建筑消防与安防第二篇安全防范技术第3章防盗报警系统.ppt
第三章 防盗报警系统,为了保证居民的人身和财产的绝对安全，建筑物内或住宅小区内采用防盗报警系统是很有必要的。报警系统可以是独立的系统，还可以与闭路电视监控系统进行联动，一旦发现有告警或其他突发事件，自动启动闭路电视系统，对现场进行实时录像，以协助管理机构尽快找到事件发生的原因。,第一节 防盗报警系统的基本组成及原理,防盗报警系统是采用红外线或微波技术的信号探测器,在一些无人留守的部位，根据不同部位的重要程度和风险等级要求以及现场条件，进行周边界或定方位保护。 防盗报警系统通常是由报警探测装置、信号传输媒体、报警控制主机和报警输出执行设备等基本部分组成。,1.报警探测装置 根据安全防范的具体要求，被保护区域划分为一个个防区，每个防区可以连接一定数量的报警探测器，负责监视保护区域现场的任何入侵活动。通常在现场使用的报警探测器有：红外探测器、紧急按钮、微波探测器、超声波探测器、磁开关、玻璃破碎探测器等。这些探测器一般由传感器和信号处理器组成，把压力、振动、声音、电磁场等物理量，转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻），来获得报警信号。,2.传输系统 报警探测器通过信号传输媒体，将报警输出信号传送到报警控制主机，进行响应和处理。同时，报警探测器的控制信号、供电电源等也需要由报警控制主机提供。根据现场使用环境和条件不同，信号传输系统可以是有线传输、无线信号传输、微波信号传输、光纤方式传输和电话线传输等多种信号传输媒体方式。,3.报警控制主机 报警控制主机是对传输系统传送来的报警信号，进行判断、处理、显示、执行、存储和发送的控制设备。它一般要给有线传输系统的前端探测器提供供电电源，对防区进行布防和撤防操作，对系统工作状态进行编程。它带有备用蓄电池，停电时，向前端探测器及系统设备提供不间断供电。 报警控制主机连有电话线，用于与上一级报警中心通信；连接有输出执行设备，完成警情的处理工作。,4.输出执行设备 输出执行设备包括警灯、警号、打印机、报警联动箱及其联动设备等，当报警系统控制主机发出警报时，警灯、警号发出声光报警指示，打印设备自动打印警情报告，报警联动箱带动联动设备完成报警联动控制操作，如打开现场灯光、启动电控锁工作等。,防盗报警系统可分为三层，由图2-3-1所示，最下层的探测和执行设备，探测器负责探测人员的非法侵入，有异常情况时向区域报警控制器发送信息。区域报警控制器带有微处理器，它负责对下层设备的管理，它自带多路数字开关输入（常开或常闭，可由软件自由编辑）接受来自探测器的检测信号，同时它还自带多路数字开关输出（可由报警连动）。当接收到探测器发来的异常信号时，一方面向下层执行设备发送报警信号，同时向上层的计算机控制中心传送自己负责区域的报警情况。,第二节 防盗报警探测器,一、磁控开关 磁控开关由带金属触点的两个簧片封装在充有惰性气体的玻璃管(称干簧管)和一块磁铁组成,如图2-3-2所示。 当磁铁靠近干簧管时,管中带金属触点的两个簧片,在磁场作用下被吸合，a、b接通；磁铁远离干簧管达一定距离时干簧管附近磁场消失或减弱，簧片靠自身弹性作用恢复到原位置，a、b断开。,使用时，一般是把磁铁安装在被防范物体（如门、窗等）的活动部位（门扇、窗扇），如图2-3-3所示,干簧管装在固定部位(如门框、窗框)。磁铁与干簧管的位置需保持适当距离，以保证门、窗关闭时磁铁与干簧管接近，在磁场作用下，干簧管触点闭合，形成通路。当门、窗打开时，磁铁与干簧管远离，干簧管附近磁场消失，其触点断开，控制器产生断路报警信号。,安装、使用磁控开关时，应注意如下一些问题： 干簧管应装在被防范物体的固定部分，安装应稳固，避免受猛烈振动，以防止干簧管碎裂。 磁控开关不适用有磁性金属的门窗，因为磁性金属易使磁场削弱。此时，可选用微动开关或其他类型开关器件代替磁控开关。 报警控制部门的布线图应尽量保密，连线结点要接触可靠。,二、导电簧片式玻璃破碎探测器 一种具有弯形金属导电簧片的玻璃破碎探测器的结构如图2-3-5所示。