智能家居的安防限制系統設計摘要：隨著我國經濟的快速發展，生活水平的不斷提高，人們對居家的概念已從最初滿意簡潔的居住功能發展到注意對住宅的人性化需求。平安、舒適、快捷、便利的智能小區，已成為住宅發展的主流趨勢，其中，平安性是首要目標。智能小區平安性的實現，除了人為的因素外，主要依靠小區的智能化平安防范系統。關鍵詞：智能小區/住宅/安防系統為了完成本次畢業設計，我通過學校圖書館和網絡資源查閱了大量的有關智能家居的安防限制系統設計方面的中外文獻，這些文獻為我本次畢業設計供應了很多幫助，以下這些文獻就是我在本次畢業論文書寫過程中所用到的參考文獻，現將其列舉如下：文獻[1]以保障平安為目的而建立起來的技術防范系統，稱為平安防范系統。它包括以現代物理和電子技術剛好發覺侵入破壞行為、產生聲光報警阻嚇罪犯、實錄事發覺場圖像和聲音供應破案憑證，以及提示值班人員實行適當的物理防范措施的各種設備。智能小區平安防范系統的設置應遵循以下原則：應依據智能小區內愛護對象的風險等級，確定相應的防護級別，滿意小區全面防護和局部縱深防護的設計要求，以達到所要求的平安防范水平。應依據智能小區的建設標準、運用功能及平安防范管理的須要，綜合運用電子信息技術、計算機網絡技術、傳感檢測技術、平安防范技術等，形成先進、牢靠、經濟、適用的平安防范技術體系。文獻[2]智能小區平安防范系統的系統設計及其各子系統的配置，須遵照國家相關平安防范技術規程及智能化居住小區的規范、標準，并堅持以人為本的原則。系統的集成應以結構化、模塊化、規范化的方式來實現，應能適應工程建設發展和技術發展的須要。文獻[3]智能小區一般通過在小區周界、重點部位與住戶室內安裝平安防范裝置，并由小區物業管理中心統一管理，來提高小區的平安防范水平。小區的智能化平安防范系統，主要由下列子系統構成。住戶室內安裝家庭防盜或緊急求助報警裝置，與小區物業管理中心計算機系統聯網，實時處理并記錄報警事務，或者干脆向屬地派出所值班室報警。在樓宇單元入口處或進戶門處安裝電控防盜門及語音或可視對講裝置，住戶可限制開啟防盜門。對封閉式管理的智能小區周邊圍墻設置越界探測裝置，并與小區物業管理中心計算機系統聯網，能剛好發覺非法越界者并能實時顯示報警路段和報警時間，自動記錄與保存報警信息。文獻[4]依據智能小區平安防范管理的須要，對小區的主要出入口及公共建筑等重要部位安裝攝像機進行監控。小區物業管理中心可自動或手動切換系統圖像，對攝像機云臺及鏡頭進行限制，對所監控的重要部位進行長時間錄像。智能小區內安裝電子巡更系統，保安巡更人員按設定路途進行值班巡查并予以記錄。小區物業管理中心計算機可實時讀取巡更所登錄的信息，從而對保安巡更人員實現有效監督管理。在智能小區大門、重要公共大門以及共用車庫門設置門禁機，只有持有IC卡的人才能，通過讀卡機開啟相應的門禁機。閑雜人員很難非法進入。文獻[5]實際應用中的平安防范系統由多個可選子系統綜合構成，層層設防、嚴密監控、綜合管理，讓業主生活在無形的防盜網之中，比有形防盜網更平安、更舒適。在家庭重要地點和區域布設各類傳感器，代替傳統家居的鋼筋防盜網，讓業主不再有囚于牢籠的感覺。文獻[6]家庭防盜報警系統由保安中心管理主機、家庭報警器、傳感器和傳輸線纜(無線通訊方式時不用)組成。