安全防范系统与工程讲义
内部资料《安全防范系统与工程》讲义安全防范系2009目上篇第一章录系统篇 ............................................................................................................ - 1 -安全防范系统概述....................................................................................................... - 1 -第一节 安全防范常用术语 ............................................................................................................ - 1 第二节 安全防范系统的基本要素 ................................................................................................ - 3 第三节 安全防范系统的特点 ........................................................................................................ - 3 第四节 安全防范系统的作用 ........................................................................................................ - 4 第五节 安全防范系统的最新技术进展 ........................................................................................ - 5 第二章 入侵报警系统 .............................................................................................................. - 8 -第一节 入侵报警系统概述 ............................................................................................................ - 8 第二节 入侵报警系统的常用术语 .............................................................................................. - 12 第三节 入侵报警系统的分类及特点 .......................................................................................... - 13 第四节 入侵报警系统技术要求（GA/T 368-2001） .................................................................. - 35 第三章 视频安防监控系统..................................................................................................... - 41 -第一节 视频监控系统的基本概念与组成 .................................................................................. - 41 第二节 视频监控系统的前端设备 .............................................................................................. - 42 第三节 视频监控系统的传输设备 .............................................................................................. - 55 第四节 视频监控系统的终端设备 .............................................................................................. - 57 第五节 视频监控系统的类型及其特点 ...................................................................................... - 59 第六节 视频安防监控系统技术要求（GA/T 367-2001） .......................................................... - 62 第四章 出入口控制系统 .......................................................................................................... - 69 第一节 出入口控制系统概述 ...................................................................................................... - 69 第二节 各种卡识别技术 .............................................................................................................. - 71 第三节 人体特征识别技术 .......................................................................................................... - 76 第五章 安全技术防范系统的集成 ........................................................................................... - 79 第一节 系统集成概述 .................................................................................................................. - 79 第二节 先进的 4C 系统 ................................................................................................................ - 80 第三节 安全技术防范系统集成的功能 ...................................................................................... - 82 第四节 安全技术防范系统集成技术基础 .................................................................................. - 85 第五节 安全技术防范系统集成的技术要求 .............................................................................. - 89 第六节 安全技术防范系统集成的应用 ...................................................................................... - 96 -下篇 工程篇 ................................................................................................................. - 100 第六章 安全防范工程设计 .................................................................................................... - 100 第一节 概述 ............................................................................................................................. - 100 第二节 现场勘察 ........................................................................................................................ - 103 第三节 设计要素 ........................................................................................................................ - 105 -1-第四节 功能设计 ........................................................................................................................ - 107 第五节 安全性设计 .................................................................................................................... - 112 第六节 电磁兼容性设计 ............................................................................................................ - 112 第七节 可靠性设计 .................................................................................................................... - 114 第八节 环境适应性设计 ............................................................................................................ - 115 第九节 防雷与接地设计 ............................................................................................................ - 115 第七章 安全防范系统验收 .................................................................................................... - 120 --2-上篇第一章系统篇安全防范系统概述第一节 安全防范常用术语1 安全防范产品 Security and Protection Products 用于防人侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等领域的特种器材或设备。 