弱电新手入门：安防报警系统57问 第一期
安全防范系统（security & protection system，SPS） 以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等；或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。
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什么是保安系统？
防止盗窃和抢劫的安全防范系统又称保安系统，防盗报警系统是利用各种探测装置对建筑物内的被保护区域进行探测，一旦感觉到有人侵入，将会立即发出报警信号。系统产品的品种繁多，但目前应用较多的是红外探测报警器、微波探测报警器以及被动红外-微波双鉴报警器等。
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防盗报警系统如何组成？什么是前端？
安防报警系统的整体结构主要由三个部分组成，即前端（探测器）、信道（综合布线传输）、后端（报警器及辅助设备）。
前端（探测器）是整个系统的信号源，代表着现场的各个报警点，通常一个系统由多个探测器组成，就目前市场及本公司产品来讲，主要以入侵式探测器为主，而入侵式探测器则分为主动式探测器和被动式探测器。
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主动式红外探测器由几部分组成？
主动式红外探测器由发射器和接收器两部分组成。发射器向正对向安装的、在数米或数十米乃至数百米远的接收器发出红外线射束，当红外线射束被物体遮挡时，接收器即发出报警信号，因此它又被称为红外对射探测器或红外栅栏。红外对射有双光束、三光束、四光束等，红外栅栏一般在四光束以上，甚至多至十几束。
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主动式红外探测器的使用注意事项有哪些?
主动红外探测器应安装在固定的物体上，尤其是发射器和接收器较远时，不论是发射器还是接收器，轻微的晃动就会引起误报，并且要极力避免树叶、晃动物体对红外光束的干扰。当使用多对红外对射探测器或者红外栅栏组成光墙或光网时，要避免消除红外光束的交叉误射，方法是合理选择发射器和接收器的安装位置使不发生交叉误射或选用不同频率的红外对射探测器，调节各探测器使在不同的频率段工作。
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被动式红外探测器的特点是什么?
被动式红外探测器不向空间辐射能量，而是接收人体发出的红外辐射来进行报警。任何温度在绝对零摄氏度以上的物体都会不断地向外界辐射红外线，人体的表面温度为36℃，其大部分辐射的能量集中在8~12μm的波长范围内。
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被动式红外探测器的工作原理是什么？
在探测区域内，人体透过衣服的红外辐射能量被探测器的菲涅耳透镜聚焦于热释电传感器上。当人体（入侵者）在这一探测范围中运动时，顺次地进入菲涅耳透镜的某一视区，又走出这一视区，热释电传感器对运动的人体一会儿“看”到，然后又“看”不到，这种人体移动时变化的热释电信号就会触发探测器产生报警信号。传感器输出信号的频率为0.1~10Hz，这一频率范围是由探测器中的菲涅尔透镜、人体运动速度和热释电传感器本身的特性决定的。
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被动式红外探测器的安装原则是什么?
被动式红外探测器根据视区探测模式，可直接安装在墙上、天花板上或墙角，其布置和安装的原则如下。
（1）安装高度通常为2~4m，在此高度探测器可获得最大探测有效距离。
（2）探测器对横向切割探测视区的人体运动最敏感，故安装时应尽量利用这个特性达到最佳效果。
（3）应该充分注意探测背景的红外辐射情况，并且要求选择的背景是不动的。
（4）警戒区内最好不要有空调或热源，如果无法避免热源，则应与热源保持至少1.5m以上的间隔距离，并且探测器不要对准灯泡、火炉、冰箱散热器、空调的出风口°
（5）探测器不要对准强光源，应避免正对阳光或阳光反射的地方，也应避开窗户。
（6）探测器视区内不要有遮挡物和电风扇，也不要安装在强电磁辐射源附近（例如无线电发射机、电动机）。
（7）被动红外探测器不要安装在容易振动的物体上，否则物体振动将导致探测器振动，相当于背景辐射的变化，会引起误报。
（8）要注意探测器的视角范围，防止“死角”。
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双鉴探测器的特点是什么?
