防盗报警系统的方案设计论文.doc

阿坝师专期末论文 题 目 防盗报警系统方案设计 作 者 李倩 培养单位 阿坝师范高等专科学校 指导教师 陈明东 专 业 智能楼宇专业 完成日期 2012 年 6 月 12 日防盗报警系统设计方案（家庭防盗系统设计为例）智能楼宇专业学生： 李倩 指导教师： 陈明东 摘要：随着信息技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量、功能、服务等多重需求过渡。同时，随着人们的保护意识不断增强，防盗措施的紧迫性也逐渐被提上了日程，防盗报警系统应运而生。本文设计了住宅智能化中的防盗报警系统。本系统以单片机核心，配以各种功能模块，来满足人们日常生活中的安全需求，本系统采用了红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，抗干扰力强、灵敏度高，而且安装较隐蔽，不易被发觉。该系统主要包括红外探测器、门磁探测器、烟雾探测器及单片机控制电路等。自动检测功能由红外探测电路实现，当有盗贼穿过此装置时，红外传感器立即将检测到的信号经过信号处理后传送给主机电路，由主机来判断信号并驱动电路报警。报警功能由扬声器、蜂鸣器等发声装置实现，同时通过RS-485通信报警给小区警卫。本设计通过红外传感器探测人体红外线信号，从而达到报警的功能，满足了人们日常生活对防盗报警功能的需要。关键词：红外探测器 RS-485通信 防盗报警1 绪论41.1前言41.2什么是防盗报警系统41.3防盗报警系统的设计任务和要求51.4防盗报警系统发展现状与趋势52 防盗报警系统设计52.1系统的设计思路62.2系统设计原则62.3系统方案设计72.3.1门盗72.3.2窗盗72.3.3煤气泄漏73 家庭防盗报警系统结构原理83.1前端设备（入侵报警探测器）83.1.1 GSM彩信防盗报警器一体机83.1.2厨房中的主要探测器93.1.3红外探测器113.1.4门磁探测器123.1.5无线卷闸门磁报警器133.1.6紧急按钮133.2入侵报警控制器143.2.1入侵报警控制器具有以下特性：143.2.2入侵报警控制器中各种性能的报警输入153.3信道154 备用电源及其选购164.1UPS原理164.1.1后备式UPS电源164.1.2在线式UPS电源164.2如何配置UPS备用电源174.3 UPS的选购175 结束语18参考文献181 绪论1.1前言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。建筑物内的重要设施和要害部门，应装设专门的防盗报警装置，以防坏人破坏和盗窃。1.2什么是防盗报警系统入侵报警系统（IAS，Intruder Alarm System）利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法进入或试图非法进入设防区域的行为、处理报警信息、发出报警信息的电子系统或网络。入侵探测系统也被称之为防盗报警系统，主要应用于小区、大厦、工厂，火车站、机场、高速公路、码头、监狱、边防线和城市等其它场所，针对不同的应用场所名称可能不同，比如针对小区可能成为两个系统：周界防范报警系统和家庭防盗报警系统。如果将防盗报警系统的范围扩大，还要包括防盗门、保险柜、商品防盗系统、金属探测系统和安检系统等，而这些本书不进行更多探讨。防盗报警系统是利用各种类型的探测器对需要进行保护的区域、财物、人员进行整体防护和报警的系统，由前端探测器、传输线路（有线或无线）、报警主机（含配套设备）和报警接收中心四个部分构成。系统可以灵活的设置以多种方式进行布撤防、以多种方式进行报警，同时系统能够自动记录报警时间、防区，在可能的情况下，可以直接将音视频信息传送到接警中心，或通过闭路电视监控系统联动实现音视频报警功能。报警主机是系统的核心，用来接收前端探测器发来的报警信号的同时进行及时的反馈和处理，主机在接收到报警信号后，会产生高分贝的警号声，同时会借助电信网络（电话线、移动网络或者互联网）向外拨打多组预先设置的报警电话，如果报警主机接入接警中心，则由接警中心来判断和处理警情。报警接收中心（Alarm Receiving Centre）是指接收一个或多个安防控制中心的报警信息并处理警情的场所。通常也被称为接处警中心（如公安机关的接警中心）。主要采用中心接警机并配备大量的工作人员，是整个防盗报警系统的中枢。接警中心可以通过多种方式（电话线、移动电话网络和互联网等）接收报警主机发出的报警信号、判断报警的所在地和防区、进行远程的布撤防、记录报警信息、联络当事人、远程监控、并派遣工作人员现场处理警情。