1、智能小区设计1娄底职业技术学院毕 业 论 文智能小区安防设计 姓 名： 唐世军 学 号： 201102060126 指导老师： 聂春雷 系 名： 电子信息工程系 专 业： 计算机网络技术 班 级： 11计网楼宇大一班 二零一三年十二月二十八日摘要近些年来，随着经济的发展，人们生活质量的提高，一般的楼宇已经不能满足人们对人身财产安全的要求。然而，智能楼宇监控系统的出现将从根本上改善这个问题。因此，楼宇采用现代化安防技术是目前发展的必然趋势。指纹门禁系统是智能楼宇出入管理的一个重要措施，它可以通过所采集的住户指纹信息来对出入门禁的人进行核对，以确保住户的人身财产安全。视频监控系统采用数字信号处理技
2、术，根据监控点的不同选择和不同的监控设备，并通过数字硬盘录像机（DVR）对监控区域进行录制。可视对讲系统是对门禁系统的更进一步完善，住户可以通过该系统对探访者进行视频认证，从而为住户人身财产安全提供更好的保证。智能楼宇监控技术的推广，对于改善人的居住环境和促进可持续发展也具有重要意义。关键词：智能；监控；安防AbstractIn recent years, with the development of economy, the quality of peoples life is improving, general building cannot have satisfied the re
3、quirement of personal property safety . However, intelligent building security monitoring system would radically improve the problem. Therefore, it is the inevitable trend of current development for building which adopts the modern security technology.Fingerprint entrance guard system is one of the
4、important measures in the management for the intelligent building ,it can check out the people through the acquisition of the residents of fingerprint information to ensure personal property safety . Video monitoring systems are now mostly adopted digital signal processing technology, according to t
5、he different choices of decentralizing we chose the different monitoring equipment, and record the different monitor region through digital hard disk video recorder (DVR) .Visible interphone system is the further improvement of entrance guard system, residents can recognize the visitors by video thr
6、ough this system, so it can provide better guarantee for personal property safety . The promotion of intelligent building security monitoring technology has important meaning on improving the living environment and promoting sustainable. Key words：intelligent；security；monitoring1.1 系统组成 2第2章 智能小区系统的
7、基本结构.8 2.2门禁系统的组成.82.3视频监控系统的组成. .82.4 可视对讲系统的组成.8 2.4.1按照产品划分.9 2.4.2按板块划分.9绪论楼宇的智能监控，是指以建筑为平台，以集中监视、集中控制、集中管理为目的，将各种监控设备与系统通过组合或集成，构成一个综合性安防技术防范系统。视频监控系统是安防系统的主要部分，也是智能化系统的重要组成部分。与传统楼宇监控系统相比，现代监控系统多应用传感器识别技术及先进的网络通信技术。这种系统将更合理、更高效、 更快捷的为人们提供舒适的工作和生活环境，为人们的人身财产安全提供更好的保障。推广智能楼宇技术，对于改善人的居住环境和促进可持续发展具
8、有重要意义。现今智能楼宇系统集成的发展主要分为两种趋势：将安防系统、楼宇自控、消防系统的数据整合，交由统一平台进行管理；还有一种是将楼宇自控、安防、消防、信息设备系统、信息化应用系统集成起来，形成IBMS系统，一个平台控制5个系统。后者集成的系统较多，一般适用于银行、企业等特殊要求的建筑物中。由于系统集成具有节能、高效的特点，逐渐成为大型公共建筑中不可或缺的一部分。第1章 智能小区系统的原理及构成1.1系统组成 智能小区系统包括门禁系统、视频监控系统、可视对讲系统。智能小区系统涉及电学、通信学、信息学、光学、物理学等多个学科和领域，是比较复杂的一个综合性系统。1.2门禁系统门禁系统是新型现代化
