解析以太网报警技术的推动和应用

解析以太网报警技术的推动和应用

一、防盗报警系统的市场现状

　　防盗报警系统与视频监控系统、出入口控制系统、楼宇对讲系统以及电子巡更系统一起构成安全技术防范系统，是必不可少的技防手段。防盗报警系统的作用是在防护监测区域内利用微波、红外等技术，自动探测入侵行为并产生报警信号，将警情信息传送至控制中心的管理主机，联动发出声光报警和警情位置信息，辅助提示安保人员启动应急对策预案。
 
      虽然经过多年的发展，防盗报警产品已经步入成熟期，用户大多关注产品是否稳定可靠以及功能多样化。但在国内报警市场，联网化和集成化的需求方兴未艾。
 
      防盗报警系统的联网模式大致包括市县公安系统联网/派出所为中心的联网/住宅小区联网/单位联网，联网方式包括电话线、专用总线、网络、电信无线网络等，其中电话线和总线制的应用最为广泛。电话线联网型防盗报警系统多用于商业、金融、学校、政府机关等一些重要场所，报警主机接收警情后除了本地联动外，还通过电话线以自动拨号或人工操作方式向上级直管部门或安保服务部门的接警中心转发信息，接警中心负责处理警情并提供出警服务。专用总线型联网报警系统多用于工厂企业、住宅小区，除了本地联动外，报警信息一般只传送到本单位的控制室。
 
      如何在保证对入侵探测快速响应的同时，尽量降低系统的误报率？这一直是防盗报警厂商孜孜以求的目标。除了通过应用各类先进的光电生物技术和智能过滤分析算法来提升报警探测器的指标外，还可以通过与视频监控系统集成从而通过图像复核的手段快速准确地判断警情。

二、防盗报警系统的发展趋势

      区域联网化

      随着安全防范意识的提高，以及智能楼宇建筑的蓬勃发展，防盗报警系统的平均点位容量也在迅速加大，报警探测器从原先的几个、十几个增加到上百、数百个。防范区域面积的扩大、施工布线的复杂、探测器分布位置的后期调整和扩容等，都对防盗报警系统的控制管理方式乃至系统设计架构提出了新的要求。
 
      防盗报警系统中的通讯链路一般包括报警探测器与报警控制器间的联网，以及报警控制器与控制中心的联网。在实际施工部署过程中，为了能灵活搭配探测器的数量和布线，探测器与报警控制器之间大多仍采用传统的开关量信号传输，而报警控制器与控制中心的联网则是系统是否稳定健壮灵活扩展的关键。
 
      电话线联网方式运营费用高、联网速度慢，为解决多用户同时报警线路堵塞的问题，接警中心需要配置多台接警控制器和多路通讯链路。专用总线联网方式运营成本低、联网速度快，但覆盖面积范围小、线路铺设可靠性差、传输容易受干扰。
 
      防范区域的加大使得报警系统的监控范围延展，分布在各个区域的报警控制器必须有完善先进的通讯网络支撑，控制中心的安保人员才能对系统内的所有探测器的报警状态一目了然，传统的联网方式面对这类的变化难以为继，而以太网报警技术则使得这一要求的实现成为可能。

      联动集成化

      多系统多平台集成已经成为安防系统发展的一个主要方向，防盗报警系统也不例外。其中，对报警信息进行视频复核的强烈市场需求使得防盗报警系统与视频监控系统之间实现集成联动最具必要性。如果监控区域内出现警情，安保人员一般不可能迅速出现在现场，如果同时出现多处警情，也无法分身去多个地方。如果防盗报警系统能够联动视频监控系统，就可以在控制中心即时观察报警现场的实时情况，准确识别复核是否有入侵行为还是误报，自动记录报警时间和位置信息、自动进行视频抓拍和录像以及通知相关执法部门。
 
      有赖于科技强警和平安城市建设的显著成效，许多一线中心城市已经做出了部署20万甚至30万摄像头的构想和规划，部分社区和区域已初步建立起“覆盖到面、监测到线、控制到点”的全天候、多功能科技防范网络体系。在已建成的图像信息采集设备中，政府投资建设的仅占很小比例，大部分都是金融单位、学校校园、商场楼宇、宾馆酒店、企业内部和居民社区等社会力量投资建设的监控系统，大量的业主可支配控制的摄像机的安装使用使得视频复核的难度大幅降低，而矩阵/DVR/第三方综合管理软件等各类主控设备和平台，在智能化联动处理方面的功能完善也简化了集成管理的复杂度。
 