2 安全防范系统(SPS)Security and Protection System 以维护社会公共安全为目的， 运用安全防范产品和其他相关产品所构成的入侵报警系统、 视 频安防监控系统、出人口控制系统、防爆安全检查系统等；或由这些系统为子系统组合或集 成的电子系统或网络。 3 安全防范(系统)工程(ESPS)Engineering Security and Protection System 以维护社会公共安全为目的，综合运用安全防范技术和其他科学技术，为建立具有防入侵、 防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能(或其组合)的系统而实施的工程。通常也称 为技防工程。 4 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。 5 视频安防监控系统(VSCS)Video Surveillance and Control System 利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。 6 出人口控制系统(ACS)Access Control System 利用自定义符识别或／和模式识别技术对㈩。 人门日标进行识别并控制出入口执行机构启闭 的电子系统或网络。 7 电子巡查系统 Guard Tour System 对保安巡查人员的巡查路线、方式及过程进行管理和控制的电子系统。 8 停车库(场)管理系统 Parking Lots Management System 对进、出停车库(场)的车辆进行自动登录、监控和管理的电子系统或网络。 9 防爆安全检查系统 Security Inspection Systerm for Anti-explosion 检查有关人员、 行李、 货物是否携带爆炸物、 武器和／或其他违禁品的电子设备系统或网络。 10 安全管理系统(SMS)Security Management System 对入侵报警、视频安防监控、出人口控制等子系统进行组合或集成，实现对各子系统的有效 联动、管理和／或监控的电子系统。 11 风险等级 Level of Risk 存在于防护对象本身及其周围的、对其构成安全威胁的程度。 12 防护级别 Level of Protection 为保障防护对象的安全所采取的防范措施的水平。 13 安全防护水平 Level of Security 风险等级被防护级别所覆盖的程度。 14 探测 Detection 感知显性风险事件或／和隐性风险事件发生并发出报警的手段。 15 延迟 Delay 延长或／和推迟风险事件发生进程的措施。-1-16 反应 Response 为制止风险事件的发生所采取的快速行动。 ， 17 误报警 False Alarm 由于意外触动手动装置、自动装置对未设计的报警状态做出响应、部件的错误动作或损坏、 操作人员失误等而发出的报警。 18 漏报警 Leakage Alarm 风险事件已经发生，而系统未能做出报警响应或指示。 19 人力防范(人防)Personnel Protection 执行安全防范任务的具有相应素质人员和／或人员群体的一种有组织的防范行为(包括人、 组织和管理等)。 20 实体防范(物防)Physical Protection 用于安全防范目的、 能延迟风险事件发生的各种实体防护手段[包括建(构)筑物、 屏障、 器具、 设备、系统等]。 21 技术防范(技防)Technical Protection 利用各种电子信息设备组成系统和／或网络以提高探测、 延迟、 反应能力和防护功能的安全 防范手段。 22 防护对象(单位、部位、目标)Protection Obiect 由于面临风险而需对其进行保护的对象，通常包括某个单位、某个建(构)筑物或建(构)筑物 群，或其内外的某个局部范围以及某个具体的实际目标。 23 周界 Perimeter 需要进行实体防护或／和电子防护的某区域的边界。 24 监视区 Surveillancearea 实体周界防护系统或／和电子周界防护系统所组成的周界警戒线与防护区边界之间的区域。 25 防护区 Protectionarea 允许公众出入的、防护目标所在的区域或部位。 26 禁区 Restrictedarea 不允许未授权人员出入(或窥视)的防护区域或部位。 27 盲区 Blindzone 在警戒范围内，安全防范手段未能覆盖的区域。 28 纵深防护 Longitudinal-depthprotection 根据被防护对象所处的环境条件和安全管理的要求， 对整个防范区域实施由外到里或由里到 外层层设防的防护措施。纵深防护分为整体纵深防护和局部纵深防护两种类型。 29 均衡防护 Balanced Protection 安全防范系统各部分的安全防护水平基本一致，无明显薄弱环节或“瓶颈” 。 30 抗易损防护 Anti-damageable Protection 保证安全防范系统安全、可靠、持久运行并便于维修和维护的技术措施。 31 纵深防护体系 Longitudinal-depth Protection Systems 兼有周界、监视区、防护区和禁区的防护体系。 32 监控中心 Surveillance and Control Centre 安全防范系统的中央控制室。安全管理系统在此接收、处理各子系统发来的报警信息、状态 信息等，并将处理后的报警信息、监控指令分别发往报警接收中心和相关子系统。 33 报警接收中心 Alarm Receiving Centre 接收一个或多个监控中心的报警信息并处理警情的处所。通常也称为接处警中心(如公安机 关的接警中心)。-2-第二节 安全防范系统的基本要素一、安全 安全是指没有危险、不受威胁、不出事故。 二、安全防范的目的 安全防范的目的是使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出事故的安全状态。 三、安全防范的三种基本防范手段 1、人力防范（人防） 2、实体（物）防范（物防） 3、技术防范 三、安全防范的三个基本防范要素 1、探测（Detection） 2、延迟（Delay） 3、反应（Response） 四、安全防范的 “技防、物防、人防”相结合原则 不恰当地、过分地强调某一手段的重要性，而贬低或忽视其他手段的作用，都会给系 统的持续、稳定运行埋下隐患，使安全防范工程的实际防范水平不能达到预期的效果。 五、安全防范的“探测、反应、延迟”相协调原则 探测、反应、延迟的时间必须满足公式： （T 探测+ T 反应）＜ T 延迟 否则，系统所选用的设备无论怎样先进，系统设计的功能无论怎样多，都难以达到预期的 防范效果。第三节 安全防范系统的特点一、整体性。 安全防范系统是由相互依赖的若干子系统组成，各子系统之间存在着有机的联系， 构成一个综合的整体，以实现系统的整体防范功能。因此，安全防范系统要有统一性和整体 性，要充分注意各组成部分或各层次的协调和连接，提高系统的有序性和整体的运行效果。 二、相关性。 安全防范系统是一个综合性的系统，它涉及多种技术的集成，它涉及人力、物防、 技防的合理配置，相互补充和协调，关系技术系统与管理体系的结合。安全防范系统中相互 关联的各部分的特性和行为相互制约和相互影响的特性确定了系统的性质和形态。 三、目的性。 安全防范系统的目的就是使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出事故的安全 状态。 因此安全防范系统的建设需要根据其目的来设定其功能， 这安全防范系统建设的主要 研究对象。 四、环境适应性。 安全防范系统对基础环境的依存性、安全防范系统建设、特别是技防系统必须以环 境（建筑、社区、地理、人文）为基础，并与人防、物防的条件相适应。不同的环境条件将-3-导致完全不同系统设计。 五、预测性。 安全防范系统可以根据防范区域的地理和结构特征，结合犯罪信息分析，推断出犯 罪分子的入侵点和入侵路径，有针对性地建设安全防范系统，在系统性价比不变的情况下， 达到最佳的防范效果。 六、开环性。 安全防范系统是社会化安全防范的一种技术实现，不同于一般的自动化系统、它所 探测的目标不是单纯的物理量， 防范空间的状态也不能用物理参数来线性的描述。 安全防范 系统是不闭环的，只有加入完善的人防系统才能构成一个完善的闭环系统。 七、加固措施。 安全防范系统探测的对象是人的行为，它是不确定和不可控的，而且是可能改变和 影响安防系统自身工作状态（能够规避探测，并能对系统发动攻击）的，必须采用适当的加 固措施来提高系统防破坏能力，提高系统的安全性。 八、社会效益为主。第四节 安全防范系统的作用1、防范作用 安全防范系统的最基本作用就是当犯罪发生时，快速有效的探测到犯罪行为，有效地延 缓犯罪发生的进程， 并通过指挥调度人防系统控制和制止犯罪行为的进行， 保护人的生命和 财产安全。 2、威慑作用 安全技术防范系统的普及建设，对犯罪分子有一种威慑作用，使其不敢轻易作案，提高 了犯罪分子的作案风险， 降低了社会犯罪案件发生率。 同时安全技术防范系统也为社会成员 的生活和工作提供了安全感，提高了社会生活质量。 3、智能管理 安全技术防范系统的建设，提高了保卫工作效率，减轻了工作人员的劳动强度，节省了 大量人力、财力和物力。同时安全技术防范系统可以设置完善的出入管理程序，并记录完善 的工作日志，结合各领域日常管理工作，可实现日常工作的规范化和智能化管理。 第七节 安全技术防范系统的作用 4、提供破案证据 安全技术防范系统能够及时发现入侵、盗窃等犯罪活动，并及时报警，提示和指导保卫 人员制止犯罪的进行， 以减少生命和财产损失。 同时安全技术防范系统能够记录整个犯罪过 程以及日期、时间、地点等信息，为公安系统对案件的侦破提供了详尽的信息资料。-4-第五节 安全防范系统的最新技术进展安防领域的技术处于快速发展的进程之中，到目前为止，已取得的重大突破有： 1．彩色 CCD 摄像机图像清晰度已经达到 540 线水平，出现了全 D1 高分辨率（720 × 576）的电视监控系统。此外，还推出了百万像素（ 1280 ×1024）级的网络摄像机，出现 了高清（HD High Definition）系列的新一代摄像机。 2.在图像压缩方面推出了 H.264，将会逐步取代 MPEG4 而占踞图像压缩的主导地位。占 用的带宽和需要的存储容量比 MPEG4 下降 50％左右， 实现 CIF 格式视频在普通 ADSL 上的实 时连续传输。但 H.264 仍然是基于混合（宏块）编码框架标准的，其编码器是其他编码器复 杂程度的 3 倍，其解码器是其他解码器复杂程度的 2 倍。 因其能使占用的带宽和需要的存储容量比 MPEG4 下降 50％左右，实现 CIF 格式视频在 普通 ADSL 上的实时连续传输，同时由于 H.264 算法具有网络编码层和网络传输层结构，使 之对于普通宽带及无线网络的适应性大为加强，不会由于网络的误码影响传输的质量。