各种探测器有其优点，但也各有其不足之处，单技术的微波探测器对物体的振动（如门、窗的抖动等）往往会发生误报警，而被动式红外探测器对防范区域内任何快速的温度变化，或温度较高的热对流等也会发生误报警。为了减少探测器误报问题，人们提出了互补型双技术方法，即把两种不同探测原理的探测器结合起来，组成双技术的组合型探测器，又称为双鉴探测器。双鉴探测器集两者的优点于一体，取长补短，对环境干扰因素有较强的抑制作用。
目前双鉴探测器主要是微波+被动式红外探测器，微波-被动红外双技术探测器实际上是将这两种探测技术的探测器封装在一个壳体内，并将两个探测器的输出信号共同送到“与门”电路，只有当两种探测技术的传感器都探测到移动的人体时，才触发报警。
双鉴探测器把微波和被动红外两种探测技术结合在一起，它们同时对人体的移动和体温进行探测并相互鉴证之后才发出报警，由于两种探测器的误报基本上互相抑制了，而两者同时发生误报的概率又极小，所以误报率能大大下降。安装双鉴探测器时，要求在警戒范围内两种探测器的灵敏度尽可能保持均衡。微波探测器一般对物体纵向移动最敏感，而被动式红外探测器则对横向切割视区的人体移动最敏感，因此为使这两种探测传感器都处于较敏感状态，在安装微波-被动红外双鉴探测器时，宜使探测器轴线与警戒区可能的入侵方向成45°夹角。
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什么是信道？信道有几种方式？
信道即探测器传送信号给报警主机的通路。
信道主要有两种方式：有线和无线两种方式。
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有线方式什么特点？无线方式什么特点？
有线方式：使用寿命长，稳定性及可靠性好，抗干扰能力强，有线方式也有两种即分线制（即一对一方式）和总线制。
无线方式：信号传输是以无线电波的方式传送的，所以可以不用信号线，布线简单，稳定性及可靠性差，抗干扰能力差，容易产生误报。
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什么是后端?
后端即报警主机及辅助设备。报警主机按接收信号布线方式分为总线制报警主机和分线制报警主机，报警主机都是以单片机的形式出现的。辅助设备主要有：报警输出模块、拨号器等。
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安防报警系统的常见结构是什么?
常见的报警系统结构图如图1~图3所示。
图1所示为现场报警器构成图。
图2所示为电话联网远程报警示意图。
图3所示为无线报警系统示意图。
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常用报警设备有哪些?
在无线防盗报警器中，常用设备主要是前端传感器和报警主机。报警器可以配用的前端传感器有很多，如红外对射探测器、无线门磁传感器、无线人体热释电红外传感器等。
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无线门磁传感器的功能是什么?
无线门磁传感器是保安监控、安全防范系统中经常用的器件，无线门磁传感器工作很可靠、体积小巧，尤其是通过无线的方式工作，使得安装和使用非常方便、灵活。
无线门磁传感器用来监控门窗的开关状态，当门被打开时，无线门磁传感器立即发射特定的无线电波，远距离向主机报警。无线门磁传感器的无线报警信号在开阔地能传输200m，在一般住宅中能传输20m，这和周围的环境密切相关。
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无线门磁传感器的电路如何组成?如何工作？
如图4所示，图（a）为外形图，图（b）为电路原理图。
它用来监控门和窗的开关状态，当门窗紧闭时，门磁传感器中的磁敏干簧管由于受到磁性的作用处于接通状态；当门窗不管何种原因被打开后，无线门磁传感器中的磁敏干簧管（图中的S1）内的两个接点会分离开，这个变化会触发VI、V2导通，IC1(PT2262)编码集成电路得电工作，同时VD2发光二极管发光，指示门磁探测器工作，从IC1第17脚上输出编码信息，经V3、V4组成的发射电路立刻向空间发射出特定的无线电波，远距离向主机报警。同样在门磁传感器内部采用了进口的声表谐振器稳频，所以频率的稳定度很高。
无线门磁传感器中使用12V、A23报警器专用电池，采用省电设计，当门关闭时它不发射无线电信号，此时耗电只有几个微安，当门被打开的瞬间，立即发射Is左右的无线报警信号，然后自行停止.这时就算门一直打开也不会再发射了，这是为了防止连续发射造成内部电池电量耗尽而影响报警。无线门磁传感器还设计有由V5、V6等元件组成的电池低电压检测电路，当电池电压低于8V时，VD3发光二极管就会发光，提示需要立即更换A23报警器专用电池，否则会影响报警的可靠性。
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无线门磁传感器如何安装？
一般安装在门内侧的上方，它由两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场，较大的是无线门磁主体，它内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时（小于1cm），无线门磁传感器处于守候状态，当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码（也就是数据码）的315MHz的高频无线电信号，主机就是通过识别这个无线电信号的地址码来判断是否是同一个报警系统的，然后根据自身识别码（也就是数据码），确定是哪一个无线门磁报警。因此，一个主机可以同时配用很多个门磁探测器，只要保证每个门磁探测器的地址码与主机的地址码相同即可。
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被动式热释电红外探测器的工作原理及特性分别是什么？
人体的恒定体温一般为37℃，发出的红外线波长约为10μm。被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。人体发射的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射、温度发生变化时就会失去电荷平衡并向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
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热释电红外传感器的电路如何组成?
