| 眾所周知，智能樓宇技術(shù)包括通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、消防與安全防范技術(shù)、聲頻與視頻應(yīng)用技術(shù)、綜合布線(xiàn)和系統(tǒng)集成技術(shù)。它是現(xiàn)代建筑技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等相互結(jié)合、互相滲透的產(chǎn)物，集中體現(xiàn)了當(dāng)今信息社會(huì)的信息特征。確切的說(shuō)它是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS:BuildingAutomationSystem)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS:CommunicationAutomationSystem)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS:OfficeAutomationSystem)三者的有機(jī)結(jié)合，其中建筑環(huán)境是智能大廈支持平臺(tái)。也就是通常所說(shuō)的3A系統(tǒng)，但從國(guó)際和國(guó)內(nèi)實(shí)際情況來(lái)看，消防自動(dòng)化系統(tǒng)(FAS:FireAutomationSystem)和安全防范自動(dòng)化系統(tǒng)SAS(SafetyAutomationSystem)都是由專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)的，有著比其它系統(tǒng)更加嚴(yán)格的管理和驗(yàn)收程序，因此FAS和SAS也被列入智能樓宇子系統(tǒng)，由3A變成5A。其實(shí)無(wú)論3A，5A或xA，多少個(gè)A其實(shí)并不十分重要，無(wú)非是一個(gè)系統(tǒng)劃分歸類(lèi)的問(wèn)題，重要的是，智能樓宇里面的功能是否得以完美地實(shí)現(xiàn)。
智能樓宇的根本目的應(yīng)該是：使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使樓宇功能多樣化，使物業(yè)運(yùn)作安全可靠化，使生活環(huán)境舒適化以及系統(tǒng)高度的智能化和節(jié)能化。因此，實(shí)現(xiàn)安全防范是智能樓宇中非常重要的一部分，安全防范自動(dòng)化程度的先進(jìn)性也嚴(yán)重影響著智能樓宇的整體水平。二、智能樓宇對(duì)安全防范系統(tǒng)的要求由于智能樓宇的大型化、自動(dòng)化、高層次化，使得其安全防范系統(tǒng)顯得更加必不可少。
對(duì)安全防范系統(tǒng)的主要要求是：
1)防范：防患于未然是該系統(tǒng)的主要要求，無(wú)論對(duì)人還是對(duì)財(cái)務(wù)，防范都是必須放在首位的。
2)報(bào)警：當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全受到威脅或破壞時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí)報(bào)警。
3)監(jiān)視：系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)怯钪行枰O(jiān)視的地方進(jìn)行24小時(shí)的不間斷監(jiān)視，并保存一定時(shí)間段的監(jiān)視記錄。
4)記錄：當(dāng)發(fā)生報(bào)警或其它緊急情況時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能夠迅速的把報(bào)警區(qū)域的環(huán)境、聲音、圖像等數(shù)據(jù)及時(shí)記錄下來(lái)，以備查驗(yàn)。
5)系統(tǒng)本身應(yīng)具有防破壞功能：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)一些關(guān)鍵設(shè)備或線(xiàn)路遭到破壞時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能夠主動(dòng)報(bào)警。
6)自檢功能：系統(tǒng)應(yīng)能夠進(jìn)行不定期的自檢，并能夠具有消除誤報(bào)、漏報(bào)功能。三、智能樓宇中的安全防范系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)在智能樓宇中一般涉及出入口管理、停車(chē)場(chǎng)管理、巡更管理、周界管理、樓宇對(duì)講、CCTV和住戶(hù)內(nèi)部安全管理等幾個(gè)子系統(tǒng)，涉及電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、通信學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是比較復(fù)雜的綜合性技術(shù)，本文就這些技術(shù)在安全防范系統(tǒng)中目前應(yīng)用的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述，不對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)再作專(zhuān)門(mén)的介紹。
3.1安全防范系統(tǒng)的基本構(gòu)成*信號(hào)檢測(cè)：主要是完成各種報(bào)警信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)或呼叫;*信號(hào)應(yīng)答：主要是完成各種檢測(cè)器的正常復(fù)位或信息的應(yīng)答;*信息前處理：主要是完成對(duì)各種檢測(cè)信號(hào)的前期信息處理，使之能夠通過(guò)合理的方式傳送到控制中心;或?qū)⒖刂浦行牡男畔⑥D(zhuǎn)換成應(yīng)答信號(hào)送出;*控制中心：是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，負(fù)責(zé)調(diào)度和協(xié)調(diào)各個(gè)任務(wù)，并具備聯(lián)網(wǎng)、自檢功能;*報(bào)警處理：將報(bào)警信息通過(guò)所設(shè)置的手段發(fā)送出去;*信息后處理：對(duì)各種有用信息進(jìn)行處理，以備查驗(yàn)或留取記錄。