      此外，由于目前大多数中小型防盗报警系统的业主尚未接受报警服务收费的消费观念，接警中心的主要服务客户便集中在银行/文博/学校等重点防范单位。普通用户只能自行管理使用防盗报警系统，而诸如即时报警、延时报警、24小时防区等专业报警主机的复杂功能设置很难全面掌握，更不用说快速应用，通过与视频监控系统的绑定，则可以简化系统使用难度，让使用者通过直观简便的图像观察与报警探测结合起来进行日常安保工作。

 信息共享化

      多平台多系统的集成，需要底层信息数据的传递和共享。传统的防盗报警系统与其他安防子系统之间的集成大多是通过硬件联动完成（如图1），比如与视频监控的联动，一般是通过继电器输出模块这类的硬件设备将报警控制器与视频监控设备的报警输入接口连接起来，当报警探测器发现异常情况时，警情信息通过该链路输入到矩阵/DVR等主控设备，通过预先设定的方式执行图像切换、抓拍、录像等视频报警联动。限于开关量触点的硬件信息转发性质，系统间无法或很难形成真正的信息交互传递。

【图1 总线制报警系统采用硬件连接方式与矩阵通讯】
 
      既然硬件很难实现数据分发，软件平台就成为集成系统中的重中之重。防盗报警系统作为安防系统的基本组成部分，目前还缺乏丰富强大的整合型平台支持，各厂商对基于防盗报警产品平台的研发力度还不够，尤其是软件开发能力还不足。而在系统集成中，关键就是解决各子系统间信息的互动及对信息的处理。
 
      先进完善的报警系统不仅能显示警情关联区域附近的所有视频监控图像并录像，而且能联动门禁系统锁死相关门区、电子地图自动示警、启动周界强电照明系统以及建立报警信息数据库从而方便快速检索和分析。为了实现防盗报警系统与视频监控、门禁、对讲等子系统的完美整合，这就需要以报警信息为触发事件的标准数据流，在多个系统间实时传输共享，在独立运行的安防各子系统间建立面向紧急事件的关联模式。

      传输IP化

      报警信息数字化，不仅可以解决报警信息数据的多系统多平台共享问题，还可以减少数据传输过程中受到的误报干扰。误报警是指在没有出现危险情况时，报警系统发出了报警信号，引起误报的原因包括报警技术是否先进、报警探测器是否合格、系统设计是否周全、施工环节是否合理、用户使用是否正确等等。而在报警信息传输过程中的环境影响（比如报警通讯线路与动力线/照明线等强电间距过小时且未采取防电磁干扰措施），通过IP化处理就可以大幅削弱。
  目前大多数平台系统的数据接口还是传统的RS-232/485/422格式，在实时性、准确性、可靠性、交互性等方面上均有不足，而以太网通讯技术对于串口通讯是一种比较彻底的技术革新。以太网的优势在于不仅传输距离不限、数据传输速率高、采用标准的通讯协议，网络底层具有CRC校验、重发机制，协议上层增加了可靠的握手协议，保证了数据的可靠性。在网络上传输时，通讯数据采用了加密传输，同时对发送数据端进行身份识别，隔离了外界的干扰，保障了通信的稳定。将报警信息用标准的TCP/IP协议封装后，由于指令规范，与监控/消防/楼控/门禁等平台的集成融合更灵活更先进。基于TCP/IP方式的网络通讯，还可以通过在线检测缩短故障范围，快速排查问题节点。
 
      IP化的技术风潮已经席卷安防各子系统，百万像素摄像机、网络视频编解码器、智能网络矩阵、网络门禁、智能视频分析……，防盗报警系统也要应需而变，将通过光电生物探测技术获知的入侵行为转化为数字信息，提供给其他子系统进行综合处理。

三、以太网报警技术的优势

      防盗报警系统一般由探测器、防区控制器和报警管理主机组成，防盗报警主机的作用是接收报警信号，控制延时报警时间，驱动报警输出动作，是防盗报警系统的管理中枢。它能将指定区域内的所有探测器组合起来形成防区，一旦出现警情，及时显示警报来源位置并根据预设编程联动继电器输出动作。报警探测器与报警控制器之间采用开关量信号传输比较适合现场灵活搭配使用和布线安装，报警主机和报警控制器之间大多通过RS-485/CAN BUS方式的专用总线通讯，节点间距离一般只有几百米，而且受通讯速率限制，如果相距较远，需要增加总线驱动模块，每个模块支持的防区控制器地址有限。将以太网报警技术应用于报警控制器与控制中心报警主机的联网可以实现系统架构的扩展和优化。
 
