一款適用于發(fā)射臺站的防盜報警系統(tǒng)設計與應用

張靖宇

（作者單位：四川省廣播電視局513臺）

廣播電視是黨和政府的喉舌，是黨的輿論宣傳主陣地，廣播電視發(fā)射傳輸臺站是播出環(huán)節(jié)最重要的部門之一。發(fā)射臺站一般都具有地處偏遠、工作區(qū)分散、值守人員不多等特點。如何防范破壞侵擾事件發(fā)生，保障廣播電視安全播出，一直是臺站在不斷優(yōu)化完善的工作。雖然如今臺站大都已配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生警情事后也能調閱錄像回放，但視頻監(jiān)看仍需要人工實時監(jiān)看，難以做到24小時不間斷對所有監(jiān)控畫面進行監(jiān)視，對于發(fā)現(xiàn)稍縱即逝的警情或及時阻止非法入侵，就顯得力不從心[1]。而本款防盜報警系統(tǒng)能在第一時間觸發(fā)報警，提醒值守人員發(fā)生警情，同時能及時震懾阻止非法入侵，不至于釀成嚴重安全事故。

本款防盜報警系統(tǒng)可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)組合使用，功能并不重疊，出現(xiàn)報警時可通過視頻復核確認報警信息。系統(tǒng)可根據(jù)不同的使用場景，使用不同的探頭擴展功能，將臺站的天線場地、調配室、值班機房及臺區(qū)圍墻等重點區(qū)域納入報警防區(qū)，采用人防和技防相結合的手段，防患于未然，將非法入侵的隱患阻止在造成破壞之前，極大提高了臺站的安保防衛(wèi)工作能力。本款防盜報警系統(tǒng)不僅限于發(fā)射臺站應用，同樣適用于在其他很多工作場景中使用。

1 防盜報警器系統(tǒng)設計思路、系統(tǒng)構架與功能

設計一套防盜報警器系統(tǒng)，首先考慮的是穩(wěn)定性和誤報率。報警器只要出現(xiàn)誤報或漏報，就會影響使用者對它的可信度，降低安全感。使用者甚至會因為頻繁的誤報而直接撤防，造成極大的隱患。目前，隨著安防技術的發(fā)展，手機短信報警、電腦軟件平臺、移動終端控制等在監(jiān)控領域的大量應用，技術的迭代演進，安防技術朝著網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。但筆者及工作人員依然認為，如果將一套防盜報警器系統(tǒng)設計得復雜化、功能多樣化，反而還容易因操作失誤造成誤報和漏報。因此，針對發(fā)射臺站的電磁干擾嚴重和24小時有人值守的特點，本報警系統(tǒng)摒棄看似便捷的無線模式，放棄采購成品報警主機，考慮的是用戶使用時更簡單直觀，是為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，是根據(jù)發(fā)射臺站的使用場景量身定制，是為適應在發(fā)射臺站的特殊工作環(huán)境中運行而設計的。

本防盜報警器系統(tǒng)由報警主機和6組傳感器探頭組成，主機系四川省廣播電視局513臺自主設計制作，采用與非門邏輯芯片HD74HC30P為核心的斷線式報警電路，6組傳感器探頭與主機采用多芯屏蔽線連接，組成可獨立撤防布防的6路防區(qū)，具有防剪線、防斷電、防破壞功能。主機可外接現(xiàn)場報警器喇叭到警戒區(qū)域，主機蜂鳴器和現(xiàn)場報警器喇叭并聯(lián)同步工作?？紤]主機是長期運行不停機的狀態(tài)，筆者對電路進行冗余設計，如在確定元器件額定功率與額定電壓等參數(shù)時，都遠遠大于理論值，以期設備達到更耐用的目的。

當系統(tǒng)處于布防模式時，傳感器探頭被觸發(fā)告警（如雙鑒探頭監(jiān)測區(qū)有入侵、紅外光柵對射被穿越、裝磁控開關的門窗被打開等情形），系統(tǒng)會自動探測到侵入行為，產生聲光報警信號，提示報警的防區(qū)位置，同時主機蜂鳴器和現(xiàn)場報警器喇叭發(fā)出刺耳報警聲，會對非法入侵者造成極大的震懾。探頭一旦觸發(fā)報警后，主機立即鎖定警情不可逆轉，必須人工復位操作，才能撤防或者重新布防，用技術手段強制約束值守者任何時候都必須處理警情，否則警號會長鳴不止。

