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别墅震动光纤设计方案

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2020年6月23日
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福州某别墅周界报警系统

设
计
草
案

一、 工程概况
1.1 客户需求
根据客户描述, 需要为别墅周界做一套周界报警系统, 该系统要求能够24小时不间断防范外界入侵, 为别墅提供一个安全的生活环境。客户要求一旦有非法分子试图攀爬、 翻越围墙侵入别墅时, 主控机房的报警主机能够发出报警信号。
1.2 方案设计分析
本别墅需要设防的周界总周长约400米, 其周界的介质是围墙, 采用扣网的方式铺设, 如果要防范入侵者有凿墙的可能性能够选择在围墙的中央用线卡敷设一道光缆。做到双重的防护。具体要根据用户的需要而定。
本方案采用深得众多客户青睐的光缆作为传感探测单元, 光缆因其独特的线性结构能够不受周界轮廓的限制, 在有很多转角, 有坡度落差、 有弧度的周界中使用时光缆能够随周界的形状铺设, 不会有任何的死角。震动光缆探测周界报警系统不需铺设电源线、 信号线, 而且光缆的使用寿命长达20年, 因而能够满足客户低投入、 低耗能, 高防范的要求。
YX-ZD系统技术先进而成熟, 该系统具有不受电磁及无线电干扰的特性, 有极高的探测和非常低的误报率, 并具有能在恶劣环境下稳定工作、 使用寿命长、 易于安装维护、 故障率低等优势。
二、 方案设计
2.1 设计依据及规范
本系统方案设计以别墅的设置平面图为参考依据, 同时遵循下列标准规范:
中华人民共和国安全防范行业标准( GA/T74-94)
中华人民共和国公共安全行业标准( GA/T70-99)
工业电视系统工程设计规范( GBJ115-87)
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》( GB 50198-94)
《民用建筑电气设计规范》( JGJ／T16－92)
《安全防范工程程序与要求》( GA／T75－94)
《安全防范系统通用图形符号》( GA／T74－94)
《智能建筑设计标准》( GB/T 50314- )
《智能建筑工程质量验收规范》(GB 50339- )
《智能建筑弱电工程设计施工图集》( 97X700)
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
《安全防范工程程序与要求》( GT／T75-94)
《电气装置防护箱体标准》( IEC529)
《电磁兼容性标准》( IEC801)
产品制造商的设计、 制造及施工安装规范
2.2 设计原则
根据别墅周界防盗系统的实际要求, 以及参照《中国建筑电气设计规范》、 《中华人民共和国安全行业标准》、 《安全防范工程程序与要求》、 《业祥光缆震动探测报警系统》等有关规定, 设计了本套周界防盗系统方案。我们的设计原则是”技术先进、 质量可靠、 布局合理、 经济实用”。根据用户的要求, 周界防盗系统器材配置我们主要遵循以下原则, 以达到最佳的效果和最优的性能价格比。
1、 技术和设备的先进性
本方案要求设计严密, 布局合理, 能与其它老产品接轨, 而且所选择的设备应与此相适应, 系统实施后二十年内, 亦能保持其设备功能完善、 齐全, 以保证整个系统的先进性。
2、 系统的可靠性和一致性
设备的可靠性, 取决于设备的质量水平。本系统的设备, 采用国际先进水平国内唯一创造制造商生产的标准设备, 主要设备尽量选用同一品牌产品, 以保证系统的可靠性和一致性。
3、 系统的扩展性
整个系统应具有扩展功能。随着技术的进步、 经济的发展和管理要求的提高, 原来建立的系统, 从容量和功能上经过若干年后, 往往都不能满足发展的需要, 扩展系统规模几乎是必须的。因此, 本方案在设计中充分考虑了系统的余量以及可扩展性。
4、 操作简便且易于掌握
本系统的设计, 为操作人员与设备之间提供了友好的界面, 使操作者无论对系统的设置还是日常的管理, 经过键盘鼠标进行简单的操作即可完成。即使对没有接触过此类设备的操作者, 只需稍加培训, 即能熟练掌握操作。
2.3 具体方案设计
本方案充分考虑别墅的使用需求和周界环境, 并结合当今的技术现状, 按照高可靠性、 先进性及适用性的原则进行设计。
周界报警系统的设计方案
本周界总长约400米, 据实际需要划分为4个防区, 每个防区长度依实际情况而定。围墙的部分采用扣网的方式敷设, 相邻两个防区之间用光学模块划分。报警主机( 连接风雨探测环) 、 键盘设在机房, 当发生入侵时, 光缆受到震动, 产生入侵信号传到报警主机, 由报警主机发出报警信号。
报警信号的应用如下:
报警信号传输到键盘上, 在键盘上显示报警防区编号, 此时警卫人员能够迅速奔赴防区现场查看处理。
重要特点:
( 1) 、 系统具备相应的防拆、 防攀、 防翻越、 防破坏等功能, 当人为破坏周界探测设备时, 能够及时发出报警信号;
( 2) 、 系统能够划分不同的操作权限, 根据不同的用户权限, 提供不同的控制;
( 3) 、 系统能够以多种模式进行布、 撤防;
三、 施工指导
3.1 系统图示例
报警系统由光缆震动探测报警主机、 键盘、 引导光缆、 震动光缆、 光学模块、 风雨探测环等组成, 沿周界围栏铺设上述形式感应光缆, 在各个防区节点上经过特殊的光路结构实现防区划分。系统是嵌入式设计不需计算机处理, 进一步保证了系统的稳定性。

