1、智能小区安防系统毕业设计论文摘要随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也大大提高，对信息效劳和平安防的要求尤为突出.如何利用计算机和通信技术在智能化小区家庭智能管理系统中，对住户家庭火灾、入室盗窃等警情的实时监控，住宅出入权限的控制以及建筑物实时的图像监控已经成为信息产业的热点技术。平安防系统作为建筑智能化系统中楼宇自动化系统的重要组成局部.。在智能建筑中，平安防系统综合运用了电子信息技术，现代通信技术和计算机网络技术等，构成一个先进、可靠、经济、配套的平安技术防体系。平安防系统中的平安性、灵活性以及信息化、智能化、现代化是系统关键所在。其中的视频监控系统、防盗报警系统、门禁系统正是平安
2、防系统技术关键所在。为了适应社会的需要为此，本文在研究分析了当前国际流行的现场总线技术以及BACnet数据通讯协议的根底上，设计了一种设备简单，本钱低廉，便于维护经济型智能建筑家庭管理系统，能有效地实现防盗、防灾、自动报警和远程监控等功能。利用单片机进展实时采集，并将采集的数据通过串行口传给PC机，PC机完成数据的运算、存储、和打印。关键词：智能建筑平安防系统BACnet通讯协议c*语言智能小区安防系统设计第一章引言11 课题背景1998年政府机构改革中，国务院明确了公安部行驶平安技术防的管理职能，公安部确定了科技局三处的管理职能。全国省一级公安机关都先后设立了平安技术防的管理机构，地市级公安
3、机关也大都设立了平安技术防的管理机构。1998年起年产值近10亿元的大型企业集团上市公司不断涌现。迄今，己有专营或兼营的从业单位万余家，产品类型开展到10余大类，100多个品种，从业人员数十万人。最近几年统计数字显示:防产品行业平均以20%-30%的年增长率迅速成长。2005年政府大力推行科技强警、平安城市、3111工程。平安防技术工程、平安防风险评估师、平安防技术列入国家职业大典。1随着经济的开展，居民对生活品质有了更高的要求，尤其是对于居住空间的要求有了从量到质的飞跃。人们越来越重视自己的个人平安和财产平安。据调查显示:越是高等的住宅小区，住户或潜在住户越是关心人身平安和财产平安问题。但是
4、，城市流动人口的急剧增加，给小区治安增加了新的难题;而失火，煤气泄漏等事故又是时有发生。要防止这类事件的发生或者将事故的损失降到最低，传统的人防保安方式己经难以适应住户的要求，我们必须通过现代化的技术手段来对小区进展平安防护。所以，如果能利用现代科技提供一个给人以平安感的住宅小区，而且本钱又不高，那肯定会受到的住户的欢迎。安防系统工程是实现智能化小区集中管理、技放、物防有效结合，为住户创造一个理想的、平安防最有效的技术措施，是将人防、平安的、满意的住宅空间。12 研究目标本课题的目标是研究智能建筑中平安防系统设计的策略及满足网络通讯技术的软件开发，使软件的功能在原有相对独立的平安防系统根底上设
5、计如何能让该系统实现控制网络化并，并将安防子系统进展联动实现统一控制。同时也为平安防系统的进一步开展及规做些探讨。13 国外开展情况比较1.3.1国外的开展动态及其趋势小区安防系统的研究与开展在国外相当迅速，特别是基于BACNet(一种为楼宇自控网络设计的数据交换协议)标准的安防系统已经表现出相当强大的生命力。BACnet标准是由ASHRAE(美暖、制冷和空调工程师协会)制定的，经过10多年的开展，已经开展为一套成熟的标准。它制定了根本规那么，使不同的系统之间进展开放式连接，而不用理会是哪个厂家的设备。目的在于实现设备之间的互操作性。在美国，法国，俄罗斯已经有关于BACnet的杂志在发行，统计
