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小區安防涵括眾多子系統，以視頻監控系統為例，在設計方案時，必須同時依據國家法規及結合業主的需求，充分考慮系統應用的安全性。以下是設計方案時需要兼顧的幾點普適性思路：

·安防監控系統的設置要全面，考慮要周全，堵住防范漏洞，制造安全居住環境；

·在整體防范的要求上，對小區周界、各主要出入口、停車場、中心廣場、各主要路口、樓宇內公共區域和通道、電梯及電梯廳等進行重點監視；

·在發生警情時必須能立即通過防范系統掌握警情、案發現場的具體情況以及采取相應措施。也就是說，必須快速準確地做出反應；

·系統技術先進，功能齊全，操作使用維修維護方便；

·具有良好的兼容性、易擴展性；

·具有良好的性價比。

具體來說，在實際項目中，根據建筑物的具體布局，需要設計多重防護，要注重人防和技防的結合。首先，在小區的主要出入口都需設置攝像機，作為第一道防護屏障。其次，在建筑物各樓層的電梯廳和主要出入口處也應設置監控點位，作為整個建筑體的第二道防護屏障。另外，還要結合周界防范、可視對講、電子巡更及報警系統等形成更多重防護屏障。通過層層設防，人防與技防結合，設計出一個性價比高、功能實用、設計全面、安全防護水平高的綜合管理體系，使管理、保安人員能快速反應各類突發事件，并提供準確的現場資料。

監控范圍

在智能化安保防范方案中，綜合安防視頻監控首要解決的問題是出入口、重要區域等的監控，根據不同防護區域，方案設計要采取不同的監視和控制方法。一般小區中重點監控區域為：出入口、園區、圍墻周界、電梯轎箱、停車場、公共場所。針對以上主要區域，在設計時應按照其特點設置相應型號的攝像機，以保證在整個小區中，各部分都沒有死角，最大限度地保護小區內的人身和設備的安全。

功能與現狀

住宅小區的安全主要包括公共安防和家居安防兩大部分，子系統包括：入園識別系統、周界防范系統、園區閉路電視監控系統、停車場管理系統、保安電子巡更系統、樓宇可視對講及門禁管理系統、家居安防系統等。

在眾多子系統中，閉路電視監控系統在小區安防中的比重越來越大。在小區中，視頻監控主要安裝在出入口、建筑主要通道、重要建筑及電梯轎箱等區域，將圖像傳送到管理中心，進行統一的全方位監控監測，形成幕簾狀警戒面包圍建筑，以立體空間監視建筑內部，使管理人員全面掌握建筑內各處的動態，阻止治安事件發生，并為迅速排除治安事件提供科學的依據。

從安全上考慮，在一個大型的小區中，監控系統已經不再是小范圍的完成音視頻監控功能便可了，它需要集成報警，實現多系統的聯動。并且，隨著網絡的發展，數字化監控獲得更快速發展，小區監控與110報警中心的聯動開始得到應用。總的來說，方案必須要綜合考慮各種因素，使系統達到安全可靠、技術先進、功能齊全、性價比高、操作維護簡便等效果。

系統建構方式

在建設系統時，需要結合小區規模大小、檔次高低等因素。例如，中小規模的小區，考慮到資金投入等方面，主要以“模擬+數字”模式為主，而規模比較大、網絡條件較好，尤其是占地面積較大的小區可以考慮“數字”監控方式。目前基于IP尋址的多媒體通信技術發展勢頭強勁，監控設備的數字化、網絡化發展已經普遍展開，網絡數字監控系統的建設已成為發展趨勢，小區中的視頻監控系統也將順應這一歷史潮流，采用全數字網絡化的電視監控系統解決方案。

目前市場常用的“數字”監控方式有以下幾種：

·采用“模擬+數字”模式為一般項目常用之一，主要是“矩陣控制主機+硬盤錄像機”，采用數字方式錄像存儲顛覆了傳統的純模擬監控方式；

·采用硬盤錄像機作為“數字”監控方式，只是數字視頻服務器之前的過渡方式，建議在很小規模而且系統簡單的情況下比較合適，反之，要慎重考慮；

·采用數字視頻服務器作為“數字”監控方式，解決了一直以來IP攝像機價格相對比較高的問題，也是目前使用比較多的數字監控方式；

·采用IP攝像機作為數字監控方式，更具有數字監控的革命性，但時至今日在性價比上還不是大眾可以接受的。

前端攝像機的設計與應用

攝像機的選擇不僅要根據圖像的種類、所適用的照度、攝像器件的種類、適用光譜的范圍來定，而且還要考慮設備外形與環境的美觀協調性，以及系統配置的性價比。所以現場設計時應充分考慮各種環境因素合理配置、選擇合適的攝像機。

根據不同的項目設計也會有所不同，攝像機的安裝要根據不同的地點和環境來選擇。

·地下室內及停車場：由于光線比較暗，可選擇低照度彩色固定攝像機，其攝像機最低照度參數應控制在0.1lux以下，鏡頭可采用自動光圈、手動變焦鏡頭，根據不同的安裝位置和監視距離，可采用5-40倍手動變焦鏡頭；

·地上樓內區域：地上樓內區域可根據不同的監視范圍和地點選擇合適的攝像機，如走廊及樓梯口可以采用彩色半球攝像機；

·電梯轎箱可選擇廣角的固定半球攝像機，焦距可選擇小于3mm；

·大堂、門口等可選擇彩色球型攝像機，而且最好有寬動態效果；

·單元門門口：有條件的小區可以增加，但安裝時要注意避開太陽光直射的問題；

·對小區周界配合周界紅外對射采用長距離低照度彩色固定攝像機，也可以采用全方位球型攝像機；

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1 引言

隨著城市建設發展及物聯網技術在各領域的普及，消防物聯網在全國各地受到越來越多的關注。在本文中，通過考察幾個省市消防領域物聯網技術的應用情況，初步了解了其發展現狀及趨勢。本文重點對基于物聯網的動態消防監控系統總體設計進行闡述。

2 物聯網在消防領域應用現狀及分析

北京市、江蘇省、廣東省、山西省等省市都相繼開展了消防物聯網的推廣工作，目前國內有多家消防產品公司、信息技術公司等在消防物聯網及遠程監控系統上進行深入研究。例如北京城安盛邦網絡科技有限公司研發的CFS—119NET城市消防物聯網遠程監控管理系統、海灣公司研制開發的GST119NET城市遠程監控系統、北大青鳥城市消防遠程監控系統、蘇州思迪信息技術有限公司研發的消防設施巡檢維護報警管理系統（含消防遠程監控系統）等，都是已經成熟應用的幾套系統。下面分別以南京市消防支隊和北京海淀消防支隊應用的兩套系統做簡要分析。

就江蘇省南京市消防支隊而言，初步在全市試點700家重點單位安裝海灣公司用戶信息傳輸裝置，在支隊一樓設立監控管理中心。目前全市范圍內的遠程監控系統已在逐漸完善中。增添遠程監控系統后，加快了出警速度，加大了消防監控力度，全市的消防安全系數顯著提高。

該系統功能如下：

1、告警受理

2、消防地理信息

3、消防安全管理

4、遠程視頻監控

5、對外數據接口

6、大屏幕、電視墻、LED顯示系統

7、WEB遠程查詢

北京消防總隊采用城安盛邦公司研發的城市消防物聯網遠程監控管理系統，利用物聯網相關技術，增強了消防和相關部門對聯網單位消防安全管理工作的監管能力，提高了消防聯網單位自身的消防安全管理水平，對及時消除火災隱患、發現和處置火情、減少火災損失起到了重要的作用。

該系統功能如下：

1、火警接收

2、視頻傳輸

3、運行狀態采集

4、消防地理信息顯示

5、自動在網檢測

6、查詢統計分析

南京市消防支隊采用的消防遠程監控管理系統與北京消防總隊采用的城市消防物聯網遠程監控管理系統就整體而言均體現了前端感知、多模式傳輸、應用平臺多功能等物聯網系統的基本架構，但細化到各層技術而言與成熟應用物聯網技術的物流、醫療、數字家庭、智能交通等領域相比還存在較大差距。

目前應用的各系統感知層大多直接從中控室獲取現有信息，且只有中控室接收到的信息，對于一些存在火災隱患或應當監控的部位并沒有進行監控。比如消防水池水位高度、防火門啟閉狀態等。而將這些僅有的信號通過用戶信息傳輸裝置進行轉換、傳輸，對于監控中心而言其功能也就局限于火警處理以及部分消防設施運行狀態的監控。對潛在威脅難以深入監測。對于一棟建筑而言，如何全面監測與防火、滅火相關聯的狀態、數據，或根據某些狀態的變化預測火災發生的可能，都與感知層傳感器的類別選擇、布置位置、數量息息相關。我國高度重視傳感器技術的發展，目前能夠形成產品的有2400多個品種[1]。研究合適的傳感器類型是提高消防物聯網性能的關鍵。

3 基于物聯網的動態消防監控方案設計

通過比較各地區系統的運行現狀，分析各系統優勢與不足，為實現動態化、智能化、戶籍化、網格化的管理要求，提出“基于物聯網的動態消防監控”系統方案，該方案將依據物聯網系統設計理念，采用物聯網三級體系結構及相關技術，著實將物聯網技術應用于消防領域。

