智能化的安全防范装置与系统　　　　　
　　　　　　　　　　

                         陈龙　中国科学院自动化研究所　　　　　　　　
　
　　　　随着科技的进步，用于安全防范目的之设备和系统，也越来越具有智能化的特征。这不仅提高了产品的性能和品质，也方便了人们的使用。本文对此略作介绍。

　　　　微波感应移动侦测器

　　　　原理是将微波经由天线发射到感应区域内，会感应到处于感应区域内物体所反射的微波，当有移动物体进入微波的反射范围内时，反射波内会产生多普勒（doppler）低频AC信号，　出现此信号就表明在侦测范围内有移动物体存在。

　　　　移动侦测器使用的微波一般有三种波段：

　　　　S波段--波长范围是5.9"到2.95"，　反射的是低频多普勒信号。S波段发射器是一个建在印刷电路板上的单晶体振荡器。
　　　　X波段--波长范围是1.44"到0.952"
　　　　K波段--波长范围是0.656"到0.454"，反射的是高频多普勒信号。K波段发射器为Gunn两极真空管的组合。

　　　　智能型微波/红外双鉴探测器如以色列EL（Electronics　Line　Ltd。）公司的EL-1486型，指标如下：
　　　　（1）最大探测范围最大12-18米
　　　　（2）红外探测采用全区域探测，分成多个透镜段和l个俯视段，由微处理器对每段区域的能量进行分析计算，仅在确认是人体能量时才触发报警。
　　　　（3）自动双向温度补偿（微处理器分析），在规定范围内灵敏度不会变化(-7℃-65℃)。
　　　　（4）抗射场、电场、白光干扰，有电击保护

　　　　指纹门禁系统

　　　　美国ldentix门禁产品FingerscanV2O使用Identicator公司的ID　Safe生物测定技术，输出门锁控制信号。既可独立运行，　也可通过RS485、RS232联网，还可选以太网或Modem联网。更能与读卡机集成。其技术规范如下：

　　　　尺寸：7"×7"×3.5"
　　　　重量：2磅
　　　　电源：12VDC
　　　　验证时间：l秒
　　　　登记指纹：只需一次，0.5秒
　　　　指纹特征大小：300字节
　　　　ID号：1~9位数字或读卡机输入
　　　　可登记用户：标准512，可扩展至32000用户
　　　　记录容量：8000笔记录
　　　　波特率：300-56Kbps
　　　　门控：锁控输出，Tamper　Swittch，3路辅助输出，4路辅助输入
　　　　仿读卡机输出：Wiegand卡、磁卡
　　　　通信方式：可选RS485、RS232、TTL、Wiegand，可选以太网或Modem
　　　　读卡机输入：可选威根(Wiegand)卡、HID卡、磁卡、条码卡

　　　　人像脸面识别技术

　　　　人脸是比对人体特征时最有效的分辨部位。你只要看上某人一眼，就可以有对此人基本特征的认识。识别的特征有限、鼻、口、眉、脸的轮廓（头、下巴、颊）的形状和位置关系，脸的轮廓阴影等都可利用。它有“非侵犯性系统”的优点，可用在公共场合特定人士的主动搜寻，也是今后用于电子商务认证方面的利器之一，各国都在竞相努力，　并已经在ATM自动取款机、机场的登机控制、司法移民及警察机构、巴以加沙地带出入控制系统等开始应用。

　　　　1、美国MIT等单位提出了Eigenface人脸特征辨识搜寻法；
　　　　2、德国DCS公司研发出多重模版辨识技术；
　　　　3、法国已将其用于ATM取款机上。在实际运用时，要朝着正面拍摄。用三台摄像机提供一个立体面貌影像，更可防止以照片的仿冒。
　　　　4、由于闭路电视摄像系统拍下的影像经常不清晰，　可能难以从中辨认出疑犯的面目。英国斯塔福德郡大学正在开发一种软件，把闭路电视系统记录下的活动影像分解为多幅静止图像，再对不同角度的图像进行分析，从中选取出面部如眼晴、鼻子、嘴、头发等重要的特征数据，再在计算机上“拼合”出头部完整的三维图像，特别是清晰的疑犯面部图像。
　　　　5、日本卫生医学工程公司开发出人脸影像超级姿势比对系统　（3DRugle　for　surperimposition），辨识技术的研究非常活耀。