防盗报警系统是技防和人防结合的系统，利用先进的技防系统弥补人防本身的缺陷，用科学技术手段提高人们生活和工作环境安全度。除了硬件设备外，还需要有经过严格训练和培训的安保人员，只有技防和人防相结合才能发挥防盗报警系统的强大作用。1.3防盗报警系统的设计任务和要求1）系统应根据保护部位、环境等要求和特点，安装一定数量的、种类合适的防盗探测器和报警装置。2）系统应该实现防范区域的非法入侵进行实时监控，可靠无误地报警和复核。不允许有漏报，误报应降到可接受的限度。3）系统应设有紧急报警装置，必要时应设置与110公安报警中心联网接口。4）系统应能按时间、部位、区域任意编程、设防和撤防。5）系统应能对报警部位、区域、时间显示、记录和存档，并能提供与报警联动的监控电视、灯光照明等控制接口信号。1.4防盗报警系统发展现状与趋势近几年，防盗报警系统产品销售网络由主要集中在沿海和省会城市，向内地、二三级市和边远地区延伸，尤其是东北地区、西南地区市场的潜力还有待挖掘。居民住宅小区以及新近发展起来的智能住宅小区将成为防盗报警设施安装的重点，并逐渐超越银行、政府机构、博物馆等成为防盗报警系统的主要应用领域。到时，价格适中的智能化主动防盗报警系统需求增加，并对低双误率(误报、漏报率)的产品要求提高。防盗报警系统服务发展趋势是：建立自己公司与用户的防盗报警联网紧急报警中心，并与公安部门联网，提供紧急反应；采用租赁制方式建立防盗报警工程，以降低用户投入经费，争取市场；通过寻呼机和电话等建立个人报警系统，以便随时随地了解设防处的安全状况；发展报警运营服务及咨询、评估、认证等中介服务，延伸行业发展的短腿。防盗报警系统产品经过多年的发展，虽无视频监控市场份额的迅速膨胀和门禁系统使用的急剧增长，但并没有削弱其在安防系统中的主角地位，其的一点小改动，也可有大作为。2 防盗报警系统设计以家庭防盗报警系统设计为例2.1系统的设计思路在小区内的每个住户单元安装一台报警主机，住户可选择安装在住户门口、窗户处安装门磁、紧急求助按钮、烟感探头、瓦斯探头、三鉴探头等报警感知设备，报警主机通过总线与管理中心的电脑相连接，进行安防信息管理，本系统具有远程报警功能，可选并联接打印机。如果发生盗贼闯入、抢劫、烟雾、燃气泄漏、玻璃破碎等紧急事故，传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发声光警报以有效阻吓企图行窃的盗贼，而现场保安系统的密码键盘立即显示相应报警区域，使您的家人保持警戒；系统还会迅速向报警中心传送报警信息；报警中心接到警情后立即自动进行分辨处理，迅速识别判定警报类型、地点、用户，电子地图显示报警位置并瞬间检索打印用户报警信息，中心据此派出机动力量采取相应解救措施；系统具备24小时防破坏功能并自我监视，一旦有任何被破坏的迹象也会即刻报警。总之，无论白天黑夜，您离家在外还是在家休息，电子保安时时刻刻保护您的安全。这正是您能为您的家人、家庭、财产所做的最有效的安全防盗保护措施。2.2系统设计原则其具有以下原则：1）系统可靠必须高，即使工作电源发生故障，系统也必须处于随时能够工作的状态。 2）系统应具备一定的扩充能力，以适应日后使用功能的变化。3）报警器应安装在非法闯入者不易察觉的位置，和报警器相连的线路最好采用钢管暗埋的方式进行敷设。4）传感器尽量安装在不显眼的地方，当受损时易于发现，且容易处理的场所。5）系统应当符合有关的国家和地方标准，即集散型结构通过总线方式将报警控制中心与现场控制器连接起来，而探测器则分别连接到现场控制器上。在难于布线的局部区域宜采用无线通信设备。6）系统应尽量采用标准产品，便于日后系统的维护和检修。7）系统必须采用多层次，立体化的防卫方式。目标保护不能出现控制盲区。8)在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价2.3系统方案设计根据报警系统的应用来设计。主要从门盗、窗盗、煤气泄漏。2.3.1门盗盗贼侵入家中主要通过门和窗，门盗的比例大于窗盗。在每个住户大门上安装有一个门磁感应器。如有盗匪撬门，门磁感应器会即刻将此消息传输给家庭报警主机，主机报警，将此消息传输到控制中心，中心会立即显示报警地点、性质（门盗）。2.3.2窗盗通常采用红外线感应探头在每套房的窗口及阳台进行布防，当有盗贼从窗口或阳台进入时，探测器立即通过家庭主机传输至控制中心。同时，家庭主机也报警，控制中心会立即显示出报警地点、性质（窗盗）。2.3.3煤气泄漏煤气泄漏也是现代家庭不得不防的安全隐患。