3.1系統體系架構

物聯網作為一個系統網絡，與其他網絡一樣有其內部架構。物聯網系統有三個層次：感知層、網絡層和應用層。作為基于物聯網的動態消防監控系統，可將其進一步細分為四個層次：感知層、網絡層、平臺層、應用層（見圖1）。

其中感知層和網絡層主要是硬件平臺，而平臺層和應用層由軟件構成。感知層分為實時智能設備感知與動態人員感知兩部分組成；網絡層包括無線通信網絡、公安消防專網和互聯網；平臺層包含網絡化通信、信息存儲、管理和四個部分；應用層包括火災報警處理、建筑消防設施管理（運行狀態監控及維護保養）、隱患檢查整改、安全評價、用戶服務五個功能[2]。

3.2系統各層架構

1、感知層

系統感知層分為兩部分：其中可直接接入物聯網絡，實時采集相關數據的在線設備包括火災探測報警系統、各類滅火系統（自動噴水滅火系統、水噴霧（細水霧）滅火系統（泵供水方式）、氣體滅火系統、細水霧滅火系統（壓力容器供水方式）、泡沫滅火系統、干粉滅火系統）、消防聯動控制器、防排煙系統、防火門及卷簾系統、消防電梯、消防水池、消防應急廣播、消防應急照明和疏散指示標志系統、消防電源、全景視頻監控系統、無線火災傳感器節點、消防管網水壓傳感器節點等。另外不能直接通過探測器監控的設施如消火栓、滅火器等需要采用人工巡視的方法，并使用連入物聯網的手持終端設備及時上傳消防設施狀態等圖文資料。另外手持終端設備也用于巡查員在發現火災隱患后及時上報，上傳現場圖像。通過在線探測器和巡查員相互配合的方式形成了因地制宜、全面覆蓋的動態火災監控系統感知層。

將感知層涉及到的方面根據人員、地點、事件展開如圖2所示：

2、網絡層

網絡層的主要功能是實現本系統的數據傳輸，其功能的實現主要是建立在現有的網絡基礎設施之上，利用現有的通信手段和通信能力實現各智能終端間的數據傳輸。物聯網系統在網絡層采用的通信方式包括無線通信和有線通信兩種，用于本系統的通信網絡包括無線公用網絡（3G、4G、GPRS、CDMA）、共用互聯網絡（Internet）、寬帶或企業內部網絡、衛星通信網、監控專網、虛擬專用網絡（VPN）、公用電話網（PSTN）、消防公安網等。網絡層的傳輸主要包括兩段、分別是感知層終端到中控室信息轉換裝置的傳輸，以及中控室信息轉換裝置到支隊監控管理中心的傳輸。在這兩段傳輸過程中都會采用無線通信方式與有線通信方式（見圖3）。

對于無線通信，可根據覆蓋范圍的大小選擇不同的方式。對于小范圍應用，主要使用短距離無線通信標準網絡：如藍牙、RFID等以及組合形成的無線網狀網；對于應用范圍較大的，無線通信方式則采用3G、4G、GPRS/CDMA等蜂窩網以及長距離GPS衛星移動通信網[3]。

對于有線通信，短距離傳輸可利用各種現場總線、PLC電力線載波等網絡；長距離有線通信則需要支持IP協議的網絡，包括計算機網絡、電信網和有線電視網等。

為了確保相關信息的可靠傳輸，各單位中控室接收到的信息（包括火警信息、消防設施運行狀態信息、隱患上報信息、視頻信息等）向消防支隊通信中心傳輸使用的網絡主要采用公共寬帶網絡及GPRS移動數據網絡，主要傳輸報警信息、設備狀態信息（故障信息、動作信息）和現場視頻信息（視頻信息的傳輸需使用局域網或寬帶網絡）。

在消防支隊內部的各個部門、信息中心、指揮中心通過內部局域網接入到通信中心。以通信中心為樞紐，通過其信息交換、消息傳遞機制，消防支隊各部門間、通信中心同外部探測器、節點之間能夠實現實時、可靠地信息流通[4]。

3、平臺層

基于物聯網的動態消防監控系統平臺層在感知層、網絡層和服務器計算資源的基礎上，提供實現該系統基本功能的各項基礎服務。平臺層由數據存儲平臺和平臺服務組成，數據存儲平臺通過數據服務接口同平臺服務相連接，為主動信息顯示和決策提供了支持。

數據存儲平臺分為數據庫與分析型數據庫。分析型數據庫是在數據庫的基礎上通過對數據的分析挖掘得到的。其中數據庫中保存的數據可根據管理對象的不同分為以下四方面：資源管理、用戶管理、安全管理、任務管理。其中資源管理存儲的數據包括網絡拓撲、城市地圖、多媒體信息等；用戶管理包括聯網單位基礎信息、建筑物基本情況、平面圖、消防設施數量種類等；安全管理包括智慧設備信息、警情事件等；任務管理包括指揮信息機信息等數據。在此基礎上進而形成包含消防管理數據、消防防控數據、應急聯動數據、安全評估數據的分析型數據庫。

平臺服務提供了動態火災監控系統報警服務、視頻服務、運行狀態信息分析服務、智能判斷服務、終端控制服務、報表服務、WEB服務、決策支持服務、綜合態勢分析服務、信息服務以及其他各項服務。

4、應用層

針對本系統的功能要求，分別在支隊、總隊設立二級監控管理中心和一級監控管理中心，分別對管轄范圍內聯網的各消防重點單位、消防重點部位進行實時監控。應用層提供的功能主要可以分為：火災報警處理、建筑消防設施管理（運行狀態監控及維護保養）、隱患檢查整改、安全評價、用戶服務五個方面。

3.3系統功能介紹

基于物聯網的動態消防監控系統是利用物聯網應用的技術思想，采用專用網絡、寬帶網絡、GPRS移動數據網絡等多種聯網方式將分散在城市中各個建筑內部的火災自動報警、消防聯動控制、消防水系統、電氣火災、視頻監控、防盜報警、消防巡更、重點部位和消防設施的RFID管理等系統聯成網絡[5]。通過實時對聯網建筑物內前端感知設備（如感溫探測器、感煙探測器、消防水系統傳感器、可燃氣體探測器、電氣火災探測器、感溫電纜探測器、視頻圖像等）的報警信息和運行狀態信息進行數據采集、數據傳輸、數據處置、數據查詢、數據分析、信息，實現城市消防重點單位的動態化、智能化、戶籍化、網格化管理，從而提高消防設施的運行率和完好率，降低火災隱患，保障人民生命財產安全[6]。

使用該系統的用戶包括消防支隊二級監控管理中心管理人員、消防總隊一級監控管理中心管理人員，維保公司、設備廠家和保險公司，聯網用戶。使用人員可以根據權限的不同登陸該系統實現各自功能。以下根據用戶分別介紹該系統功能。

1、管理中心管理人員：

1）火災報警處理

* 顯示報警點詳細文字信息，包括：警情類別、報警單位名稱、地址、報警點所在樓層號、房間號、探測器編碼（或二次碼）、所屬轄區及該單位相關人員的聯系方式等；

* 顯示報警點詳細地理信息，包括：報警點在區域圖的位置、報警用戶外景圖、報警點在樓層平面圖的位置、救生通道部位圖、消防水源分布、消防設施配置及其產品型號、生產廠家、安裝調試和維修單位等；

* 對火災報警信息進行核實和確認，確認后將報警信息向119指揮中心傳送。

2）建筑消防設施運行狀態監控

* 消防聯動控制系統狀態監控

* 消防水系統狀態監控

* 電氣火災監控

* 氣體滅火系統狀態監控

* 消防巡更

* 重點部位和消防設施的RFID管理系統

3）視頻監控

* 將與報警點對應的視頻圖像通過寬帶網絡傳送到監控管理中心，實現火警信息確認；

* 用戶信息傳輸裝置收到報警信息后，自動啟動視頻傳輸設備，將與報警點相關聯的視頻圖像傳送到監控管理中心；

* 主動調取現場圖像；

4）消防安全管理

以重點單位為監控對象，包括單位的基本情況、消防檔案、水源情況、消防器材裝備、單位平面圖、滅火和應急疏散預案及演練記錄，以及單位上傳的防火工作月報和監督檢查人員對該單位的消防巡查記錄、下發的各項通知。消防管理部門可以通過internet對重點單位實現戶籍化管理模式。

2、維保公司、設備廠家：

1）監控管轄建筑消防設施運行狀態

2）掌握管轄建筑消防安全信息

3）維保信息

3、聯網單位：

聯網單位可以通過internet直接訪問監控中心的WEB服務器，使用授權賬戶，可以查看本單位消防設施的運行情況、傳輸裝置情況、人員值班情況等。

4 結語

本系統在物聯網三層體系結構的基礎上劃分為四層架構，細致分析了每層的功能與技術實現，完成了基于物聯網的動態消防監控方案的總體設計。在此基礎上應著力于該方案感知層與網絡層的詳細設計，包括感知層傳感器類型、網絡層傳輸方式等。應通過進一步的研究使該方案更具實用性。

參考文獻

[1] 吳曼青. 物聯網與公共安全. 北京： 電子工業出版社2012.9 .

[2] 吳東成， 徐久強， 張云州. 物聯網技術與應用. 北京：科學出版社2012 .

[3] 張輝， 陳古典. 基于物聯網的城市消防遠程監控系統[J]. 信息化研究.2010，（10） .

