高校圖書館安防系統構建

張福生　陳杰渝

摘要對高校圖書館安全防護系統中的圖像監控系統、門禁系統、圖書監測儀系統、火災預測報警系統的特點、功能作了描述，并以北京體育大學圖書館為例，對安防系統的安裝、布局進行了探討。

關鍵詞高校圖書館安全防范圖像監控門禁圖書檢測儀火災預測報警

1安防系統的構建

安全防范系統是高校圖書館現代化建設的重要組成部分，也是高校圖書館提高安防質量與效率的一種科學性系統。高校圖書館安防系統由圖像監控系統、門禁系統、圖書監測儀系統、火災預測報警系統四個部分構成，這四個子系統單獨設置，獨立運行，其中除圖書監測儀系統以外，其他三個子系統的數據統一集中到監控室進行分析、存儲并進行監控。

1.1構建目的

構建高校圖書館安全防范系統的目的是為了保護圖書館珍貴文獻和大量圖書資料的安全，保護圖書館設備、財產及人員的安全，及時抑制和發現可能出現的丟失、盜竊等不安全因素的發生，防止和預防火災等重大不安全危機的發生。

1.2構建原則

1.2.1先進實用性原則

在諸多廠家、品牌的設備中，應注重考慮設備的先進性和實用性，既避免因追求價格低而選擇了技術落后的產品，造成系統使用不久就面臨淘汰，同時又避免因追求最新技術而造成設備價格太高。

1.2.2安全可靠性原則

在諸多方案中，選擇最優的方案，以充分滿足設備使用的可靠性。

1.2.3可擴充性原則

充分考慮到圖書館今后在一個階段的發展要求，盡量使本系統有其一定的可擴充空間。

1.3構建要求

1.3.1對圖像監控系統的要求

首先根據圖書館的實際需求，從圖像監控面積、監控距離、監控光線、監控位置(建筑內、建筑外)監控時間(白天、黑夜)等多方面進行綜合考慮，要求新安裝的圖像監控系統監控范圍覆蓋全面、圖像完整、無死角、無盲區。其次對圖像的質量從清晰度、灰度、色彩還原、實時性等方面提出了嚴格要求。最后我們提出，在監控中心一臺顯示器上能觀看到不少于16路的視頻圖像，在1至4號屏上能觀看到全館所有56路視頻圖像。

1.3.2對門禁系統的要求

閘機自動讀卡器，識別校園一卡通系統信息準確無誤，閘機裝置靈活，電器機械無故障，系統主機數據庫記錄上傳、存儲入館信息準確無誤，系統安全性能高，容量大，擴展性好，美觀大方，管理方便。

1.3.3對圖書監測儀系統的要求

靈敏度高，抗干擾性強，穩定性好，不產生誤報、錯報、亂報現象，監測通道及規定區域能實現最佳監測效果。儀器外型美觀，使用壽命長。

1.3.4對火災預測報警系統的要求

靈敏度高，穩定性好，不產生誤報、亂報、錯報，監測區域能實現最佳監測效果，準確無誤，萬無一失。

2圖像監控系統

2.1前端設備布置及監控范圍

北京體育大學圖書館圖像監控系統的前端設備主要有可移動式(動點)和固定式(定點)高靈敏度彩色攝像機、信號傳輸網線、云臺、護罩等。前端設備的核心是視頻編碼器，主要完成攝像機攝取的視頻信號數字化并進行壓縮，經通訊網絡傳送到監控終端。

前端設備有56臺攝像機，其中動點攝像機7臺，移動范圍水平0—360度，垂直0-90度，分別安裝在室外通道大門處，一層南外圍，一層西部北外圍，一層室外閱覽區，二層大廳，三層中段，四層中段。動點攝像機可360度旋轉，任意放大、聚焦、變焦，可監控室外、室內、二、三、四層西側、中段、東側區域的各個角落中某一個細部，7臺動點攝像機全部配有吸頂式云臺并加裝球型護罩。定點攝像機49臺，分別安裝在二層大廳、西側、東側、北側，三層中段、西側、東側、北側，四層中段、西側、東側、北側，一層大廳和通往庫存本庫的走廊。