两根特制的金属导电簧片1和2，它们的右端分别置有电极3和4。簧片1横向略呈弯曲的形状，它对噪声频率有吸收作用。绝缘体、定位螺丝将金属导电簧片1和2左端绝缘，使它们的电极可靠地接触，并将簧片系统固定在外壳底座上。两条引线分别将簧片1和2连接到控制电路输入端。,玻璃破碎探测器的外壳需用粘接剂附在需防范玻璃的内侧。环境温度和湿度的变化及轻微振动产生的低频率、甚至敲击玻璃所产生的振动，都能被簧片的几处弯曲部分所吸收，不影响电极2和4，使其仍能保持良好接触。只有当探测到玻璃破碎或足以使玻璃破碎的强冲击力时，这些具有特殊频率的振动，使簧片2和1产生振动，两者的电极呈现不断开闭状态，触发控制电路产生报警信号。,三、声控报警探测器 声控报警启用传声器作传感器（声控头）用来探测入侵者在防范区域内走动或作案活动发出的声响（如开闭门窗、拆卸搬运物品、撬锁时的声响），并将此声响转换为报警点信号经传输线送入报警控制器。此类报警电信号既可送入监听电路转换为音响，供值班人员对防范区直接监听或录音，同时也可以送入报警电路，在现场声响强度达到一定电平时启动报警装置发出声、光报警，如图2-3-6所示。,拾音器,前置放大装置,监听电路,报警控制电路,录音机,声、光报警,喇叭 监听,图2-3-6 声控报警器示意图,这种探测报警系统结构比较简单，仅需在警戒现场适当位置安装一些声控头，将音响通过音频放大器送到报警主控器既可，因而成本廉价，安装简便，适合用在环境噪音较小的银行、商品仓库、档案室、机要室、监房、博物馆等场合 四、红外报警探测器 红外线报警器是利用红外线的辐射和接收技术构成的报警装置。根据工作原理，又可分为主动式和被动式两种类型。,1、主动式红外报警器 主动式红外报警器是由收、发装置两部分组成。发射装置向装在几米甚至几百米远的接收装置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号，因此，它也是阻挡式报警器，或称对射式报警器（图2-3-7）。,通常，发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉冲信号，经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线，通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束，射向接收端。 接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大后推动执行机构启动报警设备。,主动式红外报警器有较远的传输距离，因红外线属于非可见光源，入侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。 主动式红外报警器是点型、线型探测装置，除了用作单机的点警戒和线警戒外，为了在更大范围有效地防范，也可以利用多机采取光墙或光网安装方式组成警戒封锁区或警戒封锁网，乃至组成立体警戒区。,单光路由一个发射器和接收器组成。收、发装置分别相对，是为了消除交叉误射；多光路构成警戒面，如图2-3-8所示。,双光路由两对发射器和接收器组成。两对收、发装置分别相对，是为了消除交叉误射；双光路构成警戒面，见图2-3-9所示。,多光路构成警戒面，见图2-3-10所示。,反射单光路构成警戒区，见图2-3-11所示。,2、被动式红外报警器 被动式红外报警器不向空间辐射能量，而是依靠接收人体发出的红外辐射来进行报警的。任何有温度的物体都在不断地向外界辐射红外线，人体的表面温度为3637，其大部分辐射能量集中在812um的波长范围内。,被动式红外报警器在结构上可分为红外探测器（红外探头）和报警控制部分。红外探测器目前用得最多的是热释电探测器，作为人体红外辐射转变为电量的传感器。如果把人的红外辐射直接照射在探测器上，当然也会引起温度变化而输出信号，但这样做，探测距离有限。为了加长探测器探测距离，须附加光学系统来收集红外辐射，通常采用塑镀金属的光学反射系统，或塑料做的菲涅耳透镜作为红外辐射的聚焦系统。