摘要：本文對弱電智能化安防系統(tǒng)的特點進行了介紹，圍繞弱電智能化安防系統(tǒng)的構成技術原理進行了分析。其中包括弱電智能化綜合系統(tǒng)構成、安全防范子系統(tǒng)、信息管理子系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡子系統(tǒng)等。并通過智能化小區(qū)管理系統(tǒng)安防部分建構為例，選擇智能化小區(qū)綜合管理系統(tǒng)綜合布線設計、計算機網(wǎng)絡拓撲結構、安防緊急廣播系統(tǒng)構成、電子公告牌系統(tǒng)功能、小區(qū)智能物業(yè)管理系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)等術對弱電智能化安防系統(tǒng)進行了梳理。

關鍵詞：弱電；智能化系統(tǒng)；安防系統(tǒng)；物業(yè)管理系統(tǒng)；周界防范系統(tǒng)

一、引言

在工業(yè)、工程領域，弱電一般是指的是36V以下的電壓線路，包括符合條件的直流電路、音視頻電路、電話線路、交流電路等。人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡碾娫挕㈦娔X、電視信號輸入線路及音響設備輸出端線路等均屬于弱電設備。從功能區(qū)分層面來看，電壓的高低并不是區(qū)分強弱電的指標，提供動力能源用于電氣設備正常運轉的是強電，而用于信號傳輸?shù)膭t是弱電?，F(xiàn)代建筑、廠區(qū)、民用住宅小區(qū)等正在基于弱電構建智能化安全防護系統(tǒng)，為了充分發(fā)揮相應技術的作用，需要深入分析。

二、弱電智能化安防系統(tǒng)的特點

弱電智能化安防系統(tǒng)是弱電智能化綜合管理系統(tǒng)的一部分，其主要特點是為監(jiān)控管理區(qū)域提供高度安全性，并為區(qū)域內(nèi)的居民或工作人員創(chuàng)造人性化的安全環(huán)境。此外，它采用寬帶數(shù)字通信方式，提供更便捷的綜合信息服務，使生產(chǎn)生活和物業(yè)管理更加智能化和信息化。

三、弱電智能化安防系統(tǒng)技術綜合分析

（一）弱電智能化安防系統(tǒng)構成技術原理

1.弱電智能化綜合系統(tǒng)構成

弱電智能化綜合管理系統(tǒng)一般由多個子系統(tǒng)構成。具體來說，綜合布線系統(tǒng)是其中之一?，F(xiàn)代智能化安防系統(tǒng)的建設離不開兩個核心要素：電能和通信網(wǎng)絡。如果沒有充足、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電能供應，智能安防設備便會成為擺設。此外，“智能”一詞的解釋是通過實時傳輸控制信息指令，由計算機對各具體設備進行操控，再根據(jù)預先設置好的程序控制算法，確保所有設備在特定時刻執(zhí)行特定的功能。因此，如果通信網(wǎng)絡功能失效，智能化功能就無法實現(xiàn)。綜合布線系統(tǒng)的目的是科學、合理地布置電線和光纜，避免受到干擾，保持長時間穩(wěn)定運行。另一個子系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。前文提到，在實現(xiàn)智能化功能的過程中，控制計算機負責向其他設備傳輸指令。為了實現(xiàn)這一目標，其他設備必須具備與計算機相互通訊的能力。某些設備本身并沒有很強的智能，所以需要在這些設備中添加PLC可編程邏輯控制器或其他元器件。這些元器件能夠自動接收計算機傳達的指令，控制設備執(zhí)行相應的操作。此外，弱電智能化綜合系統(tǒng)還包括衛(wèi)星、有線電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電子公告系統(tǒng)等，每個子系統(tǒng)都有特定的功能，最終各司其職，共同構成弱電智能化安防系統(tǒng)。

2.安全防范子系統(tǒng)

普通級安全防范子系統(tǒng)應該具有如下功能：①對安全防護區(qū)域的出入口進行自動智能化管理，當發(fā)現(xiàn)有人或物通過非正常方式進出區(qū)域（如翻墻、破壞門禁系統(tǒng)等）時立刻發(fā)出預警信息。②基于閉路電視系統(tǒng)，對區(qū)域內(nèi)各處進行監(jiān)控。③具有對講功能和防盜門控功能。④區(qū)域內(nèi)的人員可以隨時接入系統(tǒng)并在遇到各類情況時報警。⑤系統(tǒng)應具有自動巡視和信息更新管理功能。