二至四層通訊傳輸用電源線、視頻線、控制線、網線、雙絞線、同軸電纜，光纖采用明槽式結構，樓梯和一層采用鋁板橋架式結構。

室內監控范圍包括：二層設動點攝像機1臺，定點攝像機18臺，監控二層圖書館大門、大廳、門禁系統周邊、圖書監測儀系統周邊、計算機檢索區，二層中文體育圖書借閱區、中文綜合圖書借閱區、中文文藝圖書借閱區的全貌和每排書架過道，以及存包柜等處，監控范圍無死角；三層設動點攝像機1臺，定點攝像機13臺，分別監控中文體育報刊閱覽區、中文綜合報刊閱覽區、外文書刊閱覽區的全貌和每排書架過道，以及教學研究區、存包柜，監控范圍無死角；四層設動點攝像機1臺，定點攝像機15臺，分別監控電子閱覽區、中文過刊閱覽區、奧林匹克信息中心、學位論文閱覽區的全貌和每排書架過道以及文庫、展覽區、存包柜，監控范圍無死角；一層設定點攝像機3臺，分別監控一層大門、大廳、通往庫存本庫的走廊。

室外監控范圍包括：室外設動點攝像機4臺，監控一層南側外圍及周邊、一層北側西部外圍及周邊、一層封閉式的室外閱覽區。

2.2系統硬件軟件購架

圖像監控系統采用的主處理器為高性能工業級嵌入式微控制器，嵌入式LINUX軟件操作系統，可多工操作，可同時多路錄像、同時錄像回放、同時網絡操作等系統資源，操作界面為人性化、圖形化、菜單會話界面。輸入設備有面板按鍵、鼠標操作、遙控器操作、網絡模擬前面板，可以采用數字、英文、符號、可擴展中文輸入四種輸入方法，菜單中對相同設置可進行快捷復制粘貼操作，左鍵菜單列出了畫面分割功能，鼠標雙擊直接切換畫面等快捷功能，圖像壓縮方式MPEG—4／H.264，支持1路／2路／4路／8-路／12路／16路視音頻信號，每路視頻信號由獨立硬件進行實時壓縮，聲音與圖像保持穩定同步。系統內置1—4IDE接口，可掛接1—8塊各容量硬盤，硬盤工作采用非工作盤休眠處理，利于散熱及降低功耗、延長硬盤壽命，存儲硬盤文件包括覆蓋式循環記錄和非循環記錄，存儲數據采用專用格式，無法篡改數據，保證數據安全。

2.3系統功能描述

2.3.1實時監控功能

本系統具備模擬輸出接口和VGA接口，可以通過監控中心的1—4號監視屏，對圖書館內外56個動點和定點鏡頭所監控區域進行實時畫面監控，在監控的同時，監視屏幕畫面上顯示錄像碼流和每小時占用的空間。通道畫面提示通道狀態，如錄像、動態檢測、視頻丟失、視頻鎖定等。

2.3.2錄像回放檢索及備份功能

圖書館56路監控，每路同時可以實現單路回放檢索、倒放、網絡監視、錄像查詢下載等多功能操作。系統支持手動和自動、普通、定時錄像、報警錄像、動態檢測錄像，上述幾種方式都帶有預錄功能。

本系統還具有網絡功能，可以回放硬盤錄像機上記錄的文件，有慢放、快放、倒放及逐幀播放等類型分類檢索模式，回放錄像時可以顯示事件發生的準確時間，單畫面全屏回放時可以選擇圖書館56個監控區域中任意區域進行局部放大，播放該區域的

錄像。同時系統還可以通過IDE接口、USB接口使用普通u盤、移動硬盤、刻錄光驅進行備份，還可以通過網絡下載硬盤上的文件進行備份。

2.3.3云臺控制功能

系統支持通過RS485通訊的云臺解碼器，實現云臺和球機控制，調整攝像機的拍攝角度、光圈大小、焦距長短及被拍攝物體的遠近。

2.3.4報警聯動功能

系統DI／HDI具備8路外部電壓量報警輸入，CIF為4／8／16路接地報警輸入(接地產生報警)并具備視頻丟失報警、動態檢測報警，具備多路繼電器開關量報警輸出，便捷的實現報警聯動及現場燈光控制。