这里采用了煤气感应报警器，安装于厨房。当煤气泄漏时，达到一定浓度后，感应器立即将此信号通过家庭主机传输到报警中心。设计方案图如下图所示：3 家庭防盗报警系统结构原理入侵报警系统包括前端设备、传输设备和控制/显示/处理/记录设备三个部分。前端设备包括一个或多个探测器；传输设备包括电缆或数据采集和处理器；控制设备包括控制器或中央控制台。3.1前端设备（入侵报警探测器）系统住户前端由各种探测器、报警装置组成，它们用于提供探测范围内的各种报警信息。智能电子保安设备替代传统的防盗门窗是一个必然趋势，选择智能化电子保安系统是聪明住户和小区业主明智之举，具体而言，可在住宅各门窗均设置门窗传感器，厨房设有煤气泄漏探测器，阳台周界设有主动红外线对射探测器，室内空间设有移动探测器、烟感探测器以及玻璃破碎探测器等。在室内根据布防要求，前端选用各种类型的报警探测器。3.1.1 GSM彩信防盗报警器一体机产品特点：1.报警系统不会死机、性能稳定，工作可靠；当主人外出时可设置为全面设防，在家或家中有人时可设置为部分设防如：门磁、窗户、阳台等报警探头处于警戒状态，保证家人的安全。2.当出现警情时，能立即自动按顺序拨打6组报警电话号码，遇到忙音自动追拨，直到拨通设定的电话。4.采用高品质的ISD录音芯片，可以事先录入10秒左右的报警语音，例如：某路某号有贼入侵！请立即来人。可以使接到报警电话的人员一听便知，立即明白情况。5.可远程遥控功能，当用户拨打和报警器主机连接的固定电话号码时，在振铃6声无人接听后，主机自动摘机，用户可以立即输入四位的密码，正确后可进行远程遥控操作，如设防、撤防、监听、激活现场报警阻吓等；为不影响用户的电话正常使用，振铃次数可设定具体参看使用说明书。6.主机内可装入充电电池，可以确保在停电时自动切换到备用电池上继续工作，抗破坏能力强。7.具有紧急报警求助功能，不管主机是在设防还是解防状态，只要按住遥控器上紧急求助按钮1秒钟以上，就能立即发出高响度报警声音，并且拨打预先存储的报警电话号码3.1.2厨房中的主要探测器1.烟雾探测器其功能特点：l 一级灵敏度标准。. l 性能相当稳定。 l 内置无线发射模块，安装简便。 l 内置95DB警笛。 l 离子式烟雾探测器。 l 发射距离可达100米。 l 采用无线对码方式与主机学习对码方式，安装非常简便，易于安装。 l 主板与高频发射模块自成一体，内置无线发射模块，无须另加模块，发射距离远，无线内置。 l 供电电源：9V层叠式直流电池 l 报警指标：灵敏度1级 技术参数：l 静态电流：5uA l 工作电流：12mA l 指示状态：指示灯约每45秒钟闪烁一次 l 报警响度：95dB连续报警 l 工作温度：-1055 l 工作湿度：80% l 外型尺寸：15011440mm2.可燃气体报警器功能特点：l 能感应煤气、天然气、液化石油气； l 常温专利型传感器，不产生钝化现象、功耗低、寿命长、稳定性强； l 单片机智能模糊处理技术，自动调整传感器工作状态，有效防止误报，漏报； l 具有纳米技术的常温半导体式气敏元件，无须加热、故障自检、自动复位；技术参数：l 工作电压：交流220V/110Vl 静态功率：0.4Wl 工作电流：0.3MAl 报警浓度：煤气0.1%-0.5% 液化气0.1%-0.5% 天然气0.1%-1%l 报警方式：声光报警，无线信号输出l 响应时间：20Sl 恢复时间：30Sl 报警音量：95db l 发射频率：315MHZl 报警方式：声光报警 无线信号输出 驱动排气扇 关闭电磁阀l 发射距离：300米l 工作温度：-1055l 工作湿度：80%l 外型尺寸：1187545mm3.1.3红外探测器1.红外报警器产品特点：l 产品采用专利外观设计，采用单片机智能电路分析。 l 学习码登陆，独创4D动态分析技术，专业一体化无线高频传输设计。 l 独有微功耗节能控制设计。 l 内部设计温差控制电路，防误报能力大大提高，报警触发超级稳定。 l 产品设计了独有的防破坏功能。 l 两种时间工作模式适合不同的工作环境 l 另外本产品还增加了外置电源设计！可直接插上直流9V外电源使用！电池和外电源可同时使用！让您不再为更换电池而烦恼！2. 红外移动探测器在阳台、窗、通道、门等位置可设置红外移动探测器，探测非法人员的入侵行为。3. 有线壁挂式红外幕帘探测器功能简介：l 有线壁挂式红外幕帘探测器l 低噪音高灵敏度双元矩形l 探测距离6米 垂直:3.6米l 安装高度2.2m2.5m4室外双光束主动红外入侵探测器主要特点：抗强光达50，000LUX，内置自动调节强光过滤系统，避免受强光或汽车灯光的影响；全密封防雨（雾）、防尘（虫）等的全天候一体化结构设计使其能在恶劣环境中正常工作；上下光学镜片同时调整机械设计，使得调整更快、更方便、更准确；自动错码抗干扰技术，嵌入式光轴调整电压显示；大功率红外发接收对管，低功耗数字变频处理技术；专业抗干扰光学外罩。