6、，BMA以有16个国家的139个厂家的注册会员，而且这个数字还在不断的增加中。美国艾顿(Alerton )公司是BACnet厂家联盟中有代表性的一个，它在业界率先推出了符合BACnet通讯协议的楼宇自控管理系统EBT伍nvision forBACtalk)，适用于各类大、中、小型建筑的楼宇自控需求，是世界上第一个使用BACnet标准通讯协议的楼宇自控系统生产厂商;是全球BACnet楼宇自动化系统领域著名的制造商，其系统符合公认的TCP/IP, BACnet工业标准构造。它已经形成了符合BACNET标准的从上到下的一系列产品线。在美国，已有多个成功的基于BACNET标准的楼宇自控案例，如:休斯敦
7、市的乔治布什洲际机场楼宇自控系统，华盛顿大学楼宇自控系统。1.3.2国的开展动态及其趋势在国，住宅小区智能化的整体解决方案还处于探索开展阶段，相关技术的研究和产品开发与国外相比差距很大，但智能住宅及其小区的建立在我国各地开展较快，住宅小区智能化系统也由刚开场时单一的安防系统向三表远传抄收系统、室家用电器控制系统、通信与计算机网络系统、物业管理系统、交互式视频点播效劳系统等多方面开展。 BACnet在国的开展尚处于起步阶段，基于该协议的相关产品的开发根本属于空白。但该协议在几十个国家都得到广泛的开发和应用，因此引起了国各方面的注意，且已开场进展相关的研究。14 本文所做的工作主要研究容如下： 1
8、.讨论平安防系统的关键技术和设计技术，根据相关技术开展趋势和国家、行业和相关设计标准和规，再结合本次设计的目标功能，最后对平安防子系统中的电视监视系统，防盗报警系统，门禁控制系统，进展了较详细的讨论和设计。 2.详细研究了平安防系统中各子系统的相关的硬件和软件的开发，对于各系统的组成、系统中控制器的功能，各系统通讯控制电路的设计，以及各子系统管理软件的相关开发进展了阐述。 3.讨论了平安防系统的实施、检测与调试有关的问题； 4.总结及技术展望。第二章智能建筑平安防系统概述智能建筑平安防系统是以保障平安为目的而建立起来的技术防系统，它必须对建筑的主要环境，包括部环境和周边环境进展全面有效地全天候
9、的监视，如对大厦部的财产、人身、文件资料、设备等的平安起着重要的保障作用2。是智能建筑中不可缺少的一个子系统，在该系统中融入新的技术可以大大提高智能建筑的智能化水平。21 根本概念和定义211 智能化建筑概述随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速开展，智能化建筑在世界兴旺国家应运而生，并得到迅速开展。智能建筑(Intelligence building)是现代建筑技术和各种高新技术相结合的产物。美盛顿特区的智能化研究机构将智能化大楼定义成:通过对建筑物的四个根本要素，即构造、系统、效劳、管理以及它们之间的在关联的最优化考虑，来提供一个投资合理、但又拥有高效率的舒适、温馨、便利的环境。日本
10、对于智能化大楼有较为具体的要求，其提法为:为提高办公室作业的合理化和生产性，而装备有高性能的通信系统、办公自动化系统、舒适兼具魅力的建筑环境和大楼自动化系统，并予以集成为智能化系统的大楼，即称为智能化大楼。中国专家认为:智能化大楼是综合采用电子信息技术、通信技术、计算机技术，对建筑大楼的设备进展自动监控、对信息资源进展管理和对用户提供综合信息效劳的符合未来信息化社会要求的建筑物。智能化大楼已使大楼的主人、财产管理者和占有者等看到了他们在舒适、平安、便利等方面的理想目标。当然，智能化大楼的建立，还要考虑长远的系统灵活性和市场的适应性要求。212 智能化建筑的关键技术楼宇布线技术;现代通信技术;计
11、算机网络技术;计算机监控技术;计算机信息管理技术;多媒体计算机技术;系统集成技术是智能化大楼的关键技术。213 平安防系统概述平安防系统是一种多技术、多层次、立体化的以保障平安为目而建立起来的技术防系统，具有很高的自动化程度，而且具有智能功能。对于平安防系统应具备的功能及涵盖的围，迄今为止还没有严格的界定，一般情况下的平安防系统会以建筑报警指挥中心为中枢，以报警系统、周边防系统、进出口控制系统、闭路电视监控系统、楼宇可视对讲系统、停车场管理系统和保安巡逻考勤系统等为主构成。形成一个有线和无线结合，固定目标(房间)与移动目标(汽车，人员)结合的多功能、全方位、智能化、系统性的报警指挥中心网络系统