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1.國內目前煤礦安全監控系統的發展現狀與問題

我國的煤礦安全監控系統起步較晚，發展過程經歷了自主研發、引進國外技術、再自主研發的過程。如早期國內自主研發的KJ1系統，到后來從法國和德國引進的CCT63/40系統、TF200系統等。到上世紀末，國內某些專門機構自主研發的煤礦安全監控系統的水平已經較高，在某些單項指標上已經接近國際先進水平，也表現出網絡化和信息化的趨勢。但從整體發展水平上存在不足，主要表現在過分注重于對煤礦安全生產中的某些方面進行研發，如對坑道內的環境因素監控，井下設備的控制等方面，對煤礦的整體系統監控方面的研究并不深入。從現有的監控系統的工作特點來看，不同類型的監控系統之間的兼容性不足，系統擴展和升級能力受到較大的限制。同時安全監控系統是以安全因素的檢測為主，對獲得的監測信息缺乏預警響應能力，在智能化方面還存在很大的改進空間。

因此就當前國內煤礦安全生產監控系統的特點而言，主要的問題還是如何形成一套較為完整的綜合信息監測系統，實現對煤礦安全生產的各個方面的實時信息進行整合。本文將針對這個問題，探討煤礦安全生產綜合監控系統所需的條件和構成方式。

2.常用煤礦監控系統特點分析

探討煤礦安全生產綜合監控系統需要以現有的監控子系統為基礎進行整合。通常而言，煤礦的監控系統包括以下幾類基本的子系統類型：電力監控系統、綜采工作面監控系統、生產和調度系統等。上述不同系統類型所采用的工作方式差異較大，而多數煤礦都具備兩種或兩種以上的子系統，因此要探討以這些子系統為基礎的煤礦安全生產綜合監控系統就需要對這些現有系統的特點進行分析后才能制定可行的整合方案。

(1)電力監控系統

電力系統是煤礦的基礎系統之一，也是煤礦生產中的重要組成部分。對電力系統的監控是實現煤礦安全生產的重要保證。煤礦電力系統主要組成部分有兩個，一是井下中央變電所，二是采礦區變電所。其中中央變電所由主控柜、配電柜及微機保護裝置三個主要部分組成。采礦區變電所則一般由隔爆開關和監控單元組成。總體而言，煤礦電力系統的監控系統組成形式為利用CAN現場總線將監控單元（如隔爆開關等）將信息集成到中央變電所分站和采礦區變電所分站，再由CAN現場總線集成到電力系統監控服務器，進而將監控信息匯集到地面主控機。因此電力系統的監控布局呈現出的是一種金字塔型或樹型的系統布局。

(2)綜采工作面監控系統

綜采工作面監控系統是煤礦對實際工作進行監控的主要系統，這一系統主要監控對象是采煤機、液壓支架和輸送機三類主要的煤礦施工設備。從目前的煤礦監控系統的構成來看，這三類煤礦施工設備都有各自的相對獨立的監控子系統，從而共同構成了對煤礦工作面的監控體系。從監控模式上看，對采煤機的監控通常情況下都是通過對設備的特征參數的實時監測來判斷設備是否處于正常運行狀態。實現方式上通常是以設備關鍵部位上的傳感器來完成數護具采集，再由通信線纜連接到CAN現場總線進行傳輸。從布局上看這類監控系統屬于全分布式的監測系統。相對于采煤機，液壓支架的作用是為了保障煤礦開采工作的安全。對支架的工作狀態的監測也是通過布置壓力傳感器的方式來完成。而輸送機則是承擔將開采出的煤炭資源運輸出井的任務。對輸送機的監控主要針對功率驅動的監控和對鏈環張力的監控兩部分，數據采集方式仍然是以傳感器采集為基礎來進行協調和控制。這三類監控系統是相輔相成的，都可以通過信道配置而隸屬于井下控制臺和地面控制中心，因此耦合程度相對較好。

(3)生產和調度系統

煤礦生產和調度系統主要完成通訊、報警以及對生產過程的監控等任務。從系統布局的角度看，常用的布局方式為分布式布局，實現手段有通訊電纜連接和無線通訊兩大類。其中通訊系統主要以電纜通信配合無線通訊來完成，而對生產過程的監控則通過布置光纜和電視監控系統來完成。

3.煤礦監控子系統的綜合方案設計

3.1 網絡結構設計

要進行煤礦監控子系統的整合，需要考慮子系統的布局特點。從整合子系統的角度看，需要分析幾種基本的網絡拓撲結構。參考國內外的煤礦綜合監控系統的結構特點，常用的是環型結構和總線型結構。環型結構的主要特點是可以通過通信鏈路將煤礦中的通信節點構成閉合回路，回路中的信號沿單向傳輸。這種網絡結構的最大特點是實現方便，僅需要一些必要的連接設備和交換機即可，而且可以利用較為成熟的以太網技術。但其缺點是串聯式的，因此某個節點的故障都可能造成故障和維修困難。總線型結構的特點是將網絡中的設備都與總線相連，不依靠類似環型結構的中心節點，總線則以串聯結構為主。當需要增加設備時只需在總線上增加接口即可，且個別節點的故障不會影響到整個網絡的正常運行。其缺點是在網絡節點的容量有限，對總線的容量要求較高。因此結合環型結構和總線型結構的優點和缺點，筆者認為采用環型和總線型的綜合型結構，具體為主干網絡采用環型結構，子網采用總線型結構。這種混合型的結構能夠利用上述兩類結構優點，在一定程度上可以避免環型結構傳輸距離的限制。

3.2 網絡協議

由于整體網絡結構采用的是綜合型網絡結構，涉及到總線通信協議的問題。因此需要對網絡協議進行必要的討論。當前煤礦中采用的網絡技術主要是工業以太網技術，該模型基于開放系統互連的參考模型，共有7層結構。結合煤礦監控的實際需求，對網絡中的故障需要有必要的自動診斷功能，即需要差錯報告機制和IEEE802.3D/W/S生成樹協議這兩類關鍵網絡協議。具體實現方式為以工業以太網技術參考模型OIS中網絡層ICMP來實現，由主機和路由器之間完成報錯和狀態檢查。IEEE802.3D/W/S的作用是通過身份驗證的方式來保障網絡的安全運行。

從當前煤礦監控系統的組成方式來看，多數都采用的CAN現場總線的形式，因此也需要討論于此相關的問題。CAN協議需要處理數據鏈路層和物理層以及應用層三個方面的協議。其中數據鏈路層和物理層屬于OSI模型中的底層，而應用層需自行定義或采用標準協議。從通用性的角度出發，在處理CAN現場總線的應用層協議時采用DeviceNet和CANOpen協議，上述兩類協議分別處理煤礦自動化控制設備控制和數據通信，可為設備與主干網絡實現無縫連接和滿足分布式網絡服務的需要。

3.3 通訊

我國煤礦安全監控的傳統模式是DCS控制系統，由于不具備可操性和開放性等缺點，已經逐漸不能滿足煤礦安全監控的需要，而FCS控制系統開始成為主流的發展方向。因此采用CAN作為連接煤安全監控網絡礦的底層結構是符合發展趨勢的選擇。在此基礎上，對CAN通訊采用多主競爭式的總線結構，該結構能夠適應分布式網絡數據通訊的需要，對網絡節點之間的沖突能夠實現自動化處理。

3.4 數據傳輸平臺與接口設計

要實現對煤礦現有監控系統的整合，需要完成對主干網絡和各子網絡的結構設計。結合前文對整體網絡結構采用的環型和總線型的綜合網絡拓撲結構，因此對于整合煤礦監控系統的主干網絡采用工業以太網配合現場總線的模式，即由光纖冗余主干網和設備級現場總線來構成綜合監控網絡的主干網絡。而對于子網絡，由于這些網絡分處于不同的工作環境，采用電纜作為CAN總線的傳輸線路，其優點是便于維護。

由于綜合監控系統要處理多個子網絡之間的連接和傳輸，需要采用大量的CAN接口，因此對于子網絡和主干網絡之間的接口也是一個應當注意的問題。從煤礦實際需要出發，采用基于獨立CAN控制器的總線接口方案是比較好的選擇，獨立CAN控制器型號可采用SJA1000等獨立控制器。

參考文獻

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(1)前端所有攝像機信號首先進入視頻分配器，進行字符疊加(疊加每路視頻所在位置信息，便于現場監視和錄像回查的識別)，之后每路視頻分別對應輸出2組，其中第1組輸出至POS-watch硬盤錄像主機，第2組輸出至視頻切換矩陣，視頻切換矩陣聯動的報警畫面輸出至POS-warch硬盤錄像機：

(2)所有POS-watch硬盤錄像機的系統畫面分2組輸出，第1組連接VGA顯示器在中央控制室現場監看或系統設置，第2組連接至視頻矩陣，以備后一級分控室調看錄像回放畫面：

(3)視頻切換矩陣主機的視頻輸出，根據不同分控室所需，分配相應的畫面輸出在分控室的監視器顯示，同時視頻切換矩陣與所有分控室之間用分控鍵盤進行互動通訊，可以實現畫面的調用和控制，同時視頻切換矩陣輸出15路的畫面至圖像編碼器(Bran s200)進行壓縮后傳輸，授權的局域網用戶即可通過電腦監看所需的畫面。