但 H.264 仍然是基于混合（宏块）编码框架标准的，其编码器是其他编码器复杂程度的 3 倍， 其解码器是其他解码器复杂程度的 2 倍。 此外， 在空间压缩和时间压缩上有较强可伸缩性的 小波压缩（Wavelet）也受到应用的关注。 3. 推出了 SoC（System on Chip）单芯片系统，使得系统在复杂性大为提高的情况下， 设备体积却能大为缩小。 4. DSP 芯片的功能也更加强大，如 Philips 公司的 PNX-、TI 公司的达芬奇 （Davinci）系统，即 DM642＋ 和 Equator 公司的 BSP-15 等，为新型数字网络安防设备的研 发奠定了基础。 5.除 CCD、 CMOS 等成像器件外， 还推出了新概念的图像传感和处理系统 DPS Digital Pixel （ System） ，DPS 是一种纯数字化的图像拾取系统。 6. 硬盘录像机 DVR 技术水平有很大提高，国内已研发出 24-32 路全实时嵌入式硬盘录 像机及高水平的图像采集压缩板卡。网络视频录像机 NVR 和有双压缩技术 （MPEG4、 JPEG） 的双码流硬盘录像机正开始出现。 7.采用 100Hz 逐行扫描的监视器，由于采用了高帧和逐行技术，可使图像画面无闪烁和 更加稳定，使视觉效果得到改善。未来，显示装置会从传统的 480 隔行扫描过渡到 1080i 或 720p 的逐行扫描，并会出现 1080p 的全高清（ Full HD）显示格式。相关知识补充： CIF,4CIF,QCIF,D1 QCIF 全称 Quarter common intermediate format。QCIF 是常用的标准化图像格式。在 H.323 协议簇中，规定 了视频采集设备的标准采集分辨率。QCIF = 176×144 像素。 CIF 是常用的标准化图像格式（Common Intermediate Format） 。在 H.323 协议簇中，规定了视频采集设备的 标准采集分辨率。CIF = 352×288 像素 CIF 格式具有如下特性： (1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System，VHS)的分辨率，即 352×288。 (2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。 (3) 使用 NTSC 帧速率，电视图像的最大帧速率为 30 000/ 幅/秒。 (4) 使用 1/2 的 PAL 水平分辨率，即 288 线。 (5) 对亮度和两个色差信号(Y、Cb 和 Cr)分量分别进行编码，它们的取值范围同 ITU-R BT.601。即黑色=16， -5-白色=235，色差的最大值等于 240，最小值等于 16。 下面为 5 种 CIF 图像格式的参数说明。 参数次序为“图象格式 亮度取样的象素个数(dx) 亮度取样的行数 (dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2)”。 sub-QCIF 128×96 64 48 QCIF 176×144 88 72 CIF 352×288 176 144 4CIF 704×576 352 288（即我们经常说的 D1） 16CIF
704 576 目前监控行业中主要使用 Qcif（176×144） 、CIF（352×288） 、HALF D1（704×288） 、D1 （704×576）等几种 分辨率，CIF 录像分辨率是主流分辨率，绝大部分产品都采用 CIF 分辨率。目前市场接受 CIF 分辨率，主要 理由有四点：1、目前数码监控要求视频码流不能太高；2、视频传输带宽也有限制；3、使用 HALF D1、D1 分辨率可以提高清晰度，满足高质量的要求，但是以高码流为代价的。在现阶段，出现了众多 D1 的产品， 但市场份额非常小；4、采用 CIF 分辨率，信噪比在 32db 以上，一般用户是可以接受的，但不是理想的视 频图像质量。目前业内人士正在尝试用 HALF D1 来寻求 CIF、D1 之间的平衡。但随着单块硬盘的容量达到 750GB 甚至 1000GB，而国内的大部分 DVR 已经可以做到连接 8 块 1000GB 的硬盘，故 D1 逐渐会变成时常 的主流。 DCIF 分辨率是什么？ 经过研究发现一种更为有效的监控视频编码分辨率（DCIF） ，其像素为 528×384。DCIF 分辨率的是视频图像 来历是将奇、 偶两个 HALF D1， 经反隔行变换， 组成一个 D1 720*576）D1 作边界处理， （ ， 变成 4CIF 704×576） （ ， 4CIF 经水平 3/4 缩小、垂直 2/3 缩小，转换成 528×384.528×384 的像素数正好是 CIF 像素数的两倍，为了与 常说的 2CIF（704*288）区分，我们称之为 DOUBLE CIF，简称 DCIF。显然，DCIF 在水平和垂直两个方向上， 比 Half D1 更加均衡。 为什么选用 DCIF 分辨率？ 数字化监控行业对数字监控产品提出两项要求：首先要求数据量低，保证系统能够长时间录像和稳定实时 的网络传输；其次要求回放图像清晰度高，满足对细节的要求。而 DCIF 分辨率在目前的软硬件平台上，能 很好的满足以上两项要求。 Half D1 分辨率已被部分产品采用，用来解决 CIF 清晰度不够高和 D1 存储量高、价格高昂的缺点。但由于他 相对于 CIF 只是水平分辨率的提升，图像质量提高不是特别明显，但码流增加很大。 经过对大量视频信号进行测试，基于目前的视频压缩算法，DCIF 分辨率比 Half D1 能更好解决 CIF 清晰度不 够高和 D1 存储量高、价格高昂的缺点，用来解决 CIF 和 4CIF，特别是在 512Kbps 码率之间，能获得稳定的 高质量图像，满足用户对较高图像质量的要求，为视频编码提供更好的选择。 CIF 清晰度不够高和 D1 存储量高、 价格高昂的缺点分辨率， 静态回放分辨率理论上最高可达 360TVline 的图 像质量，超过模拟监控中标准 VHS 磁带录像机 280TVline 的图像水平，达到公安部安防行业视频标准二级 和三级项目的清晰度要求，满足绝大部分视频监控的要求。 什么是 D1？ D1 是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下 5 种规格： D1： 480i 格 式（525i） 720×480 ： （水平 480 线， 隔行扫描） 和 NTSC 模拟电视清晰度相同， ， 行频为 15.25kHz， 相当于我们所说的 4CIF（720×576） D2：480P 格式（525p） ：720×480（水平 480 线，逐行扫描） ，较 D1 隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描 DVD 规格相同，行频为 31.5kHz D3：1080i 格式（1125i） ：（水平 1080 线，隔行扫描） ，高清方式采用最多的一种分辨率，分辨 率为 i/60Hz，行频为 33.75kHz D4：720p 格式（750p） ：（水平 720 线，逐行扫描） ，虽然分辨率较 D3 要低，但是因为逐行扫描， 市面上更多人感觉相对于 1080I（实际逐次 540 线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率 -6-达到
的情况下，D3 要比 D4 感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为 p/60Hz， 行频为 45kHz D5：1080p 格式（1125p） ：（水平 1080 线，逐行扫描） ，目前民用高清视频的最高标准，分辨率 为 P/60Hz,行频为 67.5KHZ。 其中 D1 和 D2 标准是我们一般模拟电视的最高标准， 并不能称的上高清晰， 的 1080i 标准是高清晰电视 D3 的基本标准，它可以兼容 720p 格式，而 D5 的 1080P 只是专业上的标准，并不是民用级别的，上面所给出 的 60HZ 只是理想状态下的场频，而它的行频为 67.5KHZ，目前还没有如此高行频的电视问世，实际在专业 领域里 1080P 的场频只有 24HZ，25HZ 和 30HZ。 需要指出的一点是， 端子是日本独有的特殊接口， D 国内电视几乎没有带这种接口的， 最多的是色差接口， 而色差接口最多支持到 D4，理论上肯定没有 HDMI（纯数字信号，支持到 1080P)的最高清晰度高，但在
以下分辨率的电视机上，一般也没有很大差别。 国内主流的硬盘录像机（DVR，Digital Video Recording）采用什么分辨率？怎样计算硬盘容量？ 国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF 和 4CIF（D1） ，分为两种型号。 硬盘录像机常见的路数有 1 路、 路、 路、 路、 路、 路和 16 路。 2 4 8 9 12 最大可以连接 8 块 2000GB 的硬盘， 总容量可高达 1.6T（可续目前市面上最大的硬盘只有 1000GB） ，如果采用 CIF 分辨率，通常计算硬盘录像 机的录像的 硬盘容量为 180MB~250MB/小时， 通常情况下取值 200MB/小时； 如果是 D1 的分辨率每小时录 像需要的硬盘容量为 720MB~1000MB/小时，通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照 500MB/小时计算， 帧率智能设置比 25fps 少一些，码流也要少一些！相信大家可以计算出一台装满 8 块 500GB 的 16 路硬盘录 像机可以录像多长时间了吧？8. 具有视频图像的智能化分析被称之为智能视频，影像的智能搜索和跟踪将是重点， 摄像机目标跟踪功能正在成为应用的热点；“ 视频内容分析软件” 需求旺盛，它通过自动识 别和提取图像中蕴含的信息，而在人流统计及自动行为识别方面得到应用。同时，为实现分 布式智能，更要求智能视频技术前移到摄像机当中，以能在本身进行预先处理，并可决定何 时向后端发送数据。 9. IP 摄像机及软件正在成为 CCTV 的大众餐而日益普及；除 IP 摄像机外，还推出了网络 球型摄像机、网络矩阵等。网络摄像机的发展趋势是要能支持 TCP、RTP、Multicast 组播协 议、Unicast 单播协议等多种网络协议，并有高分辨率和日夜自动转换功能。此外，可以通 过以太网供电 （PoE Power over Ethernet） 及实现网线上 1000m 长距离传输的 LRE Long Range （ Ethernet）也受到瞩目。 10. 网络监控系统正逐渐成为应用的主流，推出了虚拟矩阵切换系统和基于流媒体技 术的网络监控解决方案。磁盘阵列以及存储区域网络（SAN ）和外接联同存储器（NAS ） 将会成为理想的存储介质。 11. 夜视摄像机的应用。热成像摄像机可在 1km 以内识别人，在 2km 以内识别车辆， 在 15-20km 以内跟踪飞机，还能发现和识别经过一般伪装的目标，隐蔽地进行昼夜观察， 并具有较高的抗干扰能力。此外，还出现了使用主动红外的夜视摄像系统，即通过主动照射 并利用目标反射红外先来实施观察的夜视技术， 其图像的分辨率要比通过目标自身发射的红 外幅射的热成像系统（一般为 320×240 象素）高出许多。 12. 人体生物特征识别开始有较多实际应用。在人体生物特征识别系统中，目前分布状 况是指纹识别系统占 48 ％、脸形识别系统占 14 ％、虹膜识别系统占 10 ％、声音识别系 统占 7 ％、 掌纹识别系统占 6 ％。 