安全技术防范基础

安全技术防范基础第一章安全技术防范系统安全技术防范系统是指用于安全防范目的的，将具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆炸等功能的专用设备、软件有效组合一个具有探测、延迟、反应综合功能的信息技术网络，主要包括有入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统等。

第一节入侵报警系统入侵报警技术是将先进的科学技术（如传感器技术、电子技术、计算机技术、通信技术等）应用于探测非法入侵和防止非法盗窃等犯罪活动的重要技术手段。

利用入侵报警技术组成的入侵探测报警系统是安全防范系统中应用最广泛的一种，它通过高科技手段协助人们担任防入侵、防盗窃等工作，强大的功能使它成为了社会治安综合治理向现代化迈进的必不可少的措施。

一个典型的入侵探测报警系统由报警探测器、传输系统和报警控制器组成。

当探测器检测到防范现场有入侵者时，产生报警信号并通过传输系统送到报警控制器。

报警控制器经识别、判断后发出声、光报警，还可以控制多种外围设备，如打开现场照明灯、开启摄像机、启动录像等等，同时还可以将报警信息输出至上一级接警中心或有关部门。

入侵报警系统示意图（图1-1）图1-1一、入侵探测器（一）入侵探测器概述入侵探测器可以将感知到的各种形式的物理量（如光强、声响、压力、频率、温度、振动等）的变化转化为符合报警控制器处理要求的电信号（如电压、电流）的变化，进而通过报警控制器启动告警装置。

入侵探测器是入侵探测系统最前端的输入设备，也是整个报警系统中的关键部分，它在很大程度上决定着报警系统的性能、用途和报警系统的可靠性，是降低误报和漏报的决定性因素。

（二）入侵探测器的种类入侵探测器的分类方式有很多种：1.按用途或使用的场所不同来分。

可分为户内型入侵探测器、户外型入侵探测器、周界入侵探测器和重点物体防盗探测器等。

2.按探测器的探测原理不同或应用的传感器不同来分。

可分为雷达式微波探测器、微波墙式探测器、主动式红外探测器、被动式红外探测器、开关式探测器、超声波探测器、声控探测器、振动探测器等。

3.按探测器的警戒范围来分（见表1-1）。

表1-1（1）点控制型探测器——警戒范围是一个点，如开关式探测器；（2）线控制型探测器——警戒范围是一条线，如主动式红外探测器；（3）面控制型探测器——警戒范围是一个平面，如振动探测器；（4）空间控制型探测器——警戒范围是一个立体的空间，如被动式红外探测器。

