楼宇监控安防系统设计论文

楼宇监控安防系统设计论文

一.楼宇监控安放体系概述

1.基本概念

狭义的安防监控系统仅仅指视频监控系统,是指应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频等信号,并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象,它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视,通过录像机记录下来。同时报警系统设备对非法入侵进行报警。这是一种监控当中的最重要也是最有效的手段之一,但是不是安防监控的唯一,也有自己的一些缺点。广义的楼宇安防监控系统是指所以对小区安全进行监控报警的系统的全称,其中不仅包括视频监控,也包括对讲系统、红外线监控、报警系统等等,主要包括的要素有:摄像传输显示监控系统、自动报警系统、对讲系统等。笔者认为:当前楼宇智能化趋势要求各种控制系统高度集成,顺应时代的发展,科学意义上的安防监控系统应该是广义上的,而且是高度集成的安防系统,不仅有视频设备,还有有针对小区周边地区进行监控的红外线、自动报警系统、火灾报警系统等构成的集成系统,所以仅研究视频系统是片面的。

2.发展前景

从市场需求来看,随着社会服务的发展,小区业主对安全的考虑越来越重视,而传统的巡查制度管理困难,成本高昂,所以安全防控系统对于小区管理极其重要,是为了各大型建筑、居民建筑以及别墅式建筑的发展趋势。其次,现代通讯技术、计算机网络信息技术以及自动控制技术的发展,智能化建筑技术的提升与普及,楼房的安防监控系统发展也非常迅速。未来的发展市场前景广阔,将成为建筑必备设施,而且技术手段更加先进,与数字技术的联系更加紧密。从国家政策层面来讲,政府构建和谐社区的目标将推动安防监控系统的发展与普及。,例如:北京市2010年社区主要道路视频监控设施覆盖面达到80%以上;社区平房、未封闭楼房安装使用门磁报警器、楼宇对讲器系统等设施达到80%以上。

二.国内楼宇安防监控发展现状与趋势

中国安防监控技术大致起源于上世纪60年代初故宫博物院的安防报警系统。之后的若干年,中国安防监控一直是以防盗报警系统为主。目前从市场来讲,楼宇安防监控系统已经成为城市建筑的必选项目,也是小区建设的重点项目,这几年技术发展也非常迅速,智能化建筑的发展推动了此项目的发展。但是,目前国内的安防监控体系制造商竞争激烈,一些规模较大的通信、IT、家电企业纷纷推出视频监控产品,传统视频监控市场竞争格局逐渐发生变化。更多领域的厂商进入视频监控领域,说明视频监控市场本身蕴藏着巨大的机会。但相对于网络市场的高度竞争,视频监控市场的竞争还处在相对较低的层面,参与竞争的厂商实力,包括企业规模、研发能力、营销能力等普遍不强,主要依靠价格竞争。随着数字视频压缩编码技术的不断成熟,从上世纪90年代中后期开始,基于数字视频压缩编码技术的硬盘录像机开始出现在安防视频监控领域,基于多媒体计算机的多媒体监控系统以及基于网络传输的网络视频监控系统亦成为现代电视监控系统的主流。如今,国内很多从事电视监控设备生产或系统集成的厂家已经在上述综合型电视监控系统的研发上投入了很大的精力,并已取得初步成果。未来,数字化、IP化、智能化是视频监控发展的趋势,视频监控的IT化趋势也将更加明显。

三.楼宇监控安防系统的设计

1.系统设计思想

智能化安防监控系统的设计,必须充分应用现代电子信息技术、计算机技术与高科技通信技术,使得监控的效果更佳。

(1)模块化

必须坚持完整地一次性完成总方案设计。整个系统的综合布线和诸多自动化通信网络工程系统线缆布局,应同步地与土建工程同步进行实施预埋。防止边施工边修改,施工后在修改的情况出现。对于智能化大楼的建设,楼宇监控系统的设计还需要与其他的设备如通信、办公、自动控制等多方面地有机自动结合,实现智能化集成管理,这是安防系统发展的趋势。

(2)超前化

如果条件不成熟,也应该预留管道与接口,为未来施工留下余地。尤其要注意系统和自控设备的功能超前、创新实用、高效优化的组合。在建立完善网络结构化全面综合布线的前提下,整个智能化管理系统的主设备、关键部件及终端控制设施,可根据住户的实际经济能力,按分期分批逐步实施原则进入安装、调试运行。