正在推出的还有掌静脉生物识别包括： 手掌静脉识别 （Pain vein ） 、手背筋脉识别（Back vein ） 、手指静脉识别（Finger vein ） 。未来，生物识别可能将 会是多模态的应用，而不是靠单一技术进行识别。 13. RFID (Radio Frequency Identification )呼之欲出。-7-可以识别单个的非常具体的物体， 而不是像条形码那样只能识别一类物体； 采用无线电射频， 可以透过外部材料读取数据， 而条形码必须靠激光来读取信息； 可以同时对多个物体进行识 读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。2006 年之后全球商业巨 头沃尔码公司将带头以其替代传统的条形码，但频谱的划分和国家的标准尚待确定。 14. 数字化、网络化和智能化将是未来安防技术发展的主流，数字化监控软件与标准将 会举足轻重，越来越要求具有开放性和便于系统升级。在标准普及之前，为了能进行各种功 能模块的组合，能够适用于分布式的网络结构，以及能接入不同厂家的产品，提出了安防中 间件的概念和技术，并倡导软件构件化（ Software Component ）以从根本上提高软件生产 的效率。 15. 联网和远程监控将得到更广泛的应用。门禁控制系统将演变为联网门禁，传统的 RS485 总线在保证网络安全的前提下将逐步向 TCP/IP 过渡。入侵报警系统也将无线化和联 网化。安全防范系统将更紧密地与家居网络相结合。第二章入侵报警系统第一节 入侵报警系统概述一、入侵报警系统的定义 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（包 括主观判断面临被劫持或遭抢劫或其他危急情况时，故意触发紧急报警装置）的行为、处理 报警信息、发出报警信息的电子系统或网络。 二、入侵报警系统的作用 入侵报警系统是基于入侵探测与报警技术构成的系统，在安全防范系统中责任最重 大、应用最为广泛，能对入侵行为快速反应，对入侵者具有极大的威慑作用。 三、入侵报警系统的基本功能 入侵报警系统利用在防范区域内安装的不同种类的入侵探测器， 构成看不见的警戒点、 警 戒线、警戒面或警戒空间，点、线、面、空间交织在一起，便可以形成一个多层次、多方位 的立体交叉的安全防范报警网。 一旦有入侵行为发生，报警系统立即发出声、光报警信号，同时显示出报警发生的具体地 址、及时通知值班人员采取必要的措施，并且将警情自动向上一级接警中心报警。因此入侵 报警系统基本功能有： 探测 入侵报警系统应对下列可能的入侵行为进行准确、实时的探测并产生报警状态： a) 打开门、窗、空调百叶窗等； b) 用暴力通过门、窗、天花板、墙及其他建筑结构； c) 破碎玻璃； d) 在建筑物内部移动； e) 接触或接近保险柜或重要物品；-8-f) 紧急报警装置的触发。 当一个或多个设防区域产生报警时，入侵报警系统的响应时间应符合下列要求： a) 分线制入侵报警系统：不大于 2s; b) 无张和总线制入侵报警系统的任一个防区首次报警：不大于 3s; 其他防区后续报警：不大于 2s; 指示 入侵报警系统应能对下列状态的事件来源和发生的时间给出指示； a) 正常状态； b) 试验状态； c) 入侵行为产生的报警状态； d) 防拆报警状态； e) 故障状态； f) 主电源掉电、备用电源欠压； g) 调协警戒（布防）/解除警戒（撤防）状态； h) 传输信息失败。 控制 入侵报警系统应能对下列功能进行编程设置； a) 瞬时防区和延时防区； b) 全部或部分探测回路设备警戒（布防）与解除警戒（撤防）； c) 向远程中心传输信息或取消； d) 向辅助装置发激厣信号； e) 系统试验应在系统的正常运转受到最小中断的情况下进行。 记录和查询 入侵报警系统应能对下列事件记录和事后查询： a) 以上所列指示事件、上述所列编程设置； b) 操作人员的姓名、开关机时间； c) 警情的处理； d) 维修。 传输 a) 报警信号的传输可采用有线和/或无线传输方式； b) 报警传输系统应具有自检、巡检功能； c) 入侵报警系统应有与远程中心进行有线和/或无线通信的接口， 并能对通信线路故障进 行监控； d) 报警信号传输系统的技术要求应符合 IEC 60839-5; e) 报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议，应符合 IEC 60839-7 的要求。 四、建立纵深防护体系 1、建立纵深防护体系，是安防工程建设必须坚持的原则之一。 依据《入侵报警系统技术要求》GA/T368 中第 4.2.5. 款 入侵报警系统的设计应采用纵深防护体系， 应根据被保护对象所处的风险等级和防护级-9-别，对整个防范区域实施分区域、分层次的设防。一个完整的防区，应包括周界、监视区、 防护区和禁区四种不同类型的防区，对它们应采取不同的防护措施。 2、纵深防护体系的组成图 2.1 纵深防护体系的组成周界→ 监视区→防护区→禁区 由于防护部位的环境不同也有如下的形式： 周界→监视区→禁区； 周界→监视区→防护区。 纵深防护体系以哪种形式组成，取决于现场环境条件。 周界可根据整体纵深防护和局部纵深防护的要求分为外周界和内周界。 周界应构成连续无间 断的警戒线（面） 。周界防护应采用实体防护或／和电子防护措施；采用电子防护时，需设 置探测器；当周界有出入口时，应采取相应的防护措施。 监视区可设置警戒线（面） ，宜设置视频安防监控系统。 防护区应设置紧急报警装置、探测器，宜设置声光显示装置，利用探测器和其他防护装置实 现多重防护。 禁区应设置不同探测原理的探测器， 应设置紧急报警装置和声音复核装置， 通向禁区的出入 口、通道、通风口、天窗等应设置探测器和其他防护装置，实现立体交叉防护。 3、周界与监视区的勘察 周界与监视区是密不可分的，凡是建立周界防护的地带，原则上都应沿周界防护地带 内侧(５米宽的范围内)建立“监视区”。监视区内所设置的摄像机与周界报警联动。 理想的环境条件下周界与监视区 4、 理想的环境条件下周界与监视区- 10 -图 2.2 理想的环境条件下周界与监视区 （1）围墙上端是平直的， 适宜安装主动红外探测器， 而且无漏洞能达到防范严密的要求； （2）沿周界内侧(５米宽的范围内)无阻挡摄像机视野的阻挡物，而且在摄像机的监视范 围内无死角； （3）周界报警与监视区内的摄像机、录像机、辅助光源自动联动。一旦周界报警、摄像 机既是图像复核、跟踪取证的手段又起宏观监控作用； 5、周界与监视区的功能和作用 （1）周界----能及时发现非法入侵者，起到早期报警的作用。 （2） 监视区----空旷地带延迟了违法行为的入侵时间， 从而为预警和迅速出击创造了条件。 使非法入侵者处于被监视的被动地位，起到了监视、跟踪、取证作用。 6、局部纵深防护体系 如果由于外界环境条件和资金限制不能采用纵深防护措施时，应采用局部纵深防护 体系。 从而保证功能和防范效果是基本相同的。- 11 -图 2.3 局部纵深防护体系 7、 实际环境条件下周界与监视区 （1）在窗户的金属护拦上设置断线报警，可以看作是禁区的周界报警，一旦破坏窗户的 金属护栏便触发报警，起到了早期报警的作用； （2） 断线报警与禁区的墙体虽然处在一条轴线上， 中间没有空旷地段来延迟违法行为和 入侵时间，但是金属护栏却起着阻挡入侵的延时作用，从而为预警和迅速出击创造了条件； （3）所设监视区，使非法入侵者处于被监视的被动地位，起到了监视、跟踪、取证作用。 8、 灵活运用技防、物防相结合的原则 凡是有物防设施的防护部位， 基本不受环境条件的限制， 都可以建立周界防护和监视区。 关键在于技防与物防的有机结合；周界报警与摄像机、录像设备、附助光源等自动联动。 周界防护与监视区是不能分离的。而且是防范的重点。第二节 入侵报警系统的常用术语1、漏报警 leakage alarm 入侵行为已经发生，而系统未能作出报警响应或指示。 2、误报警 false alarm 由于意外触动手动装置、自动装置对未设计的报警状态做出响应、部件的错误动作或 损坏、操作人员失误等而发出的报警信号。 3、报警复核 check to alarm 利用声音和/或图像信息对现场报警的真实性进行核实的手段。 4、紧急报警 emergency alarm 用户主观判断面临被劫持或遭抢劫或其他危急情况时，故意触发的报警。 5、报警响应时间 response time 从探测器（包括紧急报警装置）探测到目标后产生报警状态信息到控制设备接收到该 信息并发出报警信号所需的时间。 6、周界 perimeter 需要进行实体防护或/和电子防护的某区域的边界。 7、监视区 surveillance area 实体周界防护系统或/和电子周界防护系统所组成的周界警戒线与防护区边界之间的 区域。 8、防护区 protection area 允许公众出入的、防护目标所在的区域或部位。 9、禁区 restricted area 不允许未授权人员出入（或窥视）的防护区域或部位。 10、盲区 blind zone 在警戒范围内，安全防范手段未能覆盖的区域 。 11 、纵深防护 longitudinal-depth protection 根据被防护对象所处的环境条件和安全管理的要求, 对整个防范区域实施由外到里 或由里到外层层设防的防护措施。纵深防护分为整体纵深防护和局部纵深防护两种类型。- 12 -12 、纵深防护体系 longitudinal-depth protection systems 兼有周界、监视区、防护区和禁区的防护体系。第三节 入侵报警系统的分类及特点一、入侵报警系统的构成及分类 入侵报警系统通常由前端设备（包括探测器和紧急报警装置） 、传输设备、处理/控制/ 管理设备和显示/记录设备四个部分构成。 入侵报警系统有多种组建模式，根据信号传输方式的不同，分为四种基本模式，这四种 模式可以单独使用，也可以组合使用；可单级使用，也可多级使用。 1 分线制：探测器、紧急报警装置通过多芯电缆与报警控制主机之间采用一对一专线相 联。图 2.4 分线制入侵报警系统结构图图 2.5 分线制入侵报警连接图 2 总线制：探测器、紧急报警装置通过其相应的编址模块与报警控制主机之间采用报警总 线（专线）相联。- 13 -图 2.6 总线制入侵报警系统结构图 总线制入侵报警连接图（探测器与地址模块一体）如下图：图 2.7 总线制入侵报警连接图 总线制入侵报警连接图（探测器与地址模块分体）如下图：图 2.8 总线制入侵报警连接图图 2.9 混线制入侵报警连接图 3 无线制：探测器、紧急报警装置通过其相应的无线设备与报警控制主机通讯，其中一个- 14 -防区内的紧急报警装置不得大于 4 个。图 2.10 无线制入侵报警系统结构图 4 公共网络：探测器、紧急报警装置通过现场报警控制设备和/或网络传输接入设备与报警 控制主机之间采用公共网络相联。公共网络可以是有线网络，也可以是有线―无线―有线网 络。图 2.11 公共网络入侵报警系统结构图二、入侵报警系统的组成结构图 2.12 入侵报警系统组成结构 入侵探测报警系统的“最小系统”：- 15 -图 2.13 入侵探测报警系统的“最小系统” 三、入侵报警探测器 （一）入侵探测器的种类 1．按用途或使用的场所不同来分 可分为户内型入侵探测器、户外型入侵探测器、周界入侵探测器、重点物体防盗探测器 等等。 2．按探测器的探测原理不同或应用的传感器不同来分 可分为雷达式微波探测器、微波墙式探测器、主动式红外探测器、被动式红外探测器、 开关式探测器、超声波探测器、声控探测器、振动探测器、玻璃破碎探测器、电场感应式探 测器、电容变化探测器、视频探测器、微波―被动红外双技术探测器、超声波―被动红外双 技术探测器等等。 3．