,被动式红外报警器的主要特点： (1)由于它是被动式的，不主动发射红外线，因此其功耗非常小。 (2)安装方便。 (3)与微波报警器相比，红外波长不能穿越砖头水泥等一般建筑物，在室内使用时，不必担心由于室外的运动目标会造成误报。 (4)在较大面积的室内安装多个被动红外报警器时，因为它是被动的，所以不会产生系统互扰的问题。 (5)工作不受声音的影响，即声音不会使它产生误报。,五、微波探测器 上述红外探测器报警装置存在着红外线受气候条件（如温度等）变化的影响较大的缺点，影响了安全性。而微波探测防盗报警器可以克服这些缺点，而且微波能穿透废金属物质，故可安装在隐蔽处或外加装饰物，不易被人发觉而加以破坏，安全性很高。利用微波能量辐射及探测技术构成的探测器称为微波探测器。按工作原理上划分可以分为移动式和遮挡式探测器。,1.微波移动探测器 微波移动式防盗报警装置主要是通过电磁波对运动目标产生的多普勒效应而进行报警的。如图2-3-13所示，探测器发出无线电波频率，同时接收反射波，当有物体在布防区移动时，反射波的频率与发射波的频率有差异，两者频率差为称为多普勒频率。当发射信号频率=9.375GHz时，人体按0.58m/s的速度运动时，多普勒频率大约在31.25520Hz之间变动，这是音频段的低频。只要检测出这个频率的信号，就能探知人体在布防区的运动情况，即可完成报警传感功能。微波移动式探测器属于体控型探测器，用于警戒立体空间，一般用于监视室内目标。,图2-3-13 多普勒效应,2.微波遮挡式探测器 这种探测器由微波发射机、微波接收机和信号处理器组成。它不是利用多普勒效应工作的，而是分析收、发射机之间微波能量的变化，从而实现探测报警。 这种探测器必须将发射天线和接收天线相对放置在监控区域的两端。发射天线发射微波束直接送达接收天线，当有运动目标遮挡微波波束时，接收天线接收到的微波能量减弱甚至消失了，此减弱的信号经检波、放大及比较，即可产生报警信号。,六、超声波报警探测器 超声波报警探测器的工作方式与上述微波报警器类似，只是使用的不是微波而是超声波。因此，多普勒式超声波报警器也是利用多普勒效应，超声发射器发射2540kHz的超声波充满室内空间，超声接收器接收从墙壁、天花板、地板及室内其他物体反射回来的超声能量，并不断与发射波的频率加以比较。当室内没有移动物体时，反射波与发射波的频率相同，不报警；当入侵者在探测区内移动时，超声反射波会产生大约±0的多普勒频率，接收器检测出发射波与反射波之间的频率差异后，即发出报警信号。,超声波报警器在密封性较好的房间（不能有过多的门窗）效果好，成本较低，而且没有探测死角，即不受物体遮蔽等影响而产生死角。但容易受风和空气流动的影响，因此安装超声波收发器时不要靠近排风扇和暖气设备，也不要对着玻璃和门窗。,七、被动红外/微波入侵报警探测器 被动红外/微波入侵报警探测器又称为“双鉴”入侵报警探测器。它是被动红外探测再加上微波同时探测，以提高抗干扰的能力，进一步减少误报现象的发生，即具有“双重鉴别”能力。 被动红外/微波入侵报警探测器主动向外发射微波，微波在遇到的物体上反射回来，如果物体是静止不动的，则反射的微波频率不产生变化。如果物体是运动的，则反射的微波频率将产生变化。,被动红外/微波入侵报警探测器只有当检测到红外与微波都产生触发信号时才产生报警信号输出。在使用环境较恶劣的场所，如过道、仓库等，流动空气容易触发红外线报警，但流动的空气不反射微波，因此，被动红外/微波入侵报警探测器使用在这种环境中，不会产生误报。需注意的是:微波具有一定的穿透能力，它能穿透一定厚度的墙壁，探测到墙外的行人。水管内流动的液体也能使微波频率发生变化。在这种环境中使用应予以考虑。,八、周界报警探测器 为了对大型建筑物或某些场地的周界进行安全防范，一般可以建立围墙、栅栏，或采用值班人员守护的方法。但是围墙、栅栏有可能受到破坏或非法翻越，而值班人员也有出现疏忽或暂离岗位的可能性。为了提高周界安全防范的可靠性，可以安装周界报警装置。 周界报警的传感器可以固定安装在现有的围墙或栅栏上，有人翻越或破坏时即可报警。