系统图
3.2 所需配置
本套周界报警方案所需相关设备与材料请看报价清单。
序号
产品名称
规格
单位
数量
1
光缆震动探测报警主机
YX-ZD-A4
台
1
2
风雨震动探测环
YX-ZD-AFY18
套
1
3
光学模块
YX-ZD-AJX32
只
6
4
主控布\撤防键盘
YX-ZD-AJP10
套
2
5
引导光缆
GYXTW-6B1
米
200
6
震动光缆
GYXTW-6B1
米
600
7
防紫外线扎带
15cm
根
3000
8
扣网
定做
米
400
3.3 光缆铺设方法
要设防的部分周界总长400米左右。由于大部分周界介质为围墙, 采用扣网铺设方式, 此铺设方式可探测到翻越、 攀爬的入侵方式。
防范翻越围墙:
如果入侵者采用翻越的方式进入, 则此过程中产生的震动极其微弱, 震动光缆感应到的信号不足以作为判断入侵的依据, 因此防范这种入侵方式时, 必须在墙头上安装扣网, 以增加震动的强度和感应面积。扣网材料一般采用Φ5、 孔径为5cm X 5cm的铁网, 样式如图( 1) 。在扣网上固定震动光缆时应注意将震动光缆固定在围墙外侧扣网的顶部。在需要提高警戒级别时可将光缆铺设成波浪型, 如图:

防范凿墙:( 备选)
凿墙是一种常见的针对围墙的入侵方式, 震动光缆能够探测到入侵者凿墙时产生的微小震动。施工人员可采用平行线型方式在墙面上铺设两道光缆, 围墙的高度不应超过2米, 光缆应固定在距离地面0.6米和1.6米处, 如果围墙高度大于2米, 则高度每增加1米, 需增加一道光缆, 光缆水平固定在该区域的中部。为了保证震动光缆能感应到凿墙时产生的震动, 必须保证墙面结实, 砖块不能有松动, 而且光缆应紧密地附在围墙表面。可使用线卡子每隔50厘米进行固定。

四、 配置介绍
4.1 大型总线报警主机YX-ZD-A4

重要特色
l 业内最大报警主机, 单台主机32个震动光缆防区;
l 经过国家ISO9001: 认证
l 可接30台扩展主机, 每台扩展主机也可容32个震动光缆防区;
l 这个系统可接992个防区;
l 32个子系统, 32个自动布撤防工作表;
l 60个时间表驱动180个事件自动执行;
l 按系统/子系统/防区分别独立控制;
l 多种可编程智能内部联动预案;
l 可编程定时输出控制或手动输出控制;
l 600多组用户密码;
l 2944条详细的历史事件记录;
全双工串行口多媒体在线设置与管理;
l 按照专业标准设计的大型报警控制主机;
l 超大适应范围, 灵活的扩充架构;
l 独创的多用户多子系统控制管理机制;
l 高度智能化和便利的综合集成控制与处理能力;
l 整合报警、 巡更于统一硬件系统平台;
l 安装调试、 使用、 维护简便;
主要特性
l 采用纯硬件嵌入式系统设计, 32位ARM7处理器, 16K RAM,64K FLASH
l 具备4条防区扩展485总线接口和一个独立的RS232通信端口
l 可扩展一个RS485或以太网接口用于更多主机联网组建超大型报警系统
l 自带16个防区, 可经过485总线扩充62个不同类型模块, 共有16种总线扩充模块类型可供选择
l 独立显示每个子系统工作状态, 每个子系统独立撤布防, 每个子系统独立设置自动撤布防工作时间表段
l 带各种保护的超大负载能力辅助电源输出, 适应不同环境下使用
l 支持对各种系统设备的监测与管理
l 可扩展以太网络双向数据通信控制管理, 适应经过各种IP网络组建联网报警系统
l 系统采用多级密码管理机制, 最多可设置602组用户密码
l 经过控制键盘独立完成所有功能操作与编程设置, 允许一个主控键盘和多个分控键盘对系统进行控制
l 支持控制键盘与RS232串口同时独立控制, 利用多媒体软件作为更加直观的辅助管理与控制手段
l 独特的分控键盘用户密码登陆机制, 在同一分控键盘上经过登陆不同的分控密码分别操控相应的子系统
l 灵活的防区报警联动设置, 支持每个防区任意设定2个模块的2个输出进行联动, 满足各种智能化个性需求
l 支持子系统报警、 未准备、 布防、 撤防、 故障任意联动输出预案设置
l 可扩展电话线/GSM无线语音和ADEMCO CONTACT ID数据报警通信功能
l 超强事件记忆能力, 自动详细记录最新发生的2944条事件, 可经过键盘或管理软件读取查阅
l 完善的过流、 过压保护措施, 485总线采用三级桥式防雷保护电路设计, 系统可靠性高
l 超强稳定性和各种环境适应性, 两年免费质量保证, 众多楼宇、 文博、 司法系统成功应用案例
l 便于第三方软件系统集成, 免费提供完善的系统设置与各种控制管理SDK开发包
报警主机技术参数
电压输入: 交流17V输入, 配套变压器技术规格为17V输出、 额定功率60W, 带交流断电监视
辅助电源输出: 13.8V/ 最大5A, 带输出短路保护措施
主机板功耗: 160mA
外接电池: 2组并联的备用电池接口, 带过流保护, 推荐使用12V/7AH电池, 负载电流较大时建议连接2组电池
电池充电电压: 直流13.8V, 带电池电压检测及过放电保护, 电池放电保护电压10.5V
警号输出: 直流13.8V, 最大1.8A, 带过流保护
外部通信端口: 一个RS232端口或扩充上行485/以太网络的扩展接口; 4个485总线扩充设备端口
485总线通信接口: 2线半双工
485通信协议: MODBUS工业控制器网络通信协议
总线扩充设备数量: 62个
电话线通信: 一个电话线通信扩充接口, 支持语音/CID格式数据报警通信, 2个语音/2个数据号码
用户密码: 安装员码1组, 管理员码1组, 系统操作员码78组, 分控操作员码512组, 胁迫码10组
防区扩充数量: 992个
防区类型: 光缆震动信号、 各种开关量前端设备。
子系统数量: 32个
时间表数量: 60个
事件存储容量: 2900条
工作温度: -20℃—50℃
工作湿度: 不大于90%, 非凝露
4.2、 光学模块 YX-ZD-AJX32