按探测器的警戒范围来分 可分为点控制型探测器、线控制型探测器、面控制型探测器及空间控制型探测器。4．按探测器的工作方式来分 可分为主动式探测器与被动式探测器。 5．按探测器输出的开关信号不同来分。- 16 -可分为常开型探测器和常闭型探测器以及常开/常闭型探测器。 思考：当需要将几个探测器同时接在一个防区时，可采用哪几种方式连接？图 2.14 常开型探测器和常闭型探测器 6．按探测器与报警控制器各防区的连接方式不同来分 基本上可分为三种方式，这就是四线制、两线制和无线制三种。 （二） 入侵探测器的主要技术性能指标 1．漏报率 2．探测率 3．误报率 4．探测范围 通常有以下几种表示方法： 探测距离 探测视场角 探测面积(或体积) 例如， 某一被动红外探测器的探测范围为一立体扇形空间区域。 表示成： 探测距离≥15m； 水平视场角 120°；垂直视场角 43°；某一微波探测器的探测面积≥100m?；某一主动红外 探测器的探测距离为 150m。 5．报警传送方式，最大传输距离 传送方式是指有线或无线传送方式。 最大传输距离是指在探测器发挥正常警戒功能的条件下， 从探测器到报警控制器之间的 最大有线或无线的传输距离。 6．探测灵敏度 是指能使探测器发出报警信号的最低门限信号或最小输入探测信号。 该指标反映了探测器 对入侵目标产生报警的反应能力。 7．功耗 探测器在工作时间的功率消耗。分为静态(非报警状态)功耗及动态(报警状态)功耗。 8．工作电压 探测器工作时的电源电压(交流或直流)。一般用伏特(V)来表示。 9．工作电流 10．工作时间 11．环境温度 室内应用：-10℃―55℃相对湿度≤95％； 室外应用：-20℃―75℃相对湿度≤95％； （三）入侵报警探测器原理及应用 一.微波探测器 微波探测器的种类- 17 -两种类型：雷达式微波探测器、微波墙式探测器。 1.雷达式微波探测器的特点及安装使用要点 雷达式微波探测器是利用无线电波的多普勒效应，实现对运动目标的探测。 (1)雷达式微波探测器对警戒区域内活动目标的探测是有一定范围的。 其警戒范围为一个立体防范空间，其控制范围比较大，可以覆盖 60°～95°的水平辐 射角，控制面积可达几十～几百平方米。图 2.15 雷达式微波探测器覆盖范围 (2)微波探测器的发射能图与所采用的天线结构有关。图 2.15 雷达式微波探测器发射能图 (3)微波对非金属物质的穿透性既有好的一面，也有坏的一面。 通常是将报警探测器悬挂在高处(距地面 1.5～2m 左右)，探头稍向下俯视，使其方向性指 向地面， 并把探测器的探测覆盖区限定在所要保护的区域之内。 这样可使因其穿透性能造成 的不良影响减至最小。如图所示：图 2.16 微波探测器的穿透性 图中实线所示的覆盖区显然比虚线所示的覆盖区要更可靠些。 (4)微波探测器的探头不应对准可能会活动的物体。 (5)在监控区域内不应有过大、过厚的物体，特别是金属物体。- 18 -图 2.17 微波探测器的反射 (6)微波探测器不应对着大型金属物体或具有金属镀层的物体(如金属档案柜等)。 (7)微波探测器不应对准日光灯、水银灯等气体放电灯光源。 (8)雷达式微波探测器属于室内应用型探测器。 (9)当在同一室内需要安装两台以上的微波探测器时，它们之间的微波发射频率应当有所差 异(一般相差 25MHz 左右)。而且不要相对放置，以防止交叉干扰，产生误报警。 2.微波墙式探测器的主要特点及安装使用要点 (1)由于在微波接收机与发射机之间形成一道无形的“墙”， 因此是一种很好的周界防范报警设 备。它很适用于露天仓库、施工现场、飞机场、监狱、劳改场或博物馆等大楼墙外的室外周 界场所的警戒防范工作。也可以用它来警戒展览馆、机要大楼等室内的狭长走廊，以防坏人 进入重要场所。 (2)微波墙式探测器一般采用脉冲调制的微波发射信号，有几个优点： ① 电源耗电少，便于使用备用电源，也可延长备用电池的使用寿命。 ② 放大器相对频带窄、机内噪声小。 ③ 抗干扰性较强。 (3)工作可靠性较好，只要安装得当，误报漏报率较低。 (4)当防范区具有比较开阔、平坦和直线性较好的外周界线时，根据微波射束的直线性传播 特性，适宜采用两个相对方向发射的微波射束组成一个警戒墙。 (5)当防护区的外周界线平直度较差、 曲折过多或地面高低起伏不平时， 则不宜采用微波墙。 (6)使用中，通常采用 L 型托架将微波收、发机安装在墙上或桩柱上，收、发机之间要有清晰 的视线。如图所示。图 2.18 微波探测器的安装 (7)户外使用时，可根据防范区域外周界的形状，合理布局几组对向放置的收、发机，并注 意各设备之间的间隔。如图所示。- 19 -图 2.19 微波探测器的安装 图中 T(TRANSMITTER)代表发射机 R(RECEIVER)代表接收机。 二.红外探测器 1．主动式红外探测器的防范布局方式 主动式红外探测器可根据防范要求、防范区的大小和形状的不同，分别构成警戒线、警 戒网、多层警戒等不同的防范布局方式。 根据红外发射机及红外接收机设置的位置不同， 主动式红外探测器又可分为对向型安装 方式及反射型安装方式两种。 (1)对向型安装方式。 红外发射机与红外接收机对向设置。如图所示：图 2.20 主动红外地对向型安装 可采用多组红外发射机与红外接收机对向放置的方式。 这样可以用多道红外光束形成红外警 戒网(或称光墙)，如图所示。图 2.21 红外警戒网 也可采用如图 1-26 所示的其他多种形式的多光束组成警戒网。- 20 -图 2.22 多光束警戒网 根据警戒区域的形状不同， 只要将多组红外发射机和红外接收机合理配置， 就可以构成不同 形状的红外线周界封锁线。图 2.23 红外线周界封锁线 当需要警戒的直线距离较长时，也可采用几组收、发设备接力的形式 ：图 2.24 红外线接力 目前使用较多的双光束主动式红外探测器的防范布局方式如图所示， 在多组红外发射机与接 收机一起使用时，应注意消除射束的交叉误射(如图中虚线所示)。图 2.25 交叉误射- 21 -(2)反射型安装方式 采用这种方式，一方面可缩短红外发射机与接收机之间的直线距离，便于就近安装、管 理； 另一方面也可通过反射镜的多次反射， 将红外光束的警戒线扩展成红外警戒面或警戒网。 要注意的是： 采用反射型安装方式时的累计探测距离将小于采用对向型安装方式时的直线探 测距离，因此，实际安装时应留有充分的余地。图 2.26 反射型安装方式 2．主动式红外探测器的主要特点及安装使用要点 (1)属于线控制型探测器，其控制范围为一线状分布的狭长的空间。 (2)主动式红外探测器的监控距离较远，可长达百米以上。 (3)探测器还具有体积小、重量轻、耗电省、操作安装简便、价格低廉等优点。 (4)主动式红外探测器用于室内警戒时，工作可靠性较高。但用于室外警戒时，受环境气候 影响较大。 (5)由于光学系统的透镜表面是裸露在空气之中，极易被尘埃等杂物所污染。 (6)由主动式红外探测器所构成的警戒线或警戒网可因环境不同随意配置，使用起来灵活方 便。 3．被动式红外探测器的主要特点及安装使用要点 分类：单波束型被动红外探测器及多波束型被动红外探测器两种 单波束型被动红外探测器 警戒视场角较窄，一般仅在 5°以下。作用距离较远，可长达百米。因此，又可称为是 直线远距离控制型被动红外探测器， 它适合用在狭长的走廊和通道以及封锁门窗和围墙等环 境。 多波束型被动式红外探测器 警戒视场角比单波束型被动式红外探测器的警戒视场角要大得多。水平视场角可大于 90°，垂直视场角最大也可达 90°。但其作用距离较近，一般只有几米到十几米。一般来 说，视场角增大时，作用距离将减小。因此多波束被动式红外探测器又可称为是大视角短距 离控制型被动式红外探测器。 (1)被动式红外探测器属于空间控制型探测器。 (2)由于红外线的穿透性能较差，在监控区域内不应有障碍物，否则会造成探测“盲区”。 (3)为了防止误报警，不应将被动式红外探测器探头对准任何温度会快速改变的物体，- 22 -特别是发热体。 (4)被动式红外探测器亦称其为红外线移动探测器。应使探测器具有最大的警戒范围， 使可能的入侵者都能处于红外警戒的光束范围之内。 并使入侵者的活动有利于横向穿越光束 带区，这样可以提高探测的灵敏度。 (5)被动式红外探测器的产品多数都是壁挂式的，需安装在离地面约 2～3m 的墙壁上。 (6)在同一室内安装数个被动式红外探测器时，也不会产生相互之间的干扰。 (7)注意保护菲涅耳透镜。 (8)基于上述原因，被动式红外探测器基本上属于室内应用型探测器。 三.微波-被动红外双技术探测器的主要特点及安装使用要点 (1) 其可靠性要远高于单技术探测器。 (2)安装时，要使两种探测器的灵敏度都达到最佳状态是比较难做到的。 (3)单技术的微波探测器对物体的振动(如门、窗的抖动等)往往会发生误报警，而被动红外探 测器对防范区域内任何快速的温度变化， 或温度较高的热对流等也往往会发生误报警。 而双 鉴器可集两者的优点于一体，取长补短，对环境干扰因素有较强的抑制作用，因而对安装环 境的要求不十分严格。 四.超声波-被动红外双技术探测器 为了降低误报率， 安装时同样应着重考虑避开同时能引起两种探测器误报警的环境因素。 例 如，超声波-被动红外双鉴器就不适于安装在通风好、空气流动大的位置。因为这一环境因 素不仅会使室内超声波的能量分布发生变化而导致超声波探测器的误报警， 同时也会因空气 流动所引起的背景物体的温度发生变化，而引起红外探测器的误报警。 因超声波不会穿过墙壁或窗门探测， 所以对室外的一切移动物体不会造成误报警。 在这一点 上优于前一种双技术探测器。 五.玻璃破碎探测器的主要特点及安装使用要点 1．玻璃破碎探测器适用于一切需要警戒玻璃防碎的场所 2．安装时应将声电传感器正对着警戒的主要方向 3．安装时要尽量靠近所要保护的玻璃，尽可能地远离噪声干扰源，以减少误报警 4．不同种类的玻璃破碎探测器安装位置不一样 五.玻璃破碎探测器的主要特点及安装使用要点 5．也可以用一个玻璃破碎探测器来保护多面玻璃窗 6．窗帘、百页窗或其他遮盖物会部分吸收玻璃破碎时发出的能量 7．探测器不要装在通风口或换气扇的前面，也不要靠近门铃，以确保工作可靠性 8．专用的玻璃破碎仿真器可对探测灵敏度进行调试和检验 六.开关式探测器 常用的开关式传感器：磁控开关、微动开关、紧急报警开关、压力垫或用金属丝、金属 条、 金属箔等来代用的多种类型的开关。 它们可以将压力或磁场力或位移等物理量的变化转 换为电压或电流的变化。- 23 -开关式探测器通常属于点控制型探测器。 七.其他周界防御探测器 用于周界防御报警的探测器有多种。常用的有振动电缆探测器、电场式探测器、泄漏电缆探 测器、光纤探测器，以及其他一些机电式探测器、压电式探测器、振动式探测器等等。在重 要的安全防范区域， 往往还不仅采用单一的周界防御报警探测器， 而是将几种探测器组合成 一个严密的综合的周界防御系统。 八．入侵报警控制器 1．入侵报警控制器功能： 入侵探测报警控制器置于用户端的值班中心， 是报警系统的主控部分， 它可向报警探测器提 供电源，接收报警探测器送出的报警电信号，并对此电信号进行进一步的处理。报警控制器 通常又可称为报警控制／通信主机。 可驱动外围设备、系统自检功能、故障报警功能、对系统的编程等功能。 2．入侵报警控制器分类 报警控制器视使用要求和系统大小不同，有简有繁。报警控制器可有小型报警控制器、中型 报警控制器和大型报警控制器之分。 就防范控制功能而言， 报警控制器又可分为仅具有单一安全防范功能的报警控制器(如防盗、 防入侵报警控制器、 防火报警控制器等)和具有多种安全防范功能一集防盗、 防入侵、 防火、 电视监控、监听等控制功能为一体的综合型的多功能报警控制器。 各种不同类型的报警探测器与不同规格的报警控制器组合起来，就能构成适合于不同用途、 警戒范围大小不同的报警系统网络。 