主機使用2 U標準機箱，電源部分是設計的安防標準12 V直流電壓作為主供電源，三端穩(wěn)壓是由一個5 V直流電壓給HD74HC30P芯片供電，傳感器探頭和報警器喇叭都是12 V直流電壓供電，一個自動充電電路與12 V蓄電池構成不間斷電源。主板與機箱是插件連接，維修時直接替換主板帶回檢修，這在后期存在異地臺站維修時就體現(xiàn)出極大的便捷性。

2 核心元器件介紹

傳感器探頭是報警系統(tǒng)的核心器件，是準確報警和低誤報率的關鍵保障。各類傳感器探頭有各自的優(yōu)缺點，有其適應性和局限性，沒有萬能的傳感器探頭，所以需要根據(jù)不同場景靈活配置。四川省廣播電視局513臺根據(jù)臺區(qū)安防實際需求，綜合考慮，精選了3種傳感器探頭構建系統(tǒng)，并在具體應用中驗證了其性能的穩(wěn)定可靠。

2.1 紅外微波雙鑒探頭

這種高保全數(shù)字防寵物紅外探測器，可有效防止25 kg以下小動物引起的誤報。此探頭是數(shù)字式雙鑒移動探頭，結合了紅外線和微波探測技術。在控制范圍內，只有兩種報警技術的探測器都產生報警信號時，才輸出報警信號。它既能保持被動紅外探測器無照明和亮度要求、可晝夜運行的特點，又有微波探測器可靠性強、與熱源無關的優(yōu)點，穩(wěn)定性極高。本雙鑒探頭探測范圍是90°，12 m×12 m的范圍，適合封鎖通道路口和警戒封閉的區(qū)域等，四川省廣播電視局513臺是應用于天線場地內和機房外必經通道處，品牌建議選加拿大楓葉牌。

2.2 數(shù)字變頻紅外光柵對射探頭

數(shù)字變頻紅外光柵整體穩(wěn)定性好、可靠性高、抗干擾能力強。數(shù)字變頻技術是通過程序調制出不同頻率的紅外光，能有效地防止漏報和誤報現(xiàn)象[2]。它是雙束識別，相鄰2光束同時遮斷則輸出報警信號，有效防止飛鳥及小動物等小物體引起的誤報。四川省廣播電視局513臺選用一組4光束紅外光柵對射，主要應用在機房一排玻璃窗戶外進行警戒防護。

2.3 常閉門磁開關

它沒有復雜的電路，不會受到干擾，工作原理簡單，可靠性高。正常狀態(tài)門磁開關閉合時回傳12 V電壓，門窗打開時門磁常閉接點斷開，則到主機的12 V報警回傳電壓斷開。四川省廣播電視局513臺將門磁開關應用在調配室門和機房活動窗戶上作警戒防護。

3 報警器主機核心電路工作原理

6路外接傳感器探頭ABCDEF，都用探頭的常閉開關接點，正常時每路都有12 V報警回傳電壓，探頭觸發(fā)報警時，12 V報警回傳電壓則會斷開。6路防區(qū)報警回傳信號電路完全一樣。報警器主機核心電路工作原理（見圖1）：當探頭“in A”報警回傳電壓12 V斷開后，D1電壓為0，則到HD74HC30P的1腳為低電平，HD74HC30P是8輸入與非門邏輯芯片（本電路僅用6輸入），當ABCDEF任一端輸入為低電平，8腳輸出高電平，則開關三極管Q8導通，三極管Q7截止，單向可控硅SCR4觸發(fā)導通，12 V電壓經單向可控硅SCR4-12 V報警器喇叭-常閉開關S2到地形成回路，報警器喇叭響起。

圖1 報警器主機核心電路原理

同時，當D1電壓為0時，開關三極管Q4失去基極電壓而截止，開關三極管Q1導通，單向可控硅SCR1觸發(fā)導通，12 V電壓經限流電阻R10-單向可控硅SCR1-發(fā)光二極管D4-常閉開關S1到地形成回路，發(fā)光二極管D4導通點亮，顯示該路防區(qū)警情。

如果探頭不再持續(xù)觸發(fā)告警，則12 V回傳信號恢復，單向可控硅SCR1和SCR4無觸發(fā)電壓，此時按下復位開關S1和S2，單向可控硅失去導通電流而截止，發(fā)光指示二極管D4熄滅和報警器喇叭不響，再將復位開關S1和S2置于常閉接點時，主機進入正常布防狀態(tài)。