光学模块由外壳和光复合器件、 光路接口组成, 主要用于对光缆接续、 光信号转换等光学器件的保护。传感光缆接续包的外壳采用工程塑料制作, 安装于室外环境, 可适应各种恶劣的自然环境, 并具有防水密封性能。
4.3 风雨探测环YX-ZD-AFY18( 国家专利)
风雨探测环采用特殊等量技术处理, 刮风、 下雨时自动与所有防区对比自动调整, 相反, 在晴朗的天气出现时风雨探测环自动回到初始状态, 目的是减少误报漏报现象。无需人工操作大大减少人力资源。提高周界报盗系统安全性、 准备性。风雨探测环经过光缆与振动光缆报警主机单独连接, 连接方法与防区相同, 从主机引出一根无感光缆到室外的屋顶输出到风雨探测环的不锈钢架上。

4.4 震动光缆
震动光缆采用单模铠装光缆, 可感应作用在光缆上的震动信号, 将震动信号转换成变化的光学物理量, 如光强、 偏震态、 偏转角、 光信号频率等, 并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到震动光缆报警主机中。由于使用了光缆作为传感单元, 外界的强电磁场、 雷电等因素不会对系统产生影响, 而且光缆具有成本低、 抗紫外线、 抗老化, 可适用于不规则周界等特点, 非常适合大范围、 长距离、 环境条件恶劣的野外周界环境。
震动光缆报警系统中主要利用光缆探测现场情况, 光缆电气特性相当重要, 劣质光缆直接影响到报警的准确性。 我们选择的品牌是YX-ZD单模室外震动光缆, 产品性能如下:
( 1) 产品描述
YX-ZD震动光缆的结构是将250um光纤套入高模量材料制成的松套管中, 松套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯, 对于某些芯数的光缆来说, 金属加强芯外还需挤上一层聚乙( PE) 。松套管( 和填充绳) 围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯, 缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝带(APL)纵包后挤一层聚乙烯内护套, 双面涂塑钢带(PSP)纵包后挤制聚乙烯护套成缆。
( 2) 产品标准
满足YD/T 901－ 和IEC 60794－1标准 
( 3) 产品特点
◎具有很好的机械性能和温度特性
◎松套管材料本身具有良好的耐水解性能和较高的强度
◎管内充以特种油膏, 对光纤进行了关键性保护
◎良好的抗压性和柔软性
◎采用下列措施来确保光缆的防水性能:
单根非金属中心加强芯
   松套管内填充特种防水化合物
   完全缆芯填充
   涂塑铝带(APL)防潮层
   双面涂塑钢带(PSP)提高光缆的抗透潮能力
   良好的阻水材料防止光缆纵向渗水
五、 结论
本方案根据别墅周界的具体要求量身定做, 将周界分成4个防区实现24小时不间断防外界入侵, 保障了别墅的安全。我们在做本次系统的设计时, 除了采用技术先进、 功能完善的设备外, 还为将来扩充做了充分准备, 本系统能够无限扩充。布控点及距离的选择、 防范范围的设计、 设备的配置以及整个系统的完整性、 可靠性、 开放性及整体的防范水平与综合功能分区、 建筑结构相适应作为本次设计的重点。以保证在防范范围内出现任何情况有关人员能及早采取有效措施, 及时制止事故的发生, 为别墅提供了一个安全可靠的环境。