一、入侵探测报警技术介绍

    入侵探测报警系统是安全防范系统的主要组成部分，其基本功能是（异常情况的）探测。入侵探测报警系统的模式主要是由探测器的特点和系统的功能要求所决定的。

    （一）入侵探测报警系统的基本（典型）模式

    入侵探测报警系统的典型模式是一个树型（集总式）的信息采集系统。在当前技术条件下，人们构想了许多其他的模式，主要是录用网络技术和利用公共信息网络的系统，但都没有形成实用的模式，主要是因为这些系统无法实现入侵探测报警系统的一些基本功能要求（这些要求是在传统模式下产生的）。同时，许多系统是广域网结构，实时性差、报警响应慢，无法做到有效的反应。其实，新模式与经典模式之间的主要差别是报警信息的传输方式和网络拓朴结构，以及如何实现系统的状态监控和防破坏功能，对于前端设备和控制设备的功能要求则基本相同。

    1、探测器

    通常称报警器，它是前端设备的核心，报警系统通过它形成足够的防范空间，具有适当的灵敏度，来完成对防范空间的封闭和异常情况（可能为入侵）的响应。探测器可以自供电和状态自检，也可以由报警控制器供电和进行状态监控，并通过探测器自身的设置与报警控制器一起实现报警系统的防破坏功能。通常探测器应内置防破坏装置。

    2、报警控制器

    又称系统控制器，是入侵探测报警系统的中心设备，它具有以下3个主要功能：

    （1）显示。包括入侵探测系统探测结果的显示，系统状态的（报警器、系统传输、控制器的状态）显示，系统存储信息的显示及控制器接收外部系统（设备）信息的显示。

    （2）系统状态监控。报警控制器应能对报警系统进行全面的状态监控，包括系统运行是否正常、系统中各种设备是否正常（故障、供电、被破坏）；故障的诊断等，还包括对系统操作、管理人员的检查和考核等。

    （3）信息存储。上述各种信息的存储。

    3、通信

    入侵探测系统的通信方式、网络结构是决定系统模式的关键，它要完成探测器的报警信号、状态检测信号的上传，控制器对系统设置与控制信号的下传。主要有下面两种形式：

    （1）有线方式。最经典的系统模式，区域性专用网都是这种方式。其实时性好、不通过任何中间环节实现立即报警，并且是系统开销最小（价格、采用设备量）、最可靠和最安全的方式。高风险单位的报警系统都是采用这种方式。在小区的范围内，利用公共信息网络（电话、有线电视、三表）也是有线传输的方式，但都是采用附加设备，都有会产生附加的报警延时。

    安全防范技术书籍通常都对专线系统作详细的论述，因为它最能代表报警系统的特点。以探测器与控制器间的连线方式分为两种：多线制和总线制。

    （2）无线方式。利用无线信道和通信设备来实现报警信息的传输。它具有传输距离远、布点灵活、通信链路和安全性好的特点。但无线通信要占用频率资源（国家仅规定了很少的几个频点为无线报警频率），并且附加设备（发射和接收）价格相对较高，双向通信（系统的状态监控和功能设置所要求）比较困难。特别是通信堵塞的问题（多个报警点同时报警）很难解决，抗干扰性也差。所以说，到目前为止还没有一个真正的无线系统在运行。、

    在小区域内采用无线方式构成小的无线报警网络（一家一户、一层楼、一个小单位），然后通过有线方式与报警中心实现联网，这就是小无线+有线方式，它是一种灵活、实用的方式，在家居安全防范系统中应用很普遍。前端控制器与报警探测器都有内置的无线发/收单元，构成一个小无线系统，其自身具有报警系统的全部功能，并能与上级报警中心实现通信（通过有线、或公用网络）。因此，没有资源限制的问题，构建无线方式的系统，不对建筑物做任何改动，实现起来非常方便。这种形式必须由前端探测器自行供电，因此，前端设备的微功耗和高效的电池是关键。

    显然，这种方式与局域无线网络（如蓝牙技术）及信息家电的网络化趋势是合拍的，技术上也是相通的，因此，小无线+有线方式的安全防范系统很有可能与这些通用的技术结合在一起，成为智能建筑、智能住宅的一部分。在广域的移动目标监控系统中这种方式也被广泛采用，在小峰窝内采用无线方式，而在大区内采用有线网络，如地面信标定位系统。其实小峰窝结构的移动通信网也是这样的结构。

    （3）探测器的组合，报警系统的防范区可理解为一个探测器的探测范围，也认为是几个探测器共同构成的探测区域。报警控制器的防区则是代表来自不同方位的报警信号的地理信息。多线制系统可区分的防区数由物理接线端的数量决定，总线制系统则是根据地址编码的数量。在一个防区内可以安装超过一个以上的探测器，这些探测器组合起来形成一个报警信号输出。按探测器的输出方式，组合方式分为串接组合和并接组合。