2.網絡連接及報警輸入與輸出

(1)所有硬盤錄像機通過HuB交換機與視頻管理查詢工作站及另外的2個視頻查詢工作站組成局域網，視頻查詢工作站另與彩打印機及普通打印機連接；

(2)前端報警探頭信號先經過報警主機處理，輸出至視頻矩陣進行聯動報警畫面輸出，同時相應的報警信號也輸出到攝警錄像POS-Watch主機，進行聯動錄像。

視頻管理查詢工作站

1.主要功能

實時監控功能，多畫面組合，云臺鏡頭控制；

16路畫面的數據同時檢索功能；

文件下載功能，包括局部下載；

本地回放功能。

2.功能特性

(1)支持多種上網方式

配備有標準RJ45網絡端口，并符合國際FCC Part15以太網通訊認證，支持PSTN、ISDN、ADSL、LAN、wAN各種網絡帶寬。POS-Watch可選用專線上網和撥號上網方式，工作站用戶也可選擇無線上網、專網和撥號上網等任意的方式，不受帶寬環境和地點的限制。

(2)網絡集中控制

支持多IP接入方式，即一個工作站可以同時對多臺主機進行控制，不同于一個遠程軟件只能對一臺主機的單畫面進行控制。POS-Watch的工作站用戶可以對16畫面進行任意組合，進行1/4/9/16畫面分割、手動切換和自動切換。這樣用戶可根據自己的需要，靈活歸類畫面，或同時監控多臺主機，做到主次分明，方便管理。

(3)在線錄像搜索功能

快速的在線錄像搜索功能不影響本地錄像的前提下同時進行錄像回放，提高工作效率。

(4)提供局部下載功能

可以根據用戶的需要，分時間段和分不同通道進行有選擇性的下載，這樣大大節約了資源，提高了工作效率，而不必把用戶不需要的錄像文件下載到用戶的本地硬盤上。如遇突發事件發生，必須立即將數據發送給相關部門時，此項功能尤為有效。

(5)主界面內容豐富

POS-Watch在工作站上的主界面上可顯示時間、主機的名稱或群組，可選擇監控通道，也可選擇傳輸協議；可設置用戶權限、密碼，最高用戶可查看歷史操作記錄：也可調節網絡圖像傳輸的幀數和數據的壓縮比：當有傳感器報警時，可進行聲音提示和顯示觸發信息；畫面可以調整為滿屏顯示；遠程回放同樣具備逐幀播放，打印，保存功能，可在不占用客戶端PC機的硬盤資源的情況下，實現錄像資料的回放和取證的目的。

POS-Watch主機

POS-Watch是一款采用RTOS實時操作系統和MPEG4壓縮技術，具有超大網絡功能、帶數字矩陣、云臺控制、報警聯動錄像功能的嵌入式專業級數字錄像監控系統。是集成了本地監控、錄像和網絡傳輸為一體的專業化產品。

1.豐富的應用接口

POS-Watch提供豐富的應用接口，實現模擬與數字相結合的CCTV監控方案，可以更好的發揮CCTV系統的功能：

(1)模擬矩陣系統的功能：視頻信號未經壓縮，保證畫面顯示無滯后、不失真：可以方便的接入電視墻，靈活進行畫面組合，也可以支持其他分控點的需要。

(2)雙顯示輸出，可以支持多畫面組合和單畫面切換，不需要另配畫面處理器和視頻分配器，將視頻輸出接入矩陣，就在主控室或分控室直接調看錄像回放。

(3)集成了網絡功能的監控主機，視頻管理查詢工作站可以同時對多臺主機進行監控，即一個工作站可以任意訪問多臺主機并進行畫面組合，而一臺POs-watch主機也可以同時接受來自三個不同工作站的訪問，做到一對一，一對多和多對一的監控方式。

(4)可接受分控、主控室和視頻管理查詢工作站的同時監控，并且工作站的操作和矩陣系統的操作可以并發處理，且互不影響各自的操作和所調看的畫面。

2.高清晰度的畫質

(1)本地監視

獨特的YUV格式顯示電路，在A/D(模/數)轉換后直接進入實時顯示電路還原為多畫面輸出，圖像未經壓縮，因此監控畫面完全無滯后，無拖尾，不失真，未經裁減，清晰度高達640X480。

(2)高靈敏度

支持640X480高分辨率錄像功能和運動感知錄像功能，感知靈敏度可分為10級，感知區域可分為280個。

(3)錄像回放

回放時達到國際C LF320X240分辨率，并且應用了RET分辨率擴張技術，既控制圖像大小，又能達到更高的640X480分辨率。最新的MPEG-4 V2.3.0版本還以選擇壓縮等級為零的模式，畫質更加清晰。

(4)網絡監視和回放

POS-Watch的網絡傳輸，是不同畫面分別打包傳輸的。因此無論網絡監視還是網絡錄像回放，每個通道都可以達到320X240的畫質，在高分辨率錄像時更可達640X480。在帶寬很低的情況下，使用遠程軟件可以調整網絡傳輸的幀數和壓縮比，既保證畫質不降低，又保證畫面的連續不阻塞。

(5)錄像取證時的畫質

無論在本地還是網絡都提供特有的單幀播放功能，方便使用者回查錄像時對連續運動中的圖像的每個單幀細節的把握，更有利于取證到重要畫面的細節。

3.方便快捷的錄像查詢

采用JFs日志型硬盤文件管理系統，所以穩定性好，文件檢索速度快，決不會出現數據丟失和錯誤的檢索。

(1)錄像檢索的便利性

不論本地還是網絡端，都可以按日期、小時、攝像機檢索，并能提供最大64倍的快速檢索。

(2)本地查詢

本地查詢時采用畫中畫顯示的方式，而且回放窗口可以調整位置和進行畫面縮小放大，因此不影響本地現場監視同時進行，可以一邊監視，一面查詢錄像。甚至正在錄制中的錄像文件也可以同時進行查詢，快速、實時、精簡。

(3)網絡查詢

在控制室或其他分控點的人員，可以使用遠程監控Pc或手提電腦，對POS-Watch主機上的錄像文件進行快速的在線查詢，查詢文件的響應速度快至1秒。

4，錄像文件儲存

(1)高安全性

POs-Watch采用的文件格式不同于一般工控機采用的FAT32格式，不能在Pc機上直接讀取，更不能被修改或刪除，要查看錄像文件必須使用廠家提供的專門軟件，采用了數字簽名的水印技術，大大提高了錄像文件的安全性。

(2)即時存儲

支持單幀緩沖回放，是即時儲存的，即使在錄像時突然斷電，也不會影響斷電前的錄像保存。

(3)文件大小

采用MPEG-4壓縮方式，文件更小，畫質更清晰，可最大程度利用網絡帶寬，是最適合監控用途的壓縮格式。16路畫面最大負荷下，一小時錄像文件僅占用O.8至1.5GB的硬盤空間。

5.云臺鏡頭控制

POS-Watch具有標準的RS232通訊接口，可以通過一個轉換器(RS232轉RS485)連接前端云臺、快球，這樣用戶就可以使用專用鍵盤或遙控器，完成對云臺鏡頭的控制。同時網絡端的用戶也可以在Pc機上使用ReMon軟件進行對云臺鏡頭的遠程控制。

內置了多達18種的云臺控制協議，支持市面上絕大多數的云合。另外還可以通過軟件升級增加云臺控制協議。

6.傳感器/報警功能

隨機配專用傳感器.報警連接模塊，可直接連接各類型傳感器，并設定一對多、一對一、多對一的連接方式。支持的報警聯動模式有傳感器報警、視頻感知報警、視頻丟失報警、和報警聯動視頻顯示輸出。報警信號還可以上傳至主控室的視頻管理Pc和其他分控點的Pc，讓管理者可以在第一時間接受到報警信號，同時自動記錄下報警時間和報警通道。

7.數據備份方式靈活

POS-Watch內置2個IDE接口，包括一個備份盤在內，最多可擴展到4個硬盤，每個最大支持到160G。內置了三個EEE1394串型通信接口，提供高達400M/秒的傳輸帶寬。Pc與POS-Watch，POS-Watch與POS-Watch可以通過EEEl 394級聯，不需要拆下活動硬盤就可以高速完成錄像文件的備份管理。

在普通PC機使用POS-Watch提供的專用軟件，就可以將備份盤或需要通過lEEE1394備份的文件備份到Pc機硬盤上，然后使用qemon軟件，直接在Pc機上回放。

網絡視頻服務器

根據客戶要求，用網絡視頻圖像編輯器來對矩陣輸出的視頻信號進行編碼，提供網上點播的方案，可以采用網絡視頻服務器3rans200來代替視頻圖像編輯器。如果采用視頻圖像編輯器，在用戶端還需要加配視頻解壓卡來對視頻信號進行解碼，視頻圖像編輯器采用一對一的傳輸方式，一共需要15臺，加大了成本，同時還需要一臺高性能的Pc機來對網絡上的用戶訪問進行管理控制，也增加了設備成本。當網絡帶寬不足時會影響視頻信號的傳輸，出現丟幀現象，當用戶端Pc機性能不高時，解碼以后的視頻信號又會出現丟幀現象，嚴重影響畫面效果。