4.按探测器的工作方式来分。

（1）主动式探测器。

主动式探测器在工作期间要向防范区域不断地发出某种形式的能量，如红外线、微波等。

（2）被动式探测器。

被动式探测器在工作期间本身不需要发出任何能量，而是直接探测来自被探测目标自身发出的某种能量，如红外线、振动等。

5.按探测器输出的开关信号不同来分。

可分为常开型探测器和常闭型探测器以及常开/常闭型探测器。

（1）常开型（NO ）探测器（见图1-2）。

在正常情况下，开关是断开的，EOL 电阻与之并联。

当探测器被触发时，开关闭合，回路电阻为零，该防区报警。

（2）常闭型（NC ）探测器（见图1-3）。

在正常情况下，开关是闭合的，EOL 电阻与之串联。

当探测器被触发时，开关断开，回路电阻为无穷大，该防区报警。

EOLEOL常开型探测器 常闭型探测器图1-2 图1-3 图中所示的防区回路为终端回路为终端电路形式或称线尾电路形式，这是标准的防区报警电路的形式。

其中，EOL 称为线尾电阻或线末电阻。

当探测器与报警控制器的防区相连时，需要按厂家的技术要求在报警控制器的防区回路的终端接入该电阻。

不同厂家生产的报警控制器这一阻值的要求也不一定相同，一般为1k Ω～2.2k Ω左右。

这种线尾阻电路形式不仅可以在探测器被触发时启动报警，而且当回路断路（电阻为无穷大）或短路（电阻为零）时也会触发报警。

从而实现了断路或短路报警的功能。

另外，探测器与报警控制器之间都有最大传输距离的要求，它应由整个防区回路的阻值来决定，这一阻值应为EOL 线尾电阻与接线电阻之和，一般要求它不超过厂家规定值即可。

如某报警控制主机，要求一个防区回路的阻值为1k Ω ± 300Ω。

由于EOL 线尾电阻的阻值已要求为1000Ω，这就意味着，当按线或线路有300Ω电阻时，防区回路仍可保持正常工作。

由此也可以计算出连接探测器线路的允许长度。

（3）常开/常闭型探测器。

该种探测器具有常开与常闭两种输出方式。

因此，在其接线端子板上既有常开型输出的接点，又有常闭型输出的接点，用户可根据实际需要选择合适输出的接点去与报警控制器相连。

这不仅方便了用户的使用，也便于与不同类型接口要求的报警控制器配套使用。

6.按探测器与报警控制器各防区的连接方式不同来分。

基本上可分为三种方式，这就是四线制、两线制和无线制三种。

（1）四线制：所谓四线制是指探测器上有四个接线端。

两个接探测器的报警开关信号输出；两个接供电输入线。

即信号线与供电线是分开的。

也就是说探测器与报警控制器之间采用的是四芯线连接。

一般常规需要供电的探测器，如红外探测器、双鉴探测器、玻璃破碎探测器等均采用的是四线制。

（2）两线制：所谓两线制是指探测器上有两个接线端。

也就是说探测器与报警控制器的一个防区之间采用的是两芯线连接。

又可分为三种情况。

①探测器本身不需要供电。

如紧急报警按钮、磁控开关、振动开关等本身不需要供电，只需要与报警控制器的防区连接两根线，送出报警开关信号即可。

②探测器需要供电。

在这种情况下，接入防区的探测器的报警开关信号输出线与供电输入线是共用的。

这种接法要求报警控制器的相应防区应有供电输出，以给探测器供电。

如很多火灾探测器均属于此类。

③两总线制。

需采用总线制探测器。

报警每个防区的报警开关信号输出线与供电线是共用的。

而且所有防区都只共用两芯线，即两总线。

为了区分防区，总线制探测器都具有编码功能，探测器输出的报警信号是编码数字信号。

对于一些功能比较完善的报警控制器，系统扩容很方便，只需在两总线制系统中，增加总线扩充器就可以接入四线制探测器了。

（3）无线制。

无线制系统需要采用专用的无线探测器和无线报警接收机。

在无线制中，无线探测器是由探测器与发射机两部分组合在一起的，它需要由无线发射机将无线报警探测器输出的电信号调制到规定范围内的载波上，发射到空间而后再由无线接收机接收、解调后，再送往报警控制器发出报警信号。