    串接组合：探测器的报警输出设置为常闭方式，这样几个探测器可以串接起来，当有一个探测器发生报警，就可以产生报警输出。

    并接组合：探测器的报警输出设置为常开方式，这样几个探测器就可以并接起来，其中任何一个探测器发生报警，都可以产生报警输出。

    简单的串接、并接组合，可以提高系统的探测几率、也可以降低漏报率，但会增加误报率。显然，多线制报警控制器只能把组合起来的几个探测器视为一个探测器（防范区）；总线制报警系统，如果对组合内的每一个探测器都赋予一个地址码，系统就可识别每一个探测器的报警，综合起来可具有判断报警真伪的智能化功能。

    二、入侵探测报警技术创新

    入侵探测需要快速响应实时入侵事件，因此优秀的防盗报警产品应该在性能和可靠性两方面寻找平衡。

    （一）ATM专用只能视频报警产品

    具备智能识别技术的嵌入式硬盘录像机，是采用嵌入式系统开发的新一代监控系统，内置高性能的音、视频编解码芯片，集运动检测，运动跟踪，人脸识别，模式识别等多种前沿技术为一体，为入侵报警行为的分析探测提供新的解决办法，现阶段主要被用在金融安全防范领域。如目前在中国银行及各大商业银行采用的TS2302型ATM专用智能识别硬盘录像机主要应用AVS/H.264视频编码技术和双码流技术，在完成对音、视频信号的采集、预览、压缩、存储、网传和回放等功能同时，针对ATM机应用的特殊需求，增加了对实时图像的智能处理、识别。目前，可以对物品遗留、人员进入、人员离开、键盘区域异常、卡口异常等异常或事件做出及时报警和触发录像，协助安全监控人员及时发现并处理异常情况。并且可以对区域内做出人数统计。该类智能识别硬盘录像机的使用，可将事后报警提高到事前预警，大大减轻相关人员的压力。

    随着我国视频智能分析技术研究的不断深入，对监控场景的实时分析、报警、预警功能也必然会由金融领域发展到公安、政府部门、大型会场、航空、轨道交通、海运、邮政物流、监狱等众多高品质、高要求的视频监控领域及部门发挥作用。

    （二）视频报警控制器产品

    视频功能和报警功能的结合应用在报警类产品方面的另一个技术创新主要体现在能够实现视频监控与报警监控信息通信双路由视频报警监控器上。在报警发生时，可将警情同时上传给网络中心和接警中心，当一个路由发生故障时，另一路由不受影响，有助于提高产品的可靠性。同时根据现场的需要，将当时的场景、声音录像，供后续取证。防区的反应时间可设置，可根据不同的探测器设置不同的时间，从而提高了准确性。对于防区的属性、布撤防等操作，有多种支持模式，可以通过鼠标操作界面，案件编程，远程配置等方式实现，实现操作的易用性。

    该类型产品可满足不同用户对多路视频、多路音频和多路报警防区的差异性需求。存储方式亦可灵活选择，可使用小容量的SD卡存储数据，也可支持大容量的SATA硬盘方式存储数据。针对不同的企业网和个人用户，能够满足大型的视频报警联网系统、小型的联网系统、单独的非网络用户需求。

    （三）虚拟技术接警机

    传统的应用模式是当其中一个接警机出现故障，即将故障接警机关闭更换另一台接警机。但在关闭更换过程中，若有警情则有可能接收不到而延误接警处理，致使造成一定的损失。虚拟技术接警机可充分利用所有的线卡，除具有高安全性的网络监控外，还可支持双机热备份及热插拔。双机热备份可实现两个接警机无缝连接切换，即无需拆机即可进行转换；而热插拔技术则在出现故障时，可将接警机内部的卡直接抽取进行更换，无需断电，而无论进行哪个更换动作，该机自始自终都处于接警状态。

    （四）智能光幕探测器

    在探测器内部集成红外发射、接收2个透镜，向监控区域发射并接收反射回来的红外光束，通过分析监控区域信号强度发生变化判断是否报警。智能光幕探测器利用光学透镜分割技术可以形成多路光束组合，实现立体监控；还可通过人驻留时间长短设定，来智能地判断究竟是住户正常进出，还是外来者的侵犯。当住户正常进出时不会报警，但若外来者欲强制破门而入，则会发出报警。尤其人性化的是在联动强烈声光报警器前，探测器先进行小范围的语音警示以阻吓，这样不会因一触发就引发强烈的声光报警而影响到周围较多的人。智能光幕探测器的最大优点是：能够分辨静止物还是移动物、探测范围不受环境温度影响、报警时域长短可以设定、带有智能功能、误报率极低，能适用于人们对小周界的保护。