(3)实用性

所开发的实用功能应能为用户实实在在地感受和使用,以人为本,充分体现幽雅舒适便利快捷的工作环境,并因此而提高工作效率,同时应与国情相符,与城市的基础设施和周边环境适应。在保证整个系统先进性、可靠性的前提下,力争做到性能价格比的最优化。

2.整个系统设计的要素

楼宇监控安防系统主要有几个方面的设备单元通过电路整合而成,主要包括:楼宇视频监控系统、楼宇对讲系统、楼宇报警系统等,以及各个部分均有相关的部件和设备组成。

(1)楼宇视频监控系统

摄像机设备是楼宇安防监控体系的主要设备,也是数量最多的设备,它就如整个楼宇监控的眼睛,24小时紧盯着楼宇的关键区域的动静。同时,它把视频信号转变成为数字信号,传输给显示器,显示器设备中的软件系统对信息进行处理,形成同步的集成视频。这样,只需要一两个监控人员就可以环视整个楼宇关键区域发生的异常情况。视频监控系统对所传输的图像信息具有切换、记录、重放、加工和复制等功能。

(2)楼宇门户对讲系统

对讲系统是一种成本低廉的安防系统。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。

(3)周围红外线探测系统

一些建筑周边地区难以用视频设备实现完全监控,所以对于建筑或者小区周边安装红外探测器,利用主动红外移动探测器对越界行为进行监控,并连接到监控中心的报警中心,当有人非法进入时,探头即自动感应,触发报警,主机显示报警部位,同时联动相应的探照灯和摄像机,并在主机上自动切换成报警摄像画面,报警中心监控用计算机弹出电子地图并作报警记录。

(4)信号传输系统

传输部分是安防监控系统图像、声音、红外线等多种信号的传输路径。主要由同轴电缆、互联网线路等组成。视频传输部分要求在前端摄像机摄录的图像进行实时传输,同时要求传输具有损耗小,可靠的传输质量,图像在录像控制中心能够清晰还原显示。传输线路的设计应避开恶劣或磁场强的环境或易使管线损伤的地段,与其他管线不要交叉。在线路敷设方式上,对于扩建、改建工程可采用明敷设,可采用钢管或PVC管或线槽保护电缆。

(5)安防监控中心

控制部分就是安防监控系统的指挥中心,就是系统的大脑。它将视频摄像机获得的信号通过网络统一集成到这个指挥中心,负责视频信号的处理、记录、遥控等。同时,中心负责门户对讲系统的集中管理,负责集成报警系统的监控以及供电系统的维护等。指挥中心对内与业主联网,对外还可与公安"110"处警中心实现联网。当视频监控、对讲系统、红外探测等系统提出报警信息的时候,监控中心将立即自动进行报警,包括进行语音警告、警报器蜂鸣,同时在监控中心现实发生警报的位置,视频自动录像,链接110指挥中心等。

(6)辅助供电系统

电源的供给对于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至关重要的作用,一旦电源受破坏即会导致整个系统处于瘫痪状态。系统的供电可以采用集中供电和分散供电两部分,用户可以根据实际的需要进行选择。

3.系统关键部分设计要求

(1)视频监控系统设计

摄像机的布控是设计关键。布控设计的时候主要考虑这样几个因素:监控范围的关键性与完整性、设备安装的美观性、设备安装的隐蔽性。关键性只要是指设备要安装在楼宇的关键区域,这个区域要能够对人员必经的出入之处以及容易发生安全问题的死角进行监控;完整性是指摄像机的分布要形成互相衔接,较少监控的盲区与死角;美观性是指摄像机的位置、形状、角度要得体、大方美观、与环境协调,一些内部元器件要安装在防护罩内;隐蔽性是指摄像机的安装尽力放在不易关注的地方,要照顾一般人员的感受,不要咄咄逼人地随时注视着业主,同时对于一些不法分子进行隐蔽的监视,可以让其防不胜防地暴露在显示器上。例如:摄像机的布防设计类型主要有:

a.大厅布控。

在大厅中央安装吸顶式集成式摄像机,将摄像机、云台、解码器等部件均安装在半球型防护罩内,能作水平360º、垂直90º运行旋转。如果使用可变焦的摄像机镜头,基本上能够对大厅的情况一目了然。

b.电梯布控。

电梯是容易激发违法分子犯法动机的易发点。处于美观与隐蔽的考虑,电梯内可以安装针孔型摄像机,它能与楼层显示器实施方便的连接,可正确清楚地观察与记录在电梯运行时进出人员的实际情况。

c.走廊布控。

走廊也适合安装集成摄像机,安装在走廊的顶端或者一段的角落。走廊不一定需要很大的旋转视角,但是需要变焦镜头(具体看走廊通道的长度),因为走廊的亮度相对较差,所以需要安装亮度较高的摄像机,以便在比较暗的灯光情况下也能看清楼内通道内人员的面容和相关活动情况,由于它具备隐蔽的特点,不影响大楼美观大方得体的布局。

d.楼宇周边地区布控。

楼宇的周边地区比较复杂,需要根据具体地形进行布控,做好防风防雨防晒措施,可以在楼宇的墙面,周围的路灯上,绿化地带内等地段进行安装,特别是要关注停车场这样的地段,进出大楼的相关人员都可观察与记录下来。

(2)门户对讲系统设计

视频监控属于小区集中监控系统,而楼宇对讲系统属于业主主动防御系统,具有积极的意义。通过楼寓对讲系统,实现控制开门,来访者在单元的可视门口机上选通住户,由住户确任后,按开门键开启单元门。选购楼宇对讲系统应该针对不同的住宅结构、小区分布和功能要求来选择,有些适宜于非封闭式管理的住宅,能够实现呼叫、对讲和开锁功能,并具有夜光指示的功能。封闭式管理的小区则可选用带有安全报警功能的室内机,用户可根据各自需要安装门磁、红外探头、烟雾报警、煤气泄漏报警装置等。一般在户数容较小的的多层房中采用直按式多线式产品,则既可达到对讲的基本功能,也可以合理配置节约系统投资成本。未来如要扩展为联网系统,只需在每个单元楼里,配置1台通讯转换器,即可将室内机传出的求助信号转换成数字信号,并发送到小区管理中心,在系统主机上显示和存储房号。为方便工程布线,根据不同的小区分布,大系统总线可采用星型布线和环型布线。为解决大系统信号衰减,在同一根电缆上视频双相传输双项放大可采用智能化信号增强器。封闭式的小区还可设置管理中心。管理中心机可储存报警记录,可随时查阅报警类型、时间和报警住户的楼栋号和房号,中心机可监控和呼叫整个小区与楼栋门口。

(3)红外线探头

小区园区及周界不可能都安装摄像机监控设备,所以摄像监控区总会有盲区。所以,选择防止越界的地点安装红外线探头,采用远距离主动红外对射探头,利用接口与总线相连,实现小区的周边防范。一旦小区周边有非法侵入,报警主机发出报警,指出报警的区域、时间、探头编号等。该系统主要由红外对射探头、系统主机及警号等组成。当周界有报警时,保安中心的报警控制主机,发出报警声并显示报警区域编号。系统采用总线结构,便于以后的扩展。系统具有防剪线功能,一旦出现剪线或损坏,能及时向管理中心报警。系统由红外、微波双探测器及闪光报警器构成,信号送至防控中心,并与电视系统合用矩阵控制系统/画面分割器、电视墙等控制设备。

(4)自动报警系统设计

自动报警系统是建立在视频监控、对讲系统、红外线探头监控系统的基础上,建立的信号警告系统。自动报警系统与电视监控系统相连接,将从用户对讲系统、户外红外线探头系统、消防火灾监控系统方面接受到的报警信号通过系统将信号送至电视监控系统,当有报警发生时,电视监控系统会自动将报警现场的图像切换到主监视器上。同时报警系统可按分区单独撤防布防。通过在大楼出入口、各层楼梯间出入口、走道、房门口等部位设置探头、摄影机,在室内安装火灾探头,通过这些设备完成报警监测。当报警发生时驱动声光报警装置,同时配语言报警单元,实现模拟人工报警,将警报通知公安部门。