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2通信協議設計

監控系統離不開數據交互，通信協議可保證數據交互的順利進行，通信協議幀格式如表1所示。幀頭標識：長為4字節，固定為0xA5A5A5A5和0x5A5A5A5A。前者表示數據由監控中心流向現場RTU；后者表示數據由現場RTU流向監控中心。協議版本：長為2個字節，高字節為主版本號，低字節為副版本號。幀長度：長為2個字節，幀長度包括功能碼至幀校驗所占字節的長度和，其值應小于1000，16進制表示，高字節在前，低字節在后。功能碼：長為1個字節，對本條幀進行一個簡單分類，如，0x01：智能設備。控制器ID：長為2個字節，即現場RTU的ID，高字節在前，低字節在后。智能設備標識：長為1個字節，標示現場RTU上智能設備的類型。智能設備ID：長為1個字節，唯一標示現場RTU上的一個智能設備。載荷數據：長為N個字節，其中N>=0，載荷數據隨著功能碼和智能設備標識變化而變化。幀校驗：長為2個字節，采用CRC校驗[5]。

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各監控區域的攝像機圖像先通過同軸電纜傳輸到各分控制中心（保安值班室），圖像接入安裝在分控中心內的矩陣和DVR主機，通過DVR實現對重點出入口（部位）的圖像記錄、報警圖像記錄，及網絡傳輸等功能；同時各分控中心矩陣和DVR主機都接入醫院局域網絡，矩陣的視頻輸出傳輸到總控中心，實現集中監控與管理。

此外，各分控中心監控系統通過計算機網絡與門禁控制系統、周界報警、巡更系統互聯，實現聯動控制，以形成一個完整的安全防范體系。

系統圖

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監控系統結構及功能設計

整個院區的監控系統由1個主控制中心和5個分控制中心組成，其功能設計及實現方法如下：

▪監視設計

約1500個監控點，配6臺矩陣主機和36臺8路嵌入式DVR主機。根據各分控中心監控點的數量分配矩陣主機和DVR主機,供分控中心值班人員進行直接監視；其中有較多監控點及且位于醫院中心的控制室作為總控制中心。

▪視頻控制

在總控制中心設置一臺主控制鍵盤，接入醫院以太網（局域網），通過網絡能控制其它五個分控中心的矩陣圖像切換，并可控制攝像機圖像的切換和云臺／鏡頭，直接操作智能球的各項功能，如：選擇預置點，運行預置點掃描，調用攝像機菜單等。

▪圖像移動偵測報警

每路圖像均可設置圖像移動報警、錄像，通過此功能，DVR只錄制動態圖像，能夠節約大量硬盤空間。

▪錄像

可以根據需要選擇不同的錄像模式，如：連續錄像，預報警錄像、傳感器錄像，并可選擇不同的時段進行布防／撤防，錄像具有浮水印功能，能防止非法修改。

▪網絡傳輸

嵌入式DVR主機能透過醫院綜合布線網絡，被接入醫院局域網，網上被授權的管理人員能夠調閱每臺DVR圖像，并且能夠控制攝像機鏡頭／云臺，進行DVR系統的參數設置等管理工作。

設備選型及技術指標

各控制中心監控設備主要由以下幾個部分構成：前端設備、傳輸線纜，以及各控制中心內的控制、顯示、記錄、供電等設備。

一、前端攝像機

1.樓梯口、樓內走道、辦公室等均為室內環境，物景都為反射光線，且照度均勻，因此在這些場合可選用普通型帶DSP處理技術的彩色攝像機（如SamsungSCC-131AP），既能節約工程造價，又能保證攝像機的圖像質量。

2.出入口強逆光場合

架設于醫院大樓首層大廳出入口的監控攝像機，除方向對準門口外，要求能看清進入大廳人員的面部。在這種環境中有較強的背景光，因此應選擇有強逆光補償功能的寬動態攝像機（如SamsungSCC-B2305P）。

3.手術臺

需選用配備帶有可控云臺及變焦鏡頭攝像機的智能高速球（如SamsungSCC-641P或SCC-643AP），球型攝像頭可以水平方向360度、垂直方向90度旋轉，放置在手術室頂壁，攝入角度可以覆蓋整個手術室，用來對宏觀活動景物的觀察，可以實現遠端遙控。

4.室外周界

由于監控范圍廣、距離遠，因此亦需要選用智能高速球，以達到快速捕捉畫面、能處理緊急事件的功能。并且可以將重要的位置，設置成預置位，當緊急事件發生時，不必控制遙桿，只需按1個預置位號碼，即可獲得該位置圖像；還可以與報警系統實現報警聯動，當緊急按鈕或某個報警器發生報警時，攝像機自動轉動到該位置，捕捉該位置圖像。

5.醫院周界出入口、車庫等

須考慮到環境光線較暗，因此在室外的攝像機選型上，要求使用超低照度彩色／黑白攝像機（如SamsungSCC-B2303P）。

6.特殊應用場合

在某些低矮、容易遭受破壞的應用特殊場合，考慮使用少量一體化設計的防爆攝半球像機（如SamsungSCC-931P）。

二、傳輸器材／設備

室外攝像機均安裝在專用的攝像機立桿上，所有室內攝像機信號均采用75-5同軸視頻電纜傳輸，當傳輸距離超過500米、且無任何補償措施時，應采用光纜傳輸，光端機集中安裝在指定的弱電設備間，以便于管理。

室內前端設備在就近的分控中心集中取電，由220VAC經過變換送出交流24VAC供給前端攝像機。室外攝像機均采用就近變電站供電。

三、控制中心設備

1、監視器：全部采用21英寸的純屏彩色監視器（如SamsungSMC-212F）；

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隨著社會的不斷發展,人們對生活環境的要求也不斷提高,給園林行業提供了空前的發展機遇,但在發展的同時也存在著不少問題。如何為人們設計、建設高質量的園林環境是專業人員一直在思考的問題,筆者力圖從園林空間角度為園林設計提供一些建議。

1園林的概念

《中國大百科全書》中對園林的定義是：在一定的地域運用工程技術和藝術手段,通過改造地形(或進一步筑山、疊石、理水)、種植樹木花草、營造建筑和布置園路等途徑創作而成的美的自然環境和游憩境遇。

2空間的概念

從古至今,人們感知空間、思考空間、使用空間、營造空間、存在于空間,但空間真正成為一個獨立的概念被理解和研究卻是從19世紀開始的。空間不是事物本身,但要依賴事物來構成;換言之,空間似乎是事物之間的關系(遠近距離等)。這些事物的主要角色或功能,似乎是一種邊界或門坎。

3園林空間的概念

園林空間是一種相對于建筑的外部空間，意指人的視線范圍內由植物、建筑、山石、水體、道路廣場等組成要素所組成的景觀區域，既包括平面的布局，又包括立面的構圖，是一個綜合平、立面藝術處理的立體概念。簡言之就是人觀賞事物的視野范圍，主要是垂直視角(約20～60度)、水平視角(約50～150度)以及水平視距等心理因素所產生的視覺效果。因此，園林空間的構成須具備三因素：一是植物、建筑、地形等空間景物的高度(H)；二是視點到空間景物的水平距離(D)；三是空間內若干視點的大致均勻度。一般來說，D／H值越大，空間越開朗，D／H值越小，封閉感越強。

創設園林空間的物質基礎就是山石、水體、植物、建筑和道路廣場等要素,每一個要素對園林景觀的品質都很重要,甚至成為園林景觀的代表物,例如留園的冠云峰等等,并且可以影響人們對園林空間的感受。但園林不單是藝術,不僅是對生活的一種反映和寫照,也是生活所在的環境,是人們生活展現的舞臺，更是一個多維的綜合空間。

4園林空間的類型

不同的構思和處理手法，可以創造出性質不同的園林空間。

4.1按形式分

按形式可以分為安靜的空間、封閉的空間、孤立的空間、豪華的空間、喧鬧的空間等等。

4.2按形態可分為靜態空間和動態空間

靜態空間是指相對固定空間范圍內的內外審美感受；動態空間是指對游人來講，園林是一個流動的空間，一方面表現為自然風景的時空轉換，另一方面表現在游人步移景異的過程中。

4.3按開閉情況可分為開敞空間、閉鎖空間和縱深空間

開敞空間指人的視線高于周圍景物的空間，如遼闊的平原、蒼茫的大海等；閉鎖空間是指人們的視線被周圍景物遮擋住的空間，如山溝、林中空地、四合院等；縱深空間是指在狹長的地域中，如道路、河流等兩旁有密林、建筑等物擋住視線的狹長空間；

5園林空間設計

園林設計就是將各種園林組成要素進行有機組合，配合日月風雨等自然現象，創造變化多樣的園林空間，再將這些空間有機組合在一起就形成完整的園林。

5.1園林設計應該注重其空間性

園林不存在于虛空之中,而有其具體的脈絡,即通過空間的創設,使園林各要素之間建立聯系,造園手法才得以運用,園林才能被人們欣賞和體驗。

5.1.1分隔

在園林設計時，常把全園劃分成許多功能不同、景色各異的景區，并用景物屏障視線，這種手法即為空間分隔。分隔可以打破園林一覽無余、空曠、平淡的感覺，防止主題不同、情趣各異、各有特色的景區互相干擾，同時使空間具有一定的層次和深度，造成空間的大小、開合、動靜等方面的對比效果。