    （五）设备及管线巡检管理系统

    对水、电、煤、电信、电力、石油化工等行业和大型生产型企业来说，数量众多的各类生产设施和长距离的管线是保证业务正常运行的基础，因此如何确保其正常运行一直是管理者关心的一个重点。目前，对设施和管线的人工巡查是各行业普遍采用的主要运行维护方法之一，也是预防安全事故发生的有力有段。但长期以来人工巡查的管理存在很多不足，如巡查质量无法有效控制，现场信息查询与保存的不便，设施及管线的运行信息没有有效地积累和利用，不利于设施和管线的运行维护。

    GREAT设施及管线巡检管理系统可以提供对巡检人员和设施及管线的定位和识别；现场资料和地理信息的检索；现场信息的输入和实时上传；运行数据的积累和挖掘；欲行维护的辅助决策等。系统主要采用的技术有RFID、GPS、GPRS、GIS、数据挖掘等，以电子标签技术为基础，设备管理平台为核心。系统为每一个设备安装对应的电子标签，建立对应的数据库。手持式的数据采集器可以读取，记录信息采集点的地址码和采集的时间日期，同时通过采集器上的键盘和液晶屏可以输入记录设备的状态和数据。这样通过数据采集器可以客观地记录每一次设备巡检的时间、日期和相关的数据。采集器中的数据可以随时下载到控制中心的管理电脑中，通过电脑的自动统计和分析可以自动生成各类统计报表。确保定时设备按计划巡检，记录设备状态和相关数据，对数据进行归档统计分析。

    除了可以通过提供巡检的实施时间，对巡检质量进行考评，保证巡检工作的正常开展。还提供了对设备运行状态的记录和设备运行数据的输入，从而可以方便地将数据下载到电脑，由管理软件自动来分析和处理，对设备的运行状态和使用的情况做统计和分析，并对设备的历史运行数据做分析，为设备的维护和更换做决策。

    三、入侵探测报警技术发展趋势

    近几年国内外市场多数入侵探测报警产品在功能上不断强化、种类逐渐细化，智能、网络技术也不断融入入侵探测领域使行业发展得以创新。

    （一）报警系列产品更加细化

    报警系统的探测器（主、被动红外、微波、门窗磁开关、紧急按钮、玻璃破碎探测器等等）、控制主机产品根据不同的市场、不同用户的差异化需求在类型和种类上不断细化、更新。

    以报警控制器产品为例，出现了可通过PSTN、GSM、CDMA、3G多种传输模式的各类报警控制器，加强了在拍照、短信/彩信发送、视频传输、电话拨打等需求功能的开发。针对不同的用户、安装于公共场所的产品，多采用金属盒式结构，提高了安全性；而面对家居的产品，多采用时尚的设计理念以迎合家庭用户审美要求。

    （二）国际标准重新启动

    入侵探测报警技术的发展和各类细分市场需求的扩大促使报警产品、技术在国际范围得到高度重视。近两年，国际电工委员会报警系统技术委员会（IEC/TC79）秘书处下发的关于"报警系统-入侵抢劫系统"国际标准征求意见稿中将"报警系统-入侵抢劫系统"做了明确的细分，对报警技术、产品的要求方面都有不同程度地提高。

    该国际标准包括《报警系统-入侵抢劫系统-第2-2部分：入侵探测器-被动红外探测器》、《报警系统-入侵抢劫系统-第2-3部分：微波探测器技术要求》、《报警系统-入侵抢劫系统-第2-4部分被动红外与微波复合探测器技术要求》、《报警系统-入侵抢劫系统-第2-5部分被动红外与超声波复合探测器技术要求》、《报警系统-入侵抢劫系统-第3部分：控制与指示设备》、《报警系统-入侵抢劫系统-第4部分：报警装置》等多个细分标准。标准中明确地提出了对报警-入侵抢劫系统前端探测设备、报警设备、无线设备等细分产品的技术要求。从国际标准的提出及发展进程可以明确地看到报警技术、报警产品的细分、标准化趋势。

    （三）智能化、联网功能要求更高

    随着防盗报警市场的发展，传统意义上的防盗报警产品、报警系统组网方式已无法满足市场日益增长的需求。智能化和网络化要求的提高成为防盗报警系统发展的原动力。

    智能化的要求主要体现在两个方面，一方面是指单机产品的智能化要求，如方便地设/撤防，人性化的操作界面等。

    国际电工委员会报警技术委员会（IEC/TC79）在提出的关于"报警系统-入侵抢劫系统"国际标准征求意见稿的《报警系统-入侵抢劫系统-第4部分：报警装置》、《报警系统-入侵抢劫系统-第2-2部分：入侵探测器-被动红外探测器》中提出了单机产品智能化的要求。