为了提高红外探测器的灵敏度和可靠性，红外热释电探测器中采用了几种关键性的元器件：热释电传感器、菲涅尔透镜、红外传感器专用集成电路。热释电传感器与菲涅尔透镜的外形如图5所示。
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热释电传感器如何组成？特点是什么？
热释电传感器由滤光片、探测元件、场效应管匹配器等组成。滤光片采用红外光学材料制成，它能通过人体辐射出的10μm左右的特定波长红外线，将阳光、灯光以及其他红外辐射滤掉，这样就能有效地抑制周围环境不稳定因素的干扰。热释电传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。这也是当人体对着探测器呈垂直方向运动时，探测器灵敏度差的原因，这也告诉人们安装时要注意选择合适的场所。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射就会通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，但是两个热释电元件接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，然后经信号处理而报警。
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菲涅尔透镜的作用是什么?
菲涅尔透镜是热释电传感器不可缺少的组成部分，其主要作用是将人体辐射的红外线聚集在热释电探测元件上，以提高红外线探测的灵敏度。形象化地说，菲涅尔透镜就像一个放大镜。正确地使用能使探测距离增加，使用不当，不仅探测距离近，而且还易产生误报或漏报。菲涅尔透镜根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。不同形状的菲涅尔透镜如上面图5所示。
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热释电红外传感器专用集成电路如何组成?
图6的BISS0001是热释电红外传感器专用控制集成电路，采用16脚DIP封装，它由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延时定时器、锁存定时器、禁止电路等部分组成。具有功能齐全、稳定可靠、调节范围宽、耗电低（静态电流100μA）等特点。
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热释电红外传感器的工作原理是什么?
热释电红外传感器电路如图6所示。
热释电探测元件将探测到的微弱信号送入BISS0001集成电路的14脚（IN+端），经内部放大电路等处理后，从2脚（VO端）输出控制信号，经QI、Q2放大，送到PT2262编码集成电路。平时PT2262及发射部分是不工作的，PT2262的地址编码情况也必须与主机的相同，地址信息和数据信息从第17脚输出，经Q3、Q4组成的发射电路向外发射出315MHz的信号，主机接收到该信息后，经处理报警。同样，在红外探测器的发射部分也采用了声表谐振器稳频。在红外探测器中还有两个跳线端子，一个用于设置探测器工作的间隔时间，另一个用来选择是否让红外探测器上的发光二极管发光指示。
无线人体红外热释电传感器的发射地址码必须和接收机的地址码完全一致，打开无线人体热释电传感器的外壳（如图5所示）就能观察到，其地址码及数据码的设置方法与门磁探测器的设置方法大同小异。
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无线热释电红外传感器的安装有何特点?
无线热释电红外传感器最大的优点是安装非常方便，可以在不破坏住房装潢的前提下快速安装，但是也存在需要换电池和无线信道容易被干扰的缺点。如果是新购住房，并且在装修之前就考虑安装热释电红外防盗系统的话，还是有线热释电红外传感器更合理、经济，而且长时间使用不容易发生故障。
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有线人体热释电红外传感器的特点是什么?
有线人体热释电红外传感器的外观与无线方式的相同，内部结构比无线的简单，没有电池和无线发射部分。采用继电器输出，+12V和GND接线柱接12V电源，NC和COM接线柱为继电器的常闭触点输出，报警器检测到有人侵入时常闭触点断开。
有线人体热释电传感器还有一个优点，就是可以把若干个报警器的电源都并联到一起，便于集中供电控制。所有的报警信号线也都串联，这样只要有一个报警器动作，主机就会立刻检测到并马上报警，可以形成大面积防区，这样无论是安装和使用都会很方便，只要一根三芯的电缆就可以了。
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热释电红外传感器的安装要求是什么?
热释电红外人体传感器只能安装在室内。其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件。
（1）热释电红外传感器应离地面2.0~2.2m。
（2）热释电红外传感器应远离空调、冰箱、火炉等空气温度变化敏感的地方。
（3）热释电红外传感器探测范围内不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
（4）热释电红外传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。红外热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。
（5）热释电红外传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。热释电红外传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向（即与半径垂直的方向）移动则最为敏感。在现场选择合适的安装位置可以很好地避免红外探头误报，从而得到最佳的检测灵敏度。
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热释电红外传感器的性能指标有哪些?
（1）发射频率：315MHz±0.075MHz；
（2）发射电流：9V工作电压下35mA或者12V工作电压下50mA；
（3）发射功率：200mW；
（4）无线报警距离：600~900m（空旷地）；
（5）探测距离：6~8m（探测器正前方，室温25℃）；
（6）探测角度：水平120°，垂直60°。