安全防范技術(shù)的現(xiàn)狀
信號(hào)檢測(cè)技術(shù)在智能樓宇中的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)目前應(yīng)用的主要是信號(hào)探測(cè)技術(shù)，也就是通常所說(shuō)的傳感器類(lèi)技術(shù),是用來(lái)探測(cè)入侵者移動(dòng)或者其它動(dòng)作的電子及機(jī)械部件，它通常將壓力、震動(dòng)、聲音、光等轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，在經(jīng)過(guò)放大、濾波、整形等處理，使其成為易于傳輸?shù)臄?shù)字或模擬信號(hào)。目前常用的傳感器主要有開(kāi)關(guān)報(bào)警器、震動(dòng)報(bào)警器、超聲波、次聲波報(bào)警器、紅外報(bào)警器、微波報(bào)警器、激光報(bào)警器、煙感報(bào)警器和溫度報(bào)警器等。這些報(bào)警器采用的是比較成熟和普通的技術(shù)，它們的集成度一般比較低，采取的工作方式一般有主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式，主動(dòng)報(bào)警器在工作時(shí)，報(bào)警器一直向需要報(bào)警的區(qū)域連續(xù)的發(fā)出信號(hào)，經(jīng)反射或直射或其它方式在報(bào)警器上形成穩(wěn)定的信號(hào)，當(dāng)報(bào)警控制區(qū)域內(nèi)有異常情況時(shí)，報(bào)警器上的信號(hào)發(fā)生變化,根據(jù)信號(hào)變化的情況產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)方式報(bào)警時(shí),它依靠被測(cè)物體自身存在的能量變化進(jìn)行檢測(cè),報(bào)警器工作時(shí)不需要向探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送任何信號(hào),當(dāng)異常情況出現(xiàn)時(shí)，一直穩(wěn)定的信號(hào)出現(xiàn)變化，報(bào)警器根據(jù)信號(hào)變化的情況產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。在信號(hào)回應(yīng)處理部分，它根據(jù)控制管理中心發(fā)來(lái)的信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行自動(dòng)保護(hù)，更多采用的是自動(dòng)機(jī)械控制技術(shù)。
信號(hào)傳輸技術(shù)信號(hào)傳輸技術(shù)主要是指前端現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制管理中心、控制管理中心內(nèi)部及控制管理中心相關(guān)職能部門(mén)之間的信號(hào)傳輸技術(shù)，主要有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線(xiàn)技術(shù)。
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)是在智能樓宇系統(tǒng)中應(yīng)用在前端現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制管理中心之間的信號(hào)傳輸即通信技術(shù)，是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61158中的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是指安裝在制造或控制區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制中心的自動(dòng)控制設(shè)備之間數(shù)字化、多點(diǎn)通信的串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)，此技術(shù)最早應(yīng)用在1984年，具有開(kāi)放性、互操作性、分布式控制性、易維護(hù)性及很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)，因此，更加能夠節(jié)省硬件投資、節(jié)約安裝費(fèi)用、提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性并使系統(tǒng)易于擴(kuò)展。(1)485總線(xiàn)在自動(dòng)化領(lǐng)域，隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線(xiàn)能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信。在RS-422標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,EIA研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的RS-485總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。
RS-485標(biāo)準(zhǔn)采用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)總線(xiàn)，具有抑制共模干擾的能力，具體規(guī)格要求：
1.接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ2.驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓3.輸入端的電容≤50Pf4.在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè)，配置了120Ω的終端電阻的情況下，驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線(xiàn)的參數(shù)有關(guān))5.接收器的輸入靈敏度為200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V，表示信號(hào)“0”;(V+)-(V-)≤-0.2V，表示信號(hào)“1”)6.通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1.2Km，節(jié)點(diǎn)數(shù)可增加;7.支持半雙工或全雙工模式，具有高噪聲抑制、寬共模范圍、沖突保護(hù)等特性。
