厂区智能安全防范系统升级改造方案设计分析

厂区智能安全防范系统升级改造方案设计分析

摘要：随着工业4.0的不断推进，工厂的现代化管理手段也越来越丰富，准确性

也越来越高，各种先进的安全防范技术手段可有效的加强对各种场合，特殊设备

以及人员的直观管理，及时、有效的反映重要地点区域的现场情况，增强安全保

障措施，同时进一步规范各岗位的生产管理。本文以广州某工业园安全防范系统

的现状以及最大程度利旧原有设备和线缆的要求，给出了厂区现有安全防范系统

的升级改造方案。

关键词：厂区；安全防范系统；升级改造；设计

一、广州某工业园简介

工业园占地面积170000平方米，是一座生活设施齐全、工作环境舒适、功能布局合理的园林式工业园，内建有十六项循环经济设施。厂区改造由1 栋科技楼、

1 栋办公楼、1 栋研发楼、1 栋专家楼、7 栋宿舍楼、5 个产品车间、

2 个产品仓库、

2 个食堂、1 个足球场和 1 个篮球场组成。早期已由管理部门分批建设出入口控制系统和视频监控系统。

二、系统详细设计

1、监控指挥中心

（a）屏幕显示设计

监控指挥中心的监控显示屏必然要长时间工作，需要选择一款稳定性强，使

用寿命长的拼接屏产品。因 DLP 背投灯泡寿命仅有三千至五千小时，需要定期更

换灯管，必然导致后期维护成本太高，安装时还需在背面保留800mm 的散热区，本项目的现场空间无法满足。而 PDP 等离子拼接的低寿命和屏幕灼伤同样不适合

实际使用需求，所以最终采用 LCD 液晶拼接屏技术。

通过对监控指挥中心的现场测量，并参考市场各类规格尺寸的液晶拼接单元，最终选定设计一块 3×4 LCD 液晶拼接电视墙，采用 46 寸 3.5mm 拼缝高亮液晶拼

接单元[24]。液晶拼接单元长约 1m，宽约 0.6m，整个电视墙长约 4m，宽约 1.8m。 DVD 播放机、视频解码器、摄像机等符合视频信号源采用 CVBS 接口与矩阵设备连接，视频信号通过矩阵设备处理后传输至嵌入式拼接控制主机，通过嵌入式

拼接控制主机的视频数据处理后将视频显示信号通过 DVI 接口传输至LCD 液晶显

示屏上，同时显示屏能通过 CVBS 接口与视频矩阵直连进行传输线路备份。

控制中心的 VGA 信号通过 RGB/VGA 视频矩阵进行视频信号处理后传输至嵌入式拼接控制主机，通过嵌入式拼接控制主机的视频数据处理后将视频显示信号通

过 DVI 接口传输至 LCD 液晶显示屏上，同时显示屏能通过 VGA 接口与 VGA/RGB

视频矩阵直连进行传输线路备份。

网络视频信号通过网络交换机传输至 LCD 液晶显示单元，在液晶显示单元内

配置有解码处理模块。

对 LCD 液晶拼接屏的控制可通过管理电脑或平板进行设置，嵌入式拼接控制

器通过串口信号与各类矩阵设备和显示屏连接，实现大屏的显示管理和信号切换。

（b）报警提示设计

在监控指挥中心内配置警号和警灯，出现安全类告警时触发警号和警灯进行

直观性报警，同时后台管理软件通过 LCD 拼接屏立即弹出厂区报警位置，当入侵

报警与视频监控联动时还可弹出报警区域前端监控画面，让安保人员第一时间迅

速掌握前端事发区域的现场情况。

（c）综合安防管理软件平台设计

从系统架构而言，平台的设计可分成五大层，分别是：接入层、交互层、应

用层、实现层和表现层。

第一层为设备层，包含监控摄像机、网络硬盘录像机、视频编码服务器、门

禁读卡器、混合矩阵、消费 POS 机、红外探测器、双鉴探测器、管理电脑和门磁

开关等前端硬件设备，向上层提供实时的数据。

第二层为交互层，包含各类系统相关数据库和连接链路组成的大型资源数据库，进行各类系统的数据封装，增强整体系统的兼容性。

第三层为应用层，实现子系统的软件架构管理，分为业务应用和基础应用。

在此层上进行系统开发设计，为管理人员提供操作应用，实现系统间的管理统一。

第四层为实现层，负责子系统管理软件之上的各种管理操作，包括视频监控

子系统、电梯控制子系统、出入口控制子系统、机房动力环境监控子系统等，实

现系统间的管理统一。

第五层为表现层，使用Web Service 将业务功能展现给管理人员。手机、C/S、B/S、和平板均可成为平台客户端。?

2、车辆管理系统

早期车牌识别系统的补光灯、LED 显示屏、车牌摄像机等设备采用堆砌式设计，集成度极低仅仅满足使用功能的需要，设备之间的线缆连接随意，所有设备

均暴露在外，经过风吹雨淋设备和外露线缆容易老化损坏，设备的运行效果和寿

命均受到影响。

通过对市场的了解和综合考虑，最终选用了一体式车牌识别主机，这款主机

将补光灯、LED 显示屏、车牌摄像机集成于一体，各类设备和线缆均隐藏在一体

机内，安装使用也极为方便。

对于生活区的人员出入管理设计采用三棍闸通道设备，设备采用 TCP/IP 网络

方式进行信号数据传输，信号线采用超五类网线接入就近楼栋的网络交换机，电

源线采用 RVV3×1.0mm 线缆就近取电。

三棍闸机的使用可以使人流有序的通过生活区出入口，同时将 IC 卡制作成工牌，员工日常佩戴工牌，进出三棍闸通道时采用刷卡认证方式，有效的杜绝了非

厂区人员的混入，同时可以记录厂内人员的进出情况完成各类管理功能，并能实

现消防联动，紧急情况可快速出入。

在厂区主出入口和物流出入口各配置 1 套一进一出自动车牌识别系统，在生

活区出入口配置两台三棍闸的管理主机，中心机房至各出入口门岗均布放一根 8

芯室外单模光缆，门岗内配置8 口网络交换机用于连接车牌识别设备和三棍闸机，系统通过网络与管理中心的服务器相连。

图1.入口处理流程图图2.出口处理流程图

3、出入口控制系统

目前厂内已建设11套门禁，其中研发楼5套、办公楼5套和专家楼1套。身份识别方式采用市面常见的IC卡识别。

系统采用老式的RS485总线结构，这种系统结构由于其布线方便、节约成本、传输距离远等优势被广泛运用在早期项目中。但其不足之处也随之显现：1、

RS485总线控制线路直接通过转换器与电脑连接，无法设置多台分控电脑，当控

制线接入的管理电脑出现故障无法运行时，整条RS485总线链路上的所有设备将

全部无法正常工作。2、由于RS485总线树形结构的特殊性，当主干线的任意位

置出现短路等故障时，会直接导致系统无法正常运行。总线结构最长可延伸1200