傳感器主要有紅外線探測器、熱感探測器、玻璃破裂探測器、窗磁、門磁等，用戶可依據實際須要在戶門、客廳、陽臺、外窗等位置設置不同類別的傳感器，以探測非法侵入者。家庭報警器一般裝設在入戶門旁邊，以便主子出門時設定布防狀態；主子回家時在延時時間內解除防盜系統，以免誤報。家庭報警器與保安中心管理主機聯網，當出現非法闖入者時，家庭主機報警，管理主機會顯示報警地點和性質，保安中心可據此確定出警方案，剛好制止犯罪。假如樓宇沒有安裝火災自動報警聯動系統，住戶還可以在臥房和客廳安裝煙感探測器，以探測火災。在廚房安裝燃氣探測器，以檢測煤氣泄漏濃度，這些裝置均可與家庭報警器連接。另外，每戶在客廳及臥房內較隱敝處設緊急呼叫按鈕，遇有搶劫、生病等緊急狀況可以剛好報警到限制中心，使住戶得到剛好救濟。文獻[7]在小區內的住宅單元入口或進戶門處安裝訪客對講系統，謝絕生疏人訪問，限制非法侵入，保持居住環境的私密、平安和寧靜。訪客對講系統由對講主機、室內分機、電控防盜門、管理主機(可選項)和傳輸線纜組成。對講主機又分為不行視對講和可視對講。通過可視對講系統，戶主可以更直觀地了解訪客狀況，限制門鎖開啟。該系統可采納聯網型，各棟對講主機與保安中心管理主機聯網，保安中心可隨時了解住戶求救信號。在小區的主入口也可與物業中心及住戶實現呼叫及可視對講，如有客人來訪，可由保安人員與住戶聯系，確認是否接待。文獻[8]邊界防越報警系統以防止非法跨越邊界線、路、墻為己任，形成非法入侵觸發報警信號，對非法入侵行為實時錄像，對非法人侵者發出聲、光、嚇、阻等平安管理措施。常用的周界防越系統由紅外線對射器、接收器、報警主機及傳輸線纜組成。在小區圍欄上，安裝戶外型紅外多光束智能探測器，組成社區周界不留死角的防非法跨越報警系統。同時，限制器采納智能化模糊限制技術，以避開由于樹葉、雜物、風雨或飛鳥等小動物穿越圍欄所引起的誤報。當發生非法翻越時，探測器馬上將警情傳送到中心值班室，在電子地圖上顯示出翻越區域，系統可自動連鎖啟動周界區域探照燈，切換閉路電視監控系統攝像機，將圖像傳送到中心值班室，對非法侵人過程進行錄像，以備公安部門破案查證。限制中心同時通知保安人員剛好到達現場，以免非法人員作案得逞。也可利用熱感式紅外線探測器或微波電纜探測器等來進行布防。對非法入侵者發出聲、光、嚇、阻也是周界防越的一個重要措施，但是在很多智能化小區被忽視了。通過供應強光可以令人侵者無處藏身、嚇阻入侵者，同時也為錄像系統補充光源。聲音警告可以文明勸戒入侵者，體現高尚小區的文明形象，但是在設計該措施時，肯定要求因地制宜，避開擾民。文獻[9]依據小區實際狀況對居住小區主要通道、停車場、電梯轎廂等部位適當地設置攝像機，達到有效的監視目的。目前，普遍采納戶外高清楚度黑白攝像機對非法入侵行為進行實時錄像隨著網絡應用技術的逐步完善，網絡數碼攝像機已經推出，從根本上解決了傳統技術中的安裝距離難題，可以在大范圍與長傳程上隨意設置攝像機。文獻[10]電視監控系統由攝像機、矩陣限制器、錄像機、監視器、傳輸線纜等組成，在小區重要區域和公共場所安裝攝像機，保安中心值班人員通過電視墻能全面了解小區發生的狀況。通過硬盤錄像機能實時記錄、以備查證。通過矩陣限制器在限制臺切換操作，跟蹤監察。周界紅外報警信號可作為相應區域攝像機報警輸入信號，一旦報警，相應攝像機自動跟蹤。