传感器也可以埋设在周界地段的地层下，当入侵者接近或越过周界时产生报警信号，使值守人员及早发现，及时采取制止入侵的措施。,下面介绍几种专用的周界报警传感器。 1、泄漏电缆传感器 这种传感器类似于电缆结构，如图2-3-14所示，其中心是铜导线，外面包围着绝缘材料（如聚乙烯），绝缘材料外面用两条金属（如铜皮）屏蔽层以螺旋方式交叉缠绕并留有方形或圆形孔隙，以便露出绝缘材料层。,电缆最外面是聚乙烯塑料构成的保护层。当电缆传输电磁能量时，屏蔽层的空隙处便将部分电磁能量向空间辐射。为了使电缆在一定长度范围内能够均匀地向空间泄漏能量，空隙的尺寸大小是沿电缆变化的。 把平行安装的两根泄漏电缆分别接到高频信号发射和接收器就组成了泄漏电缆周界报警器。发射产生的脉冲电磁能量沿发射电缆传输并通过泄漏孔接收空间电磁能量并沿电缆送入接收器。,这种周界报警器的泄漏电缆可埋入地下，如图2-3-15所示，当入侵者进入探测区时，使空间磁场分布状态发生变化。因而使接收电缆收到的电磁能量产生变化，此能量变化量就是初始的报警信号，经过处理后即可触发报警器工作。 此周界报警器可全天候工作，抗干扰能力强，误报和漏报率都比较低，适用于高保安、长周界的安全防范场所。,探测区空间电磁场, 发射电缆（T）, 接收电缆（R）,地平线,图2-3-15 泄漏电缆空间场示意图,2、平行线周界传感器 这种周界传感器是由多条（210条） 平行线构成的，如图2-3-16所示。在多条平行导线中，有部分导线与振荡频率为140kHz的信号发生器连接，称之为场线，工作时场线向周围空间辐射电磁能量。另一部分平行导线与报警信号处理器连接，称之为感应线，场线辐射的电磁场在感应线中产生感应电流。当入侵者靠近或穿越平行线时，就会改变周围电磁场的分布状态，相应地使感应线中的感应电流发生变化，报警信号处理器检测出此电流变化量作为报警信号。,平行线周界传感器可以全天候工作，误报及漏报率都较低；安装方式可灵活多样，可安装在现有围墙或栅栏的顶端、侧面等部位，也可将平行导线安装在支柱上兼作周界栅栏使用。 显然，前面所述的主动式红外探测器可用作周界报警器。此外，还有用光纤传感器、驻极体电缆传感器等构成的周界报警器，此不赘述。,信号 发生器,报警信号 处理器,支柱,绝缘物,场线,感应线,图2-3-16 平行线周界报警器构成示意图,第三节 报警信号的接收与处理,安防报警系统小型的由前端报警探测设备和报警控制主机二级连接而成，大型的由前端探测设备、报警控制主机、报警监控中心三级加上报警信号传输系统组成。,一、报警控制主机 报警控制主机也常被称为报警控制器。系统基本连接如图2-3-17所示。其底层是各种探测器，负责探测有无人员的非法入侵，报警控制主机在接受到报警信号后按设置程序执行警报的就地处理，发出声光报警信号，同时与监控系统实现联动，控制现场的灯光并记录报警事件和相应的视频图像，之后将相关信息上传到报警监控中心，再由报警管理计算机在报警管理软件指挥下执行整个系统管理功能。,报警控制主机（就地处理）,报警复核,报警监控中心,警报上传,布防,撤防,门磁开关,双鉴探测器,玻璃破碎探测器,振动探测器,紧急按钮,图2-3-17 报警控制器功能及连接框图,报警控制主机可以实现的基本功能： 1.布防与撤防 在正常状态下，监视区的探测设备处于撤防状态，不会发出报警；而在布防状态，如果探测器有报警信号向报警控制主机传来，就立即报警。报警控制主机既可手动布防或撤防，也可以定时自动对系统进行自动布防、撤防。 2. 布防后的延时 如果布防时人员尚未退出探测区域、报警控制器能够自动延时一段时间，等人员离开后布防才生效，这是报警控制主机的布防延时功能。,3.防破坏 如果有人对报警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，报警控制主机会发出报警，并能显示线路故障信息；任何一种情况发生，都会引起报警控制主机报警。 4.微机联网功能 报警控制主机具有通信联网功能，使区域的报警信息能上传送到报警监控中心，由监控中心的计算机来进行资料分析处理，并通过网络实现资源的共享及异地远程控制等多方面的功能，大大提高系统的自动化程度。