浅谈电子围栏的最新技术设计及应用案例

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　　目前，安防行业的各种应用市场正处于快速的转换期，而安防领域内的周界报警也在日益更新中。从传统的红外对射到现今主流的电子围栏，再到智能化周界电子围栏系统的出现，使得周界安防领域出现了”联网、智能、集控”的典型特征。下面笔者就浅谈电子围栏的发展、设计与典型案例。

　　电子围栏的演变大致经历了三个阶段

　　第一阶段：电子围栏最早起源于欧洲的流动牧场，牧人为了放牧的需要，拉一根导线，通上直流电，就形成简单的电子围栏，使牲畜在一定范围内活动。战后在欧洲，牧业在农业中的比重是很高的，大量的牧业市场需求促进了”电子围栏”的开发和推广。牛羊等遇到”电子围栏”的电击阻挡而退回，很好地起到”牧羊人”的作用，同时也防止圈外的大型动物或猛兽跑进来，对当时的牧业发展起到了较大的促进，目前在一些畜牧业比较发达的国家仍然在发挥着较大的作用。

　　第二阶段：随着整个电子围栏行业的发展和深入，产品附件和种类越来越多，90年代中后期具有阻挡和报警功能的智能型周界安防报警系统，开始专业用于社会公共安全领域，它具有断路、短路、失电报警功能同时又秉承了电子围栏的安全阻挡功能。该产品充分考虑了人的主动性和智慧性，能准确判断出无意触摸、蓄意破坏、非法闯入等各种情况，是目前周界安防项目的比较好的选择。

　　第三阶段：随着人们对产品性能和功能的要求越来越高，产品需要更加人性化，具有更多功能的产品开始出现。第二阶段的产品输出脉冲电压恒定，这样，当周界的长短出现变化时，前端的电压会随着周界的长度出现过高或过低的现象;同时，当产品安装在围墙较低的别墅或小区时，白天会出现误击到小孩或附近工作人员的现象。基于以上问题，现在出现了可以调节输出电压和可以设定高压模式、安全模式切换功能的更先进的产品，当切换到安全模式时，手触摸电子线缆无电击感觉，但如果被破坏，仍然会发出报警信号。同时，这一阶段的产品还有的具有遥控操作、远距离操作等功能，为产品大规模地应用于别墅、小区提供了更好的产品。

　　最新技术设计

　　智能型脉冲电子围栏系统是目前市场上最新的电子围栏技术产品，其是通常由围栏前端、围栏主机及控制键盘等组成：围栏前端由四根或六根合金丝构成，通过受力杆支撑，安装于防护区域，形成有形周界，中间悬挂高压警示牌，起到阻挡与威慑作用；电子围栏主机用于产生和接收高压脉冲信号，可探测到前端围栏、断线、短路等状态，能够产生报警信息，通过总线或开关量方式将报警信息传送给后端报警系统；控制键盘用于接收并记录电子围栏主机的报警信息，可集中管理及控制电压、灵敏度、布防与撤防等参数，同时还可将报警信息及主机工作状态及时上传至计算机。

　　传统周界报警系统通常由脉冲电子围栏系统、地址模块、电子地图模块、视频联动模块、报警主机等构成。地址模块的功能是是将电子围栏主机输出的开关量报警信号转换成RS485、CAN或MUX等报警主机能识别的总线信号；电子地图模块功能是直观地显示出每个防区的区位与工作状态；视频联动模块功能是当周界被入侵时产生一个开关量信号输出给视频监控系统以实现录像、抓拍或实时视频监控；报警主机主要功能是接收前端探测器（如电子围栏系统、红外对射系统等）送过来的信号，转化成为人类可识别的信号（比如控制一个警号响、拔打电话之类），存储记录报警信息供事后查询，同时通过控制报警主机，可让整套防盗系统布防或撤防。

　　目前报警主机已相当成熟，专业厂家的产品功能强大，通用性好，但如果用于周界报警系统针对性不强，其最大的问题是只能对电子围栏主机进行布防或撤防，不能控制电压、灵敏度等参数。目前大多数电子围栏厂家都有自己的控制键盘，都具备一点报警主机的功能，如果直接用于周界报警系统功能还略显不足。所以笔者个人认为应当在控制键盘的基础上集成更多报警主机的功能，直接替换掉报警主机，由电子围栏厂家提供全套周界报警系统解决方案，这样的系统稳定、兼容性好、功能强大。当前周界报警系统应具备以下模块及功能：

