设置可以进出该通道的人在什么时间范围内可以进出。（9）实时监控功能：系统管理人员可以通过计算机实时查看每个门区人员的进出情况（同时可有照片显示）、每个门区的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区。（10）出入记录查询功能：系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件进行查询，配备相应考勤软件可实现考勤、出入口一卡通。（11）异常报警功能：在异常情况下可以实现计算机报警或报警器报警，如非法侵入、门超时未关等。
第八节 家居报警系统
一、系统概述
住宅小区内各住户之间相对独立，依靠建立防护栅栏等传统手段，存在防范效果差、影响环境美观等问题，因此通过在小区内建立联网报警系统，由中心对住户进行实时监测，达到对住户的安全进行防范的目的。
住户报警系统，采用自动化、智能化、综合化等应用技术，建成以智能化控制中心为主体，各住户为单位的联网报警系统。通过在住户内安装探测器及报警通信主机，警情发生时，探测器将探测到的报警信号传输给报警通信主机，主机经过逻辑判断确认后通过专线传输至中心接警计算机，中心管理人员通过接警软件对警情进行查看并做出处理。系统与周界防越系统共用一套管理软件，提高系统的集成性。
二、技术要求
根据《安全防范工程技术规范》（GB 50348—2004），《入侵报警系统工程设计规范》（GB 50394—2007）等相关规范，对本系统主要技术要求如下：（1）系统报警响应时间不大于2s，报警持续时间不小于5s。（2）每个独立防区的紧急报警装置数量不应大于4个，且不同单元空间不得作为一个独立防区。（3）紧急报警装置应设置为不可撤防状态，应有防误触发措施，被触发后应自锁。（4）系统应具有防拆、防破坏、故障报警功能。（5）报警中心应能实时记录系统开机、关机、操作、报警、故障等信息，并具有查询、打印、防篡改功能。
三、系统分类
目前家居报警系统根据系统的结构，主要分为两大类，一种为独立专线的报警系统，另一种为集成在楼宇对讲系统基础上的家居报警系统。
1.独立专线报警系统
完全独立的一套系统，包括前端探测器、住户报警键盘、中间设备以及中心设备等，独立敷设联网总线。图2.49所示为总线制报警系统图。
根据联网模式的不同，又可分为RS485总线制报警系统和TCP/IP网络报警系统。
2.基于楼宇对讲系统的家居报警系统
基于楼宇对讲系统的家居报警系统，是考虑采用具有联网报警功能的楼宇对讲产品，在楼宇对讲系统的基础上扩展家居报警系统功能。
一般在楼宇对讲设计时，就需要考虑对讲预留报警功能，然后在家居报警设计时，只需考虑增加户内探测器即可。此种模式需考虑产品选型，保证报警信号传输的优先权，避免由于对讲占线而产生报警信号的堵塞、延迟、漏报等现象。图2.50为基于楼宇对讲系统的家居报警系统图。图2.49 大型总线制报警系统图图2.50 住户报警系统图
四、系统组成
住户报警系统由前端、传输及中心三部分组成，以下就这三部分分别进行设计。
1.前端部分（1）探测器分类
报警探测器是用来探测入侵者的入侵行为。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。探测器由传感器和信号处理器组成。在入侵探测器中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。报警探测器根据工作原理的不同，主要分为以下几种：
①红外报警探测器
凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，一般来说，温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。红外报警探测器又分为被动红外探测器和主动红外探测器。
被动红外探测器如图2.51所示，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。探测器安装后数秒钟已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。图2.51 被动红外探测器
主动红外探测器如图2.52所示，由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。主动红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。图2.52 主动红外探测器