功能简介：l 光束数：2光束l 探测方式：2光束同时遮断检知式l 光源：长波段红外LEDl 感应速度：50-700msecl 警报输出：继电器接点输出,一组常开/常闭触点l 电源、电压：DC10V26Vl 光束调整角度：水平方向180（90），垂直方向20（10l 附加机能：受光指示、OK指示、测试端子、接收信号强度多级LED指示灯3.1.4门磁探测器大门或窗户可设有门磁探测器，在布防的状态下，设有门磁探测器的门或窗被打开，探测器就会被触发。3.1.5无线卷闸门磁报警器卷闸门防盗器安装示意图：3.1.6紧急按钮功能简介：l 负载电流：1.25A; 工作电压:12VDCl 开关耐压:250VDCl 复位开关:钥匙复位3.2入侵报警控制器3.2.1入侵报警控制器具有以下特性：入侵报警控制器应能直接接收来自入侵探测器发出的报警信号，发出声光报警并能指示入侵发生的部位。声光报警信号应能保持到手动复位，如果再有入侵报警信号输入时，应能重新发出声光报警信号。另外，入侵报警控制器能向与该机接口的全部探测器提供直流工作电压。（当前端入侵探测器过多，过远时，也可单独向前端探测器供电）。入侵报警控制器应有防破坏功能，当连接入侵探测器和控制器的传输线发生断路、短路或并接其它负载时应能发出声光报警故障信号。报警信号应能保持到引起报警的原因排除后，才能实现复位；而在故障信号存在期间，如有其它入侵信号输入，仍能发出相应的报警信号。入侵报警控制器能对控制系统进行自检，检查系统各个部分的工作状态是否处于正常工作状态。入侵报警控制器应有较宽的电源适应范围，当主电源变化15%时，不需调整仍能正常工作。主电源的容量应保证在最大负载条件下连续工作24小时以上。入侵报警控制器应有备用电源。当主电源断电时能自动切换到备用电源上，而当主电源恢复后又能自动恢复主电源供电。切换时控制器仍能正常工作，不产生误报。备用电源应能满足系统要求，并可连续工作24小时以上。入侵报警控制器应有较高的稳定性，平均无故障工作时间分为三个等级：A级：5000小时；B级：20000小时；C级：60000小时。入侵报警控制器应在额定电压和额定负载电流下进行警戒、报警、复位，循环6000次，而不允许出现电的或机械的故障，也不应有器件的损坏和触点粘连。入侵报警控制器的机壳应有门锁或锁控装置（两路以下的例外），机壳上除密码按键及灯光显示外，所有影响功能的操作机构均应放在箱体内。3.2.2入侵报警控制器中各种性能的报警输入l 紧急报警：接入按钮可提供24小时的紧急呼救，不受电源开关影响，能保证昼夜工作。 l 防拆报警：提供24小时防拆保护，不受电源开关影响，能保证昼夜工作。l 延时报警：实现0s40s可调进入延时和100s固定输出延时。凡四路以上的防盗报警器必须有上述前种报警输入。由于入侵探测器有时会产生误报，通常控制器对某些重要部位的监控，采用声控和视频复核。入侵报警控制器按其容量可分为单路或多路报警控制器。多路报警控制器常为2、4、8、16、24、32、64路等。入侵报警控制器可做成盒式、挂壁式或柜式。根据用户的管理机制以及对报警的要求，可组成独立的小系统、区域互联互防的区域报警系统和大规模集中报警系统。整个报警系统如下：3.3信道信道是探测电信号传送的通道，负责在探测器和报警控制中心自检传送信息。传输信道的种类较多，通常分为有线信道和无线信道两类。在家庭防盗报警系统中都有用到。4 备用电源及其选购备用电源是防盗报警监控系统基本要素之一。缺少备电的系统暗藏致命缺陷，不能投入实际应用。极可能在关键时刻贻误战机，抛锚停摆，整系统瘫痪，造成无法补偿的损失。防盗报警监控系统正常情况使用220伏市电，而在断电和市电被破坏的特殊情况下，还应正常工作一段时间。对于这段外部供电被断其“粮草”的情况，还能“孤军作战”非常重要，突如其来的案件往往就可能发生在这一瞬间。备用电源有双路或多路供电、蓄电池组供电、发电机供电、UPS供电等等。但通常采用UPS方法作为防盗报警监控系统备用电源。4.1UPS原理UPS电源由蓄电池、逆变器、充电器、稳压稳频器、转换开关组成。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对内置电池组充电，把能量储存在电池中；当市电中断（事故停电）或输入故障时，UPS立即将内置电池的能量转换，瞬间以220伏交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软硬件不受损坏。