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　　安全防范自動化系統

　　第四節　建筑智能化工程

　　17-18年共5題，智能建筑系統0-1題，建筑自動化系統0-1題，安全防范自動化系統1-3題，火災報警系統0-1題，辦公自動化系統0-1題，綜合布線系統1題，工程量計算0題。

　　19年共5題，智能建筑系統0題，建筑自動化系統1題，安全防范自動化系統2題，火災報警系統0題，辦公自動化系統0題，綜合布線系統2題，工程量計算0題。

　　一、智能建筑系統構成

　　1.智能建筑體系構成

　　智能建筑體系統由上層的智能建筑系統集成中心(SIC)和下層的3個智能化子系統構成。

　　智能化子系統包括樓宇自動化系統(BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)。

　　BAS、CAS和OAS三個子系統通過綜合布線系統(PDS)連接成一個完整的智能化系統。

　　系統集成中心(SIC)應具有各個智能化系統信息匯集和各類信息綜合管理的功能。

　　綜合布線(PDS)是建筑物或建筑群內部之間的傳輸網絡。

　　二、建筑自動化系統

　　建筑自動化系統(BAS)是一套采用計算機、網絡通訊和自動控制技術，對建筑物中的設備、安保和消防進行自動化監控管理的中央監控系統。

　　根據我國行業標準，建筑自動化系統(BAS)可分為設備運行管理與監控子系統(BA)、消防(FA)子系統和安全防范(SA)子系統。

　　一般情況下，消防(FA)子系統和安全防范(SA)子系統宜納入BAS考慮，但由于消防與安全防范系統的行業管理特殊性，大多數的做法是把消防與安全防范系統獨立設置，同時與BAS監控中心建立通信聯系，以便災情發生時，能夠按照約定實現操作轉移，進行一體化的協調控制。

　　建筑自動化系統包括供配電、給排水、暖通空調、照明、電梯、消防、安全防范、車庫管理等監控子系統。

　　6.保安監控系統又稱SAS，一般有如下內容：

　　(1)出入口控制系統;

　　(2)防盜報警系統;

　　(3)閉路電視監視系統;

　　(4)保安人員巡邏管理系統。

　　7.消防監控系統。消防系統又稱FAS(Fire Automation System)，是一個相對獨立的系統，由火災報警、水噴淋、送風與排煙、消防通信與緊急廣播等子系統組成，傳遞火災報警系統的各種狀態和報警信息。

　　FAS主要由火災自動報警系統和消防聯動控制兩部分構成。

　　三、安全防范自動化系統

　　安全防范系統包括防盜報警、電視監控、出入口控制、訪客對講、電子巡更等。

　　(一)防盜報警系統

　　1.系統組成

　　(1)探測器。探測器通常由傳感器和信號處理器組成。有的探測器只有傳感器而沒有信號處理器。

　　傳感器是一種物理量的轉化裝置，在入侵探測器中，傳感器通常把壓力、振動、聲響、光強等物理量，轉換成易于處理的電量(電壓、電流、電阻等)。

　　信號處理器的作用是把傳感器轉化成的電量進行放大、濾波、整形處理，使它成為一種合適的信號，能在系統的傳輸信道中順利地傳送，通常把這種信號稱為探測電信號。

　　(2)信道。通常分有線信道和無線信道。有線信道是指探測電信號通過雙絞線、電話線、電纜或光纜向控制器或控制中心傳輸。

　　(3)控制器。報警控制器由信號處理器和報警裝置組成。

　　(4)控制中心。

　　2.常用入侵探測器

　　入侵探測器按防范的范圍可分為點型、線型、面型和空間型。

　　(1)點型入侵探測器。點型報警探測器是指警戒范圍只是一個點的報警器。如門、窗、柜臺、保險柜等這些警戒的范圍僅是某一特定部位。

　　1)開關入侵探測器。該探測器由開關傳感器與相關的電路組成，干簧繼電器是門、窗等用得最多的控制元件。

　　2)震動入侵探測器。該探測器當入侵者進入設防區域時，引起地面、門窗等振動而發出報警信號。

　　①壓電式震動入侵探測器。把壓電傳感器貼在物體上。

　　②電動式震動入侵探測器。電動傳感器是利用電磁感應的原理，將震動轉換成線圈兩端的感應電動勢輸出。

　　電動傳感器具有較高的靈敏度，輸出電動勢較高，不需要高增益放大器，而且電動傳感器輸出阻抗低，噪聲干擾小。

　　(2)直線型入侵探測器。常見的直線型報警探測器為主動紅外入侵探測器、激光入侵探測器。

　　探測器的發射機發射出一串紅外光或激光，經反射或直接射到接收器上，如中間任意處被遮斷，報警器即發出報警信號。

　　1)紅外入侵探測器

　　①被動紅外探測器。當被探測的目標入侵引起該區域紅外輻射的變化。

　　該探測器的抗噪能力強，噪聲信號不會引起誤報，紅外探測器一般用在背景不動或防范區域內無活動物體的場合。

　　②主動紅外探測器。主動紅處探測器的發射機發出一束經調制的紅外光束。

　　主動紅外探測器體積小、重量輕、便于隱蔽，采用雙光路的主動紅外探測器可大大提高其抗噪防誤報能力。而且主動紅外探測器壽命長、價格低，易調整，因此被廣泛使用在安全技術防范工程中。

