安防系统在高层建筑中的应用与实现

摘要：智能建筑是建筑技术与计算机技术相结合的产物，是未来建筑发展的方向。介绍了高层建筑安防系统的基本原理，基于LonWorks技术设计了安防系统图，讨论了安防节点硬件系统的功能，最后给出了安防节点部分程序框图，为建筑的安防远程监控提供了前提。

关键词：智能建筑；安全防范；监控；LonWorks总线

中图分类号： P624.8 文献标识码：A 文章编号：

智能建筑是现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑技术相结合的产物，它的出现使人们的工作效率、管理水平以及生活质量大大提高。特别是新的弱电系统不断地加盟到智能建筑技术领域。因此，建筑电气作为智能建筑中的重要组成部分，必将在智能建筑工程中起着愈加重要的作用。智能化高层建筑安防系统作为智能建筑中的一个非常重要的子系统，具有较高的自动化结束水平及完善的功能，具有安全性、可靠性高的特点，已经越来越得到人们的重视。主要表现为：安全自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS）。

1系统总体设计

智能建筑安防系统有多路的报警信号检测装置，包括红外线探测器、门磁开关报警器、烟感探测器、瓦斯探测器、紧急求救装置等，当有报警时触发一系列报警联动，如喷淋、阀门紧急关闭等。主要由本地机进行安防的控制，也可以通过特定的路由器，由远程计算机进行安防控制。家庭控制器作为一个独立的智能节点来设计。LonWorks的智能节点是同物理上与之相连的I／O设备交互作用，并在网上使用LonTalk协议与其他节点通信的对象，有基于神经元芯片的节点和基于主机的节点两种类型。本系统采用基于主机节点，Neuron芯片只作为通讯处理器，充当网络接口与主机和其他节点通信，主处理器可以用单片机、PC机等接收、控制和处理节点内部现场的信号，并通过Neuron芯片发到LON网络上。

2安防节点硬件系统功能

2.1信号采集

2.1.1防盗报警（红外、门磁）信号采集

任何有温度的物体都在不断的向外界辐射红外线，人体表面温度一般在37℃，其大部分辐射能量集中在10μm波长范围内。如果把人的红外辐射直接照射在热释电红外传感器上也会引起温度变化而输出信号，但这样做，探测距离不远。为加长探测距离，须附加光学系统来收集红外辐射，通常采用塑料做的菲涅耳透镜作为红外辐射的聚焦系统。门磁开关传感器实际上是一个干簧管，干簧管由两个靠得很近的金属弹簧片构成。两个金属片为软磁性材料，当干簧管靠近磁场时，金属片被磁化，相互吸引、接触，当干簧管远离磁场时弹簧片失去磁性，由于弹力的作用两个金属片分开，发出信号。

2.1.2火灾报警（烟感）信号采集

在物质燃烧过程中，一般都有热（温度）、气体与烟雾、火焰等现象产生，针对不同现象就有不同火灾信号检测方法。离子感烟传感器利用放射性元素产生的射线，使空气电离产生微电流来检测。目前大部分离子感烟传感器采用单源双室工作，即采用一个放射源，二个工作室：一个为参考室，一个为探测室。没有烟雾进入探测室时，两室的微电流保持平衡；当烟雾进入探测室时，探测室电流发生变化，破坏平衡，传感器将检测到的信号送到一个正反馈电路，产生报警输出。感温传感器根据物质燃烧释放出的热量所引起的环境温度升高或其变化率大小，通过热敏元件与电子线路来探测火灾。

2.1.3燃气报警信号采集

液化气（俗称煤气）是由碳原子数为4的碳氢化合物的混合物，主要成分是甲烷。用煤气传感器能有效地检测是否有煤气泄漏，并产生报警信号。

2.1.4求助报警信号采集

使用紧急呼救按钮，主要安装在人员流动比较多的位置或家庭内部，以便在遇到意外情况时可按下紧急呼救按钮向保安部门或其他人进行紧急呼救报警。

2.2信号处理

各种灾情（非法入侵、火灾、煤气泄漏等）表现出来的一些特征，利用不同类型的传感器可以敏感地感知，并产生相应的传感器输出信号。

从信号处理角度分析，传感器输出信号可以近似地看作是一个非平稳随机过程，利用信号检测和处理方法并结合信号的特性可以有效地检测出灾情信号。

但灾情的发生是一个随机过程，因此，传感器输出信号x（t）的变化是一个非稳定过程，环境变化如时间、温度和人为其他活动等都可能影响x（t），即：x（t）是随机信号，随时间或环境变化而变化；x（t）的背景噪声很强，其特征有时与被测信号及其相似。

3安防节点程序设计

安防节点的应用程序采用Neuron C语言编写，并使用NodeBuilder节点开发工具进行调试。Neuron C的任务调度采用事件驱动，当一个给定事件发生的条件为真时，与该事件关联的一段代码（称为任务）被执行。事件是通过When语句来定义的，一个When语句包含一个表达式，当表达式为真时，则表达式后面的任务被执行。

安防节点的程序的主要任务如下：（1）初始化：包括本节点子网号、节点号的设置及对网络变量初始化；（2）将保存在节点E2PROM中的设置参数上传给监控计算机，用以完成对监控计算机上的相关网络变量初始化；（3）检测键盘电路发出的控制信号，执行相应的控制功能和显示功能；（4）检测布防与撤防状态；（5）检测探测器的报警工作类型；（6）向安防控制网络发送本节点的实时信息；（7）当监控计算机下传的参数到达本节点时，执行网络变量要求的相关操作和设置功能。

4结语

在智能高层建筑安防系统中使用LonWorks现场总线技术实现了分户检测、控制和报警，提高了报警的实时性和有效性，保证智能高层建筑及住户的安全。

参考文献

[1] 阎慧敏. 智能小区监控报警安防系统设计思路[J]. 科技创新导报 , 2008,(02) .

[2] 朱洪涛. 基于图像采集卡的智能安防监控系统设计[J]. 微计算机信息 , 2009,(25) .