12、。各个系统既能独立工作，又能在电脑控制下连成一个有机体，有效地实现技术防和人员防相结合的目标。以实现现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、记录事发现场图像和声音提供破案凭证、以及提醒值班人员采取适当的物理防措施。22智能建筑平安防系统相关技术与协议22. 1 BACnet数据通信协议1BACnet概述智能建筑贵在集成，要集成就需要相关的机电设备和子系统具有开放性和互操作性。也就是说，这些设备和系统的数据通讯必须按同一标准协议。BACnet是楼宇自动控制系统的数据通讯协议，它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成，规定了计1算机控制器之间所有对话方式。BACnet协议于1
13、995年6月获得通过，成为ASHRAEI3 5一90标准。并于同年12月升为美国国家标准。并且得到了欧共体标准委员会的认可，成为欧共体标准草案。协议包括以下容:所选通讯介质使用的电子信号特性，如何识别计算机网址，判断计算机何时使用网络及如何使用。误码检验，数据压缩和编码以及各计算机专门的信息格式。BACnet是一种开放性的计算机网络，它参考ISO / OSI标准中的OSI / RM标准。但BACnet没有从网络的最低层重新定义自己的层次，而是选用己成熟的局域网技术，简化OSI / RM，形成包容许多局域网的简单而实用的四级体系构造2BACnet协议体系构造 BACnet以OSI七层模型为参考，
14、结合建筑自动控制领域的需求，形成一个简化的四层模型3:应用层、网络层、链路层、物理层，如2-1图所示:应用层网络层数据链路层物理层图2-1 BACnet的构造分层 BACnet应用层采用面向对象的思想将控制网络中的设备进展抽象，将其分解成有限种类和数量的对象(Obj ect )，使其对外提供一种统一的网络可见接口描述。每个对象又用一些属性(Property)来描述，这些属性表示了设备的硬件、软件及操作的各个方面4。在不需要了解设备部情况和配置细节的情况下，通过对对象属性的修改来实现对设备的操作。同时BACnet应用层又提供了一系列的效劳，在这些效劳中定义了访问和操作设备中BACnet对象的命令
15、，并定义了这些命令的格式和容。BACnet应用层一共定义了35个标准的效劳，并且将这35个效劳划分为六个类别5。这六个类别分别是报警与事件效劳(Alarmand Event Services )、文件访问效劳(FileAccess Services )、对象访问效劳(Obj ectAccess Services )、远程设备管理效劳(RemoteDevice Management Service )、虚拟终端效劳(Virtual Terminal Services)及网络平安性(Network Security )。 BACnet网络层设计的目标是为了在BACnet网络之间实现互联时，能够屏蔽
16、各种异构BACnet网络在数据链路技术方面的差异，并将报文从一个BACnet网络传递到另一个(可能是异构的)BACnet网络6o BACnet规定任何两个活动的节点之间在网络中只能有一条路径，所以大大简化了路由的问题。网络层卞要提供网络互连中的地址转化，异构网络互连，数据包分割等效劳。物理层定义了传输介质的机械和电气规程，数据链路层屏蔽了物理层各种传输介质的差异。对于数据链路层和物理层，BACnet协议一共提供了五种选择方案，BACnet标准规定LONTALK与其他四种通讯方式并列为物理层、数据链路层的根本构造。BACnet采用的五种网络通讯技术为:Ethernet, ARCnet, MS/T
