中国华侨历史博物馆弱电系统设计

关晓彤　张鑫宇

摘要：该文介绍了中国侨联华侨历史博物馆弱电系统设计，弱电系统包括计算机网络系统、安防系统、智能卡系统等。

关键词：安防；弱电；网络

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）08-1703-06

中国华侨历史博物馆建在首都北京东直门北小街，占地约一万两千七百平方米，分地下三层和地上二层，地下一层和地下二层主要是藏品和文物库房及基本展厅，一层和二层为基本展厅和专题展厅等，展出的文物、图片估计超过三十万件，将主要表现华侨艰苦创业、心系中华的光辉历史。

博物馆由藏品库区、陈列区、技术及办公用房、观众服务设施等部分组成，其中：藏品库区由藏品库房、鉴赏室、复制室、管理办公室等组成。陈列区由陈列室、美术制作室、观众休息厅，报告厅、接待室、管理办公室、警卫室等组成。技术及办公用房应由鉴定室、摄影室、修复室、文物复制室、研究阅览室等组成。观众服务设施包括售票处、纪念品出售处、零食小卖部、休息处、厕所等组成。

本博物馆弱点工程包括：综合布线系统、安全防范系统、有线电视系统、多媒体展示和会议系统、网络终端设备、机房装修、楼宇控制系统、灯光控制系统等。

1技术要求

1.1 先进性

博物馆的智能化设计采用先进系统设备及系统软件和开发工具，保证系统在技术上领先，成熟稳定，符合今后的发展趋势

1.2 开放性

系统应具备开放性和兼容性。高度模块化设计，可与未来更换扩展的设备具有互联性与互操作性，各个子系统之间留有接口，为子系统扩充、集成留有余地

1.3 安全性

对数据率的存储与访问，应有有效的安全措施，防止数据被破坏、窃取等事故发生。安全级别控制健全，防止截取操作，能有效审计用户操作，以便追查事故原因。

1.4 可靠性

软硬件设备运行稳定，故障率低，容错性强，应采用有效措施，保证系统无故障连续运行。

1.5 适用性

管理功能全面，能充分满足博物馆自身各种业务的管理要求，应具有完全的中文操作环境，界面简练、友好、联机帮助健全有效。

1.6 可维护性

具备故障诊断和分析工具，能帮助维护人员迅速判断故障原因，并具备有效的维护工具和系统自恢复工具，能保证及时准确排除故障。

2 网络基础设施建设

2.1 概述

计算机网络作为整个弱电系统管理的最基础设施，从某种意义上来讲其性能的好坏将决定着整个弱电管理系统的成败。此外，它还是博物馆开展的计算机相关业务、办公自动化管理系统的基础平台。博物馆网络平台建設包括内部网络平台建设与互联网接入两大部分。

2.2 互联网

华侨博物馆与外界进行信息交流可申请百千兆带宽网服务，采用万兆核心交换机，100mbps链接到桌面用户，并配置网关、防火墙和查杀软件，以确保网络的安全。

博物馆为了充分利用网络上的资源为博物馆的侨情等研究服务，博物馆工作人员可经常从互联网上进行相关数据的采集，以充实博物馆的数字化信息库。网络管理人员和博物馆的业务人员经常保持交流，通过博物馆网络搜索工具，在信息检索主题词栏内输入要搜索的主题词，通过数据挖掘等技术，即可在互联网上检索到与搜索主题相关的学术论文、研究动态等信息，将相关信息下载并分类追加到博物馆的信息资源库中以备博物馆工作之需。

2.3 局域网系统

局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内，将各种计算机、外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网，简称LAN。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。

博物馆通过综合布线和数据网相结合的方式建立起能够承载博物馆信息化系统的局域网络，进而为博物馆的数字化进程奠定基础。

2.4 WLAN系统

随着信息化环境的日益成熟，计算机终端尤其是轻巧灵活的笔记本电脑的普及率开始不断上升。作为一种便于携带的移动计算设备，笔记本电脑结合无线网络使用可以把该设备的特性发挥到极致。在博物馆内搭建无线网络，利用无线网络方便、快捷的特点，充分发挥笔记本电脑的作用，可以提高网络的利用率，进而提高信息化应用的深度和广度，最终在各个方面和层次对博物馆产生积极的影响。

WLAN （ Wireless Local Area Network， 无线局域网）是计算机网络与无线通信技术结合的产物。它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连接问题。