2.3.5網絡操作功能

系統除實現上述主要功能外，還可以實現設置參數的修改以及系統的軟件升級。采用嵌入TCP／IP協議及嵌入式操作系統，可以通過Windows自帶的IE瀏覽器訪問，還具有遠程報警處理以及系統日志查看等功能。

3門禁系統

高校圖書館安裝門禁系統首先是承擔重要的大門守21132作，避免外來人員給圖書館帶來的安全隱患，在一定程度上杜絕了一些非安全因素的發生，保證了設備與書、刊文獻的安全性。其次系統忠實記錄了所有入館者的人館時間、姓名等詳細資料，為廣大師生來館利用文獻提供了真實可靠的數據。

3.1門禁系統的特點

門禁系統能利用讀者進館刷卡，自動識別讀者有效證件號、姓名等數據并進行人館權限確認。有效卡閘機開門放行，無效卡系統發出聲、光提示，閘機關門禁止通行。

門禁系統具有友好性，體現了高校圖書館人文管理的內涵，在與讀者的交互信息中沒有具備強迫性，使讀者在進入門禁系統時可以安全通暢。目前高校圖書館安裝的門禁系統多為聯網式，系統由兩部分組成，前端為設備識別裝置，刷卡進入閘機和門鎖啟閉裝置，另一部分為安裝在系統管理計算機上的軟件產品，通過計算機對門禁控制器實施控制。

3.2主要功能描述

3.2.1自動識別功能

入館讀者刷卡后系統自動讀卡，顯示屏顯示持卡人姓名，由門控制器檢驗卡，決定是否放行，由計算機負責記錄、存儲、統計。

3.2.2信息提示功能

門禁具有完善的可通行通道指示(綠色V)和不可通行通道指示(紅色×)，并伴有語音提示、聲光報警，從而有效地引導讀者通行。

3.2.3信息管理功能

實時采集進館讀者的數據，自動產生進館讀者的詳細記錄，生成統計報表和統計圖，系統有詳細的信息管理軟件。

3.2.4系統管理功能

系統能靈活地設置參數和運行模式、運行狀態，如有效卡的通過時間，驗卡后的等待時間，重復刷卡的間隔時間，免檢模式，緊急通行模式等。

3.2.5后臺控制功能

后臺數據庫是整個系統的控制中心，門禁的計算機管理系統將進館讀者信息記錄并定時的發送到后臺數據庫。

3.2.6系統擴充功能

系統可實現IC卡、條碼卡、磁卡等各類證卡的準確讀取，并支持校園一卡通，預留了三種讀寫器接口，高校圖書館可根據需要方便地更換刷卡類型。

3.2.7通訊處理功能

通訊管理器負責門禁與管理計算機的通訊，處理完成讀者讀卡信息的發送和反饋數據的接收。能及時掌握讀者流量，了解各院、系教師和學生讀者的到館率等數據以備查詢，員工進館統計和打卡機配套使用做為考勤的依據。

4圖書監測儀系統

4.1圖書監測儀系統的原理

圖書監測儀系統屬于電磁感應類監測系統，它采用電磁感應原理設計制作，在通道一側發送支架內裝有發射線圈，通過外接式控制箱控制，通入正弦振蕩信號，建立超低工作頻率的電磁場，同時利用通道另一側支架內的接收線圈，在一個特定的閉環電磁場的作用下，對固定頻率的磁場信號實施監測。如果攜帶未消磁的圖書通過監測通道時，系統內置的紅色報警燈就會自動報警，并伴有聲音提示，同時報警燈能準確地指示觸發報警的通道。由于圖書監測儀系統采用低頻電磁波監測，可以把系統周圍的電子產品對監測儀的干擾降到最小，減少誤報，以達到最佳的安全監測效果。

4.2系統的功能及安裝描述

系統采用外接式電路箱，應用極低的電磁波與可調節偵測高度設計，大大提升了系統與環境的相容性與偵測范圍的控制性，降低了誤報率，擁有極其安全的監測效果。

系統監測范圍高度可達地面以上1800mm并可調節適應不同的監測身高需要，通道寬度109mm內置計數器，自動記錄通行人數。該系統和所有的3M圖書館系統附屬設備產品具有相容性。通過美國UL、加拿大CUL及歐洲CE認證標準。