這種功能的實現(xiàn)原理是，在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)多處設置具有不同功能的傳感器，可以檢測區(qū)域內(nèi)的溫度、煙霧濃度、電壓電流等。每次監(jiān)測的信息都會上傳至計算機總控端，然后由計算機自動與預先編制好的判定程序進行比對。若發(fā)現(xiàn)監(jiān)控信息無異常，則正常更新日志；若發(fā)現(xiàn)異常，則立刻啟動預警系統(tǒng)并記錄。

3.信息管理子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要功能是：①實時監(jiān)控安全防范子系統(tǒng)的運行情況。②遠程抄收并管理有關信息。③監(jiān)控并統(tǒng)計車輛出入情況，收集車輛在區(qū)域內(nèi)的停車時間、位置等信息。④監(jiān)控與管理供電設備、公共照明、建筑內(nèi)電梯、供水系統(tǒng)相關設備的運行狀態(tài)。⑤連通緊急廣播以及背景音樂系統(tǒng)，必要時控制這些系統(tǒng)發(fā)布重要信息給區(qū)域內(nèi)的人員。

4.信息網(wǎng)絡子系統(tǒng)

基礎信息網(wǎng)絡子系統(tǒng)并不是一個真正意義上的功能系統(tǒng)，而是帶有輔助性質(zhì)的系統(tǒng)。它的主要作用是科學、合理地完成布線作業(yè)，為弱電智能化安防系統(tǒng)實現(xiàn)相關功能提供支持。此外，還需要為每個子監(jiān)控區(qū)域設置至少兩對電話線和兩個有線電視插座，以構建有線電視網(wǎng)絡。通過基礎信息網(wǎng)絡子系統(tǒng)，可以實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域的電話和有線電視信號傳輸，為弱電智能化安防系統(tǒng)提供必要的基礎設施支持。

（二）弱電智能化安防系統(tǒng)綜合性能提高技術原理

若要提高上述基礎弱電智能化安防系統(tǒng)的性能，可采用“兩步走”的策略。

第一步，應建立連通區(qū)域內(nèi)每一處具體安防監(jiān)控區(qū)域的寬帶數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡。網(wǎng)絡的具體類型可以是單一的，也可以由多種形式組合而成。具體來說：光纜同軸網(wǎng)，即HFC、FTTx，其中的x分為三類級別，分別為B—樓棟，F(xiàn)—具體樓層、H—具體門戶）、高速數(shù)字用戶環(huán)路Xdsl等。通過上述寬帶數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡，能夠支持50%以上的門戶，每一戶的通信傳輸速率至少能夠達到每秒300Kbps（指下行速率）。

第二步，在第一步的基礎上，將寬帶光纖作為主干網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)無障礙信息傳輸，彰顯智能化特性^[1]。

四、弱電智能化安防系統(tǒng)技術的應用——智能化小區(qū)管理系統(tǒng)（安防部分）建構

（一）智能化小區(qū)綜合管理系統(tǒng)綜合布線設計

弱電智能化安防系統(tǒng)技術在很多大型廠房區(qū)域、民用住宅小區(qū)中得到了廣泛應用。作為區(qū)域綜合管理系統(tǒng)的一部分，安防系統(tǒng)若要發(fā)揮功能，其布線必須與總系統(tǒng)的布線相契合。通常情況下，弱電智能化安防系統(tǒng)綜合布線需要設計6個子系統(tǒng)，分別如下：①工作區(qū)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常以水平系統(tǒng)的形式存在。具體來說，用戶信息插座作為基礎，一直延伸至數(shù)據(jù)終端設備，相互之間需要搭載線纜以及適配器。這一子系統(tǒng)需要使用經(jīng)由軟線材料制成的UTP跳線或FTP跳線，總長度需要根據(jù)實際情況決定，但一般有5米長度已經(jīng)足夠。筆者推薦使用的跳線為雙絞線，其特點是由多股細銅絲制成芯線，信號傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、迅速，很少出現(xiàn)問題。②水平子系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于建筑內(nèi)局部子系統(tǒng)，具體是指從管控區(qū)域內(nèi)某棟建筑的樓層配線間開始，一直延伸至工作區(qū)用戶信息的插座處。該子系統(tǒng)在水平方向的最大距離為90米（295ft），工作區(qū)域的插接線、連接設備的插接線、交叉連接線的總長度必須控制在10米以下。③管理子系統(tǒng)。目標建筑內(nèi)的每一個樓層的每一個配線室均應設置該子系統(tǒng)。從原理層面來看，這一子系統(tǒng)屬于水平系統(tǒng)，用于電纜端接地。不僅如此，主干系統(tǒng)的電纜段接地同樣需要經(jīng)由該子系統(tǒng)完成。④垂直干線子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由連接主設備間到各個樓層配線室之間的線纜構成，主要功能是將設置在各個樓層的配線架與主配線架相連。常規(guī)而言，該子系統(tǒng)的結構為典型的分層星型拓撲結構。⑤設備間子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的本質(zhì)是“設備集中區(qū)”，用于連接系統(tǒng)公共設備，是區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)、語音主干線纜終接場所。⑥建筑群子系統(tǒng)。一個監(jiān)控區(qū)域內(nèi)一般會包含多棟建筑，如果每一棟建筑的安防監(jiān)控信息在同一時間均向計算機總控端傳遞，則有可能引起“失序”?；诖?，應將至少兩棟建筑對應的安防數(shù)據(jù)、音視頻信息傳輸電纜設置成建筑群子系統(tǒng)。比如設備間子系統(tǒng)配線設備、室外線纜等。架空線纜、直埋電纜、地下管道穿電纜等均有可能作為路由^[2]。