系統限制部分可采納智能數字圖像運動跟蹤報警器來實現全自動操作限制。攝像機設置可依據詳細部位的狀況和要求分別采納固定攝像機、全方位云臺攝像機、半球形攝像機、紅外攝像機等，攝像機鏡頭可變焦、變距，云臺可上下左右轉動。當攝像機數量較少時，各攝像機的視頻信號和云臺的限制信號的線纜可從保安中心干脆放射至各監控點。當攝像機數量較多時，分片或按樓棟設置視頻矩陣，由視頻矩陣收集其旁邊攝像機的視頻信號和云臺的限制信號，再通過光纜集中送至保安中心，這樣可削減室外線纜數量，網絡結構清楚，同時便于維護管理。保安中心一般設置多臺監視器組成電視墻，一臺輪值巡檢或利用畫面分割同時顯示其它攝像機的狀況，一臺專用對可疑點定格、放大、編輯，其余多臺顯示其它重要部位。文獻[11]電子巡更系統是為了達到對巡更人員進行有效監督、確保其巡更到位而設計開發的一套管理系統。巡更人員持巡檢器按已約定的巡更路途在規定的時間對信息鈕簽到，巡更人員完成任務后將巡檢器通過專用通訊電纜接入管理中心的計算機，計算機的巡更系統管理軟件從巡檢器讀人數據，對數據進行統計、分析、整理后給出巡更人員是否依據規定的時間、次數、路途進行巡邏。這樣管理人員可以對巡更人員的工作狀況一目了然。巡更系統由巡檢器、信息鈕、保安中心電腦和傳輸線纜組成。信息鈕設在住宅區內主要道路、盲點、死角等處，中心電腦事先存儲保安員巡更路途，簽到時間等。若保安員未簽到時，中心電腦會馬上提示值班人員去了解狀況，及早發覺問題。文獻[12]用戶可在小區內各個要害地點和部位設置特地的巡邏站(設信息鈕)，依據系統容量設定多條獨立巡邏路途，并給每條路途的巡邏站編號賦名，它可使巡檢器在輸出報告時顯示站名，并且當有自動導向功能時，可顯示下一站。巡邏路途是巡邏站的依次排列，將這一巡邏路途編入巡檢器，能使它正確地記錄預期的巡邏數據，并相應輸出報告。還允許運用者設定巡邏站之間的時間限制，假如發生早檢和遲檢，報告將顯示這一狀況。文獻[13]門禁系統，又稱為出人口限制系統。其主要用途是時刻自動記錄人員的進出狀況，限制人員的進出區域和時間，禮貌地拒絕不受歡迎的人員進入，同時也有效的愛護運用者的合法利益。系統包括管理軟件、數據采集器、限制器、進門信息鈕、電子門鎖、出口按鈕、報警傳感器和報警喇叭。進門信息鈕用來接受人員輸入的信息，再轉換成電信號送到限制器。限制器接受出入口設備發來的人員信息，存儲并經采集器向上一級計算機發送。計算機的管理軟件管理系統中全部的采集器和限制器，對他們進行設置、接受發來的信息、向他們發送限制吩咐，完成系統中全部信息的分析和處理文獻[14]開發、設計單位對安防系統的相識不足，對平安防范系統的設計、配置不當，致使各子系統不能整合，造成投資奢侈。由于安防產品廠家眾多，各家產品互不兼容，導致用戶選擇產品的局限性，在設計時往往將很多技術問題遺留給集成商或施工單位，造成了安防系統設計不合理、系統集成性差、設備配置性能差、綜合布線不規范等現象。有些小區在設置安防系統時，一味追求功能疊加，造價上升，但并不肯定好用，技術也不肯定成熟。同時，困難的系統導致操作困難，要求用戶駕馭的技術也多，讓消費者運用起感到來非常不便。另外，由于行業管理和審批體制不協調，使有些系統單獨設置(如火災自動報警系統)，造成安防產品整體功能不完善，達不到智能化的效果。