,二、报警监控中心 1.上传报警信号的接受与处理设备（如图2-3-18）,通讯网络,报警控制主机,中央控制室接收器,中央控制室接收器,打印机,报警响应服务器,操作员2,操作员1,操作员1,图2-3-18 报警监控中心设备及结构,2.报警监控中心的管理功能 报警监控中心是对报警信号进行集中管理的地方，可以通过串口或局域网将中心内的多台大型报警响应主机连接起来，识别各报警控制主机传送来的报警信号，并在软件中转换为便于操作人员容易识别的报警信号。,三、报警信号的传输 探测信号的传输通常有有线传输方式和无线传输方式两种。 1.有线传输 有线传输是将探测器探测到的信号通过导线传送给控制器。根据控制器与探测器之间采用并行传输还是串行传输的方式不同而选用不同的线制。所谓线制是指探测器和控制器之间的传输线的线数。一般有多线制、总线制和混合式三种方式。,（1）多线制 所谓多线制是指每个防盗报警探测器与控制器之间都有独立的信号回路。探测器之间是相对独立的，所有探测信号对于控制器是并行输入的，这种方法又称点对点连接。多线制又分为n+4线制与n+1线制两种，n为n个探测器中每个探测器都要独立设置的一条线，共n条；而4或1是指探测器的公用线。 多线制的优点是探测器的电路比较简单但缺点是线多，配管直径大，穿线复杂，线路故障不好查找。显然这种多线制方式只适用于小型报警系统。,（2）总线制 总线制是指采用2条至4条导线构成总线回路，所有的探测器都并接在总线上，每只探测器都有自己的独立地址码，防盗报警控制器采用串行通信的方式按不同的地址信号访问每只探测器。总线制用线量少，设计施工方便，因此被广泛使用。,（3）混合式 混合式则是将多线制和总线制两种方式相结合的一种方法。一般在某一防范范围内（如某个房间）设一通信模块（或称为扩展模块），在该范围内的所有探测器与模块之间采用多线制连接，而模块与控制器之间则采用总线连接。由于房间内各探测器到模块路径较短，探测器数量又有限，故多线制可行，由模块到报警器路径较长，采用总线制合适，将各探测器的状态经通信模块传给控制器。,2.无线传输 无线传输是探测器的探测信号经过调制，用一定频率的无线电波向空间发送，由报警中心的控制器所接收。而控制中心将接收信号处理后发生报警信号和判断出报警部位。全国无线电管理委员会指定可用的无线电频率范围为：36.05036.725MHz。,在无线传输方式下，前端防盗报警探测器发出的报警信号的声音与图像复合信号也可以用无线传输。首先在对应防盗报警器的前端位置将采集到的声音与图像复合信号变频，把各路信号分别调制在不同的频道上，然后在控制中心将高频信号解调，还原出相应的图像信号和声音信号，并经多路选择开关选择需要的声音和图像信号或通过相关设备自动选择报警区域的声音和图像信号，进行监控或记录。,注意：在采用前述的总线制或混合式（总线与多线相结合）有线传输报警信号的方式时，如果在终端（控制中心）的报警控制器上没有一一对应前端各探测器的解码输出时，应对控制器再加接一个能将前端各探测器解码并一一对应输出的装置，通常称为“报警驱动模块”，否则无法与视频矩阵主机进行报警联动，这在组成系统时应加以注意。如果有些报警控制器有与矩阵切换主机通信的接口，并有相同的通信协议，意味着通过通信接口的连接，可将前端报警探测器一一对应送入矩阵切换主机，也可以进行报警联动，这时就不必加装“报警驱动模块”。,本 章 小 结 本章首先概述了防盗报警系统的组成，接着对常见报警探测器的工作原理，安装使用事项进行了介绍，并对各类型探测器的功能进行了比较。最后，对报警控制器的工作原理及功能作了说明，总结了报警监控中心的管理功能，并详细介绍了有线和无线两种传输方式。,复习思考题 1.防盗报警系统有哪几部分组成？ 2.对常见探测器适用场所作简单介绍。 3.主动红外报警探测器有哪几种布防方式？ 4.简述微波探测器的工作原理。 5.报警控制器的功能有哪些？ 6.简述报警监控中心的功能。 7.报警信号的有线传输方式有哪几种? 8.常见的周界报警探测器有哪些？,