4.互联网技术在安防监控中的运用

从楼宇安防设计的发展趋势来看,互联网技术的嵌入是未来发展的主要趋势。目前,大楼内安装的监控系统根据用户监控要求的不同大致可分为两种网络环境:主要提供大楼内部的安全保卫和物业管理需要,可利用大楼内的局域网络;对于个人用户,还比较关注的是可在办公室等异地,通过互联网络的支持随时可以监控到家里的安全和小孩生活的情况。利用楼宇内部现有的局域网资源,可将前端的摄像机和报警设备(如烟感、红外、门磁等)接入视频服务器,通过视频服务器的数字压缩处理,可将视频信号直接连入局域网内。在监控中心,安装网络视频监控系统,该系统在后台运行视频监控服务器程序,主要完成现场图像接收,用户登录管理,优先权的分配,控制信号的协调,图像的实时监控,录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。保安和物业管理人员可利用自己的办公微机,在网络中随时监控现场的环境。通过网络视频监控系统,可以将一些公共区域的情况开放给业主,业主经过系统授权,可观看到指定的监控画面。

四.设计案例——***花园小区网络视频监控系统设计

作为广州十大明星楼盘之一的***花园小区,其开发商从系统应用的实际需求出发,在综合比较分析国内监控市场上各种监控模式及解决方案的基础上,在小区楼盘中采用基于网络视频服务器的第三代全数字网络视频监控管理系统。按照实际需求规划配置108台摄像机,分别对小区内部楼道、楼内大堂与电梯口、地下室停车场、小区周边出入口等重要地点进行视频图像监控。系统共配备27台网络视频服务器,分别安放在各楼栋的弱电房内。楼栋内以及附近地下车库的监控摄像机每4台摄像机就近接入弱电房内的网络视频服务器。网络视频服务器连入小区内部局域网将数字图像信号发送到监控中心。

根据上述开发商要求,系统设计单位和设备厂家协商做出以下解决方式:

1、由于网络视频服务器后台的"网络视频集中监控系统"管理软件具备最多16画面分割显示功能,而本系统总共有108路视频图像,全部要求实时录像和显示,因此,监控中心配置8台电脑并安装配套的"网络视频集中监控系统"管理软件,其中1台作为监控主机,执行系统管理以及对前端网络视频服务器设置的功能,实时调用显示任意一路视频图像或回放任意一路的历史录像资料,执行对任意监控点摄像机云台镜头的控制,但不执行录像功能;另外7台电脑作为监控副机(其中6台每台负责系统内指定的16路视频图像的显示、录像功能,另外1台负责系统内余下的12路视频图像的显示、录像功能。)执行指定视频图像的显示、录像功能。

2、监控副机均配备17英寸显示器,显示器固定安放在电视墙柜里,全屏显示直接组合成监视墙(即电视墙);监控主机的显示器直接摆放在操作台上以便于日常操作管理;监控电脑机箱全部放置在机柜里。

3、考虑到操作台空间的有限性,再加上日常控制操作以监控主机为主,因此所有电脑通过切换器共用一套鼠标键盘实现控制管理操作。

4、监控电脑配置为:CPUP42.4G,内存512MDDR,显卡GFORCE4128M,工控主板及机箱电源,每台电脑内置3个120G硬盘,用于存储录像资料(要求保存所有视频录像资料1周每天24小时,之后录像资料自动覆盖更新。通过以上的监控中心电脑管理解决方式,不仅完全实现了系统的功能要求,在图像显示效果上更胜于传统方式,而且监控中心无须配备复杂、昂贵的大路数矩阵切换系统、画面分割器等就可以实现画面分割、切换、调用放大等功能。

五.总结

楼宇的智能化是一项宏大的学科,安防技术在不断发展,新的技术不断出现,本研究无力对所有的技术进行阐释,也无篇幅对每一项技术进行更加详尽的分析设计,在此谨对其中主要的设计要求提出思路。在对楼宇智能化安防监控体系的概念理解与构成分类上大胆进行了创新,不妥之处在所难免。随着科技的发展,楼宇安防监控设备将在不断吸收新技术的技术上,实现各种安防手段的集成化,同时将与智能化建筑技术整合,实行安全监控、水电造表、消防等各种形式集成化管理,所以,当前的设计在管线的布置、接口的预留等都要为未来的发展留下足够的设计空间,为未来的扩展打下基础。