指示電路和警號電路都用到了單向可控硅，單向可控硅特性是一旦觸發(fā)，只要保持導通電流則一直導通，所以需按一下復位鍵，斷開導通電流則可控硅截止，才能消除警情，即所謂的告警鎖定功能。6路防區(qū)指示燈獨立顯示，指示復位開關S1統(tǒng)一控制復位。

4 四川省廣播電視局513臺防盜報警系統(tǒng)配置框圖

四川省廣播電視局513臺是集微波、中波、調頻與地面數(shù)字電視為一體的綜合性臺站，臺區(qū)中波天線場地距值班機房190 m，雖然天線場圍墻上裝有鐵絲網(wǎng)防護，墻內還有視頻監(jiān)控攝像頭，但其位置偏僻，難以做到全天候晝夜巡視看守。天線場地是高危高壓的播出重地，無論是非法入侵造成人身傷害，或是趁停播時段盜竊天線場調配室內銅材，都會造成嚴重的安全播出事故。實際施工中，四川省廣播電視局513臺在天線場地配置現(xiàn)場報警喇叭和雙鑒探頭，調配室門裝一路門磁報警電路，使用5芯屏蔽線連接到主機。值班機房周圍布置了4路防區(qū)警戒。

5 防盜報警系統(tǒng)在發(fā)射臺站施工防電磁干擾的要點

防盜報警系統(tǒng)施工安裝是非常重要的一個環(huán)節(jié)，關系整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。在大功率發(fā)射臺站附近的強磁場區(qū)，一段導線均可能產生較大感應電動勢而形成干擾，發(fā)射臺站的高頻電磁波會產生各種輻射干擾，這些輻射干擾的分布是沒有規(guī)律的，十分復雜。在不同臺站的實際施工中，曾遇到過多起電磁干擾產生的各種怪異故障現(xiàn)象。經過技術人員分析，主機電路很穩(wěn)定，從沒有出現(xiàn)任何電磁干擾的故障現(xiàn)象。所有的干擾都是傳感器探頭或者連接各個探頭的信號線、電源線引起的，通過大量的實踐工作，工作人員逐一解決處理了一個又一個的技術難題，積累了些經驗和方法，總結分享如下：

（1）紅外微波雙鑒探頭、數(shù)字變頻紅外光柵對射的安裝，應避免安裝在空調或熱源附近，不能讓陽光正面照射到探頭，否則會增大誤報警概率。

（2）要將所有的電子探頭與報警器喇叭用不銹鋼金屬網(wǎng)全包裹，不銹鋼網(wǎng)與多芯線屏蔽層焊錫連接，并就近接地，主機機箱外殼也需可靠接地。

（3）傳感器探頭和主機連接必須選用帶屏蔽層的多芯電纜，且將電纜屏蔽層雙端接地。（因為從屏蔽接地原理來說，僅單端接地情況下，非接地端的金屬屏蔽層對地之間有感應電壓存在，將影響電路信號的穩(wěn)定。信號電纜在強電磁環(huán)境容易形成天線效應，而雙端接地處理后，金屬屏蔽層不會產生感應電壓，能有效減弱干擾。）有條件的線路還盡量用穿鍍鋅鐵管地埋布線方式，鍍鋅鐵管線路兩端需要不低于6 mm2的銅線可靠接地。

以上這些技術處理措施，一定要引起重視。發(fā)射臺站的強大電磁場內，各種各樣的電磁輻射交叉共存，比普通工作場地安裝防盜報警系統(tǒng)防干擾技術要求更高，嚴格執(zhí)行以上幾點注意事項，將極大增強本套系統(tǒng)的抗干擾能力。

6 結語

本套防盜報警器系統(tǒng)使用直觀明顯，面板功能一目了然，選配的傳感器探頭代表安防前沿技術成熟的類型，是四川省廣播電視局513臺經過多次試驗與多次升級改進，最后確定的實施方案，確保能在強電磁干擾的特殊環(huán)境中穩(wěn)定運行。通過本套防盜報警器系統(tǒng)，值守人員能準確掌握臺站重要防區(qū)的警情，在遇有突發(fā)安全事件時能及時發(fā)現(xiàn)和處理，特別是對臺站天線場地的防盜報警提供了一種有效的技術參考，極大地提高了發(fā)射臺站的安全保衛(wèi)工作效率。本系統(tǒng)在全省多個臺站都有安裝使用，經過多年的運行，穩(wěn)定可靠，為發(fā)射臺站的安防工作提供了強有力的技術保障。