（二）計算機網(wǎng)絡拓撲結構

弱電智能化安防系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲結構如下：在一棟建筑中，每個樓層均需設置一個接入交換機與核心交換機相連?；诖耍诵慕粨Q機連接到路由器，進而實現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)的訪問。弱電智能化安防系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的主要設備如下：第一是交換機，該設備主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。需要特別注意的是，三層交換機本身還應具備部分路由器功能，能夠自動監(jiān)測VLAN性能等。第二是路由器，如果需要進一步的網(wǎng)絡連接端口，僅僅依靠交換機是不夠的，還需要配備路由器。在配置路由器的過程中，技術人員應該重點關注以下事項：首先，審查路由器協(xié)議是否能夠滿足相應的支持要求；其次，確保網(wǎng)絡安全功能得到充分保障，是否具備緊急切斷網(wǎng)絡以避免數(shù)據(jù)被進一步盜取的機制；最后，確保端口類型和數(shù)量是否適配，出口帶寬是否足夠充足等。

（三）安防緊急廣播系統(tǒng)構成

弱電智能化安防系統(tǒng)中的緊急廣播系統(tǒng)功能主要集中在三個方面：①安防宣傳業(yè)務性廣播。例如，定期通過防控區(qū)域內(nèi)的廣播系統(tǒng)，向內(nèi)部人員播放當前實施的安全防護政策、安全防范管理條例、進出防護區(qū)域的注意事項等內(nèi)容。這種業(yè)務性廣播通常會與配套的文字材料一同向區(qū)域內(nèi)的人員進行宣傳。例如，在社區(qū)微信群中，宣傳內(nèi)容以文字、宣傳圖片等形式共享，供人們在閑暇時間自行查閱。而當人員離開建筑，在區(qū)域內(nèi)戶外活動時，會清晰聽到宣傳廣播。②服務性廣播。在防護區(qū)域內(nèi)的某些時候，會為人們提供一些服務。例如，現(xiàn)代住宅小區(qū)會定期舉行老年人日常免費體檢服務，廣播內(nèi)容包括但不限于，請有自理能力、出行能力的老年居民自行或結伴并有家人陪同的情況下前往社區(qū)活動中心、社區(qū)物業(yè)管理中心，由社區(qū)衛(wèi)生防疫站的工作人員為其測量血壓、血脂、血糖、心率等指標，幫助其調(diào)整健康生活方案等。此外，如果老年人已經(jīng)喪失外出能力，則可通過電話、微信告知社區(qū)工作人員，在特定時間安排專人上門服務等。③災難事故疏導、緊急廣播功能。在防范區(qū)域內(nèi)如發(fā)生各類災難事故時，廣播系統(tǒng)會迅速中斷當前播放內(nèi)容，轉為緊急播報，力求在第一時間讓區(qū)域內(nèi)人民群眾了解緊急情況，并按照指引迅速疏散至安全區(qū)域^[3]。

弱電智能化安防系統(tǒng)下的緊急廣播系統(tǒng)主要構成如下：①音源，用于提供廣播聲音信號，如CD機、卡座、調(diào)諧器、播放器、話筒等。②聲音放大設備，主要用于對音頻信號功率放大，核心設備為前置放大器、功率放大器等。③其他附屬設備，主要用于對區(qū)域內(nèi)的公共廣播系統(tǒng)進行控制，如電源時序器、分區(qū)矩陣、音量調(diào)節(jié)設備等。

