電子圍欄作為監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)與設(shè)計(jì)

三立古皿電子圍欄作為監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)與設(shè)計(jì)摘要本文闡述了電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，主要內(nèi)容有電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)的研究背景和意義、關(guān)鍵技術(shù)的介紹、監(jiān)控平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)以及監(jiān)控平臺(tái)的詳細(xì)程序設(shè)計(jì)。結(jié)合智能電子圍欄設(shè)備的功能特點(diǎn)，電子圍欄系統(tǒng)中心的監(jiān)控平臺(tái)采用三層架構(gòu)的思想：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，負(fù)責(zé)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，包括電子地圖的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、操作記錄與報(bào)警記錄的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、用戶和權(quán)限管理的數(shù)據(jù)庫(kù)；業(yè)務(wù)邏輯層，主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，如訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)、驗(yàn)證用戶輸入數(shù)據(jù)的合法性等：界面顯示層主要負(fù)責(zé)用戶的輸入信息，響應(yīng)用戶的控制命令并將命令遞交給業(yè)務(wù)邏輯層處理。電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了電子圍欄技術(shù)的智能化、人性化，它結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)中心控制平臺(tái)，是周界防護(hù)系統(tǒng)人機(jī)交互的核心部分。電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)串口通訊、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器接口、電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、聯(lián)動(dòng)報(bào)警等，對(duì)電子圍欄報(bào)警分機(jī)實(shí)行統(tǒng)一布置、集中控制。同時(shí)，電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)可對(duì)電子防護(hù)墻的單個(gè)或多個(gè)防區(qū)進(jìn)行操控，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況和設(shè)備狀態(tài)，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性，它使得整個(gè)周界防護(hù)系統(tǒng)具備多重報(bào)警、自動(dòng)記錄、遠(yuǎn)程傳三黃古皿輸和信息中央處理的功能。在各種系統(tǒng)龐大、設(shè)備數(shù)量多的地方，如油井分區(qū)、高壓變電站等地的周界防護(hù)系統(tǒng)配置這樣的監(jiān)控平臺(tái)后，監(jiān)控中心的辦公室即能及時(shí)準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)的異常狀況和電子防護(hù)墻的異常狀態(tài)，真正做到無(wú)人值守現(xiàn)場(chǎng)、減少安全隱患、提高工作效率。1.1本文研究的背景和意義第1章緒論人們的生產(chǎn)行為、生活方式隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和新技術(shù)產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)都發(fā)生了重大的變化，監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)的重要性也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和重視。生活水平的日益提高，人們的安全意識(shí)也不斷提高，企業(yè)單位的安全性和信息化治理的要求越來(lái)越迫切。國(guó)家的“十二五〃規(guī)劃中就包含了中國(guó)平安城市建設(shè)工程的開展，使得電子圍欄安全防護(hù)系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的電子圍欄產(chǎn)品也是種類繁多。一般的電子圍欄安全防護(hù)系統(tǒng)主要由前端的電子圍欄防護(hù)墻和控制主機(jī)組成。電子圍欄安全監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的安防技術(shù)，當(dāng)有人非法越過(guò)或破壞電子圍欄時(shí)，系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警聲光顯示，并通過(guò)電話撥號(hào)器把報(bào)警信號(hào)通過(guò)公共電話網(wǎng)傳到監(jiān)控中心。