②微波探测器
微波探测器分为雷达式和墙式两种。雷达式探测器是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1～1000mm之间，因此很容易被物体反射。微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。此时可认为报警产生。
墙式微波探测器利用了场干扰原理或波束阻断式原理，是一种微波收、发分置的探测器。墙式微波探测器由微波发射机、发射天线、微波接收机、接收天线、报警控制器组成。微波指向性天线发射出定向性很好的调制微波束，工作频率通常选择在（9～11）GHz，微波接收天线与发射天线相对放置。当接收天线与发射天线之间有阻挡物或探测目标时，由于破坏了微波的正常传播，使接收到的微波信号有所减弱，以此来判断在接收机与发射机之间是否有人侵入。
③玻璃破碎探测器
利用压电陶瓷片的压电效应（压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电荷），可以制成玻璃破碎入侵探测器。对高频的玻璃破碎声音（10～15）kHz进行有效检测，而对10kHz以下的声音信号（如说话、走路声）有较强的抑制作用。玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚度、面积有关。
④震动探测器
震动探测器是以探测入侵者走动或破坏活动时产生的震动信号来触发报警的探测器。震动传感器是震动探测器的核心部件。常用的震动探测器有位移式传感器（机械式）、速度传感器（电动式）、加速度传感器（压电晶体式）等，震动探测器基本上属于面控制型探测器。
⑤超声波探测器
利用人耳听不到的超声波（20000Hz以上）作为探测源的报警探测器成为超声波探测器，它是用来探测移动物体的空间探测器。
按照其结构和安装方法不同分为两种类型，一种是将两个超声波换能器安装在同一个壳体内，即收、发合置型，其工作原理是基于声波的多普勒效应，也称为多普勒型。其发射的超声波的能场分布具有一定的方向性，一般为面向方向区域呈椭圆形能场分布。另一种是将两个换能器分别放置在不同的位置，即收、发分置型，称为声场型探测器，它的发射机与接收机多采用非定向型（即全向型）换能器或半向型换能器。非定向型换能器产生半球形能场分布模式，半向型产生锥形能场分布模式。
⑥开关式报警器
开关式报警器是通过各种类型开关的闭合和断开来控制电路产生通、断，从而触发报警。常见的开关有磁控开关、微动开关、压力垫，或用金属丝、金属条、金属箔等来代用的多种类型开关。磁控开关又称磁控管或磁簧开关，由永久磁铁及干簧管组成。磁控开关应该避免直接安装在金属物体上，必须使用时应使用钢门专用型磁控开关或改用微动开关或其他类型开关器件。
⑦周界报警探测器
在一些重要的区域，如机场、军事基地、武器弹药库、监狱等处，为了防止非法的入侵和各种破坏活动，传统的防范措施是在这些区域的外围周界处设置一些屏障，如围墙、栅栏、钢丝篱笆网等，并安排人员巡逻。但是人力防范往往受到时间、地狱、人员素质和精力等因素的影响，难免出现漏洞和失误。因此需要应用一些先进的周界探测报警系统形成一道人眼看不到的“电子围墙”。前面介绍的主动红外探测器和墙式微波探测器是最为常见的周界报警探测器，其中墙式微波探测器需要防范的周界具有较好的平直度，曲折过多或者地面高低起伏不平地点就不宜采用墙式微波探测器；而主动红外探测器在室外使用时受环境气候影响较大，如雾、雪、雨、风沙等，能见度的下降必然引起作用距离的缩短。除了上述两种以外，还有多种周界报警探测装置。
⑧双技术与双鉴报警探测器
双技术报警探测器如图2.53所示，又称为双鉴器、复合式探测器或组合式探测器，是将两种探测技术结合以“相与”的关系来触发报警，即只有当两种探测器同时或者相继在短暂时间内都探测到目标时才可发出报警信号。常见的双技术报警探测器有微波被动红外双鉴器和超声波被动红外双鉴器，从实际的可信度和误报率来看，微波被动红外双鉴探测器性能最佳，其误报率是单技术探测器的1/421，是其他双技术探测器的1/270，因此被广泛地应用到实际的工程项目之中。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]