5.1.2聯系

分隔產生對比和差異，但隔死堵嚴，使景區之間不相往來，就會破壞園林的整體感，因而在空間分隔的同時，使景區之間保持有機聯系，隔而不死，這就是園林空間的聯系。

分隔能突出個體，聯系是為了統一。既分隔又聯系，富于變化，使整個園林成為一個有節奏、統一和諧的空間整體。

5.2園林空間具有時間性

在園林空間中,人們的感受隨時間的不同而不同,所謂步移景異就是人們在園林空間中的時間軸向運動的體驗。

5.3序列

在劃分園林空間時，根據各景區的功能和造型因素等條件，來安排各個空間的先后順序，就是空間順序。園林空間是一種連續的、有節奏的相互協調的空間體系，就像戲劇一樣，有起景、有展開、有、有結尾，可通過空間形狀、大小、開合、高低、明暗以及景物的疏密等對比藝術處理手法，使空間層次分明，前后連貫成為序列。

6存在的問題

由于園林組成要素的物質實在性,吸引了人們的注意力,使人們進行園林設計時往往忽視了園林的空間設計,導致極易出現以下問題：

片面注重對園林各組成要素的表現,過分追求設計的實物美,忽視人在園林中的空間感受，難以達到人景相融的境界，景觀缺乏生動的立體感。

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1 引言

隨著經濟的快速穩健發展，人們的生活水平逐漸提高，從而對生活質量尤其是生命財產的安全提出了更高的要求。為滿足住宅小區的安全和科學系統化管理的需要，對原有小區新增了安防監控系統，采集小區的重要出入口、小區周界和各種公共場所等重點區域的視頻監控圖像，使監控中心內的值班人員能夠實時的監控到整個小區的現場情況，便于監控中心的值班員對意外情況能迅速做出正確判斷和快速的處理，把危害和隱患扼制在萌芽狀態，杜絕財產損失、確保人員生命安全，達到維護社會治安和防止破壞的作用，成為打擊現代犯罪行為提供有效法律證據的重要手段之一[1,2]。

2 系統構成

安防監控系統是智能小區中不可缺少的部分，該系統為小區建立了三道安全防線，為小區居民提供安全、舒適、便捷的生活環境。第一道，由周界報警系統構成，以防范翻越圍墻和周界進入小區的非法侵入者。第二道，由小區視頻監控系統構成，監控中心可通過網絡實現遠程監視與控制，值班人員實時的對出入小區主要通道和各種公共場所等重要設施的車輛、人員進行監控，以便迅速派出保安或救護人員趕往報警現場進行處理。第三道，由保安電子巡邏系統構成，通過保安人員對小區內可疑人員、事件進行監管，

整個小區共分為4個區域，l、2區有14個智能球，1個槍機，6個光端發射機，l臺報警主機，l套報警傳輸設備，48個報警地址模塊，93對紅外線對射報警器。3區有lO個智能球，5個光端發射機，2臺報警主機，2套報警傳輸設備，57個報警地址模塊，104對紅外線對射報警器。4區有4個智能球，1個光端發射機，1臺報警主機，1套報警傳輸設備，13個報警地址模塊，23對紅外線對射報警器。

2.1 視頻監控系統

2.1.1 前端設備

前端設備是安裝在現場的攝像裝置，包括各類攝像機、鏡頭、防護罩、支架，它的任務是采集現場的情況，圖像信號經視頻傳輸電纜傳送到監控中心的硬盤錄像機。每臺智能球形攝像機自帶50個預置位設置，將攝像機的預置位分別與紅外對射探測器的每一段設置成對應關系后，當某段的紅外對射探測器報警時，就會聯動相應攝像機對準該報警段，立即將報警圖像傳送回監控中心。攝像機的安裝應充分考慮現場實際情況和按照被保護對象的布防要求進行布置和安裝，確保攝像機的有效監視范圍，保證無監視盲區。

2.1.2 控制部分

控制部分主要包括視頻切換器、云臺鏡頭控制器、操作鍵盤、各種控制通信接口、電源和與之配套的控制臺、監視器柜、系統主機等。監控主機可對每路視頻圖像進行控制，實時紀錄、回放檢索錄像文件，具有視頻動態報警功能，可隨意設置視頻報警布防區域，控制報警主機每個子系統(用戶)的布撤防。

采用了網絡數字硬盤錄像機，它結合IT領域各項最新技術(如視音頻壓縮／解壓縮、大容量硬盤記錄、TCP／IP網絡等)，是為安防領域而設計的一款數字監控產品，適用于任何現有網絡。在該數字硬盤錄像主機的控制軟件中，提供有多種模塊功能：屏幕可分割為l、4、9、16監視模式。可按照日期、時間、監控點進行檢索。采取密碼授權的方式保護系統設置，防止無授權者修改系統，人機界面友好，適合現代化安全防范治理的需要。硬盤錄像機具有手動錄像，定時錄像等多種錄像功能，可按時間，通道號與錄像類型查詢錄像文件，并采用快進，慢進，逐幀等多種形式回放。矩陣控制主機是通過內置軟件訪問需監控的多路前端視頻信號，在電腦屏幕上顯示，也可經視頻轉換器顯示到電視墻上。

矩陣鍵盤能將29臺攝像機任意切換到電視墻上8臺監視器的任何l臺監視器上，進行云臺，鏡頭地控制。進行循環顯示。

2.2 電子圍欄

電子圍欄是目前最先進的周界防盜報警系統，它由高壓電子脈沖主機和前端探測圍欄組成。電子圍欄是目前最先進的周界防盜報警系統，它由高壓電子脈沖主機和前端探測圍欄組成。高壓電子脈沖主機是產生和接收高壓脈沖信號，并在前端探測圍欄處于觸網、短路、斷路狀態時能產生報警信號，并把入侵信號發送到安全報警中心；前端探測圍欄由桿及金屬導線等構件組成的有形周界。電子圍欄是一種主動入侵防越圍欄，對入侵企圖做出反擊，擊退入侵者，延遲入侵時間，并且不威脅人的性命，并把入侵信號發送到安全部門監控設備上，以保證管理人員能及時了解報警區域的情況，快速的作出處理。

2.3 電子巡邏系統

電子巡邏巡檢系統是監督考核巡邏人員工作情況的智能管理系統，由感應式智能巡邏管理系統軟件、巡檢器和各種射頻卡構成。其基本的原理就是在巡邏線路上安裝一系列代表不同地點的射頻卡(又稱感應卡)，巡邏到各點時巡邏人員用手持式巡檢器(相當于刷卡機)讀卡，把代表該點的“卡號”和“讀卡時間”同時記錄下來。巡邏完成后巡檢器通過通訊線把數據傳給計算機軟件處理，就可以對巡邏情況(地點、時間等)進行記錄和考核。

不同身份登錄擁有不同的權限和功能，登錄感應式智能巡邏管理系統可分別以三種不同身份進入。一般用戶：只有使用和查詢權限，沒有更改系統設置權限。管理員：有使用和查詢權限，有對系統設置權限，有“導出基礎信息”及“原始數據”和導入“原始數據”權限，但沒有導入“基礎信息權限”。超級用戶：有最大權限，擁有一般用戶和管理員所具備的所有權限，有取消管理員及一般用戶的權限。(更改管理員登錄口令)

3 系統工作原理

系統原理框圖如圖1所示。紅外探測器主動發射和接收紅外能量，不隨環境的變化而產生誤報警或漏報警。一端發射紅外能量信號，另一端接收紅外信號，由此而形成數條類似交通欄桿式的橫向線型封鎖屏障。因此主動紅外光束與空間的接觸面很窄，從而最大可能的減少了誤報警。當有盜賊翻越周界圍墻時，紅外對射探頭立即自動感應，觸發報警，并將報警信號通過數據接13模塊和通訊模塊傳送回監控中心。報警計算機顯示器上立即彈出電子地圖，電子地圖上的探頭標識開始閃爍并顯示出準確的報警點位置，同時視頻監控系統聯動相應的攝像機立即對準報警點，將報警點圖像傳送回監控室。同時在電視墻上中間29寸監視器自動切換成報警攝像畫面，并聯動警號發出報警聲音。監控中心值班人員立即通知巡邏保安人員迅速趕往報警地點處理突發事件。

圖1 系統原理框圖

4 監控管理平臺

監控管理平臺采用叢文警衛中心集成系統。它是一款新型多功能集成安防系統軟件，在相同的軟件平臺下實現多種安防報警功能，減少了硬件設備和工程的數量，為用戶盡快掌握軟件使用功能提供了條件，極大地提高了整個系統的自動化程度和保安管理中心的工作效率。為方便用戶使用，軟件采用靈活的模塊結構，用戶可根據項目需求自行組合使用警衛中心報警巡更軟件GCW系列、警衛中心CCTV監控軟件GCC系列等各種類型的軟件模塊。

中央控制電腦系統是警衛中心集成系統的核心部分，根據需要可連接報警主機、矩陣或等設備實現報警聯動功能，可控制報警主機每個子系統(用戶)的布防和撤防。

5 結束語

本小區安全防范系統的方案充分體現了合理、實用的原則，具有施工簡單、成本低、可靠性強的特點，加強對小區全天候的安全監視，全面提高小區的綜合防范和管理水平以及快速處理突發性事件的能力。為小區住戶提供安全穩定的生活空間，創造了安定和諧的居住環境。

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消防安全視頻監控系統整體上包括前端設備、網絡連接和監控工作站三個部分，這三部分將在第三部分詳盡介紹。此外，消防視頻監控的服務器部分包括數據庫、通訊、網頁、儲存、設備管理媒體轉發、主動注冊服務；監控部分包括火警監控、GIS接警監控、視頻監控；安全管理部分包括應急預案管理、信息管理、車輛人員調度管理；對外服務部分包括短信、語音和WEB服務；控制部分包括屏幕控制、LED控制和電視墻控制。

