3.7 安防控制
什么是智能家居报警系统？
智能家居报警系统是智能家居系统中必不可少的功能，是指为家庭设备与成员安全而安装的防护保障与报警系统，包括户内可视对讲、家庭监控、家庭安防报警等。其主要功能是通过智能主机与各种探测设备配合，实现对各个防区报警信号的及时收集与处理，通过本地声光报警器，以及电话或短信报警，向用户预设的电话或短信号码循环语音或短信报警，直到用户接警系统撤防为止。用户可以根据报警情况，及时通过网络摄像头确认现场状况或者亲自处理，以确认防盗等紧急事情发生与否。一套完善的智能家居报警系统可以确保每一个用户的生命及财产的安全。
如可以设离家报警与在家报警，当离家报警时，所有设备都在工作，无论是室内还是室外，只要发生情况都可以让主机本地报警、电话或者手机报警。在家报警的情况下，主人是可以在室内活动的，终端设备带有方向识别功能，可以分辨出人体是进还是出，以防止小偷有可乘之机；当家里出现火灾或者煤气泄漏时，主机会自动联系主人，并且通过传感器自动将煤气总阀门关闭。
智能家居报警系统由家庭报警主机和各种前端探测器组成。前端探测器可分为门磁、窗磁、煤气探测器、烟雾探测器、红外探测器、红外探头和紧急按钮等。
智能家居报警系统有哪些组成？
智能家居报警系统组成示意图如图3-32所示。
智能家居报警系统设计包括以下内容。
1. 家庭视频监控功能和设计
1）家庭视频监控功能和远程实时监控功能：用户使用监控客户端软件，可通过互联网实时观看远程的监控视频，监控客户端软件可以安装在计算机和手机上。
2）远程报警与远程防设和撤防功能：家庭无线视频监控系统的无线摄像头能够监视15m之内的环境，当出现异常情况时，第一时间将报警信息发送到用户手机和客户端。用户可以使用客户端软件远程对监控场所进行防设和撤防。
图3-32 智能家居报警系统组成示意图
3）网络存储图像功能：家庭无线视频监控系统能够通过网络保存监控视频，可按设定的时间间隔定时在网络硬盘上保存监控场所的视频，用户随时可以通过客户端软件观看监控回放。在发生报警的情况下，能连续在网络硬盘上保存图像，直到解除警报为止。
4）具备夜视、云台等控制功能：带有红外夜视功能的无线摄像机，在黑暗环境下也能正常工作。如果使用360°旋转云台，还可以使监控范围扩大，避免监控死角。
5）手机移动监控功能：智能手机可以实时地查看住宅内安防情况。
6）网络摄像头的安装与家庭视频功能设计：家庭视频监控系统是在家庭内重要的区域安装网络摄像头，如在家庭主要路口、停车场出入口、停车场内以及家内视角死区等，进行密集式24h不间断监控，视频资料可以进行本地存储，也可以供用户通过网络实时观看。
另外，在家庭的四周也可安装几台200万像素的网络高速球，可以360°连续旋转，进行24h全天候监控。所有的网络摄像头均自带标准的RJ45网络接口，可以直接将采集到的视频信号转换为数字信号，通过网络传输到监控存储及控制设备。视频传输可利用现有的家庭局域网络，不需要另外布线，由于路数比较少，网络采用百兆的带宽即可。
如在客厅的某个墙角安装一个家用网络摄像头，就能监视客厅的大部分区域，如图3-33所示；在门口或在厨房的窗户上安装一台网络摄像头，就能监视到入侵室内的人员。
2. 家庭防盗报警系统的设计
家庭防盗报警系统按区域的不同一般分成两部分，即住宅周界防盗和住宅室内防盗。住宅周界防盗是指在住宅的门、窗上安装门磁开关；住宅室内防盗是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。
当家中有人时，住宅周界的防盗报警设备（门磁开关）设防，住宅室内的防盗报警设备（红外探测器）撤防。当家人出门后，住宅周界的防盗报警设备（门磁开关）和住宅室内的防盗报警设备（红外探测器）均设防。当有非法侵入时，智能控制主机将通过手机、短信报警等方式通知家人及小区物业治安部门。
图3-33 在房间安装网络摄像头
在进行家庭室内防盗设计时，要注意以下两点：
1）根据房间情况确定需要防范的范围。
2）确定防区和每个防区的防范方式及设备。在弄清楚容易受到入侵的位置和区域后，应该根据用户的周边环境、小区保安措施、家庭环境等因素以及用户的经济情况决定设防的点数（建议对所有容易入侵的区域应全部设防如图3-34所示）。
图3-35介绍了一种经济型的家庭室内防盗设计方案：
图3-34 容易入侵的区域及位置示意图