根据组成报警控制器电路的器件不同， 可分为由晶体管或简单集成电路元器件组成的报警控 制器(一般用于小型报警系统)和利用单片机控制的报警控制器(一般用于中型报警系统或联 网报警系统)以及利用微机控制的报警控制器(一般用于大型联网报警系统)。 按照信号的传输方式不同来分， 报警控制器可分为具有有线接口的报警控制器和具有无线接 口的报警控制器以及有线接口和无线接口兼而有之的报警控制器。 依据报警控制器的安装方式不同，报警控制器又可分为台式、柜式和壁挂式。 3．报警控制器对报警探测器和系统工作状态的控制 主要有以下 5 种工作状态： (一)布防(又称设防)。 (二)撤防。 (三)旁路。 (四)24 小时监控，不受布防、撤防操作的影响。 4．报警控制器的防区布防类型 （1） 按防区报警是否设有延时时间来分 分为两大类：瞬时防区和延时防区。 （2）按探测器安装的不同位置和所起的防范功能不同来分 ，一般又可分为以下几种： 内部防区- 24 -出入防区 周边防区 （3）按用户的主人是否外出还是逗留室内的不同布防情况来分 又可分为 4 种类型：外出布防、留守布防、快速布防和全防布防。5．举例 1图 2.27 一套住宅的平面图及采取的技防措施示意图 举例 2图 2.27 小型自选商场的平面图和所采取的技防措施示意图- 25 -6．入侵探测报警控制器电路实例图 2.27 报警控制器的总体组成方框图中心控制电路的组成框图电源电路的组成框图- 26 -电话接口电路的组成框图输入、输出电路的组成框图九．有线入侵报警系统 有线入侵报警系统的基本概念 有线入侵探测报警系统是指在入侵探测器与报警控制器之间采用的是有线传输的方式。 同时报警控制器与上一级接警中心也采用的是有线传输方式。 2．有线入侵报警系统的分类 根据系统中所采用的传输线路的不同，目前，有线入侵报警系统基本上可以分为两大类。 一类是利用专线传输的有线报警系统； 另一类是利用公用电话网传输的联网报警系统。 3．利用公用电话网传输的联网报警系统 （1）利用电话线传输报警信息的基本方式 ①录音语音信号电话自动报警。 在该方式中， 报警信号是将事先录好的人说话的或模拟人说话的录音语音报警信号送入电话 线，传输至接警中心的。结构见下图：- 27 -录音语音信号电话自动报警 ②数字信号电话自动报警。 在该方式中，报警信息在电话线中是以数字信号的方式传输的。不仅速度快、准确，单位时 间内传输的信息量也较大， 效率高， 便于接警中心快速处理。 同时还具有报警资料便于存储、 分类、归档、查询、统计方便等优点。数字信号电话自动报警 （2）数字信号电话自动报警系统的组网模式 ①数字信号电话自动报警系统模式 1――利用计算机来接警。- 28 -计算机是报警指挥中心的辅助设备， 装有专门的接警软件， 其作用是将数字接收机的数字编 码信息转换为文字信息，可直接显示报警用户的地址、姓名、联系电话、具体警情，详细到 警情类别、防区号等，并给出不同警情的处理预案。②数字信号电话自动报警系统模式 2――采用专用的数字报警接收机来接警。数字接收机是专门用于接收由报警控制器发出、 并通过公共电话网传输的各类信息， 是联网 报警系统接警中心的首选设备。 数字接收机一般都具有内置电话线故障监测电路， 并可以同时接收多条电话线路传来的信息， 直接显示系统状态及报警信息，报警时触发外接告警设备，自动打印输出； 数字接收机还提供电源监测及打印机输出口的监测， 及时向计算机报告电源 （市电及后备电 池）及打印机（电源丢失、脱纸、缺纸）的工作故障，提供无人职守的技术条件。- 29 -4．电话线传输多级报警联网系统的组成 (１)一级报警联网系统的组网方式 中心直接接收由报警控制器发出的报警信息， 并将报警信息及相关其它信息转换为文字信息 显示在屏幕上，具体设备例如： 安定宝 VISTA-120，其非标输出接口是 J8，接口模块 4100SM 可将非标接口协议转换为满足 计算机 RS-232 接口通讯协议，直接将报警信息送入计算机，配以专用接警软件加以处理；(2)多个一级接警中心 报警控制器都具有报警后拨打几个电话的功能，同一个警情至少可以报告给两个接警中心， 确保报警通讯这个环节万无一失。 所以多个一级接警中心联网系统是利用了报警控制器具有多电话通讯功能，即当报警控制/ 通讯主机接收到入侵探测器发出的报警信号后， 它可按事先设定好的多个电话号码， 自动顺 序地向多个接警中心报告警情。多个一级接警中心的结构 (3)多级报警联网系统的组网方式- 30 -典型的多级联网的结构 级接警中心都采用数字报警接收机接警的联网系统。组网方式如图优点：由于都使用数字报警接收机，中心的工作可靠性较高，报警信号传输速度快。 缺点：是中心成本较高，并且两个中心间完全独立，不能交换用户资料、报警处理等信息。 ②接警中心分别采用数字报警接收机和计算机接警的联网系统- 31 -优点： 是一级接警中心的成本较低， 尤其适合在一个公安分局辖区内有多个报警小区的情 况。 ③各接警中心都采用计算机接警的联网系统。该种联网方式的优点是各级接警中心的成本都较低， 且上级接警中心可与各下级接警中心交 换信息。 5．电话线传输电脑联网报警系统的主要功能与特点 (1)运用计算机技术组网，依靠电话线传输报警信号，组网简单易行，灵活方便，范围广， 容量大，自动化程度高。 (2)功能全面、适应性强，可以组成多功能的安全报警网。 (3)当防范现场出现警情时可实现自动拨号报警， 接警中心自动接警。 报警信号传输速度快， 信息全面、准确具体。 (4)报警控制器与中心接警计算机之间具有双向通信能力，报警控制器与接警接收机之间采 用双向应答方式工作。 (5)密码操作，安全可靠。 (6)可编程操作，灵活方便，实用性强。 (7)具有防破坏功能和电源备份功能。 6．电话线传输电脑联网报警系统在安防工作中的应用实例 北京市城八区金融专用紧急报警联网系统就是这样的报警系统，它于 1997 年 9 月 8 日上午 正式开通。目前，全北京地区金融单位专用紧急报警联网系统共建有：一个市公安局接警中- 32 -心；19 个分县局接警中心；4 个网络管理巡检中心和 5000 个用户端报警网点。从而构成了 一个庞大的利用公共电话交换网传输的电脑联网报警系统。电话线传输电脑联网报警系统的组成图 技术特点： (1)报警信息分流技术。 送入报警控制器的信息分为三种类型：即紧急报警(抢劫报警)、延时报警(防盗报警)和设备 报警(故障报警)。技术特点： (2)双路由报警设计，预留了无线接口，提高了系统工作的可靠性。 (3)接警中心双机热备份技术。- 33 -技术特点： (4)多路报警接收处理能力。 (5)现场监听及报警现场声音的数字录音。 (7)接警中心的自检和对报警控制器远程巡检检测、遥控编程。 十．无线联网报警系统无线报警系统的联网可以根据防范区域大小、 防范报警要求的等级以及防范报警的功能等方 面合理配置， 可将有线及无线报警系统有机地组合在一起， 构成一个大的无线报警联网系统。 下图中示出了一个由各防范单位值班室或保安中心与派出所、 公安分局和市公安局这样四级 组成的无线报警联网系统。在实际应用中， 应根据某一地区的实际情况灵活地进行组网， 图中示出了一个两级无线报警- 34 -网的组成形式。无线报警与有线报警相结合的联网报警系统第四节 入侵报警系统技术要求（GA/T 368-2001）1 范围 本标准规定了用户保护人、财产和环境的入侵报警系统（手动式和被动式）的通用技术 要求，是设计、安装、验收入侵报警系统的基本依据。 本标准适用于建筑物内、外部的入侵报警系统。本标准不涉及远程中心，也不包括入侵报 警系统与远程中心之间通信数据的加载和卸载。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其 随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标 准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件， 其最新 版本适用于本标准。 GB 10408.1 入侵探测器 第 1 部分：通用要求（IEC ） GB 10408.2 入侵探测器 第 2 部分：室内用超声波多普勒探测器（IEC ）- 35 -GB 10408.3 入侵探测器 第 3 部分：室内用微波多普勒探测器（IEC ） GB 10408.4 入侵探测器 第 5 部分：室内用被动红外探测器（IEC ） GB 10408.5 入侵探测器 第 4 部分：主动红外入侵探测器（IEC ） GB 10408.6 微波和被动红外复合入侵探测器 GB 12663 防盗报警控制器通用技术条件 GB 15207 视频入侵报警器 GB 15209 磁开关入侵探测器 GB/T 15211 报警系统环境试验 GB 15407 遮挡式微波入侵探测器技术要求和试验规范（IEC ） GB/T 15408 报警系统电源装置、测试方法和性能规范（IEC ） GB/T 16572 防盗报警中心控制台 GB 16796 安全防范报警设备 安全要求和试验方法 GB/T 8 电磁兼容 试验与测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 8 电磁兼容 试验与测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 8 电磁兼容 试验与测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 9 电磁兼容 试验与测量技术 浪涌抗扰度试验 GB/T 9 电磁兼容 试验与测量技术 电压暂降、 短时中断及电压变化抗扰度试 验 GA/T 74 安全防范系统通用图形符号 GA/T 75 安全防范工程程序与要求 IEC 60839-5 报警系统 第 5 部分：报警信号传输系统技术要求 IEC 60839-7 报警系统 第 7 部分：报警传输系统中串行数据接口信息格式和协议 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 报警 alarm 生命、财产或环境面临严重威胁时的警告。[IEC ] 3.2 入侵报警系统 intrusion alarm system 用于探测设防区域的非法入侵行业并发出报警信号的电子系统或网络。[IEC ] 3.3 正常状态 normal condition 报警系统处于完全可使用而不在任何其他限定情况下的状态。[IEC ] 3.4 报警状态 alarm condition 报警系统或其部分因对面临的危险作出响应而产生的状态。[IEC ] 3.5 故障状态 fault condition 使报警系统无法按照相关标准的技术要求进行工作的系统状态。[IEC ] 3.6 试验状态 test condition 系统的正常功能被作试验用的报警系统状态。[IEC ] 3.7 断线状态 disconnection condition 故意造成的报警系统状态，使得系统的一部分不能工作。[IEC ] 3.8 报警信号 alarm signal 由处于报警状态中的报警系统发出的信号。[IEC ] 3.9 故障信号 fault signal 由处于故障状态中的入侵报警系统发出的信号。[IEC ] 3.10 防拆装置 tamper device 用来探测故意干扰（拆卸或打开）报警系统的部件或一部分的装置。[IEC ]- 36 -3.11 防拆探测 tamper detection 使用防拆装置探测对报警系统或其部分的故意干扰。[IEC ] 3.12 防拆保护 tamper alarm 使用电气或机械方法防止对报警系统或其部分的故意干扰。