17、P,PTP, LONTALK。选择多种网络技术的原因是对于不同要求的系统采用不同的通讯速度和通讯量的网络，采用不同的网络技术适用于不同的要求。22. 2 智能建筑中现场总线技术现场总线技术是80年代末90年代初开展起来的应用于过程自动化和制造自动化领域的现场设备互联网通信技术。一个现场总线控制系统FCS (Fieldbus ControlSystem)可以被看作由数字通信设备和监控设备组成的分布式系统，FCS以其构造简单、通信传输可靠、节点智能化等优点大有取代传统DCS的趋势，这也正是目前流行的BA系统逐渐引入现场总线技术的原因。它的出现将使传统的自动化控制系统产生革命性变革，变革现有系统的体
18、系构造、设计方法、安装调试方法和产品构造。有人认为这场变更的深度和广度将超过历史上自动化领域中任何一次的变革。目前，公认的现场总线技术概念描述如下：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中，生产过程包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。22. 3 控制网络与信息网络的集成随着计算机技术、网络技术、控制技术和通讯技术的开展，智能建筑的系统集成正在网络化、信息化迈进。早期的单
19、一子系统的功能完成或几个子系统的简单设备联动已经不能满足智能大厦智能化功能和效劳拓展的需要。智能大厦的系统集成应该利用控制网络与信息网络进展集成的互联技术、分布式对象管理技术以及数据库访问技术成为在控制网络与信息网络有机结合的根底之上的综合信息化网络。1控制网络和信息网络的互联技术控制网络和信息网络是智能大厦中即相互独立又相互联系的网络。实现它们之间的互联，是将设备自动化监视与控制系统和办公自动化、物业管理、酒店管理等运营管理系统进展集成并与Internet相连的根底。例如，BACnet/IP网络是由一个或多个具有IP域名的子网组成的、具有一个单独的BACnet网络号的集合网络。在BACnet
20、楼宇自动化协议的根底上开展的BACnet/IP协议，利用了使用TCP/IP协议通讯的设备组建BACnet网络的技术，所以可以实现控制网络与信息网络的无缝集成。BACnet/IP规的容有七个局部，分别是:1提出并详细描述由一个或者多个IP子网组成的BACnet网络的概念;2详细描述了使用BACnet非确认效劳进展在BACnet/IP l冈络和非BACnet/IP网络之间的本地、远程、和全局播送的管理;3定义了一个新设备，称为BACnet播送管理设备(BBMD)，用来进展播送管理;4通过定义一个新的协议层，称为BACnet虚拟链路层(BVLL)，实现BACnet/IP通信；5提供了外来设备接入BA
21、Cnet/IP网络的方法;6规定了在BACnet/IP网络和非BACnet/IP网络之间的路由;7规定了多个BACnet/IP网络之间的路由。2控制网络与信息网络集成中的分布式对象管理技术初能大厦的集成系统所处理的信息来源于控制网络和信息网络中的不同子系统，由于各个子系统具有分布、异构的特点，因此智能大厦集成系统是一个复杂的分布信息处理系统，互联平台部必须具有分布对象管理、异种数据源访问、信息分析和处理、统一视图的生成等功能，要有效地实现它们必须依赖于分布式的计算环境，如Microsoft的分布式组件对象模型(DCOM)技术和国际对象管理组织(OMG )发布的公共对象请求代理构造(CORBA)
22、。二者都是目前比较成熟的分布式管理技术规，都支持本地对远程的透明调用，都具有语言无关性，都支持动态和静态调用方式，都支持多线程效劳。第三章智能建筑平安防系统设计31 平安防系统的体系构造311 平安防系统的构成平安防系统是以保障平安为目的而建立起来的技术防系统。对于平安防系统应具备的功能及涵盖的围，迄今为止还没有严格的界定，一般说来它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、记录事发现场图像和声音提供破案凭证、以及提醒值班人员采取适当的物理防措施。一个完整的平安防系统应由以下几个功能构成:（1）图像监控功能1视像监控:采用各类摄像机、切换控制主机、多屏幕显示、模拟或数