1.2網絡設計

如今以TCP/IP為基礎的數字IP網絡已得到廣泛應用，高速寬帶網保證了基于IP技術為基礎的視頻監控傳輸的發展。在選取視頻監控平臺的網絡設備時，要保證設備的質量，通常會采購國際知名廠商并在全世界范圍內得到廣泛使用的產品，以確保網絡運行的穩定性和安全性，同時配備高度發達的維護和管理的產品服務，也要有較高的普適性，可以兼容多種網絡管理軟件和網絡管理協議。

1.3儲存設計

使用SQL語言實現對數據的訪問設計，SQLserver2000保證可以通過PB技術進行數據訪問，以全力支持開發人員設計和改造并保證客戶充足的空間，并有效地提高設計的實用性和靈活性。數據庫的訪問中間件，連接起業務邏輯層和數據庫。中間部位的設計，開通了程序可以訪問數據庫的端口。啟用在網絡環境中的通訊交互系統，創設了一個比較穩定的高級層面的應用環境。通過屏蔽于系統內部運行環境中的網絡協議、不同結構的操作系統，借此有助于提升、移植和維護消防安全視頻監控系統。數據存儲的整體設計啟用全光纖的FC－SAN網絡，憑借IBMSPACEMANAGER，數據在磁帶、磁盤之間遷移自動化實現，在排列磁盤和磁帶庫方面，依新舊程度的不同，相關數據分別存儲。

1.4共享文件設計

采用SFS文件系統，SFS是一個結合了軟件和硬件的產品，提供了一個兼容多個操作系統平臺的統一的儲存環境，統合多個獨立文件系統成為一個共享文件系統。實現對傳統SAN結構中數據與文件管理的超越，并實現文件間的數據共享、存儲分配和數據備份。此外，SFS進一步推進分布式的文件系統的設計和系統，不僅具備傳統的分布式文件系統的特質，還將SAN作為文件系統的傳輸和存儲數據的途徑，并通過以太網高速傳輸原始數據，由特定的原始數據服務器進行處理并儲存，有效地將系統資源高效率地利用，并提升性能，降低投資成本。SFS的節點本身就具備特殊性能而不需要依賴其余配置，可以自動化均衡負載，隨著存儲設備的增長，SFS可以智能地均衡負載性能，并具有靈活并動態的鎖定文件的支持性，保證較高安全可靠級別的文件系統，因為SFS共存架構式的文件結構列表，保證可以永久性地訪問或鎖定節點。SFS每個單獨的緩存空間也保證了每個客戶端都可以通過自己獨立的緩存空間而提升訪問的速度。而且根據超級文件系統，避免了小文件系統難以管理和利用的問題，SFS文件系統并不限定文件的容量，可以將所有相關的視頻數據均存放在統一的文件系統下管理。

2消防安全視頻監控系統設計的實現方式

視頻監控系統的模塊設計主要包括前端設備（攝像機、硬盤錄像機、視頻和音頻、報警系統、電動云臺、存儲系統、網絡模塊等）、傳輸設備（有線傳輸如數據傳輸線、無線傳輸、常用計算機網絡線路）、控制中心（監視器電視墻、錄像機）。

2.1前端設備

監控攝像機應該保證于25米范圍內清晰地呈現視頻監控圖像，比如人員的外貌、行為特點等，應該為高清攝像機，以滿足較為清楚的圖像效果，并可以自動轉換為黑白呈現模式，選取著名品牌廠商生產的產品。在室內外配置裝置，有效防水、防凍等功能，以實現不同天氣狀況下均能正常運行，即在各個狀況下的監控，維持24小時監控。除了能夠清晰地呈現圖像，監控攝像機也要保證在監視范圍內監視所有細節，實現遠近、不同角度的切換并較好的適應環境，達到與環境的緊密契合。硬盤錄像機的顯示設備選配42寸液晶電視，任何時間均能夠調用查看及刻錄光盤，不斷更新，確保兼容性和運行的穩定性。硬盤錄像機所存儲的資料保存時間限定為大于或等于30天，采用多媒體12路視音頻硬盤錄像機。站點實現安全紅外監控，依據現場所鋪設長度采用恰當的紅外預警探頭和主機，電纜的敷設運用PVC管道保護，并配設警鈴和警號等警示設備構成的警報系統，并在警衛室內部安裝一臺紅外報警主機和硬盤錄像機。

2.2傳輸設備

消防安全視頻監控系統的網絡結構采取CDMA中國聯通網，因為該網絡系統可以實現無線的IP連接，并具有方便安裝、維護簡易、修建成本低廉等優勢，同時修建周期縮減，可以更加全面的利用既有網絡，并由無線傳輸、監控管理和視頻信息采集系統構成。基于消防無線監控傳輸和接收裝置的國家標準，對已經投入運行的建筑物要實行重新監測消防水位、水壓等重要指標。如果重新構線并安裝將非常繁瑣，但是通過無線接入方式傳輸就更為便捷。因而建議可以制定新的消防無線監控設備的信號傳送設備控制裝置等產品的國家標準、設計、施工和驗收標準等內容。為了讓設計能夠符合實際的需要，在設計消防安全視頻監控系統時，選取的網絡設備必須符合以下條件，首先要技術領先，因為消防安全視頻監控系統是一整套高科技的軟硬件整合系統，設計系統要考慮到網絡設備的先進性特征，同時設備也要達到一定程度的穩定性和安全性。網絡設備的選取質量將決定消防安全視頻監控系統數據傳輸的質量，完善的網絡結構可以承擔起較為繁重的網絡運載量，以確保系統整體的穩定運行。再次，選取國際知名品牌產品作為消防安全視頻監控系統的網絡設備，得到廣泛使用的網絡設備已經經過實際運行和使用的考驗。因為存在很多威脅網絡安全的隱患，安全性在網絡傳輸過程中是保證數據不被竊取、盜用的前提，長時間的運行先例可以確定該硬件基礎有較高的可靠性。最后，網絡傳輸設備可以維護并方便管理。為了配合技術先進的維護和管理，體現先進設備的最大效用而選擇的網絡設備要方便消防安全視頻監控系統的管理員的維護和管理，消防安全平臺的網絡傳輸的設計，要可以支持現有和多樣化的網絡管理軟件和廣泛應用的網絡管理協議。要保障網絡的客戶端與消防安全視頻監控平臺之間，具有有線或者無線通訊功能，能夠主動地連接網絡，進而使整體消防安全視頻監控的相關數據傳輸流程可以得到控制，并能夠實時獲得客戶端當時系統狀態和監控管理信息狀況，經由網絡的數據交換過程，便能遠程控制客戶端。消防安全視頻系統在同外部的互聯網的交互時，使全體主題訪問服務器局限在內部局域網內，經過數據交換平臺整合數據信息到中心數據庫內。消防安全視頻監控的業務信息將前置交換機作為緩沖數據庫。該網絡的使用人員能夠在相同網絡進行訪問，并經過Internet網絡安全地訪問消防安全視頻監控系統的中心數據庫的信息，數據中心安裝在監控業務的外部網絡，針對沒有消防安全視頻監控外網的使用人員，則可以選擇使用VNP技術支持互聯網的使用。

2.3控制中心

控制中心是整個消防安全視頻監控平臺的核心部位，主要負責各種信號的收集依舊保存錄像數據，并發送控制信息給前端設備。另外還囊括監控視頻的切換查看控制視頻，其他信號的警報處置。比如當前端設備安裝特殊類型的傳感器的部分掃描到火情之后即刻連接到對應的設備上做出反應。控制中心除了能夠監控相關場所的火情狀態，還要能夠實現錄像的存儲以便以后調查或者參考，首先應該明確監控系統對數據集中儲存的空間要求量，并采取綜合估算，就該數據要求量和業務處理特征做出儲存系統的目的和相關主要的硬件系統等方面的要求。因為不一樣的監控需求將有不一樣的監控清晰程度的需求，監控數據的保存時間長短也不盡相同、監控數據的訪問頻次也存在諸多差異，因此要規劃評價方法，并做出案例設計，于實際工作中便能夠基于實踐要求做出相應的調節。以下方式可以協助分析硬件系統，可以概括現今可行的監控數據視頻的清晰度的類型（高清、超清等），假定可行的不同清晰度視頻數據的需求占比和在線數據和離線數據的保存時間，歸納儲存空間需求的計算公式，采取分布式和集中式的視頻監控數據空間需要的評價，可以計劃對應的產品的配置特性等方式確定分析硬件平臺的所需要求。

篇（10）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.131

1 引言

機房普遍指的是電信、網通、移動、雙線、電力以及政府或者企業等，存放服務器的，為用戶以及員工提供IT服務的地方，小的幾十平米，一般放置二三十個機柜，大的上萬平米放置上千個機柜，甚至更多，機房里面通常放置各種服務器和小型機，例如IBM小型機，HP小型機，SUN小型機，等等，機房的溫度和濕度以及防靜電措施都有嚴格的要求，非專業項目人員一般不能進入，機房里的服務器運行著很多業務，例如移動的彩信、短消息，通話業務等。機房很重要，沒有了機房，工作、生活都會受到極大影響，所以每個機房都要有專業人員管理，保證業務正常運行。