從目前解決MCU之間中長(zhǎng)距離通信的諸多方案分析來(lái)看,RS-485因硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在消防、水文、水利自動(dòng)報(bào)測(cè)、樓宇控制等工程中被廣泛使用。(2)CAN總線(xiàn)CAN總線(xiàn)亦即ControlAreaNetworkBus，最早由德國(guó)BOSCH公司提出，主要用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與測(cè)量控制中心之間的數(shù)據(jù)通信。
它有以下特點(diǎn)：*總線(xiàn)采用短幀結(jié)構(gòu),每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)并采用CRC校驗(yàn)及其它檢糾錯(cuò)方式，提高了數(shù)據(jù)的抗干擾性;*不分主從關(guān)系網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活，可以方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng);*采用非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送信息時(shí),優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送，優(yōu)先級(jí)高的則可不受影響地繼續(xù)傳輸，從而大大節(jié)省了總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間;*通信介質(zhì)為雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖，直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps，通信速率最高可達(dá)1Mbps/40m;
總線(xiàn)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路，目前一般可達(dá)110個(gè);*總線(xiàn)上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉輸出，保證總線(xiàn)上其它節(jié)點(diǎn)的操作不受影響;正是這些特點(diǎn)，可以使CAN總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)100%的帶寬利用率，它已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，尤其在智能樓宇系統(tǒng)中，得到了很好的應(yīng)用。(3)其它技術(shù)除了上述介紹的目前最常用的技術(shù)外，許多現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)也在智能樓宇系統(tǒng)中得到不同程度的應(yīng)用，當(dāng)然還有一些自定義技術(shù)，在此就不一一贅述。3.2.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前是應(yīng)用在智能樓宇系統(tǒng)中控制管理中心設(shè)備之間的通信聯(lián)系。目前使用最廣泛的是TCP/IP技術(shù)、LAN局域網(wǎng)技術(shù)、虛擬局域網(wǎng)技術(shù)、廣域網(wǎng)技術(shù)及虛擬專(zhuān)用網(wǎng)技術(shù)，這些都是目前最成熟、應(yīng)用最普遍的技術(shù)，在智能樓宇系統(tǒng)中也得到了充分的應(yīng)用。另外，控制管理中心處理報(bào)警信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)或Internet向相關(guān)職能部門(mén)或個(gè)人發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這一點(diǎn)，目前來(lái)說(shuō)做的還不夠。3.2.2.3樓宇對(duì)講技術(shù)樓宇對(duì)講技術(shù)也是安全防范技術(shù)中一種專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，它可以分為可視與非可視對(duì)講技術(shù)。它的相關(guān)產(chǎn)品是最能體現(xiàn)人性化的，此系統(tǒng)主要是在生活小區(qū)中，實(shí)現(xiàn)房客與住戶(hù)之間的可視或非可視對(duì)講，有效防止非法人員進(jìn)入住宅樓或住戶(hù)家內(nèi)。它所應(yīng)用的技術(shù)可以說(shuō)基本上覆蓋了目前在自動(dòng)化領(lǐng)域中的大部分常用技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)主要有音視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、DSP數(shù)字處理技術(shù)、總線(xiàn)技術(shù)、微處理器技術(shù)、圖像處理及存儲(chǔ)技術(shù)、觸摸屏控制技術(shù)、文字視頻疊加技術(shù)、無(wú)線(xiàn)接收技術(shù)、TFT-LCD顯示技術(shù)等，深圳視得安股份有限公司在此領(lǐng)域中技術(shù)一直領(lǐng)先，并在不斷努力，繼續(xù)引領(lǐng)這一領(lǐng)域中新技術(shù)的不斷發(fā)展。四、安全防范技術(shù)的發(fā)展安全防范技術(shù)也是在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷的向前發(fā)展，就像通信自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展一樣，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化、規(guī)范化將是安全防范技術(shù)的發(fā)展方向。4.1數(shù)字化21世紀(jì)是數(shù)字化的世紀(jì)，是以信息技術(shù)為核心的通信自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然，隨著時(shí)代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來(lái)越數(shù)字化。