　　电子围栏主机：脉冲周期为1S，持续时间为0.1S，脉冲最大电量小于2.5mC；可准确检测短路、触网、断线等入侵事件，零误报率；具备高、中、低三种探测灵敏度，单线对地电压为750-7000V可调，相临两线之间电压为1500-14000V；智能保护设计，电流自动调整，确保不造成人身伤害；兼容六线制及四线制；内置防雷电路，防止雷击时部分感应电流窜入电子围栏主机从而损坏电路；应适应多种供电方式，可外接蓄电池或UPS，保持供电稳定；配置操作按键，可实现布防，撤防及电压调节等功能；配置大屏幕液晶显示屏，能够显示实时电压、报警信息及供电方式等主机信息；具有智能调节电压功能，用户可根据实际需求设置出厂电压值；可选配智能控制键盘，通过控制键盘设置电压，灵敏度，布防和撤防等功能；可直接与电脑相连，通过电脑能够实时控制电子围栏主机，当发生入侵事件时能及时上传报警信息；具备开关量输出接口，辅助电源输出接口。

　　地址模块：设置8位拔码开关，支持255个地址，对应防区为1-255；可接入各种类型开关量输出报警器；与控制键盘协议兼容，可接入到控制总线。

　　电子地图模块：每块电子地图模块支持32个防区，设置拔码开关，最多有8个地址，即对应共255个防区；每路输出信号以恒流源或恒压源方式输出，可直接驱动LED指示灯，提供100mA以上驱动电流。

　　视频联动模块：每块视频联动模块支持32个防区，设置拔码开关，最多有8个地址，即对应共255个防区；每路信号通过继电器隔离输出，触点容量为AC250V/2A以上，信号方式为常开或常闭；模块还应具备指示灯功能，可直观地反应出防区入侵状态。

　　中心控制键盘：支持大型系统，可同时控制1-255个防区，防区可以是电子围栏主机或任意开关量输出的报警器（需使用配套地址模块）；可实时显示和控制每个防区的工作状态，能分别对每个防区进行布防与撤防；可连接继电器板，最多显示255个防区；可连接热敏打印机，实时打印报警信息；可通过USB接口连接电脑，使用专属的操作软件进行操控，在电脑屏幕上显示电子地图和报警记录；具备日夜转换功能，可智能调节脉冲主机电压；内置蜂鸣器，用于产生音频警告；一组开关量输出，即一个常开一个常闭，便于与其它系统接口；具备报警信息存储功能，可存储500条报警记录；LCD液晶大屏显示，便于直观操作，可设置操作密码，减少非使用人员的误操作。

　　以上是周界报警模块所列出的技术参数基本可符合市场应用所需，无论是报警主机、地址模块、电子地图模块、视频联动模块、中心控制键盘所需要的先进技术与必要的参数设计都代表着行业前列。

　　典型应用案例

　　电子围栏在大型活动当中的应用屡见不鲜，如上海世博会、广州亚运会等此类大型项目中就广泛应用了电子围栏。就广州亚运会来说：2010年广州亚运会暨第16届亚运会于2010年11月12日至27日在中国广州进行，广州亚运会整体周长16公里，总共设置90个防区。此项目的电子围栏安装要求是智能一体化中心控制。所以在设计的时候在具备脉冲电子围栏防区布防或撤防的同时，应具备调节控制电压、灵敏度等参数。

　　因为亚运会白天比赛期间会场人员数量较多，应避免脉冲电压过高所造成的人员误击现象。而夜间停赛期间会场人员数量较少，应避免有不法分子蓄意破坏电子围栏设备而翻入围墙进入亚运会场。所以需要能对白天及夜晚的时间段分别对电子围栏脉冲探测器进行电压高低的切换的电子围栏周界智能系统。同时由于会场周界较长，也需要能在后端的中心控制室集中对前端的所有脉冲电子围栏探测器进行集中控制。

　　因上述要求所配置的情况：前端采用电子围栏脉冲探测器45台，每台具备2个防区功能。中心控制室采用中心控制键盘。可同时支持在线操控达255台电子围栏脉冲探测器。在485通讯功能上做了信号速度优化的处理。对前端的智能型电子围栏脉冲探测的响应速度低于1S。并配合电子围栏周界的软件平台进行联动的控制。这样就形成了一套智能、强大、高效的电子围栏报警系统。

　　结束语

　　未来，高技术含量、高易用性、高性价比、易兼容的周界报警整体产品解决方案将成为市场的主流，而电子围栏作为周界报警的主要手段，市场前景也较为明朗，因为市场的数据也表明，电子围栏每年平均以超过25%的增长率快速增长。