    智能化体现的另一个方面是指网络的智能化，在报警系统网络中加入生物特征识别、语音识别、图像识别类型产品，从而提高报警系统智能化水平，提高报警系统的可靠性的准确率。

　　当前防盗报警系统采用的联网方式主要有电话线、专用总线(RS485、CAN BUS等)、网络、电力线、以及电信无线网络等多种方式，而在我国应有最广泛的仍是电话线和总线制两种方式。

　　目前电话线是国内外报警联网最主要的方式。安装报警器的用户通过市话网与地区报警中心联网，地区报警中心负责对用户报警的接警处理。电话线报警联网的优点是：不需另外布线、传输网络可靠、只要有市话网的地方都可直接接入，具有最成熟的接处警软件、由于具有现成并成熟的接处警平台所以可以方便且相对容易地与城市其它安防系统进行集成(视频监控系统、卡口系统等)实现报警联动。其缺点是运行费用相对较高，安装报警器的住户要付月租话费，联网速度较慢(上海地区规定≤10秒)。电话联网报警系统已被广泛地应用于各行业，特别是金融业的银行等。另外国内外著名厂商的报警控制器其报警联网接口和协议无不是依据电话网设计的，只要是一款正宗的报警控制器都有电话联网接口，这就足以证明电话联网的重要性和必配性。

　　专用总线(RS485、CAN BUS等)也是报警的一种联网方式，其主要优点是速度快(≤2秒)、运行成本低、用户无月租费用支出等。但在实际使用过程中，其有一些不可忽视的缺陷：所涉范围很小(只适用于小区)、线路敷设可靠性差、传输易受干扰、无语音通讯功能、接处警软件尚未成熟、集成能力差等。因此，该种方式目前仅仅被应于建筑物内部、或建筑物间，至多被应用于住宅小区。

　　近年来随着IP网络的盛行，不少报警控制器厂家也开始采用有线或无线的IP网络联网方式。此种联网方式早在上个世纪八、九十年代即在欧美国家使用，而我国近年来随着IP网络(有线或无线)的发展，业内也有跃跃欲试的冲动。固然TCP/IP报警联网方式具备安装灵活、方便快捷、稳定性及可靠性高的优势，也已获得不少用户的喜爱。然而TCP/IP报警现在多使用于居民小区，无线网络方式接入也多使用于某些住户已装修好不方便另外布线的区域，这种网络方式易受到网络病毒的影响，容易泄露报警信号，因此目前国内即使小区也仍以专用总线制居多，更不要说市域报警联网了。

　　另外，随着社会对报警重要性认识的强化，为了提高报警联网的可靠性，电信运营商也看中报警联网这块“肥肉”，已悄然进军该领域，因此以电信运营商为主的GSM、CDMA等的报警联网方式正悄然兴起。此种以运营商为主的报警方式是在联动部分采用无线联动模块，即前端探测器在探测到警情后，即将警情信号传输给报警控制主机，报警主机便借助无线发送模块经电信平台将报警信息发送给接处警中心。但由于GSM方式网络运行环境千差万别，信号尚欠稳定，又由于尚未见到成熟的基于电信无线传输网的管理平台管理软件出台，所以目前仍未见大规模经营，但基于电信无线传输网的报警联网方式是今后的发展方向。

    伴随网络科技、无线技术及GSM/CDMA/3G网络的发展，入侵探测报警系统的网络化有了必要的前提条件。目前市场上有很多厂商致力于报警联网运营服务，特别是针对特定行业和领域开展的监控报警业务的企业，根据用户的需求建立集报警系统与视频监控系统功能于一体的业务网，使报警控制器更趋向于将控制主机功能和硬盘录像机功能集成的方向发展。

    （四）设备功能需求逐步增强

    报警产品在细分的同时，设备的功能也不断完善和加强。主要表现在防盗报警控制器可通过远程电话键盘进行布／撤防，监听现场声音、开／关警笛、播放语音、查询报警类型和系统状态等方面及报警探测器的可调频、防遮挡、防喷盖和防破坏等功能。另外，一些生物特征识别、语音识别、图像识别等新技术也将被引入到报警控制系统中。

    （五）稳定性／可靠性／美观性／扩展性提高

    产品在增加功能的同时性能和外观也得到了改善。主要表现在以下几个方面：更稳定/可靠：如探测器需可抗RFI（射频干扰）/EMI(电磁干扰)、防雷电等，以适应恶劣气候；更精美、小巧的外观：以符合品味日益提高的室内装潢需求；更方便的扩展性：提供多种接口，如RS232、RS485等，易于其它设备进行整合。