　　　　用于安全防范的人像辨识机产品是以PC机　(CPU　PⅢ　800MHz以上)和Windows操作系统为平台，待成熟后再转变为更有保密性的专用机。可先研发二维人像辨识机，待条件成熟后，再研发三维人像辨识机，包括：

　　　　l、图像采集输入与压缩处理模块　在机场通道由正面隐蔽摄像机自动摄下多幅三维头部、脸部图像，左右两侧设置对称的低功率激光扫描仪，不断地描绘人的脸部轮廓。
　　　　（1）如果采用的是DV格式数字摄像机，则摄像机输出的图像数据流VS（Video　Stream），　可以直接与电脑控制主机快速进行数据交换。若采用LAN摄像机。可直接上网以数字方式传输远端图像。
　　　　（2）如果采用的是模拟式CCD摄像机，则因首先要经过系统的视频接口及处理模块，　进行A/D转换，并压缩成MPEC数据格式后予以存储。图像画面大小和清晰度根据需要640　（480及1024、768、1792、1200）等几种可选。
　　　　2、图像数据库存储模块　　在PC机硬磁盘容量为40GB时，存储容最开始可定为500个图像，　未来应用最大可达20000个图像。
　　　　3、人脸活动图像与数据库存储画像比对判别模块　　比对算法及比对速度是系统可否适用的关键。要求最大在3秒内完成（Venus3D能在1秒内拍摄3维立体图像）。
　　　　4、符合程度报警模块　　可设置不同的阈值，根据比对符合的特征点数而给出不同的报警等级。
　　　　5、图像网络传输模块　　
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　　　　液晶显示彩色投影机

　　　　彩色投影机是通过光学系统来实现大屏幕高亮度的显示。

　　　　1)图像显示采用的光学技术有P　--Si　LCD、DMD晶片、数字光处理DLP（Digital　Micromirror　Device）技术等。DLP是以数字微反射镜器件DMD(Digital　Micromirror　Device)作为光阀成像器件，由于DMD采用微镜来反向恒流光，其光利用率可达到60%以上。

　　　　2)亮度依不同产品有1000流明(Lumen)、1500流明、1800流明、2900流明、3300流明等不同档次。

　　　　3)投影尺寸（对角线）与投射距离大致有如下关系：

投影尺寸　　最大（英寸）　　40　　60　　80　　100　　150　　200　　300　　400　　
　　　　　　最小（英寸）　　31　　46　　62　　77　　115　　154　　231　　308　　
　　　　　　距离（米）　　1.4　　2.2　　2.9　　3.6　　5.4　　7.3　　10.9　　14.4　　

　　　　投影机具有方便使用的电动镜头升降功能和自动变倍（1.3倍)与自动聚焦功能，可保证总能在所
要求的尺寸大小上显示完美的影像。有的还内置有2w立体声扬声器作声音输出。

　　　　4)可连接各种计算机，有不同的显示格式和图像分辨率。

计算机类型　　　　　　　　　　图象分辨率　　
SXGA　　　　　　　　　　　　　1280×1024　　
XGA　　　　　　　　　　　　　1024×768　　
SVGA（笔记本机）　　　　　　　800×600　　
VGA　　　　　　　　　　640×400　640×480　720×400　　

　　　　5)对比度有200：1、300：1、450：1　不等。

　　　　6)投射光源有150W新型超亮高压汞灯（灯炮寿命2000小时）、120或　150W　UHP（Ultra　High　Power）灯炮、440W金属卤化物灯等，有良好的亮度和均匀度。

　　　　7)输入和输出端子依产品类别不同可有下列各类：
　　　　RGB输入　（Mini　D-Sub　l5Pin×2，模拟），RGB输出　（Mini　D-Subl5Pin，模拟）；
　　　　计算机输入(HDBl5×2)计算机输出(HDBl5)；
　　　　S视频输入（DIN4Pin），S视频/复合视频/DVD输出（BNC×3）；
　　　　AV输入（RCA×3，Y/Cb/Cr）AV监视输出（RCA×3）；
　　　　声频输入（Mini　jack×2）声频输出（Mini　jack）；
　　　　控制通道输入（多极12Pin×2），USB通通输出(B型x2)；
　　　　串行通道输入/输出(RS232CD-sub　9)；
　　　　控制口　(MCI串接口兼容MiniDIN8)；
　　　　PC卡槽（PCMCIA）。

　　　　8)LCD像素板系统多为TFT快速矩阵变换电路×3，有0.7"、2.33　"cm（0.9''）、3.3cm(1.3'')、4.61cm（1.8''）等不同规格。

　　　　9)像素点数有　1024×768、800×600、485616×3、1310720×3等。

　　　　10)许多产品采用数码逼真嵌入技术（DRIT压缩)，消除了在小型字母和线条上的锯齿状边缘，实现真正的压缩XGA或压缩SXGA投影图像。

　　　　11）重量多在4一7公斤，便携式仅2公斤，体积娇小用于机动车反劫防盗的"三G工程"　

　　　　即以GPS（全球卫星定位系统）、GSM(全球蜂窝式移动通信系统)、GIS（电子地理信息系统），构建成机动车反劫防盗报警网络。　GPS提供车辆定位信息，GSM作为通信平台进行报密信号的传输，GIS可显示出车辆的位置与路线，　使得报警监控中心能够对报警车辆进行跟踪与监控，达到反劫防盗的目的。在此防盗报警可利用的网络包括无线通信网、集群无线通信网、蜂窝无线通信网等。对机动车的定位可有信标定位、无线基站测向测距定位、无线基站定位、GPS卫星定位等不同方式，　以此可对车辆进行全方位、不间断和高精度的监控，随时掌握车辆行踪。