23、字记录装置、照明装置，对部与外界进展有效的监控，监控部位包括要害部门、重要设施和公共活动场所。2影像验证:在出现报警时，显示器上显示出报警现场的实况，以便直观地确认报警，并做出有效的报警处理。3图像识别系统:在读卡机读卡或以人体生物特征作凭证识别时，可调出所存储的员工相片加以确认，并通过图像扫描比对鉴定来访者。（2）探测报警功能1部防卫探测:所配置的传感器包括双鉴移动探测器、被动红外探测器、玻璃破碎探测器、声音探测器、光纤回路、门接触点及门锁状态指示等。2周界防卫探测:精选拾音电缆、光纤、惯性传感器、地下电缆、电容型感应器、微波和主动红_外探测器等探测技术，对围墙、高墙及无人区域进展保安探测。
24、3危急情况监控:工作人员可通过按动紧急报警按钮或在读卡机输入特定的序列密码发出警报。通过部通信系统和闭路电视系统的连动控制，将会自动地在发牛报瞥时产牛声响或打出，寻示和记录报警图像。3控制功能对于图像系统的控制，最主要的是图像切换显示控制和操作控制，控制系统构造有:中央控制设备对摄像前端一一对应的直接控制、中央控制设备通过解码器完成的集中控制、新型分布式控制。4自动化辅助功能为部人员提供平安可靠而且稳定的部通讯，多用于安保人员的信息沟通与情况确认312 平安防系统按功能分类智能建筑的平安防系统从外向大体可以分为:周界报警系统(红外对射、震动或玻璃破碎报警)、出入口控制系统也称门禁控制系统(大门
25、、停车场、关键入口等)、闭路电视监控系统(监视与图像复核)、楼入侵探测报警系统(移动探测、红外探测、声音检测等)、贵重物或展品保护系统(有线、无线、触摸、.移动检测)、手动报警和巡更系统等。有时也采用强光照明系统与报警系统相结合增加防效果。32 平安防系统设计如图3-1所示，传统原理上讲，安防系统由中央控制计算机、传输网络、探测器和报警器组成7。而在现代安防系统中往往都参加了视频监控系统以保证对警情确实认与防。图3.1 平安防系统原理组成当探测器探测到报警事件时，产生报警数据，报警数据从探测器发出，经编码器编码后，以二进制数据形式发送至计算机，计算主机通过程序获取事件编码并进展分析识别，进而根
26、据程序设定启动相应的报警动作，产生动作信号，待警情确认后发送到动作器，进展报警。同时程序在日志表中记录报警事件的时间、名称和报警动作，以备查用。如果是自动报警设备，当探测器探测到报警事件时，自动采取报警动作，可以不经过中央控制计算机。32. 1 平安防系统架构设计本篇论文主要针对安防系统中：报警系统、闭路电视监控系统、门禁系统进展了整体的系统设计。以BACnet/IP协议为基准，利用现场总线技术，实现三个系统的整合与联动。改善现有安防系统，在系统末端，多交换机，多效劳器的状态。简化终端控制室的设备数量和安保人员的操作过程。其具体架构设计如下列图：32. 2 防盗报警系统防盗报警系统是指当非法侵
27、入防区时，引起报警的装置，它是用来发出出现危险情况信号的。防盗报警系统就是用探测器对建筑外重要地点和区域进展布防。它可以及时探测非法入侵，并且在探测到有非法人侵时，及时向有关人员示警。譬如门磁开关、玻璃破碎报警器等可有效探测外来的人侵，红外探测器可感知人员在楼的活动等。一旦发生人侵行为，能及时记录入侵的时间、地点，同时通过报警设备发出报警信号。防盗报警系统其设备构造一般分为：前端探测器与报警控制器。前端探测器包括有：门磁开关、玻璃破碎探测器、红外探测器、和红外/微波双鉴器、紧急呼救按钮。当前端控制器过多时可用非屏蔽六类双绞线连接到交换机，在通过交换机连接报警主机。最后由报警主机与报警控制器进展