9、安全管理系统，它综合了各类自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子学、机械学、光学、计算机技术、通信技术等诸多技术。它是解决楼宇出入口实现安防管理的有效措施。其结构图如图1.1所示：图1.1 门禁系统结构图1.2.1密码识别技术密码识别：通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。 这类产品又分两类：一类是普通型，一类是乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化）。 普通型： 优点：操作方便，无须携带卡片；成本低。 缺点：同时只能容纳三组密码，容易泄露，安全性很差；无进出记录；只能单向控制。 乱序键盘型： 优点：操作方便，无须携带卡片，安全系数稍高 缺点：密码容易泄露，安全性还是不高；
10、无进出记录；只能单向控制。成本高。 1.2.2卡片识别技术卡片识别：通过读卡或读卡加密码方式来识别进出权限，按卡片种类又分为 （1）磁卡 磁卡识别技术是磁卡上面剩余磁感应强度Br 在磁卡工作过程中起着决定性的作用。磁卡以一定的速度通过装有线圈的工作磁头，磁卡的的外部磁力线切割线圈，在线圈中产生感应电动势，从而传输了被记录的信号。磁卡的优缺点：优点：成本较低；一人一卡（+密码），安全一般，可联微机，有开门记录 缺点：卡片，设备有磨损，寿命较短；卡片容易复制；不易双向控制。卡片信息容易因外界磁场丢失，使卡片无效。 （2）射频卡 射频识别即RFID（Radio Frequency Identific
11、ation）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频卡的优缺点：优点：卡片，设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制。卡片很难被复制。 缺点：成本较高 1.2.3生物识别技术生物识别：通过检验人员生物特征等方式来识别进出。有指纹型，虹膜型，面部识别型。 优点：从识别角度来说安全性极好；无须携带卡片。 缺点：成本很高。识别率不高，对环境要求高，对使用者要求高，使用不方便。 1.3视频监控系统视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能
12、力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。其结构图如图1.2所示。 图1.2 视频监控系统结构图1.3.1视频监控设备的现状数字监控录像系统通常分为两类：一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式；另一类是嵌入式数字监控录像系统。（1）计算机多媒体方式的数字监控录像系统数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机的普及化，为基于PC机的多媒体监控创造了条件。其优越性主要表现在：1 PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能，使系统结构大为简化。 由于采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制； 由于采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存
13、储器，可以节省大量的磁带介质，同时有利于系统实现多媒体信息查询。（2）嵌入方式的视频监控系统嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关
14、依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。嵌入式系统的优缺点： 系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快； 系统数据置于ROM/FLASH MEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好； 系统处理实时性好，性能稳定； 文件管理系统更适合于大量的视频数据； 该类系统目前四路以上机型还较为少见； 在网络功能、音视频同步等方面也难令人满意。1.3.2视频监控设备的发展前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，其两个特点就是数字化和网络化。（1）数字化 视频监控系统的数字化首先应该是系统中信
15、息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。（2）网络化 视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份
16、，容错可靠等优点。1.3.3视频监控系统基本功能要求（1）视频监控系统（cctv）应提供独立的网络数据库和独立的网络发布系统，支持通过基于TCP/IP的局域网，或者通过Internent从远程通过登录综合安防管理系统的Web页面对系统监控和管理；（2）较强的扩容性，要求有足够的设计冗余；（3）将强的兼容性，可兼容第三方产品；（4）产品成熟，稳定性高，适应724小时工作；（5）安全性高：系统应具备符合国家规范的防雷接地装置，系统提供多级权限管理，每级权限允许注册多个操作员，每级操作员的操作权限由高级管理员授权；（6）具有高度稳定的软硬件系统结构，保证系统稳定地运行；（7）单机可以设置任意多层的监