文獻[15]安防產品大多是進口產品，國內具有競爭力的廠家較少，這些產品的生產標準、系統構成、接口方式等不盡相同，使各系統不能相互協調動作，無法實現集中聯網，難以達到志向的智能化效果。目前，安防系統缺少統一的設計規范、施工規范和工程驗收標準。現行的有些相關規范也不能適應智能化安防系統的技術要求，造成了很多工程項目設計方案不合理、施工質量不合格、工程驗收不達標的嚴峻后果。很多已安裝的安防產品運行穩定性無法保證，其主要緣由是：①安防產品以計算機為基礎，受到計算機死機、處理實力等限制；②安防系統以網絡為紐帶，受到病毒、黑客攻擊等因素的困擾；③安防產品多為弱電產品，工作電壓低，系統的綜合抗干擾實力較差，簡潔受諧波、浪涌、雷電、噪音等內外因素干擾，尤其是接地做得不好時，更簡潔受干擾，甚至會導致系統崩潰。文獻[16]隨著信息化與數字化時代的來臨，“數字化安防”異軍突起。其技術發展方向是以數字CCD技術和紅外照明光源技術為基礎，向超高靈敏度紅外視頻系統發展；以模擬信號為基礎的視頻監控防范系統向以全數字化視頻監控系統發展；系統設備向智能化、數字化、模塊化和網絡化的方向發展。數字化安防產品能全方位地記錄，并以數字方式存儲各種流淌與報警信息。2000年以來，數字監控產品進入了快速發展時期，特殊是一些技術實力和資金背景強的高新技術企業進入安防市場，給安防產業注入了新的活力。產品也由原來的數字監控錄像主機，發展到網絡攝像機、網絡傳輸設備、電話傳輸設備和專業數字硬盤錄像機(DVR)等多種產品。安防系統的集成化包括兩方面：①安防系統自身功能的集成：將影像、語音、門禁、警報等功能融合在同一網絡架構平臺中，供應智能小區平安監控的整體解決方案；②安防系統與小區其它智能化系統的集成：將安防系統與智能小區的通信系統、服務系統及物業管理系統等集成，這樣可以共用一條數據線和同一計算機網絡，共享同一數據庫。這樣一次投入，事半功倍，徹底擺脫重復布線、反復維護的苦惱。目前，全球正在開發用于周界防越精確定位的同軸電纜磁電感應技術，而國內某廠的微波電纜已經起先推向市場。這類電纜能夠通過顫噪效應的原理來精確定位任何周界發生的試圖切斷和攀爬闖入的入侵行為，并且精確定位在3m內。該系統運用數字信號處理方法來精確定位，不會因噪音，風、雨、大霧天氣或車輛路過的振動影響而引起誤報。這些技術說明，國內安防廠家正在大搞技術開發，縮短與發達國家的距離，力爭在一些方面達到或超過國際先進水平。“十五”期間，我國安防行業的主要任務是發展自動跟蹤和鎖定系統、遠距離多路報警圖像傳輸系統，以提高監控產品的質量。研制有自主學問產權的系統產品，提高國內產品的市場占有率。文獻[17]科學技術的日新月異，計算機技術的發展普及，使智能小區在人們對美妙生活的呼聲中快速崛起，也使得安防產品的發展出現了前所未有的改變。信任在以人為本的理念指導下，各種功能更強大，保衛更平安，信息更隨身的新型系統將會應運而生，為人們的日常生活帶來便利，從而激發出更廣袤的市場。這些文獻為我本次論文的寫作供應了很大的幫助，特殊是在傳感器的選擇及應用、傳感器參數的設置、主控電路和驅動電路的選擇等。通過前期對文獻資料的查找與學習，駕馭了單片機的基本工作原理、程序設計方法、I/O接口的擴展等相關學問。這些資料的打算是為了選擇合適的煙霧傳感器、紅外線傳感器及其他監測設備做打算，利用傳感器對室內空氣中的含煙度和窗