28、连接。报警控制器是一台主机如电脑的主机一样，用来控制包括有线/无线信号的处理，系统本身故障的检测，电源局部，信号输入，信号输出，置拨号器等这几个方面，一个防盗报警系统中报警控制器是必不可少的。32. 3 门禁系统门禁系统，在智能建筑领域，意为Access Control System，简称ACS。指门的制止权限，是对门的戒备防。这里的门，广义来说，包括能够通行的各种通道，包括人通行的门，车辆通行的门等。系统主要由门禁控制器，读卡器，出门按钮，锁具，通讯集线器，智能卡，电源，管理软件组成8。其根本组成分为几个模块1身份识别身份识别单元局部是门禁系统的重要组成局部，起到对通行人员的身份进展识别和确
29、认的作用，实现身份识别的方式和种类很多，主要有卡证类身份识别方式、密码类识别方式、生物识别类身份识别方式以及复合类身份识别方式。2传感与报警传感与报警单元局部包括各种传感器、探测器和按钮等设备，应具有一定的防机械性创伤措施。3处理与控制处理与控制设备局部通常是指门禁系统的控制器，门禁控制器是门禁系统的中枢，就像人体的大脑一样，里面存储了大量相关人员的卡号、密码等信息，这些资料的重要程度是显而易见的。4电锁与执行电锁与执行单元局部包括各种电子锁具、挡车器等控制设备，这些设备应具有动作灵敏、执行可靠、良好的防潮、防腐性能，并具有足够的机械强度和防破坏的能力。5线路及通讯门禁控制器应该可以支持多种联
30、网的通讯方式，如RS232、485或TCP/IP等，在不同的情况下使用各种联网的方式，以实现全国甚至于全球围的系统联网。6管理与设置管理与设置单元局部主要指门禁系统的管理软件，管理软件可以运行在WindowsXPbaike.baidu./view/120460.htm、7等环境中，支持效劳器/客户端的工作模式，并且可以对不同的用户进展可操作功能的授权和管理。其构造图如下列图：前端设备为开门按钮、读卡器、电磁锁等，将前端设备串联后通过门禁控制器就可以连到系统的总交换机，并在系统最末端加上效劳器。32. 4 监控系统监控不单纯指闭路电视监控系统，但传统意义上说的监控系统由前端摄像包括：半球摄像机、
31、红外摄像机、一体机等，当传输距离较远或者需要将数据上传网络时，可加中端设备：光端机、网络视频效劳器等，最后与后端的设备主机硬盘录像机、矩阵等连接。典型的电视监控系统主要由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示设备这三大局部组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系也可称作传输系统可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。前端视频采集系统：摄像机，镜头，云台，智能球形摄像机等视频传输系统：传输线缆、光纤传输、同轴电缆传输、网线传输、无线传输、光端机终端显示系统：dvr硬盘录像系统、视频矩阵、画面处理器、切换器、分配器远程拓展系统第四章平
32、安防系统系统实现系统以Visual Studio2021为开发平台，运用c*语言进展开发。运行环境选择采用以太网。软件主要根据本次设计三个安防子系统分为三个大功能模块，分别有针对性的对三个子系统进展实时监控和系统设置。在软件界面左侧可一目了然的看到每个子系统对应的按钮，点击按钮用户就可直接进入对应子系统的操作界面。本文设计安防系统中，每个子系统的前端设备都相对独立，有单独数据传输途径向末端效劳器直接传送数据。每个前端子系统都需设置单独的IP地址，以此来区分每个前端设备，通过对IP地址添加信息，就可以使用户对每个前端设备有明确的分辨和对信息明确的掌控。每个功能模块根据现代小区建筑都含有系统状态与系统设计功能，具体设计会在下文进展详细说明。4.1系统开发环境4.1.1开发软件运用Visual Studio202