　　2)激光入侵探測器。激光探測器十分適合于遠距離的線控報警裝置。

　　由于能量集中，可以在光路上加反射鏡反射激光，圍成光墻。從而用一套激光探測器可以封鎖一個場地的四周，或封鎖幾個主要通道路口。

　　采用半導體激光器的波長在紅外線波段，處于不可見范圍，便于隱蔽。

　　(3)面型入侵探測器。面型報警探測器警戒范圍為一個面，當警戒面上出現危害時，即能發生報警信號。

　　電磁感應探測器更多地被用作面型報警探測器，如電場畸變探測器，這種探測器常用的有平行線電場畸變探測器，帶孔同軸電纜電場畸變探測器。

　　(4)空間入侵探測器

　　1)聲入侵探測器。它是常用的空間防范探測器。

　　通常將探測說話、走路等聲響的裝置稱聲控控測器。

　　將探測物體被破壞(如打碎玻璃、鑿墻、鋸鋼筋)時，發生固有聲響的裝置稱為聲發射探測器。

　　①聲控探測器

　　②聲發射探測器。常用的聲發射探測器有：玻璃破碎聲發射探測器和鑿墻、鋸鋼筋發射探測器。

　　玻璃破碎聲發射探測器與微波入侵探測器

　　2)次聲探測器。次聲為頻率很低的音頻信號，次聲探測器通常只用來作為室內的空間防范。

　　3)其他探測器。

　　①超聲波探測器。利用多普勒效應，當目標在防范區域空間移動時，反射的超聲波引起探測器報警。

　　②微波入侵探測器。根據入射波和反射波的頻率漂移，可探測出入侵物體的運動。

　　③視頻運動探測器。用攝像機作為探測器，監視所防范的空間。

　　3.入侵報警控制器

　　(2)入侵報警控制器的類型

　　1)小型報警控制器。對于一般的小用戶，防護的部位很少時。

　　2)區域入侵報警控制器。區域入侵報警控制器利用計算機技術，實現了輸入信號的總線制。

　　所有的探測器根據安置的地點，實現統一編碼，探測器的地址碼、信號以及供電由總線完成。每路輸入總線上可掛接上128個探測器。

　　3)集中入侵控制器。在大型和特大型的報警系統中，由集中入侵控制器把多個區域控制器聯系在一起。

　　4.系統信號的傳輸。探測電信號的傳輸通常有兩種方法：有線傳輸和無線傳輸。

　　(1)有線傳輸。在小型防范區域內，探測器的電信號直接用雙絞線送到入侵報警控制器。

　　雙絞線經常用來傳送低頻模擬信號和頻率不高的開關信號。

　　當傳輸聲音和圖像復核信號時，常用音頻屏蔽線和同軸電纜。

　　(2)無線傳輸。

　　(二)電視監控系統

　　1.閉路監控的組成和特點

　　閉路監控電視系統一般由攝像、傳輸、控制、圖像處理和顯示等四個部分組成。

　　(1)攝像部分。核心是攝像機，它是光電信號轉換的主體設備。

　　(2)傳輸部分。傳輸部分的作用是將攝像機(現場)和中心機房進行信息交互，傳輸控制信號，以控制現場的云臺和攝像機工作。

　　控制信號傳輸的方式有兩種：基帶傳輸和頻帶傳輸。

　　未經調試的視頻信號為數字基帶信號。基帶傳輸不需要調制、解調，設備花費少，傳輸距離一般不超過2km。

　　頻帶傳輸，是用基帶脈沖對載波波形的某些參量進行控制，使這些參量隨基帶脈沖變化，這就是調制。經過調制的信號稱為已調信號。已調信號通過線路傳輸到接收端，然后經過解調恢復為原始基帶脈沖。

　　頻帶傳輸克服了許多長途電話線路不能直接傳輸基帶信號的缺點，能實現多路復用的目的，提高了通信線路的利用率。通過借助頻帶傳輸，可以將鏈路容量分解成兩個或更多的信道，每個信道攜帶不同的信號，這就是寬帶傳輸。