目前應(yīng)用的主要有紅外對(duì)射電子圍欄、靜電感應(yīng)式電子圍欄以及脈沖式高壓電子圍欄等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、安防監(jiān)控的信息化和智能化，電子圍欄安全防護(hù)系統(tǒng)結(jié)合計(jì)算機(jī)中心控制平臺(tái)、遠(yuǎn)程三立古皿傳輸技術(shù)、門禁技術(shù)、視頻監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)組成新型系統(tǒng)。其中智能電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的價(jià)值充分體現(xiàn)在能夠和現(xiàn)場(chǎng)的電子圍欄報(bào)警分機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)式通信互動(dòng)，遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)的電子圍欄設(shè)備，這不僅大大提升了電子圍欄產(chǎn)品的檔次，實(shí)現(xiàn)了電子圍欄的系統(tǒng)化和可擴(kuò)充性。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國(guó)在20世紀(jì)末就引進(jìn)了電子圍欄，其中脈沖式高壓電子圍欄、張力式電子圍欄、靜電感應(yīng)式電子圍欄以及紅外對(duì)射電子圍欄等的應(yīng)用比較廣泛，它們的特點(diǎn)大都是“阻擋為主、報(bào)警為輔〃。近年來(lái)電子圍欄安全防護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)朝著“智能化、系統(tǒng)化〃發(fā)展。目前市場(chǎng)呈現(xiàn)出多種探測(cè)技術(shù)齊頭并進(jìn)的局面，以分析型的周界入侵探測(cè)設(shè)備為前端的周界防護(hù)系統(tǒng)，如智能視頻分析、光纖傳感、振動(dòng)光纜等，成為了周界市場(chǎng)的關(guān)注熱點(diǎn)。電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于油井分區(qū)安防、國(guó)防倉(cāng)庫(kù)分區(qū)防衛(wèi)以及高壓變電站周界阻擋報(bào)警系統(tǒng)、住宅小區(qū)數(shù)字化等。不同行業(yè)的應(yīng)用對(duì)電子圍欄產(chǎn)品的要求也不同，有的需要高壓脈沖形成威懾力的阻擋，有的只需阻擋和報(bào)警；另外有些場(chǎng)地需要設(shè)置全方位、無(wú)死角的防區(qū)。但是電子圍欄主要的系統(tǒng)功能和特點(diǎn)都必須保證：安全及報(bào)警感知性、判別功能、阻擋和報(bào)警。目前比較先進(jìn)的新一帶電子圍欄有sa-z8周界防護(hù)脈沖電子圍欄，單防區(qū)型，雙防區(qū)型，內(nèi)置報(bào)警信息遠(yuǎn)程傳輸；可選配現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線組網(wǎng)，三立古皿主機(jī)巡檢及值班人員考勤刷卡模塊。還有刀片智能電子圍欄系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)的電子圍欄報(bào)警分機(jī)通過(guò)總線和中心管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)通信，中心監(jiān)控平臺(tái)具備對(duì)各下級(jí)設(shè)備進(jìn)行定時(shí)巡檢的功能，隨時(shí)監(jiān)視各下級(jí)設(shè)備的工作狀態(tài)，以便管理人員隨時(shí)了解和掌握?qǐng)?bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的故障，提高系統(tǒng)可靠性。中心監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用為用戶提供極大的方便，包括遠(yuǎn)程程序升級(jí)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制等。本文的主要工作是設(shè)計(jì)與開發(fā)電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控中心平臺(tái)軟件是整個(gè)電子圍欄防護(hù)系統(tǒng)人機(jī)交互部分，其一方面要響應(yīng)人員基本界面的操作，同時(shí)根據(jù)需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)表、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程等來(lái)完成操作人員下發(fā)指令中包含參數(shù)信息的提取和封裝。另一方面還要完成接收數(shù)據(jù)，協(xié)議解析和重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作。電子圍欄中心監(jiān)控平臺(tái)在C撐.NET編程環(huán)境中，利用SQLServer2005數(shù)據(jù)庫(kù)、.NET提供的SerialPort串口通行類、Maplnfo公司的MapXtreme組件、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的二次開發(fā)包實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的功能。