目前在安全防范技術(shù)中仍有許多技術(shù)沿用的是模擬技術(shù)，特別是音視頻傳輸技術(shù)，在系統(tǒng)布線(xiàn)時(shí)，采用的是專(zhuān)門(mén)的音視頻線(xiàn)路，不對(duì)音視頻進(jìn)行任何壓縮與處理，造成帶寬資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，雖然現(xiàn)在由許多廠(chǎng)家都宣傳自己利用了先進(jìn)的音視頻技術(shù)，但還沒(méi)有完全應(yīng)用于實(shí)際中，將來(lái)的發(fā)展必將對(duì)音視頻進(jìn)行壓縮，以便進(jìn)行分析、傳輸、存貯。在信號(hào)檢測(cè)處理單元部分，將更多地利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)，減少布線(xiàn)，特別是一些新的技術(shù)將會(huì)應(yīng)用在這個(gè)領(lǐng)域中，例如：多媒體技術(shù)、流媒體技術(shù)、軟交換技術(shù)、藍(lán)牙(bluetooth)技術(shù)、Wi-Fi(WirelessFidelity)無(wú)線(xiàn)高保真技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。4.2網(wǎng)絡(luò)化目前在每個(gè)安全防范系統(tǒng)中，都單獨(dú)建有自己的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，由于現(xiàn)在的安全防范技術(shù)中個(gè)別技術(shù)沒(méi)有得到很好的應(yīng)用，安全防范系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化沒(méi)有真正的實(shí)現(xiàn)。安全防范系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化后，人們可以利用Internet隨時(shí)隨地的了解自己的安全狀況，當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，可以隨時(shí)知道并第一時(shí)間自動(dòng)的通知到相關(guān)部門(mén)進(jìn)行及時(shí)處理，減少損失。
并向著IP的智能安防系統(tǒng)發(fā)展。基于IP的智能安防系統(tǒng)與傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)最主要的區(qū)別在于，IP智能安防系統(tǒng)構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)之上,從圖像的采集、圖像的傳輸、圖像的存儲(chǔ)，到圖像的處理和識(shí)別，全部采用數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。IP智能安防系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地對(duì)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控和管理。比如，用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或無(wú)線(xiàn)終端隨時(shí)隨地監(jiān)控大廈，也可以通過(guò)電話(huà)隨時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控，因此可以隨時(shí)隨地看到監(jiān)控的內(nèi)容。同時(shí)，它可以提供更高級(jí)的服務(wù)，比如特征識(shí)別系統(tǒng)可以進(jìn)行車(chē)輛管理，面部識(shí)別系統(tǒng)可以對(duì)進(jìn)入大廈的人員進(jìn)行識(shí)別。4.3智能化隨著各種相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)安防系統(tǒng)提出了更高的要求，安防系統(tǒng)將進(jìn)入注重智能化階段。在安防系統(tǒng)智能化后，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，信息共享，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)診斷，并利用網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、維護(hù)。先進(jìn)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、圖像模糊處理技術(shù)將是安防系統(tǒng)智能化的具體表現(xiàn)。4.4集成化如前所述，目前安防系統(tǒng)在智能樓宇系統(tǒng)中是一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)，它是5A中的1A，即SAS(SafetyAutomationSystem),5A集成系統(tǒng)，使弱電電纜用量大量增加，而且種類(lèi)繁多，難于管理，極不符合智能樓宇的整體發(fā)展，隨著各種相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，5A集成在一起，是將來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。4.5規(guī)范化目前，在安防系統(tǒng)中，各國(guó)都有自己的規(guī)范文件，但是對(duì)使用的技術(shù)卻沒(méi)有像電信一樣有著全世界統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，因此可能會(huì)造成相互信息的通信、共享、管理造成一定的混亂。五、結(jié)束語(yǔ)面對(duì)21世紀(jì)信息時(shí)代的大潮洶涌而來(lái),安防系統(tǒng)自動(dòng)化將面臨著強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。這就要求我們要適應(yīng)信息時(shí)代的要求，充分利用各種新技術(shù),不斷完善安防系統(tǒng)自動(dòng)化，造就一個(gè)和諧、安全的新世紀(jì)。 |