采用经济型家庭室内防盗设计方案可实现以下功能：
在大门、书房、厨房门和窗户被打开、撬开等使门扇或窗扇移位超过1cm的情况下，或者有人体在设防状态下从阳台进入卧室和客厅，相应的探测器会驱动报警，控制主机在接收到报警信号后，在打开高音警报的同时，向主人手机、邻居电话等事先设定的电话拨号报警。
图3-35 经济型的家庭室内防盗设计方案示意图
3. 家庭室内防火的设计
（1）火灾探测器的设置
火灾探测器一般用可燃气体传感器与烟雾传感器，每间卧室、起居室内应至少设置一只感应火灾探测器，可燃气体探测器在厨房设置时，应符合下列规定：
1）使用天然气的用户应选择甲烷探测器，使用液化气的用户应选择丙烷探测器，使用煤制气的用户应选择一氧化碳探测器。
2）连接燃气灶具的软管及接头在橱柜内部时，探测器宜设置在橱柜内部。
3）甲烷探测器应设置在厨房顶部，丙烷探测器应设置在厨房下部，一氧化碳探测器可设置在厨房下部，也可设置在其他部位。
4）可燃气体探测器不宜设置在灶具正上方。
5）宜采用具有联动关断燃气关断阀功能的可燃气体探测器。
6）探测器联动的燃气关断阀宜为用户可以自己复位的关断阀，并应具有胶管脱落自动保护功能。
（2）家用火灾报警控制器的设置
家用火灾报警控制器应独立设置在每户内，且应设置在明显和便于操作的部位，当采用壁挂方式安装时，其底边距地高度宜为1.3～1.5m。
具有可视对讲功能的家用火灾报警控制器宜设置在进户门附近。
（3）火灾声警报器的设置
住宅建筑公共部位设置的火灾声警报器应具有语音功能，且应能接受联动控制或由手动火灾报警按钮信号直接控制发出警报。
每台警报器覆盖的楼层不应超过3层，且首层明显部位应设置用于自按启动火灾声警报器的手动火灾报警按钮。
4. 家庭紧急求助系统的设计
家庭紧急求助系统是指主人在家中遇到突发情况或紧急情况时，能简单、便捷地进行求助的终端设施，在各卧室和客厅处分别安装一个紧急按钮，有紧急情况时能很容易报警，家中的老人在急切需要帮助时也可以通过这个按钮寻求救助。
无线紧急按钮的安装：家居紧急按钮与控制主机可采用有线或无线方式连接，一般应安装在卧室和客厅较隐蔽且很容易触摸到的地方。
家庭安防设计所需产品的性能如下：
1. 网络摄像头
网络摄像头的特点如下：
1）支持本地和远程观看；
2）图像分辨率支持640×480；
3）支持无线Wi-Fi，或支持802.11无线局域网；
4）支持SD（2～32GB）存储卡；
5）支持红外夜视；
6）支持手机观看；
7）双向语音，内置送话器，可外接扬声器；
8）自带云台电动机，可上下60°、左右350°转动。
某种网络摄像头的技术参数如下，其外观图如图3-36所示。
图3-36 网络摄像头外观图
型号：YTD05；
感应器：CMOS传感器、彩色CMOS传感器；
镜头：玻璃镜头。
其他性能如下：
视场角度：65°；
音频输入：内置送话器；
输出：内置扬声器；
音频编解码格式：g.711alaw；
视频压缩方式：H.264；
视频分辨率：主码流720Pin（1280×720，25帧/s），次码流VGA（640×480，12帧/s）；
Micro SD存储：支持（最大可达Micro SD CLASS 10 32GB）；
支持的协议：TCP/IP DHCP DDNS PPPOE UPNP RTSP ONVIF；
红外灯：11个红外灯LED，黑夜视距可达10m；
报警输出：扬声器报警，推送通知，报警录像，发送E-mail；
电源：DC 5V/1.5A（Micro-USB）；
功耗：≤7W；
Wi-Fi距离：50m（空旷区域）；
云台：水平350°，垂直120°。
2. 人体红外探测器
人体红外探测器能探测到人体发出的红外信号，在设防状态下如果有人闯入，探测器会与主机进行通信，可以实现远程报警等功能。
人体红外探测器技术参数如下，其外观图如图3-37所示。
图3-37 人体红外探测器外观图
发射频率：433MHz；
探测距离：4～6m；
发射距离：≤100m。
3. 无线门磁探测器