4.1.1后备式UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道经转换开关直接向负载提供电源，UPS电源内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能单一的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170伏时，蓄电池才立刻对逆变器供电，向负载提供稳压、稳频的方波交流电源。4.1.2在线式UPS电源在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波、并将直流电源经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电，一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流经逆变器、电脉宽调制、滤波，向负载提供正弦波交流电源。因此，对在线式UPS而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰而带来的影响。显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电。而且在由市电转换到蓄电池供电时，其转换时间基本为零，真正给用户提供高质量稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合防盗报警监控系统需要的电源保护。 在线互动式UPS电源结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，也是一种很不错的变换形式，但是由于它使用的是工频变压器，有笨重、体积大的问题。4.2如何配置UPS备用电源UPS是伴随计算机的诞生而出现后备电源。随着防盗报警监控系统中，越来越多的使用计算机技术，同样对电力供电质量也提出越来越高的要求。UPS不但可全面改善供电质量，对整个系统乃至网络数据全面保护，还可保证市电断电和被人为破坏的特殊情况下，继续工作。由于防盗报警监控系统对供电要求较高，所以必须选择在线式（正弦波，市电要求）UPS电源。系统配备UPS电源时，首先应估算系统设备的用电功率，安全系数一般取1.2-1.5为宜，为供电系统留有充分的冗余量。其次根据系统要求延时供电时间，计算配置电池组。最后，还应注意使用环境，防潮通风，注重降温，延长平均无故障工作时间，提高系统的可靠性。UPS电源应设置在监控室，实行统一管理。当市电不正常时，就能及时为系统的全部设备提供不间断的电力供应，保证系统工作正常，防止人为破坏、保密、维修。4.3 UPS的选购几乎市场上所有的UPS产品都有自己的特殊技术，在线式UPS品种较多，但品质良莠不齐，在选购时应注意以下几点： 1、确定挑选标准。在出门选购前，先计算负载总功率，确定冗余供电系数，购买在线式UPS备用电源。2、选择有信誉的品牌与制造商。保证供电时间、输出电压波形，瞬时响应特性，输出频率稳定度，波形失真系数，输出电压稳定度，安全性能，确认可维护性及售后服务。3、只买最合适的，不要最便宜或最高档的，根据自身的安装空间，经济预算，用途等因素综合考虑。防盗报警监控系统需要的UPS备用电源，最重要的是可靠性。5 结束语防盗报警系统能对设防区域的非法入侵进行实时、可靠和正确无误的报警与复核。漏报警是绝对不允许的，误报警应降到可以接受的限度。为预防抢劫，系统应设置紧急报警装置和留有与110接警中心联网的接口。同时该系统还提供安全、方便的布防和撤防等功能。家庭主机可以及时接收报警信号，驱动更大的声光报警，同时户主、其他报警用户、小区主机和地区主机能够快速收到包含精确报警位置的报警短信，有效指导小区和地区的安防人员快速到达事发现场。这套系统可以有效防止盗贼入侵，满足不同家庭用户的安防需求，还可以协助小区和地区管理治安，有很好的应用效果。参考文献a) 唐文彦. 传感器. 哈尔滨工业大学出版社, 2007. 1516b) 宋文绪. 传感器与检测技术. 高等教育出版社, 2004c) 赵茂泰. 智能仪器原理及应用. 电子工业出版社，1999. 4346d) 邓凯. 智能化住宅安防系统的应用. 冶金矿山设计与建设, 2000. 9899e) 单成祥. 传感器的理论设计与设计基础及其应用 .北京：国防工业出版社1999