　　傳輸分配部分構成主要有：

　　1)饋線。傳輸饋線有同軸電纜(以及多芯電纜)、平衡式電纜、光纜。

　　2)視頻電纜補償器。

　　3)視頻放大器。

　　(3)控制部分。控制部分的作用是在中心機房通過有關設備對系統的現場設備(攝像機，云臺等)進行遠距離遙控。

　　2.閉路監控系統的現場設備

　　(1)攝像機。

　　(2)云臺和防護罩。

　　(3)解碼器。解碼器能完成對攝像機鏡頭，全方位云臺的總線控制，有的還能對攝像機電源的通/斷進行控制。

　　4.閉路監控系統信號的傳輸

　　當傳輸距離較近時采用信號直接傳輸(基帶傳輸)，當傳輸距離較遠采用射頻、微波或光纖傳輸等，現在越來越多采用計算機局域網實現閉路監控信號的遠程傳輸。(18)

　　(1)基帶傳輸。控制信號直接傳輸常用多芯控制電纜對云臺、攝像機進行多線制控制，也有通過雙絞線采用編碼方式進行控制的。

　　(2)射頻傳輸。是將攝像機輸出的圖像信號經調制器調制到射頻段來進行傳輸。射頻傳輸常用在同時傳輸多路圖像信號而布線相對容易的場所。

　　(3)微波傳輸。常用在布線困難的場所。

　　(4)光纖傳輸。光纖傳輸的高質量、大容量、強抗干擾性、安全性是其他傳輸方式不可比擬的。

　　(5)互聯網傳輸。采用計算機局域網傳輸的方式是將圖像信號與控制信號作為一個數據包，在局域網內的任何一臺普通PC機通過分控軟件就能調看任何一臺攝像機輸出的圖像，并對其進行控制。

　　(三)出入口控制系統

　　1.出入口控制系統組成

　　(1)安裝開關。在需要監視和控制的出入口處，安裝門磁開/關、電控鎖。

　　(2)安裝控制器。控制器可通過密碼、指紋、卡數據信號、密碼等方式控制電控鎖的開/關。

　　門禁系統一般由管理中心設備(控制軟件、主控模塊、協議轉換器等)和前端設備(含門禁讀卡模塊、進/出門讀卡器、電控鎖、門磁開關及出門按鈕等)兩大部分組成。

　　2.系統功能

　　3.系統網絡結構

　　門禁控制系統是一種典型的集散型控制系統。系統網絡由兩部分組成：監視、控制的現場網絡和信息管理、交換的上層網絡。

　　監視、控制的現場網絡是一種低速、實時數據傳輸網絡，采用傳統的RS-485控制網絡實現分散的控制設備、數據采集設備之間的通信連接。

　　信息管理、交換的上層網絡由各相關的智能卡門禁工作站和服務器組成，完成各系統數據的高速交換和存儲。

　　分布在門禁現場的門禁讀卡器是一種現場數字控制器，完成對智能卡數據的識別，門禁讀卡模塊完成對現場通道的控制。門禁讀卡器、門禁讀卡模塊可以脫離系統獨立工作。

　　4.系統硬件

　　(1)主控模塊是系統中央處理單元，連接各功能模塊和控制裝置，具有集中監視、管理、系統生成以及診斷等功能。

　　(2)網絡隔離器功能為當某一子網出現故障時，不會影響其他網絡工作。

　　(3)門禁讀卡模塊是安裝在現場的一個直接數字控制器。有的門禁讀卡模塊與現場讀卡器安裝在一起組成門禁機。

　　其數字輸入接口連接現場讀卡器，數字輸出接口連接現場被控設備，如電控鎖，消防、電視監控等設備。

　　(4)門禁讀卡器可以是一個讀卡器或一個數字鍵盤，通過刷卡或輸入密碼控制開門。

　　如果系統設置進/出門讀卡，則在室內和室外都需要安裝讀卡器。

　　(5)門磁開關在系統中用來檢測門的開/關狀態。門磁開關與門禁讀卡模塊相連，其狀態通過485總線傳到中央控制器。

　　5.身份辨識技術

　　在安全防范系統中身份確認方式常用以下三類：

　　人體生理特性識別——用人體特有的生物特性如人臉、掌靜脈、指紋、掌紋、視網膜進行識別。

　　代碼——用代碼來識別，如身份證號碼、學生證號碼、開鎖密碼等。

　　卡片——用磁卡、射頻卡、IC卡、光卡中數據代碼來識別。

　　表6.4.2　　　各種識別方法的優缺點

　　6.智能卡應用系統

　　早期的確認、識別系統采用磁卡，標簽卡。此類卡存儲容量小，存儲區域少，功能單一，防偽能力差。

　　現在采用的1C卡(帶計費功能)存儲容量大，存儲區域多達8～16個，每個區域相互獨立，可自帶密碼，多重雙向的認證保證了系統的安全性。

　　IC卡芯片可以寫入數據與存儲數據，根據芯片功能的差別，可以將其分類三類：

　　(1)存儲型：卡內集成電路為電可擦的可編程只讀存儲器。

　　(2)邏輯加密型：卡內集成電路具有加密邏輯和EEPROM。

　　(3)CPU型：卡內集成電路包括CPU、EPROM、隨機存儲器(RAM)以及固化在只讀存儲器(ROM)中的卡內操作系統COS(Chip Operating System)。

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