正因為機房的重要性，所以需要設置監控設備對整個機房進行監控，現有的監控設備主要是監控機房內溫度，當內部溫度過高時，會影響到服務器的工作狀態，監控設備即發送警報到遠端的監控中心，但是還是有因為其他原因導致服務器癱瘓的情況，如機房漏水，隔壁發生火災等情況，時現有的監控設備不可解決的問題，而且現有監控設備需要工作人員隨時呆在辦公室，當工作人員出去有事，如方便等，很有可能會錯過報警，使得排除故障速度非常慢。

2 設計內容

針對現有機房監控設備無法全方位的監控機房環境，服務器還是經常出現癱瘓的缺陷，介紹一種新型全方位通信機房安防監控系統。

如圖1所示，機房安防監控系統，包括監控中心和機房監控系統，監控中心包括監控服務器，以及連接到監控服務器上的報警器，監控服務器通過網絡連接機房監控系統，C房監控系統包括環境監控設備和視頻監控設備。

（1）環境監控設備和視頻監控設備都通過網絡連接到監控服務器上，環境監控設備包括監控主機以及連接在監控主機上的信號采集器、PLC控制器，信號采集器上連接有溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器和水浸傳感器， PLC控制器上連接有電源切斷開關、防火隔離門、智能空調和報警電話機，視頻監控設備包括視頻服務器，以及連接到視頻服務器上的多個攝像機。

（2）溫度傳感器監控機房內的溫度，濕度傳感器監控濕度，煙霧傳感器是機房中有煙霧時發出警報，即使隔壁失火時會發送警報，水浸傳感器是機房內漏水會發出警報，PLC控制器是在出現警報時用于控制關閉電源，或是隔壁失火時關閉防火隔離門，這樣使得服務器得到全方位的保護，而且警報都會經網絡發送到監控中心，使得監控中心的值班人員能夠快速知曉機房內環境數據，而視頻監控設備室對機房內直接視頻監控，使得值班人員對機房有直觀上的監控，智能空調對機房內的溫度進行控制，機房監控系統中還設置報警電話機，該電話機在出現警報時，還會自動撥打工作人員的移動電話，使得工作人員隨時能夠知道出現了故障。

（3）信號采集器上還連接有電壓傳感器，電壓傳感器檢測市政供電電壓，PLC控制器上還連接有UPS備用電源，主要是防止市政供電電壓不穩定能夠及時開啟UPS備用電源，而檢測負載電流也是。信號采集器上還連接有電流傳感器，電流傳感器檢測負載電流，在負載出現問題時，能夠發送警報到監控中心，讓工作人員來進行排查故障，使得機房內的服務器快速恢復工作。

（4）監控服務器上還連接有打印機，自動打印故障地點和具情況，方便工作人員速度趕到現場，并排除故障。

3 小結

該系統不僅能夠對機房進行全方位的監控，能夠檢測到機房內漏水，并及時關閉電源，保護服務器，能夠檢測到隔壁失火，并及時關閉防火隔離門，保護服務器，而且還可以監控是市政供電情況，市政供電出現問題時，即啟動備用電源，還可以監控負載電流，發送警報，讓工作人員快速排查故障，還設置報警電話機自動撥打工作人員的移動電話，使得工作人員隨時知曉故障的發生。

參考文獻：

[1]陳鵬.發電廠信息通信機房安防監控系統的實現[J].寧夏電力，2013（01）：54-57.

篇（11）

中圖分類號: TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0018-02

隨著社會的發展，公眾對舒適生活的需求，空調系統在整個建筑行業中設計更加重要，系統的復雜化和龐大化導致空調系統在整個建筑能耗中的比重越來越大。針對國家倡導的節能減排，在本方案中探討了北方地區空調系統采用不同的節能措施和自動控制策略，對整個智能建筑運行情況有很大的影響。并提出實際中建筑節能的實現。針對酒店的空間面積大，冷負荷的變化大，采用了“主動節能”的控制策略。

由于建筑物中空調系統絕大部分不會處于滿負荷工作，冷水機組不用總是滿載運行。末端用戶如能具有很好的冷量控制，使得冷水機組的產冷量與用戶的需要相匹配，就可以通過調節主機運行，提高其制冷效率，達到冷凍水泵、冷卻水泵節能效果。如果末端用戶采用變水量時，冷凍水系統可以根據新的運行工況提供新的水量，通過減少流量供應和調節閥的節流損失，同時控制水泵在效率最高點運行。在多臺并聯冷水機組運行時，盡量使機組處于滿載狀態運行是節能的重要措施之一。可以通過臺數控制使冷水機組提供的制冷能力與用戶所需的制冷量相適應。因此，在空調系統運行過程中，通過實時檢測、判斷用戶制冷量需求來確定投入運行主機臺數以實現臺數控制。

進行臺數控制的優化策略為：第一，控制系統冷凍水的總流量始終保持在恰好滿足系統負荷要求的水平；第二，根據系統的負荷量和當前冷水機組供應能力的差值，決定下一次啟停的時間。原則上應該選擇能夠滿足同時負荷需要，且最接近系統需求值的工作方式。控制的關鍵在于在調試中找出最佳的啟停切換點，還要在運行臺數控制的程序中，使冷水機組處于最佳工作效率點周圍。其實際負荷計算方法如下：

根據實際負荷的需要調節機組的運行，計算方法為：設冷凍水供水溫度(t1)，冷凍水回水溫度(t2)和流量(G)，瞬時負荷為Q，Cp為水的比熱。

負荷

優化設備啟停時間也很重要，控制系統可以根據室外溫度、系統容量、建筑物特性來優化啟停時間，最大限度的減少運行時間。在首先保證機組最大效率運行的前提下，實現多臺冷水機組在部分負荷條件下的最優化時間運行。

冷源系統經常性的處于部分負荷情況下，使得變流量調節變得十分重要。水泵的能耗，可占空調系統總能耗的10%～20%，采用變流量調節系統，就可使水泵能耗根據流量的增減而增減，從而達到顯著的節能效益與經濟效益。冷卻水的設定溫度如高于設定值時，控制冷卻塔閥門開啟，關閉旁通閥，冷卻塔風機隨即開始運行。如冷卻水溫度降到某一設定值，控制風機進入低速運行。如果冷卻水溫度繼續下降，降到某一設定值時，就必須關閉風機，通過旁通閥調節使水溫保持在可接收的限度。

由于空調系統在整個建筑中能耗巨大，所以控制設計目標放在了節能減排上。除了避免在處理空氣過程中冷熱量抵消還應該能提供良好的可控性。在自動控制系統中可通過采取工況分區、自動轉換、燴值控制、變風量控制、變設定值與變新回風等多種節能控制手段來實現節能優化控制。同時滿足控制需求和最佳節能。這樣就要求系統集成設計的特點應通過集中監測與科學管理來提高效益，加強協調控制，力爭全面節能。一般通過以下典型做法：

第一是通過空氣的預冷和預熱。通過樓宇自控系統可對空調設備設定最佳啟停時間縮短不必要的空調設備運行時間。例如多數辦公與商場等建筑物夜晚是不需要開空調的，可以通過提前提前對建筑進行預冷和預熱來保證工作開始時室內環境的舒適。同時因為溫度是慣性很大的被控參數，在下午可以通過提前關閉空調，使室內溫度在一段時間內緩慢降低來達到節能減排。在預冷、預熱時，一定要關閉室外新風風閥可以減少獲取新風而帶來的能量消耗。

第二可采用全熱式交換器。室內新氣為夏季供冷、冬季供暖，而排出的空氣溫濕度與室內空氣是相同的，可以通過全熱式交換器來進行排出空氣與新風的熱交換來減少新風的熱處理量。

第三是按需供冷。在滿足用戶對冷量的需求的前提下，可對冷源系統實行節能控制。利用網絡控制技術，對末端設備、冷水用戶和冷源進行監控，發現冷需求和用冷時間請求是呈鏈狀傳遞。

如圖所示為一變風量空調系統的監測與自動化控制原理圖。(如圖1)

在空調監控系統實際設計中，要充分考慮到建筑物的實際情況特點和大廈的空調方式以及負荷特點，來采取對應的節能措施，以實現真正意義上節能減排。

本方案中的空調設計：(1)空調水系統：本工程為兩管制變水量系統。建筑主體水系統分為兩部分，第一部分為1～4層，第二部分為5～23層，均接自制冷機房分水缸，水系統定壓、補水由制冷機房解決。(2)空調風系統：新風由各層百葉窗引入，本工程客房、辦公、包間采用風機盤管加新風系統，另外大會議室、大堂采用熱回收式新風處理機加風機盤管加排風，多功能廳采用吊頂式空調機組加熱回收式新風處理機加排風。(3)消防中心設分體式空調、電梯機房設分體式空調。

本方案中自控的實現：工程中采用了美國艾頓系統，具體控制內容為：制冷系統采用一次泵變流量系統。空調機組和新風機組冷水回水管上設動態平衡電動雙通調節閥，通過調節表冷器的過水量以控制室溫或新風機組送風溫度。風機盤管設三速開關，且由室溫控制器控制回水管上的雙通閥開度，以調節進入風機盤管水量。空調機組、冷水機組、風機盤管上雙通水閥均與風機做聯鎖控制。同時冬季空調機組、新風機組停機時，雙通水閥應保留5%開度，以防加熱器凍裂。冷熱源、空調系統、通風系統采用集散式直接數字控制系統（DDC系統)微機控制中心設在制冷機房控制室內。

參考文獻

[1]李忠意.基于能量的中央空調節能控制系統開發[D].山東大學碩士學位論文,2009.5.