　　　　在机动车设定为防盗警戒状态时车辆被盗，车辆报警器将被激活，除就地发出警报外，系统会自动寻呼车主，还可以通过通信网络在电子地图上标出车辆位置，同步调出该车车型、颜色、牌照号、车主姓名、联系方式等相关资料。一般而言，犯罪分子在盗窃机动车时，心理防线大约只有几分钟的时间，在此时间内劫贼若不能得手，则大多数会放弃之。因此用于车辆防劫目的的机电一体化系统所追求的目标是使劫贼犯罪能延迟6-10分钟，达到此目标即为十分有效。

　　　　而在汽车行进状态遭劫持时，只要驾驶员按下装于车内暗处的紧急报警按钮，移动通信网立即会向网络中心发出警报，此时网络中心工作人员便可监听到该汽车内的声音，经核实属遭劫持后，网络中心向110报警，　警方可根据“预防、报警、追赶、堵截”的总体思路，实施不同的处置策略。例如移动通信网在此之后可根据警方的要求，在紧急状态下对该汽车实施远程反控熄火、锁门等不同措施，即网络中心利用无线信号，控制车辆的运行状态，或者断掉车辆的动力，使劫匪动弹不得，同时在电子地图上标出车辆位置。

　　　　已实施的措施包括在车辆点火钥匙开关控制点火电路时，增加密码控制电路，由其与点火钥匙开关共同来控制车辆的点火电路，使盗窃者即使用万能钥匙或者以短路方式能打开点火开关，但是终因不知密码而无法启动车辆，还会触发报警。此外还有断电路、断油路等电子防盗装置。当然，在实用上还需解决许多难点，例如反控熄火如采用切断车辆电源方式，则等效于无信号指示的突然刹车，这对于正行驶在高速路上的高密度车流，其后果可能造成一连串车辆的追尾事故。对于正在上坡和下坡的车辆，也有可能会造成车毁人亡，后果不堪设想。若采用逐段减少车辆油路方案，则实施起来并非易事。　
　　　　■录像装置

　　　　在磁带录像机上，有VHS、SVHS、8mm等多个制式并存。在DVD　录像制式标准中，三大联盟分庭抗理，它们是：
　　　　1、松下公司最早推出的DVD---RAM标准，但不兼容现有的DVD碟片和播放机。
　　　　2、先锋公司主导的DVD---RW标准，但其也不能与现有的DVD标准完全兼容，只有80%现有的DVD播放设备能兼容其制式标准。
　　　　3、以飞利浦、索尼公司结成联盟的DVD+RW标准，是以数字方式把视频信号记录到DVD+RW光盘上，图像和声音质量都得到了增强，DVD+RW机和DVD+RW驱动器二者使用的碟片相同，因此可用电脑对拍摄的片段进行剪接和编辑。

　　　　DVD刻录机能否被市场接受主要取决于消费者能承受的价格和有无良好的兼容性。　DVD+RW标准恰恰二者兼备。　
　　　　■个人GPS装置

　　　　设想一下，当来自德国的一个旅行团队到达中国的峨眉山时，旅行社会在整个旅行期间向每个人发给一个个人GPS装置，　以便在探险者在任何情况下被“丢失”时，还能够知晓他们的坐标方位，再施以援助之手帮助他们脱险。这不是耸人听闻的新闻，而是现实生活的必需，沙漠中的探险者、沼泽地中的垂钓者、玩乎所以的徒步旅行家，都需要这种GPS定位装置的帮助。在由24颗均匀分布在6个倾角为55°轨道上运行的卫星所组成的GPS定位系统中，若同时收到至少4颗以上的卫星信号，就可准确地确定其方位且误差极小。

　　　　当前美图的GPS和俄罗斯的GLONASS均提供此全球导航系统，我国的"北斗一号"卫星导航定位系统也正在建设之中。

　　　　用GPS技术制成的个人随身紧急呼救器，　由接收模块、无线收发模块、控制模块及天线组成。可帮助求救者，特别是迷路的老人、小孩、体弱者、残疾人等在需要紧急救护时及时报出自己所在的位置，使救援者能够迅速而准确地到达，以最快的时间实施有效的救护。当然为此需要在区域内建立由基站、网络监控中心等构成的GPS紧急呼救系统，并与120、110、122联网运行。

　　　　现在，美国联邦通信委员会已经颁布了一项条例，　要求移动电话必需增加位置信息（误差125米以内)，以便出现紧急情况时向911报密，这种增强型E911报警系统已于2001年10月起开始在全美国推广实施。不久，带个人GPS应用功能的装置将会象现在的手机一样迅速普及。　

                                                                       摘自：中国安全防范行业网

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