（四）電子公告牌系統(tǒng)功能

電子公告牌系統(tǒng)同樣屬于安防系統(tǒng)的一部分，主要原理是：由信息發(fā)布管理機（一般與控制計算機相連）編輯需要在電子公告牌上發(fā)布的信息，如格式、字體、行間距等，演示無誤后可正式播放。該子系統(tǒng)的具體功能是：①根據(jù)區(qū)域內(nèi)安全防范工作的需要，編輯并播放安全作業(yè)宣傳標語和相關政策規(guī)定，供在電子公告牌前來往的人員隨時查閱、知悉。②電子公告牌中顯示的內(nèi)容應該具有較強的兼容性。具體來說，能夠顯示的內(nèi)容不受字體、語言、字樣的限制。標準的電子公告牌可以任意切換語言形式，支持漢字、英文字母以及其他語言形式如日文、韓文、俄文、法文、西班牙文、阿拉伯數(shù)字、羅馬數(shù)字等。③網(wǎng)絡接口功能同樣應標準化，實現(xiàn)10/100Mbps交換，并可共享以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口標準協(xié)議。達到上述要求意味著電子公告牌系統(tǒng)已經(jīng)具備了簡潔、實用、可靠、便利等特點。此外，該子系統(tǒng)還應內(nèi)置專用數(shù)據(jù)處理微系統(tǒng)，將顯示數(shù)據(jù)作為具有一定特殊性的處理對象，轉換成特定的格式，定向傳輸?shù)讲煌娘@示模塊之中^[4]。

（五）小區(qū)智能物業(yè)管理系統(tǒng)

現(xiàn)代民居小區(qū)的智能物業(yè)管理系統(tǒng)一般會與安防系統(tǒng)緊密配合，既能夠確保防范區(qū)域內(nèi)居民的安全，又能夠為業(yè)主提供各類人性化服務。該系統(tǒng)的硬件部分同樣由計算機或計算機局域網(wǎng)組成，基于JSP、Servlet、Javascript等技術開發(fā)。數(shù)據(jù)庫為SQL Server、Oracle，應用服務器支持Tomcat。這些技術和工具被廣泛應用于開發(fā)智能物業(yè)管理系統(tǒng)，可以提供較強的功能支持和穩(wěn)定性。這樣的系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控小區(qū)內(nèi)的安全狀況，包括門禁控制、視頻監(jiān)控、報警系統(tǒng)等，并提供業(yè)主服務，如物業(yè)費繳納、維修請求、公共設施預約等。通過互聯(lián)網(wǎng)或手機App等方式，業(yè)主可以方便地進行操作和查詢，提高了管理效率和居民生活質(zhì)量。

（六）周界防范系統(tǒng)

周界防范系統(tǒng)的原理如上文所述，由各類傳感器、紅外探測器作為監(jiān)控終端，實時監(jiān)測目標監(jiān)控區(qū)域的某一類信息并實時上傳至計算機總控端，根據(jù)具體情況進行后續(xù)處理，目的是盡量將防護區(qū)內(nèi)危險發(fā)生率降至最低。上文提到的“在發(fā)現(xiàn)有人或物通過非法方式進出時立刻發(fā)出預警信息并鎖定位置”的功能實現(xiàn)方法為：沿著防范區(qū)域邊緣（周界）設置主動紅外探測器，使小區(qū)保安人員能夠在事件發(fā)生后的第一時間快速鎖定位置。通過這種方式，保安人員的工作強度和難度都可以有效減輕。此外，該系統(tǒng)還可以與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)合使用，以進一步提高防范安全性。周界防范系統(tǒng)的檢測方法包括主動紅外式檢測、泄漏電纜式檢測、磁場感應式檢測、光纖傳感式檢測、電纜傳感式檢測、壓力傳感式檢測、高壓電網(wǎng)式檢測等多種類型^[5]。無論采用哪種檢測方法，都應設置主動紅外對射探測器、報警主機等設備。

五、結束語

綜上所述，弱電可以理解為“信號電”，基于此思路構建智能化安防系統(tǒng)的核心是，在具有不同功能的傳感器及其他監(jiān)控元器件的基礎上，建立完善的信息檢測、實時監(jiān)控和信號傳輸系統(tǒng)。技術人員在系統(tǒng)中提前設置好比對數(shù)據(jù)信息（也可由系統(tǒng)隨時錄入新信息并自動轉化為比對信息），系統(tǒng)在正常運行期間發(fā)揮監(jiān)測功能，最終達到一定程度的安全防護功能。總體而言，弱電智能化安防系統(tǒng)是現(xiàn)代智慧城市建設的一部分，對保障城市居民安全具有重要意義，應不斷開發(fā)、升級有關技術，持續(xù)改善相關功能，盡量降低安全事故發(fā)生率。

作者單位：趙鵬 常州市武進廣播電視信息網(wǎng)絡有限責任公司

參? 考? 文? 獻

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趙鵬（1981.05-），男，漢族，江蘇常州，本科，助理工程師，研究方向：智能化通信。