无线门磁探测器是一种在智能家居中安全防范及智能门窗控制中经常使用的无线电子设备，用来探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动，外观如图3-38所示。它由无线发射器和磁块两部分组成。它自身并不能发出报警声音，只能发送某种编码的报警信号给控制主机，控制主机接收到报警信号后，与控制主机相连的报警器才能发出报警声音。当门不管因何种原因被打开后，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。无线门磁探测器工作很可靠、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和灵活。
图3-38 无线门磁探测器外观
1）无线门磁探测器的技术参数：
工作频率：433.92MHz；
发射功率：≤10dBm；
触发角度：＞3°；
充电电压：5V；
工作温度：-10～55℃；
工作湿度：10%～90%RH；
尺寸：83mm×30mm×12mm；
重量：30g。
2）无线门磁探测器的安装（见图3-39）：无线门磁探测器一般由无线发射器和磁块两部分组成，如图3-39a、b所示，将无线发射器和磁块分别安装在门框和门上，但要注意无线发射器和磁块相互对准、相互平行，间距不大于10mm，如图3-39c、d所示。
4. 烟雾传感器
烟雾传感器是一种检测燃烧产生的烟雾微粒的火灾探测器，烟雾传感器作为早期火灾报警是非常有效的。
光电式烟雾传感器的技术参数如下，其外观图如图3-40所示。
外形规格尺寸：105mm×38mm；
无线发射频率：315MHz±0.5MHz；
发射距离：150m；
工作电压：内置9V电池；
报警音量：110dB。
5. 可燃气体传感器
可燃气体传感器是一种用来检测空气中可燃气体浓度的探测器（家庭中最常见的可燃气体是天然气），采用气敏传感器，微处理器控制，具有稳定性高、寿命长、抗中毒能力强等特点，可以实现多种联网报警功能；可以避免火灾、爆炸等事故的发生。
图3-39 无线门磁探测器的安装
可燃气体传感器技术参数如下，其外观图如图3-41所示。
图3-40 光电式烟雾传感器外观图
图3-41 可燃气体传感器外观图
测量气体：可燃氧气、一氧化碳、硫化氢；
响应时间：T＜30s；
指示方式：LCD显示实时数据及系统状态，发光二极管、声音、振动指示报警、故障及欠电压；
工作环境：温度-20～50℃，湿度＜95%RH，无结露；
工作电压：DC 3.7V；
充电时间：6～8h；
尺寸：130mm×65mm×45mm；
重量：约0.5kg。
6. 无线紧急按钮
遇到紧急情况按一下按钮就发送无线求助信号给主机，有些医院换输液呼叫就是按钮式的。
无线紧急按钮的技术参数如下，其外观图如图3-42所示。
图3-42 无线紧急按钮外观图
工作电压：12V/23A；
工作频率：315MHz；
通信距离：＞100m；
静态电流：≤1μA；
发射电流：≤8mA。
7. 燃气关断阀
燃气关断阀与家用燃气泄漏报警器或主机联动工作，可以实现家用燃气的检测、报警、与关闭。避免因为疏漏造成不必要的损失，提高家庭的安全性。
燃气关断阀的管径有几种，可用于不同的天然气管道，无需更改燃气管道原设计配置，用户可自行安装，带自动、手动转换离合器。
燃气关断阀的主要参数如下，其外观图如图3-43所示。
图3-43 燃气关断阀外观图
工作环境：温度-10℃，湿度＜95%RH；
工作电压：DC6～18V；
工作电流：20～1000mA；
工作功率：0.24～10W；
开阀时间：5～10s；
关阀时间：5～10s。
8. 无线云智能锁
无线云智能锁是一款基于ZigBee/Smart Room技术构建的新型安防产品，可与全球标准产品无缝连接。如果要开门，只需拿出手机，输入密码，门会自动打开；另外，如果用户不在家，而有人需要进入，经用户同意后，可以在远程开锁让客人进去等，避免由于忘带钥匙或者用户不在家造成麻烦。
智能锁还具有完善的保护机制，任何人开锁、上锁、反锁都会将报警信息发送给用户手机。
无线云智能锁主要技术参数如下，其外观图如图3-44所示。
读卡类型：NXP Mafire 1 S50或其兼容格式IC卡；
读卡频率：13.56MHz；
通信方式：ZigBee无线通信；
是否允许中继：可添加中继延长通信距离；
开门钥匙：门锁内置钥匙孔，可通过钥匙开门，钥匙开门需生成数据保存；
图3-44 无线云智能锁外观图
单向读卡：门锁为单向入门刷卡，出门直接开门不刷卡；
蜂鸣器：非法卡蜂鸣器响三声，正常开门响一声；
反锁状态检测：门锁可检查反锁（方舌）状态；
紧急开门：支持紧急卡刷卡进行紧急开门功能；
联网远程开门：支持通过软件进行联网远程开门功能。