北京體育大學在圖書館大廳門禁的兩側，各安裝了一臺單通道3MODEL3501DM型圖書監測儀，方式為直接式安裝，該儀器具有簡約和流線型設計，外型美觀，與之配套的是二臺3M圖書充消磁器，用于對外借的圖書進行消磁，對歸還的圖書進行充磁。開架圖書中全部裝有3MTattle--Tape安全消磁條，對全館開架的圖書擁有極其安全的監測效果。

5火災預測報警系統

火災預測報警系統在高校圖書館安防系統中占最重要的地位，該系統一年365天，每天都在嚴密監控著圖書館可能出現的火災危機。

圖書館的火災報警系統主要是由火災探測器(觸發器件)、火災報警裝置以及其他輔助功能裝置組成，它能在火災初期將燃燒的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過火災探測器變成電信號傳送到火災報警器，并發出聲光報警信號，同時指示出報警的準確位置。

聯動型火災報警控制器。常用的聯動型火災報警控制器按其用途可分為區域報警控制器和集中報警控制器。區域報警控制器的主要功能包括：火災信號處理與判斷，聲、光報警，故障檢測，模擬檢查，報警記時，備電切換和聯動控制等。集中報警控制器的主要功能包括：報警顯示、控制顯示記時、聯動聯絡控制、信息傳輸處理、火警、故障具體位置信息、記錄火情處具體位置、具體時間打印并記錄。

該報警器具有液晶顯示功能，采用全液晶顯示，能方便快捷地查詢系統火災信息及系統工作狀態，快速地查詢到所要的信息。系統火災記錄功能具有黑匣子功能，可存儲1000條記錄，方式先進可靠，存儲記錄時間長，具有打印功能。根據用戶需要選擇打印內容，節點輸出功能，系統具備6組可編程繼電器有源輸出，可根據圖書需要設置啟動邏輯，可直接從鍵盤輸入，圖書館工作人員即可編程，系統采用二總線回路，可同時支持分支、單支、樹型分支等多種布線方式。

火災探測器是火災自動報警系統中最重要的檢測原件，該原件工作的靈敏度、可靠性、穩定性等技術指標影響著整個報警系統的好壞。

北京體育大學圖書館安裝的是LDl28E(Q)聯動型火災報警控制器(集中報警控制器)，該控制器可匹配4個回路，每個回路可混接256個探測器、聯動模塊或區顯，即聯動控制器總容量為1024點，其中探測器、聯動模塊和區顯的比例可自由調配。同時它除有一組公共火災繼電器輸出節點外，還有6路繼電器有源輸出。控制器具有一個CAN總線接口，可以和其他控制器形成對等網絡，可與CRT樓宇自動化設備及運程消防管理系統相連。

一層共23個房間各安裝了一個智能型煙感式火災探測器。一層門廳東、西、北走道安裝探測器11個，一層共計34個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個；二層大廳安裝探測器6個，手動報警按鈕1個，聲光報警器1個。二層開架借閱區，安裝探測器12個，手動報警按鈕2個，聲光報警器2個；三層3個閱覽區與研究區共設探測器17個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個；四層電子閱覽區、奧林匹克文獻信息中心、展覽區、過刊閱覽區安裝器探測器16個，手動報警按鈕3個，聲光報警器3個。書庫為六層，一層庫存本庫和二層書庫安裝探測器10個，手動報警按鈕2個，聲光報警器2個；3—6層書庫每層各安裝探測器10個，手動報警按鈕各1個，聲光報警器各1個。全館共安裝智能型煙感式火災探測器164個，手動報警按鈕20個，聲光報警按鈕20個。聯動型火災報警控置設備安裝在一層控制室，有工作人員24小時進行值守。

本文描寫的安防系統在北京體育大學圖書館已經取得了具體的設計與實現，從系統安裝后的使用情況看，該系統的設計較為合理，能夠滿足圖書館對安全防范的需求，達到了安裝安防系統的目的，目前該系統工作正常，狀態穩定，運行良好，保證了圖書館的安全，大大減輕了工作人員巡視的工作量。