第2章平臺(tái)開發(fā)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)2.1系統(tǒng)介紹電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)組成包括監(jiān)控平臺(tái)、前端的電子圍欄報(bào)警分機(jī)、視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，其中監(jiān)控平臺(tái)是整個(gè)電子圍欄監(jiān)三立古皿控系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)的人機(jī)交互部分，也是本文研究?jī)?nèi)容的重點(diǎn)。2.1.1電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)的下位機(jī)電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機(jī)是指在前端構(gòu)成電子防護(hù)墻的報(bào)警分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，其中網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)屬于電子圍欄系統(tǒng)功能擴(kuò)展的設(shè)備，為系統(tǒng)提供視頻數(shù)據(jù)，就不做詳細(xì)介紹，主要介紹構(gòu)成電子圍欄防護(hù)墻的報(bào)警分機(jī)。報(bào)警分機(jī)主要功能特點(diǎn)有：（1）入侵探測(cè)功能：報(bào)警分機(jī)是整個(gè)電子圍欄系統(tǒng)的前端探測(cè)設(shè)備。報(bào)警分機(jī)與分機(jī)之間構(gòu)成紅外光交叉對(duì)射的警戒幕簾。4個(gè)紅外幕簾構(gòu)成閉合的矩形警戒防區(qū)，每個(gè)防區(qū)的頂點(diǎn)分布4臺(tái)報(bào)警分機(jī)；布防區(qū)域處于警戒狀態(tài)，有非法侵入時(shí)則觸發(fā)報(bào)警事件；撤防區(qū)域的紅外幕簾失去警戒，任何物體通過(guò)都不會(huì)觸發(fā)報(bào)警事件。（2） 節(jié)點(diǎn)式設(shè)計(jì)，可以滿足多區(qū)域、閉合式的周界防護(hù)需求，有別于傳統(tǒng)的單線式電子圍欄，在使用最少數(shù)量報(bào)警分機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)縫閉合的周界防護(hù)。（3） 射頻卡權(quán)限認(rèn)證功能：每臺(tái)報(bào)警分機(jī)都具有射頻卡讀卡功能，類似于門禁系統(tǒng)，配合主機(jī)的權(quán)限卡認(rèn)證系統(tǒng)，可憑借獲得權(quán)限的射頻卡進(jìn)入任何一個(gè)防護(hù)區(qū)域，周界防護(hù)系統(tǒng)更加靈活和智能。（4） 真人語(yǔ)音提示系統(tǒng)：每臺(tái)報(bào)警分機(jī)都帶有揚(yáng)聲器。人性化的真人語(yǔ)音提示，在分機(jī)復(fù)位重啟、檢測(cè)非法入侵、布防、撤防、刷卡進(jìn)入、或無(wú)權(quán)限卡進(jìn)行非法刷卡等情況，都可以聽到相應(yīng)的語(yǔ)音提示。三立古皿全雙工總線通信系統(tǒng)：有別于傳統(tǒng)紅外對(duì)射的繼電器信號(hào)輸出，報(bào)警分機(jī)通過(guò)全雙工通信和中心監(jiān)控平臺(tái)協(xié)調(diào)工作，使得整個(gè)防護(hù)系統(tǒng)更加穩(wěn)定和安全，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)智能化管理。入侵探測(cè)是采用紅外對(duì)射光束，有別于傳統(tǒng)脈沖式對(duì)射，對(duì)射紅外線經(jīng)過(guò)特殊的數(shù)據(jù)編碼，提高防護(hù)系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性;對(duì)射紅外線的強(qiáng)度分成不同的等級(jí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行設(shè)置。報(bào)警分機(jī)的主要參數(shù)有：為了滿足節(jié)點(diǎn)式無(wú)縫周界防護(hù)，報(bào)警分機(jī)按照紅外幕簾數(shù)目的不同，可分為三種機(jī)型：它們分別帶有兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)紅外幕簾對(duì)射裝置。通信方式是RS――422,通訊協(xié)議是按照安防的行業(yè)協(xié)議擴(kuò)展制定的。每條協(xié)議由7個(gè)字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)代表報(bào)警分機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置，如第二字節(jié)代表分機(jī)的地址。通信波特率有四種選擇，分別是2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。射頻卡的感應(yīng)距離小于等于3cm。對(duì)射光束散射角度小于等于15度。通信距離1200米以內(nèi)；紅外對(duì)射距離5至100米。2.1.2電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)電子圍欄監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)是指中心的監(jiān)控平臺(tái)，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)管理者的一個(gè)開放監(jiān)控平臺(tái)。中心監(jiān)控平臺(tái)將電子圍欄防護(hù)區(qū)域的有關(guān)信息集中到監(jiān)控中心，實(shí)三立古皿現(xiàn)信息共享、統(tǒng)一管理，建立統(tǒng)一、開放的數(shù)據(jù)