无线接收机和报警控制器这两部分可以分别是两个独立的设备，也可以制作在一起，称为无线报警控制器。

目前，功能比较完善的报警控制器都设计成既可接有线报警控制器，又可接无线报警控制器。

这给系统的使用和扩容带来很大的方便。

无线报警系统也是将无线探测器与报警控制器分别放置在警戒现场和控制中心。

不同的是，它们之间采用无线通信的方式来将电信号连通，即借助空间电磁波来传输电信号。

（三）微波探测器此种探测器利用微波的基本理论和特点制成。

1.微波的主要特点：波长短，频率高。

（1）微波的波长从1mm ～1m ，频率是从300MHz ～300GHz 。

（2）在均匀媒介质中是直线传播的，而且遇到障碍物容易被反射。

（3）波段宽，可利用的频率多。

（4）微波设备比较小。

（5）低频电路理论已不适用于微波电路。

（6）对一些非金属材料（如木材、玻璃、墙、塑料等）具有一定的穿透能力。

（7）金属物体对微波有良好的反射能力。

（8）微波的辐射受气候条件、环境变化的影响较小。

2.雷达式微波探测器雷达式微波探测器利用了微波的多普勒效应，实现了对移动目标的探测，因其工作原理与多普勒雷达相似，所以称为雷达式微波探测器。

（1）多普勒效应。

电磁波的多普勒效应可以这样来解释。

振荡源发射出频率为f 0的电磁波，并以恒速（光速）C 向前传播。

如果接收者相对于振荡源是不动的，则由他反射回的信号频率与振荡源发出的信号频率相同。

如果接收者有接近振荡源的相对径向运动时，则由接收者反射的信号频率高于振荡源的振荡信号频率。

反之，当接收者有远离振荡源的相对径向运动时，由接收者发射的信号频率将低于振荡源的振荡频率。

在上述情况下，反射波与发射波之间的频率差就称为多普勒频率或多普勒频移，用f d 来表示。

（2）雷达式微波探测器的组成及基本工作原理。

探测器中的微波振荡源通过天线向防范空间发射一个连续的微波信号，频率为f 0。

当遇到固定目标时，反射回来的信号频率仍为f 0。

当遇到人体等活动目标时，由于多普勒效应，由活动目标反射回的信号频率为f 0±f d 。

C Vf f d 02式中V 为接收者或目标的径向移动速度。

为了从接收者信号中取出多普勒频率，需要采用混频器差拍的方法。

在混频器中，从微波振荡源直接耦合过来的振荡信号f 0与由接收天线接收到的反射信号f 0±f d 进行混频，混频器的输出端即可得到上述两信号的差拍信号电压，也就是多普勒频率电压。

由于混频器输出的这一信号电压很弱，同时除多普勒频率以外，还包括有其他频率的信号。

因此，先经放大，再由多普勒滤波器取出与人体移动速度对应的多普勒频移信号。

最后经处理、判别电路产生报警信号送至报警控制电路发出声、光等报警。

如果微波探测器发射信号的频率f0为10GHz，则对应人体的不同速度V所产生的多普勒频率如表1-2所示：表1-2从表中看出，人体在不同运动速度下产生的多普勒频率是处于音频频段的低端，只要能检出这一较低的多普勒频率，就能区分出是运动目标还是固定目标，完成检测人体运动的传感报警功能。

由上述分析看出，由于雷达式微波探测器的基本原理与多普勒雷达相同，因而才有雷达式之称。

目前常用的雷达式微波探测器的中心频率约为10 GHz左右或24 GHz左右，微波的波长约为3cm左右或1.2cm左右。

（3）雷达式微波探测器的主要优点。

①灵敏度高。

②控制范围比较大，其警戒范围为一个立体防范空间，可以覆盖60°～90°的水平辐射角，控制面积可达几十至几百平方米。

③利用微波对非金属物质的穿透性可以用一个微波探测器监控几个房间，同时还可外加修饰物进行伪装，便于隐蔽安装。

（4）雷达式微波探测器的主要缺点及安装使用注意事项。

①微波探测器的探头不应对准可能会活动的物体，如门帘、窗帘、电风扇、排气扇或门、窗等可能会活动的部位。

否则，这些物体都可能会成为移动目标而引起误报。

②因为微波对非金属物质具有穿透性，如果安装调整不当，墙外行走的人或马路上行驶的车辆以及窗外树木晃动等都可能造成误报警。

解决的办法是，微波探测器应严禁对着被保护房间的外墙、外窗安装。

同时，在安装时应调整好微波探测器的控制范围和其指向性。

③在监控区域内不应有过大、过厚的物体，特别是金属物体，否则在这些物体的后面会产生探测的盲区。

④因为金属对微波具有一定的反射能力，因此微波探测器不应对着大型金属物体或具有金属镀层的物体（如金属档案柜等）。

否则这些物体可能会将微波辐射能反射到外墙或外窗的人行道或马路上。