17、视界面，开设任意需要的监视窗口，窗口大小和位置可调，监视内容可根据需要随时调整，可设置各画面的名称和系统编号，并叠加在录像和显示画面上，以满足举证要求。1.4可视对讲系统智能楼宇可视对讲系统主要应用于楼宇内住户与外来访客之间提供双向通话，同时通过摄像头为住户显示访客的图像，为住户是否让访客进入做出判断。其系统结构图如图1.3所示。 图1.3 可视对讲系统结构图1.4.1可视对讲系统各部分的主要作用可视对讲系统各部分的主要作用如下：管理机：可以与楼内任一住户分机通话，也可以与门口机通话，可以进行全局广播或局部广播，发布各种服务信息等。门口机：摄录访客的图像和声音，并通过相应的信号线分配传输至住户
18、分机或管理机。住户分机：可以显示门口机传送来的声音和图像，进行远程控制开锁等。1.4.2可视对讲系统的工作原理智能楼宇可视对讲系统的工作过程如下：来访者可通过楼下单元门前的主机更加方便地呼叫住户并与其对话，住户在户内控制单元门的启闭，小区的主机可以随时接收住户报警信号传给值班主机通知小区保卫人员，系统不仅增强了高层住宅安全保卫工作，而且大大方便了住户，减少许多不必要的上下楼麻烦。1.4.3可视对讲系统的主要功能智能楼宇可视对讲系统可以实现以下具体功能：（1）互联组网系统采用标准总线结构，不同类型的住户分机和不同楼宇单元的管理机都可以通过总线互联组网。系统模块组合灵活，便于扩充，能满足住户不同需
19、求。（2）多路内部通讯系统能使住户与管理中心、住户与住户之间相互呼叫和通话，亦可以实现门口机与住户分机之问的可视对讲功能，管理机还能同时接收楼字内所有住户的报警求助。（3）保安防盗系统中保安防盗可以采用两种方式：一种是住户分机自身具有多路防区的报警功能；一种是专用的住户多路防区报警系统。它们都具有延时防区和24小时紧急防区，可以外接门窗监控、火警监控、瓦斯监控以及安全报警等报警设施，也可向管理中心的电脑报警。管理中心的电脑能记录报警的地点、房号等。保安防盗报警系统为中央保安管理系统中的子系统之一，本系统含公共区域及后台办公区域部分入侵防盗报警系统及周界防范报警系统，本系统提供与其他安防系统联动
20、接口。一个典型的入侵探测报警系统由报警探测器、传输系统和报警控制组成。当探测器检测到现场有人入侵时，产生报警信号并通过传输系统送到报警控制器。报警控制器经识别、判断后发出声、光报警信号，还可以控制多种外围设备，如打开灯光、打开启摄像机、启动录像等等，同时还可以将报警信息输出至上一级接警中心或有关部门。保安防盗报警系统结构图如1.4所示：图1.4 保安防盗报警系统结构图(4) 远程控制开锁一般在楼门处安装有摄像头，每个住户室内配置一个可视对讲住户分机。当来访者在门口机上按下住户房号时，门口机即把该房号的编码送入信号控制线，并开启声讯连接，被选中的住户分机与声讯线接通产生呼叫信号，门口接收到住户分
21、机发出的回铃响应，门口机与该选中的住户分机之间即可进行双向通话，同时住户分机上的显示屏开启，住户通过住户分机的屏幕，可以看来访者的图像，通过图像决定是否开门。第2章 智能小区系统的基本结构2.1智能小区系统结构 智能小区的安全防范技术，主要是通过门禁监控和视频监控来确保住户的人身财产安全，同时通过住户自我监督防范来确保整个楼宇的安全。其基本结构如图2.1所示。图2.1 智能小区系统结构图2.2门禁系统的组成（1）门禁控制器门禁系统的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存，控制等等。（2）读卡器读取卡片中数据（生物特征信息）的设备。（3）电控锁门禁系统中锁门的执
22、行部件。2.3视频监控系统的组成（1）监控系统前端：监控系统前端包括摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩、支架等;其主要作用是将各个位置的图像转化成为可传输的电信号。（2）传输端线路:用于将采集到的信号，经各 种不同的电缆传输到终端并转换为图像信息。主要包括：电源线、视频线、控制线、信号线、485总线等。（3）监控系统之录像系统：录像系统主要由数字硬盘录像机、显示器、监视器组成;其作用是将多路视频信号压缩后作每天24小时图像记录，在需要提取证据的时候，可作回放图像来浏览。2.4可视对讲系统的组成24.1按照产品划分楼宇对讲系统主要由主机、分机、UPS电源、电控锁和闭门器等组成。根据类型可分为直按
23、式、数码式、数码式户户通、直按式可视对讲、数码式可视对讲、数码式户户通可视对讲等。（1）主机主机是楼宇对讲系统的控制核心部分，每一户分机的传输信号以及电锁控制信号等都通过主机的控制，它的电路板采用减振安装，并进行防潮处理，抗振防潮能力极强，并带有夜间照明装置，外形美观、大方。（2）分机分机是一种对讲话机，一般都是与主机进行对讲，但现在的户户通楼宇对讲系统则与主机配合成一套内部电话系统可以完成系统内个用户的电话联系，使用更加方便，它分为可视分机，非可视分机。具有电锁控制功能和监视功能，一般安装在用户家里的门口处，主要方便住户与来访者对讲交谈。（3） UPS电源它的功能主要是保持楼宇对讲系统不断电