[IEC ] 3.13 防拆报警 tamper alarm 由防拆装置的动作而发出的报警. [IEC ] 3.14 误报警 false alarm 由于意外触动手动装置、 自动装置对未设计的报警状态做出响应、 部件的错误动作或损坏、 操作人员失误等而发出的报警信号。[IEC ] 3.15 漏报警 false alarm 入侵行为已经发生，而系统没有作出报警响应或指示。 3.16 探测器 detector 用来辨别面临危险的不正常情况下而产生报警状态的装置。[IEC ] 3.17 传感器 sensor 探测器用来辨别状态变化的部分，这个状态变化能指示面临危险性。[IEC ] 3.18 处理器 processor 通过对一个或更多传感器输出的处理以断定是否应该产生报警状态的装置。 3.19 控制器 controller 对探测器的信号进行处理以断定是否应该产生报警状态以及完成某些显示、控制、记录和 通信功能的装置。 [IEC ] 3.20 系统响应时间 response time 从探测器（包括人工启动开关、按钮或电键）探测到目标后产生报警状态信息到控制器接 收到该信息并发出报警信号所需的时间。 3.21 中央控制设备（中心控制台）central control equipment 接收、处理、显示来自探测器、控制器和各种信息并发出控制指令的装置。 3.22 远程中心 remote center 远离受保护场所、在此收集有关一个或多个报警系统的状态信息，或用作报告（就接收中 心而言）或用作向前传输（就卫星站或收集点而言）。[IEC ] 3.23 报警接收中心 alarm receiving center 连续不断有人操纵的远程中心，有关一个或多个报警系统的信息向它做出报告。 [IEC ] 3.24 卫星站 satellite station 平常无人操纵但备有在紧急情况下供人操作的设备， 有关若干报警系统状态的信息是在这 里收集的，或是直接或是通过远远的卫星站向前传输到报警接收中心。[IEC ] 3.25 收集点 collector point 无人操纵的远程中心，不具有供人在紧急情况下操作的设备，有若干报警系统状态的信息 在这里收集，或是直接或是通过卫星站向前传输到报警接收中心。[IEC ] 3.26 监控中心 monitoring center 有人操纵的远程中心，报警信号传输系统的状态在此进行监控。[IEC ] 3.27 组合系统 combined system 在探测、 传输、 控制、 处理环节上， 采用两种 （含两种） 技术以上的报警系统。 ] [IEC 3.28 报警信号传输系统 alarm transmission system 用来把一个或更多报警系统状态的信息传送到一个或更多接收中心的设备和网络。[IEC ]- 37 -3.29 手动控制装置 physical protection 影响报警控制单元动作的手动操作开关、按钮或电键。[IEC ] 3.30 实体防护 physical protection 防止部件受损坏的保护或防止人受伤害的保护。[IEC ] 3.31 设置警戒(设防状态) set condition 使报警状态能够指示出来的一种状态。 3.32 解除警戒(撤防状态) unset condition 使报警状态不能指示出来的一种状态。 4 技术要求 4.1 系统概述 入侵报警系统应包括前端设备、 传输设备和控制/显示/处理/记录设备。 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 （或地址编辑解码器/发射接收装置） ； 控制设备包括控制器或中央控制台， 控制器/中央控制台应包含控制主板、 电源、 声光指示、 编程、记录装置以及信号通信接口等。入侵报警系统设备应分别符合 GB 10408 系列标准、 IEC 60839-5 系列标准、IEC 50839-7 系列标准、GB 12663、GB 15207、GB 15209、GB 15407、 GB/T 16572 等相关标准的技术要求。 入侵报警系统可有多种构成模式。 各种不同入侵报警系统的共同部分的基本构成如图 1 所 示。 注 1：声光指示、编程装置、信号通信接口可为分离部件，也可为组合或集成部件。 注 2：入侵报警系统中探测器与控制器之间、控制器与远程中心的信号传输可以采用有线 或/和无线传输方式。 注 3：入侵报警系统可以包括其他附加装置，但它们均应符合本标准的相关要求。 4.2 系统设计 4.2.1 规范性和实用性 入侵报警系统的设计应基于对现场的实际勘察，根据环境条件、防范对象、投资规模、维 护保养以及接处警方式等因素进行设计。 系统的设计应符合有关风险等级和防护级别标准的 要求，符合有关设计规范、设计任务书及建设方的管理和使用要求。设备选型应符合有关国 家标准、行业标准和相关管理规定的要求。 4.2.2 先进性和互换性 入侵报警系统的设计和技术上应有适度超前性和互换性，为系统的增容和/或改装留有余 地。 4.2.3 准确性 入侵报警系统应能准确及时地探测入侵行为、发出报警信用卡号；对入侵报警行号、防折 报警信号、故障信号的来源应有清楚和明显的指示。 入侵报警系统应能进行声音复核，与电视监控系统联动的入侵报警系统应能同时进行声 音复核和图像复核。 系统误报警率应控制在可接受的限度内。入侵报警系统不允许有漏报警。 4.2.4 完整性 应对入侵设防区域的所有路径采限防范措施， 对入侵路径上可能存在的实体防护薄弱环节 应有加强防范措施。所防护目标的 5m 范围内应无盲区。 4.2.5 纵深防护性 入侵报警系统的设计应采用纵深防护体制， 应根据被保护对象所处的风险等级和防护级别， 对整个防范区域实施分区域、分层次的设防。一个完整的防区，应包括周界、监视区、防护- 38 -区和禁区四种不同类型的防区，对它们应采限不同的防护措施。 防护区内应设立控制中心， 必要时还可设立一个或多个分控中心。 控制中心宜设在禁区内， 至少应设在防护区内。 4.2.6 联动兼容性 入侵报警系统应能与电视监控系统、出入口控制系统等联动。当与其他系统联合设计时， 应进行系统集成设计， 各系统之间应相互兼容又有独立工作。 入侵报警的优先权仅次于火警。 4.3 系统基本功能 4.3.1 探测 入侵报警系统应对下列可能的入侵行为进行准确、实时的探测并产生报警状态： a) 打开门、窗、空调百叶窗等； b) 用暴力通过门、窗、天花板、墙及其他建筑结构； c) 破碎玻璃； d) 在建筑物内部移动； e) 接触或接近保险柜或重要物品； f) 紧急报警装置的触发。 4.3.2 当一个或多个设防区域产生报警时，入侵报警系统的响应时间应符合下列要求： a) 分线制入侵报警系统：不大于 2s; b) 无张和总线制入侵报警系统的任一个防区首次报警：不大于 3s; 其他防区后续报警：不大于 2s; 4.3.3 指示 入侵报警系统应能对下列状态的事件来源和发生的时间给出指示； a) 正常状态； b) 试验状态； c) 入侵行为产生的报警状态； d) 防拆报警状态； e) 故障状态； f) 主电源掉电、备用电源欠压； g) 调协警戒（布防）/解除警戒（撤防）状态； h) 传输信息失败。 4.3.4 控制 入侵报警系统应能对下列功能进行编程设置； a) 瞬时防区和延时防区； b) 全部或部分探测回路设备警戒（布防）与解除警戒（撤防）； c) 向远程中心传输信息或取消； d) 向辅助装置发激厣信号； e) 系统试验应在系统的正常运转受到最小中断的情况下进行。 4.3.5 记录和查询 入侵报警系统应能对下列事件记录和事后查询： a) 4.3.3 所列事件、4.3.4 所列编程设置； b) 操作人员的姓名、开关机时间； c) 警情的处理； d) 维修。 4.3.6 传输 a) 报警信号的传输可采用有线和/或无线传输方式；- 39 -b) 报警传输系统应具有自检、巡检功能； c) 入侵报警系统应有与远程中心进行有线和/或无线通信的接口，并能对通信线路故障进 行监控； d) 报警信号传输系统的技术要求应符合 IEC 60839-5; e) 报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议，应符合 IEC 60839-7 的要求。 4.4 设备安装要求 入侵报警系统设备的安装、线缆的敷设等应符合有关国家标准、行业标准的要求和相关 管理规定的要求。 4.5 电源 入侵报警系统的电源装置，应符合 GB/T 15408 的要求。系统应有备用电源，其容量至少 应能保证系统正常工作时间大于 8h。备用电源可以下列之一或其组合； a) 二次电池及充电器； b) UPS 电源； c) 发电机。 5 安全性要求 5.1 入侵报警系统所使用的设备应符合 GB 16796 和相关产品标准规定的安全性要求。 5.2 入侵报警系统的任何部分的机械结构应有足够的强度，能满足使用环境的要求，并能 防止由于机械不稳定、移动、突出物和锐边造成对人员的伤害。 5.3 在具有易燃易爆物质的特殊区域，入侵报警系统应有防爆措施并符合有关规定。 5.4 室外有线入侵报警系统的线路宜屏蔽。 6 电磁兼容性要求 入侵报警系统所使用的设备应能承受下列电磁兼容性试验要求； a) GB/T 8 中，严酷等级 3 的静电放电干扰； b) GB/T 8 中，严酷等级 3 的射频电磁场干扰； c) GB/T 8 中，严酷等级 3 的电快速瞬变脉冲群干扰； d) GB/T 8 中， 严酷等级： 交流电源线不超过 3， 信号线不超过 2 的浪流涌干扰； e) GB/T 8 中，严酷等级：40%UT10 个周期的电压暂降，0% UT10 个周期的短 暂中断干扰； 试验中系统工作正常，不应产生报警和漏报警。 7 防雷接地要求 7.1 设计入侵报警系统时，选用的设备应符合电子设备的雷电防护要求。 7.2 入侵报警系统应有防雷击措施。应设置电源避雷装置，宜设置信号避雷装置。 7.3 系统应等电位接地；单独接地电阴不大于 4Ω，接地导线截面应大于 25mm2 。 7.4 室外装置和线路防雷和接地设计应符合有关国家标准和行业标准。 8 环境适应性要求 入侵报警系统所使用的设备应符合 GB/T 15211 的要求； 在有腐蚀性气体和易燃易爆的环境中工作的入侵报警系统设备，应有相应的保护措施。 9 可靠性要求 入侵报警系统所使用的设备，其平均无故障间隔时间（MTBF）不应小于 5000h; 系统验收后的首次故障时间大于 3 个月 10 标志 入侵报警系统所使用设备应该在其上清晰而耐久地标出下列资料： a) 厂家名称； b) 批号；- 40 -c) 生产日期（可以用代号）； d) 供电额定值，例如标称电压、电流和频率； 端子和引线应该加以编号，加上颜色或者用别的方法来识别。 标记必须耐入和易读，标牌不应被容易取下且不卷曲。 11 文件提供 11.1 同设备一起提供的资料 如果不能从设备上看清楚，应出随设备给出正确安装的详细说明书。任何设备在输入极性 接反时可能受损的情况，应在使用说明书中陈述清楚。 11.2 设计文件 承建方应按 GA/T 75 的要求，向建设方提供规定的全部设计文件；图纸应规范，图形符 号应符合 GA/T 74 的要求。第三章视频安防监控系统第一节 视频监控系统的基本概念与组成闭路电视 CCTV:Closed Circuit Television一、视频监控系统的基本组成摄像机传输信道切换控制图像显示图像记录- 41 -二、视频监控系统的功能与原理简介 安全防范系统需要探测各种信息，对其进行分析判断，以便作出防范决策。在众多信息中， 图像信息具有直观、实时、内容确切而丰富，因而成为安全技术防范系统的主要信息来源。 视频监控系统成为至关重要的组成部分。 