      如果报警防区控制器具备了IP接口，则可进一步将报警主机的部分管理功能剥离出来，移植到报警防区控制器中，使得控制器能够实现在线布/撤防、脱机联动和延时报警等功能，控制器的发出的网络报警信息，可以发送到指定IP的主机端口，从而建立起分布式系统结构。该结构的优势在于将系统风险分散降低到每个防区控制器单元，即便某几处节点的控制器出现故障，也不会影响整个报警系统的运行。而总线制报警系统则必须依靠一根通讯线路的准确传输和每个模块的完好运行，即便有厂商推出了双总线架构的优化改进方案，也只不过是多预留了一条备用数据链路。此外，组建大型防盗报警系统时，需要报警主机对各分支节点的报警防区控制器协同管理。系统功能强大的同时带来总线通讯数据量的倍增，RS-485/CAN BUS总线接口的通讯速度无法保证高速并发控制时的数据实时性和可靠性，也成为了束缚系统的瓶颈。
 
      随着矩阵/DVR/门禁管理主机/DVS网络综合平台在报警联动管理上的功能强化（比如矩阵的宏指令以及DVR的报警联动模版），报警管理主机的作用进一步弱化，用户只需要根据系统主控设备配置网络报警防区控制器单元，就可以实现集成联动、视频复核和联网管理等功能。

四、以太网报警技术的应用

      以太网数据交换的确使安防系统集成达到了新的高度。网络报警防区控制器单元不仅数据传输可靠即时，还具备安装灵活快捷的优势，通过网络传输，数据扩展及通信能力不受限制，利用交换机就可连接到现有网络的任意节点，不受设备距离和空间环境的限制，这就为实现系统的简捷控制提供了无限的可能性。而使用串口方式通讯，需要许多界限和转接，如果现场控制点数庞大，需就很多物理连线，还可能出现通信异常。当然，集成以太网报警技术的产品普及尚需时日，不仅需要占用用户的信息点和IP资源，更需要相关标准协议的规范和统一以及更多厂家的参与。可喜的是，一些专注行业解决方案的厂商已经着手在监管司法等特殊行业推出相关产品，以天地伟业近期推出的网络并行报警信号处理器为例，该产品具备多路开关量输入接口（最小8路输入，最大64路输入），可以接收来自报警探测器的常开/常闭/电平输入信号，并将其转换为网络信号，通过以太网与矩阵/硬盘录像机等主控设备通讯，实现报警触发联动图像切换/摄像机预置位等特定动作。该产品还提供RS-485级联接口作为总线式通讯辅助，以适应不具备网络环境的安装现场。提供1路报警输出，可联动触发继电器吸合控制现场灯光/警号等设备，联动时间0～240s可设。此外，每台处理器可以通过以太网向16台主机发送报警信息并提供基于WEB方式（如图2）的IE设置环境，远程管理方便灵活。目前，已有可以配合这类网络报警协议接口的网络矩阵和硬盘录像主机推出。借助以太网，网络矩阵和硬盘录像机可以接收来自指定IP网络型报警信号处理器采集的报警信息，不但极大地扩展了管理报警探测区域的范围，做到多点报警状态即时准确传输，而且主控设备提供的智能联动模版可以实现警情相关多场景切换显示和录像抓怕，为安保人员简化了处警操作，提高了响应速度。

【图2 报警模式设置WEB界面】
 
      由于能够大幅减少用户布线施工的难度，并提高报警信息传输的准确性和实时性，目前搭配该产品的视频监控系统（如图3）已经在监狱劳教所、居民社区和智能楼宇项目中得到批量应用。此外，对于电力无人值守机房的远程管理也能起到帮助。

【图3 搭配网络报警防区控制器的矩阵系统】
 
      随着视频监控系统在安防系统中核心作用的凸显，防盗报警系统将逐步成为一种辅助手段或是分支系统。而视频监控报警联网中心的出现已经成为这个发展趋势的参照样本，未来的安防市场将会围绕这一新型运营模式的普及而发生深刻转变。