24、。正常情况下，处于充电的状态。当停电的时候，UPS电源就处于给系统供电的状态。 现在楼宇对讲系统，厂家一般不用UPS电池，主要是可视系统耗电太大，一般的小容量UPS电池保证不了使用时间。（4）电控锁它的内部结构主要由电磁机构组成。用户只要按下分机上的电锁键就能使电磁线圈通电，从而使电磁机构带动连杆动作，就能控制大门的打开。 闭门器它是一种特殊的自动闭门连杆机构。它具有调节器，可以调节加速度和作用力度，使用方便、灵活。24.2按板块划分楼宇对讲系统主要可分为室内分机、室外分机及管理中心机三大板块。（1）室内分机室内分机主要有对讲及可视对讲两大类产品，基本功能为对讲（可视对讲）、开锁。随着产品的不
25、断丰富，许多产品还具备了监控、安防报警及设撤防、户户通、信息接收、远程电话报警、留影留言提取、家电控制等功能。可视对讲分机有彩色液晶及黑白CRT显示器两大类。室内机在原理设计上有两大类型，一类是带编码的室内分机，其分支器可以做的简单一些，但室内分机成本要高一些；另一类编码由门口主机或分支器完成，室内分机做得很简单。对讲分机的外观类似于面包电话机，趋向于多样化。可视分机方面趋向于超薄免提壁挂，但流行最多的仍是壁挂式黑白可视分机。室内分机在楼宇对讲系统中占据成本较大，从发展来看，以带安防报警、信息发布的彩色分机在高档楼盘中应用较多，中档以黑白可视对讲分机居多，低档配套为对讲分机。（2）门口主机目前
26、无论是采用可视室内分机或对讲室内分机，用户大都要求采用可视门口主机，以便用户选用。门口主机是楼宇对讲系统的关键设备，因此，在外观、功能、稳定性上是厂家竞争的要点。门口主机材料有铝合金挤出型材、压铸或不锈钢外壳冲压成型三大类，从效果上讲，铝合金挤出型材占有优势。门口主机显示界面有液晶及数码管两种，液晶显示成本高一些，但显示内容更丰富，特别是接收短消息不可缺少的组成部分。门口主机除呼叫住户的基本功能外还需具备呼叫管理中心的功能，红外辅助光源、夜间辅助键盘背光等是门口主机必须具备的功能。ID卡技术及读头成本降低使得感应卡门禁技术被应用在门口主机上以实现刷卡开锁功能，另外为使用方便，许多产品还提供回铃
27、音提示、键音提示、呼叫提示以及各种语音提示等功能，使得门口主机性能日趋完善。（3）管理中心机管理中心机一般具有呼叫、报警接收的基本功能，是小区联网系统的基本设备。使用电脑作为管理中心机极大地扩展了楼宇对讲系统的功能，很多厂家不惜余力在管理机软件上下功夫使其集成如三表、巡更等系统。配合系统硬件，用电脑来连接的管理中心，可以实现信息发布、小区信息查询、物业服务、呼叫及报警记录查询功能、设撤防记录查询功能等。第3章 智能小区系统的设计实例某住宅小区一15层楼宇，一层3户，户型如图3.1所示： 图3.1 设计实例图 3.1实例需求分析 每层楼设置两个监控点楼宇门口安装高清摄像头进行全天录制电梯内选择半
28、球型摄像头门禁系统采用指纹开锁系统 可视对讲机完成可视对讲系统3.2设备原理3.2.1指纹门禁系统原理指纹门禁系统原理图如3.2所示：图3.2 指纹门禁系统原理图(1) 指纹的特征指纹的纹路由脊线(Ridge)和谷线(Valleys)构成。通常定义指纹的两类特征来进行指纹的识别：总体特征和局部特征。总体特征(或全局特征)是指用人眼直接可以观察到的特征，包括基本纹路图案环型(100p)、弓型(arch)、螺旋型(whorl)。指纹图案大都基于这三种基本图案。通过粗略的总体特征预分类使得在大数据库中搜寻指纹更为快速有效。整个包含总体特征的区域称为模式区，从模式区可分辨出指纹是属于那种类型。模式区内
29、的奇异点有：核心点(Core Point)位于指纹纹路的渐进中心，用于读取和比对指纹时的参考点，许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹；三角点(Delta)位于从核心点开始的第一个分叉点或断点、或两条纹路会聚处、孤立点、折转处、或指向这些奇异点。它可作为指纹纹路的计数和跟踪的开始。局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征-特征点，却不可能完全相同。 指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。指纹上
30、的节点有四种不同特性:可分为6类, 终结点（Ending）、分叉点（Bifurcation)、分歧点（Ridge Divergence）、孤立点（Dot or Island） 、环点（Enclosure）、短纹（Short Ridge），最典型的是终结点和分叉点。 (2) 指纹识别的性能指标评价一个指纹识别系统的优劣，主要有以下几项指标： 拒识率(False Rejection Rate，FRR)与误识率(False Accept Rate，FAR)：FRR又称拒真率，指将相同的指纹误认为是不同的指纹，而加以拒绝的出错概率。 拒登率(Error Registration Rate，ERR)：ERR是用来描述指纹设备的适应性，指指纹设备不能登录及处理的指纹的概率，其过高将会严重影响设备的使用范围。 速度：指纹识别系统的工作速度主要由采集时间、图像处理时间、比对时间和平均识别速度几项指标构成。 “一对一”与“一对多”：指纹识别系统有两种典型的工作方式：认证(Verification)和识别(Identification)。3.2.2视频监控系统原理 楼宇监控摄像头包括门禁摄像头、过道摄像头、电梯摄像头3种。门禁采用高清摄像头进行全天候录制，电梯摄像头进行全天候监控，当电