视频监控系统以提供实时活动视频图像的方式，来对特定区域或重点目标、对象进行不 间断监视、 记录， 特别是视频监控系统与报警网络联动后， 能在报警发生的第一时间， 观察、 记录报警现场的图像资料，为现场发生的一切提供最重要的信息和证据。 三、视频监控系统的基本特点 (一) 实时性 可将现场情景即时摄取下来，并通过有线和无线实时地传送到指挥中心(监控中心)。 (二) 高灵敏 目前的微光电视摄像机可以在 0.5 Lux(相当于阴天夜晚)的微光下摄取到满意的可用图 像。 (三) 监视空间大 采用多部摄像机组成一个监视网， 可以做到大面积的观察， 也可以做到某一局部范围的 特写。 (四) 便于隐蔽和遥控 (五) 长期有效性 摄像机可连续较长时间有效地进行工作，提供信息准确，且极少失误。第二节 视频监控系统的前端设备一、摄像机 (一) 摄像机的分类 1．按所摄取的图像种类来分。 (1)黑白摄像机。 (2)彩色摄像机。 2．按适用照度来分。 (1)普通摄像机： 在白天和较强灯光下才能摄取到满意的图像， 最低照度均大于 10 勒克斯(Lux) 以上。 (2)低照度摄像机：可以工作在照度较低的环境中(如黎明、黄昏、暗光下)，最低照度为 0.1-0.5Lux。 (3)微光摄像机：可以工作在月光、星光甚至伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间，最低照度 可达 10-4Lux。- 42 -几种不同自然条件下的典型景物照度(近似值)几种不同监控现场的环境照度参考值 3．按摄像器件的种类来分 (1)摄像管摄像机 (2)固体摄像器件摄像机 4．按适用光谱范围来分 (1)可见光电视摄像机 (2)非可见光电视摄像机 5．按摄像器件成像面的直径尺寸来分 有 1/2 英寸、1/3 英寸、2/3 英寸、1 英寸等不同成像面尺寸的摄像机。目前前三种使用得 较多。 6．按摄像机的使用环境来分 (1)演播室用摄像机 (2)便携式摄像机 (3)演播室-便携式两用摄像机 (4)电视监控用摄像机- 43 -7．按摄像机的用途来分 (1)电视广播用摄像机 (2)业务用摄像机：监控用摄像机可归属此类 (3)家用摄像机 8．按结构组成来分 (1)摄录一体化机 (2)摄录非一体化机 (3)一体化全能监视用摄像机：为了满足电视监控系统中前端设备安装使用的方便，将 摄像机、变焦距镜头、摄像机防护罩、云台及解码盒等组装在一起，做成一体化结构。这也 给配置购买设备带来了方便。 (二) 电视摄像器件 电视摄像器件是摄像机中完成光-电转换作用的核心器件，它基本上决定和限制了 摄像机的性能和主要技术指标以至价格。 因此， 摄像机的选用通常都首先着眼于对摄像器件 类型的选用上。 电视摄像管。 通常用于广播电视中。当被摄景物的照明条件较好时，可以摄取到高质量的彩色图像。2．固体摄像器件 (1) 概述 固体摄像器件主要有电荷耦合器件(简称 CCD)和电荷注入器件(简称 CID)等类型，其中以 CCD 应用得最为广泛，它已成为大规模集成电路中的后起之秀。 (2) 优点：CCD 的出现是摄像器件的一次革命。与摄像管相比，固体摄像器件具有以下的优 点： ①体积小，重量轻。 ②惰性小。 ③灵敏度高。 ④抗烧伤。 ⑤图像均匀性好。 ⑥无畸变、高重合度。 ⑦机械强度高，抗冲震。 ⑧寿命长。 (3) CCD 摄像器件的分类。 ①按像元排列方式来分。 a.线阵 CCD：光敏像元在窄长硅片上沿直线排成一行。 如：1X8 和 1X2048 等。用于传真机等设备中。 b. 面阵 CCD：光敏像元在硅片的行和列的方向上进行排列。 如：380X488、475X496 和 576X604 等。用于 CCD 摄像机中。 ②按应用范围来分- 44 -a．高灵敏度 CCD：其灵敏度和硅靶摄像管、纽维康摄像管差不多，可用于暗光摄像。 b．增强 CCD(ICCD)：像增强器与 CCD 直接耦合。ICCD 可工作在微光的条件下，使被摄景 从而使 CCD 摄像机在星光下拍摄电视图像成 物照度降低为 3×10-4 勒克斯时仍能正常工作， 为现实。 c．红外 CCD(IRCCD) d．紫外 CCD(UVCCD) e．彩色 CCD (三) CCD 摄像机 1．CCD 摄像机的主要技术指标 (1) 电视标准，即电视制式 黑白电视制式：全世界现行的黑白电视制式有 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、 M、N 共 14 种，应选用符合我国黑白电视制式标准的摄像机，即 D 制式。 彩色电视制式：全世界现行的彩色电视制式有三大种：NTSC 制、PAL 制和 SECAM 制。应选 用符合我国彩色电视制式标准的摄像机， 其标准是： PAL-D 制， 行(每帧图像的扫描行数)， 625 50Hz(场频)。 (2) CCD 摄像器件的尺寸，即成像面或靶面的尺寸(h x v)。(3) CCD 摄像器件的像素。 CCD 摄像器件的像素越多，图像的分辨率就越高、越清晰。如某一 CCD 摄像器件的像 素为 752H(水平)X582V(垂直)，即像素为 437664 个。 (4) 图像的清晰度(TVL)。 这是摄像机的一项很重要的技术指标，又称水平解析度。清晰度用电视线(TV Line-TVL) 来表示。 它的数值除与摄像器件及镜头的质量有关之外， 还与摄像机系统的电路通道的频道 宽度直接相关。通常规律是频道宽度增加 1MHz，相当于清晰度增加 80TVL。所以电路通道 的频带越宽，图像就越清晰，TVL 的数值也就越大。 下表为清晰度与频带的对应关系(5) 摄像机的灵敏度，或最低照度(LX)。 显然，摄像机要求的最低照度 Lux 的数值越小，摄像机的灵敏度就越高。一般彩色摄像 机要求的最低照度比黑白摄像机要高，通常最低度在 1Lux 以上。而某些黑白摄像机的最低 所以， 应根据监控现场的最低照度来选择合适灵敏度的摄像机。 照度可低至 10-4 ～10-5 Lux。 (6) 信噪比(dB)。 信噪比是指摄像机输出图像信号的信号与噪声之比。比值越大，图像上呈现的噪声干 扰越小，图像质量越高。一般应大于 45dB 以上。 (7) 摄像机的同步方式。- 45 -所谓摄像机的同步方式是指摄像机与某一信号“锁定”的工作方式。 摄像机的同步方式分为以下三种： ①“内同步”工作方式：指摄像机只与自身晶体振荡电路所产生的行、场同步信号锁定的 工作方式。 ②“外同步”工作方式 指摄像机与由其外部输入的全电视信号或复合同步信号锁定的工作方式。 这一外来信号可以 是某一基准信号源(如同步信号发生器)输出的信号或监控系统中某一摄像机输出的视频信 号。 ③“与电源同步”的工作方式 指摄像机与外加交流电源锁定的工作方式。即摄像机输出信号的场频是与 50Hz 交流电源的 频率和相位锁定的。 (8) 视频输出。 指摄像机输出的黑白或彩色全电视信号(VBS)的幅度。通常规定为 1v p-p，75Ω。 (9) 镜头接口。 摄像机的镜头接口有 CS 型接口和 C 型接口之分。换句话说，镜头与摄像机的连接方式 可分为 CS 型安装方式和 C 型安装方式两种。 下表为 CS 型镜头与 C 型镜头的不同尺寸 (mm)镜头与摄像机的连接方式 (10) CCD 摄像器件的个数。 在黑白摄像机中，仅采用一片 CCD 就可完成图像的摄取。而在 CCD 彩色摄像机中，不 仅有采用一片 CCD 的单片 CCD 彩色摄像机，也有采用三片 CCD 的三片 CCD 彩色摄像机。由 于单片 CCD 的体积小，且价格低，所以在电视监控系统中几乎都采用的是单片 CCD 彩色摄 像机。 (11)自动增益控制 CCD 摄像机通常具有一个对 CCD 的信号进行放大的视频放大器， 其放大倍数称为增益。 若放大器的增益保持不变， 则在高亮度环境下将使视频信号饱合。 利用相机的自动增益控制- 46 -（AGC）电路可以随着环境内外照度的变化自动的调整放大器的增益，从而可以使相机能够 在较大的光照范围内工作。 (12)背光补偿 通常，CCD 相机的 AGC 工作点是以通过对整个视场的信号的平均值来确定的。当视场 中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标时，所确定的 AGC 工作点并不完全适合 于前景目标。当启动背景光补偿时，CCD 相机仅对前景目标所在的子区域求平均来确定其 AGC 工作点，从而提高了成像质量。 (13)活动检测功能 提供一项活动检测功能，能够对用户指定图像区域内的变化进行探测。一旦发现活动， 摄像机即在视频监视器上叠加一个闪烁的“ALARM”（报警）指示，同时向外部设备输出一个 报警触发信号。 可以自由选择三个用户自定义探测区域。 屏幕上叠加的“ALARM”消息持续 10 秒，而报警触发信号输出则可以在 0.5 和 10 秒的范围内进行选择。 (14)隐私区遮掩 使用隐私区遮掩功能， 可以对图像内不需要或禁止的区域进行遮掩。 最多可以有两个遮 掩板块，其宽度和高度可以自由选择。既可以在遮掩板块内部，也可以在其外部，选择遮掩 区域。 (四) 非可见光摄像机 指的就是红外线、紫外线、X 射线以及毫米波摄像机。它们都是将人眼看不到的各种信 息转变为可见光图像信息。 红外摄像机 红外摄像机分为主动式与被动式。 (1)主动式红外摄像机。红外光源可采用氙灯、白帜灯等。 但是需加滤光片。红外 LED 或 LED 阵列产生红外光。 (2)被动式红外电视。 被动式红外电视不同于主动式红外电视， 它不需要红外光源， 而是由红外摄像器件直接 感受被摄物体自身辐射出的红外线来成像的。隐蔽性好，可在军事、安全保卫方面用于夜间 观察、监视，并能透过烟雾发现目标，识别伪装。 2．紫外摄像机。 紫外摄像机需要有特制的紫外光学镜头和紫外光源滤色镜以及紫外摄像管。 而摄像机的 其他部分与普通可见光摄像机基本相同。在公安业务方面，紫外电视主要用于指纹鉴定，以 及对伪造、涂改文件的识别。 3．X 射线电视。- 47 -X 射线又叫伦琴射线， 由于其波长很短， 故穿透力很强。 而且波长越短， 穿透能力越强。 对人体有伤害性，并能使胶片感光和对某些物体激发荧光。该系统可用于机场、港口、火车 站等处的安全检查，每检查一次 X 射线剂量不超过 1 毫伦。这样，不仅可以保证工作人员的 安全，而且也保证了被检物的安全，例如不会导致照像胶卷等感光材料曝光而废弃。 4.毫米波摄像机 利用毫米波对非金属材料的穿透性对可疑地点或物体进行成像的仪器。 毫米波一般定义 为频率为从 30GHz 到 300GHz 之间的波段，其在频谱上介于红外线和微波之间。由于这段频 谱较之可见光和红外线对大多数非金属物体都有一定的穿透性， 同时又具备微波所没有的解 析度，所以近来成为学术和企业界研究的热点。 二、摄像机用镜头 镜头是摄像机必不可少的配套设备， 被摄景物的成像质量在很大程度上也取决于光学镜 头的质量。 镜头的成像原理镜头成像总是存在着“像差”、“色差’’以及几何失真。这是因为： 其一，透镜表面上各点的曲率半径难以做得完全一致，导致聚焦不好，产生“像差”。 其二，透镜表面对不同波长光的折射率也有所差异，导致“色差”。 其三，物体离光轴的距离不同时，透镜对它的放大率是不一样的，这样垂直于光轴的物 体各处的放大率随与光轴的距离不同而不同，因而造成了几何畸变(如桶形失真和枕形失真 等)。 为了消除像差、色差和几何畸变，在实际镜头中，总是把凸透镜和凹透镜适当地组合在 一起。由于正负透镜的作用刚好相反，所以可以提高镜头性能，改善成像质量。 2、镜头的技术参数 （1）焦距对于电视摄像物镜而言，在实际应用中，往往物距远大于像距(即 S&&S’)，所以可以近似 认为 S’≈f。 镜头焦距可由下式计算出： 根据目标物的垂直尺寸来计算，f＝v×D／V 根据目标物的水平尺寸来计算，f＝h×D／H- 48 -}