2.5 网络图

华侨博物馆建立统一的网络平台。对外连接相关事业单位和其它博物馆，实现跨区域的协同办公，为互联网访客提供获取博物馆信息、沟通交流的平台，为博物馆内部用户提供VPN接入。对内为各子系统提供网络接口，实现各系统之间的联动，为内部员工提供互联网服务，以及内部信息交互共享、协同办公的平台。

网络平台采用双核心、双链路冗余设计，提高了网络稳定性，增强了网络的健壮性。通过防火墙部署安全策略，能够有效抵抗外部侵入，入侵检测系统则大大提高了华侨博物馆网络的安全性。上网行为管理设备通过对博物馆内部员工的实名制认证，规范上网行为，拦截与工作无关的网站并记录上网行为，降低了内部资料外泄等相关网络安全事故的发生几率。

3 集团电话系统

集团电话系统作为现代通信系统运作不可或缺的重要工具，现阶段主要涉及的内容有普通语音通信、N-ISDN应用、与公网组网等。博物馆集团电话系统有着较强的汇接、自动迂回功能等组网能力，能满足各种接口、信令的要求，能够通过不同的中继接口（如LS/GS、2/4线E/M、E1、PRI等）、不同性能的传输通道（如专线、载波、微波、光纤等）与其他交换设备相连接。使博物馆电话管理员可有效管理外线来电与内线呼出。博物馆电话设备一般由外线与分机构成。接入集团电话中常用外线种类：普通外线、普通中继线、ISDN线路、E&M专线。接入集团电话中常用分机种类：普通分机、数字分机。

4 安全防范系统

4.1 视频安防监控系统

本次视频监控系统采用网络高清数字监控系统，在整体技术规划方面主要考虑4个部分，前端摄像机的部署，网络传输、中心管理及存储服务器的部署、大屏幕输出设计等。

即整个监控系统规划由包括前端数据采集、数据传输层、控制管理层、视频应用层四个部分组成。前端的数据采集层由IP数字摄像机构成负责前端视频信息的采集及转换，数据传输层由交换机构成，负责对监控数据及其他数据的传输工作，而控制管理层则分为控制管理中心的数据中控矩阵、本地客户端以及远程客户端组成。各管理用户以不同的权限负责不同职能的职责和不同的应用。应用管理层则通过存储转发、视频输出以及结合第三方系统的应用组成。

前端的网络摄像机通过TCP/IP协议，把视频流通过网络传输到NVR上进行存储和流媒体转换，将各前端的IP视频流转发给各监控工作站（客户端）。监控中心的集中管理服务器则负责系统所有前端视频、设备和用户的管理。中心设有电视墙系统，通过视频解码器（虚拟矩阵）对图形工作站的管理控制把前端的视频图像解码输出到中心的电视墙上。另外可根据系统功能的扩展考虑增加多屏操作台，可实现视频及电子地图等分屏显示操作等功能。

4.2 入侵报警系统

入侵报警系统通常由前端设备（包括探测器和紧急报警装置）、传输设备、处理/控制/管理设备和显示/记录设备部分构成。前端探测部分由各种探测器组成，是入侵报警系统的触觉部分，相当于人的眼睛、鼻子、耳朵、皮肤等，感知现场的温度、湿度、气味、能量等各种物理量的变化，并将其按照一定的规律转换成适于传输的电信号。操作控制部分主要是报警控制器。监控中心负责接收、处理各子系统发来的报警信息、状态信息等，并将处理后的报警信息、监控指令分别发往报警接收中心和相关子系统。

本次方案设计中所采用前端探测设备主要有主动红外对射探头，多光束对射探头、紧急按钮、被动红外探测器、吸顶式红外探测器、室外红外探头、红外/玻璃破碎探测器等。

1）周边围墙及玻璃窗外围主要采用红外对射探测器，玻璃窗采用多光束对射探测器。

2）一楼出入口及各层走廊、值班室主要采用壁挂式双鉴移动探测器、吸顶式红外探测器和门磁采用长距离双鉴探测器。

3）展厅主要室内安装红外探测器。

4）文物展柜、保险柜主要在重要文物展柜内安装玻璃破碎探测器24小时布防。

5）文物库房主要安装吸顶式红外探头。

6）监控中心控制室内设三个报警按钮主要有联网无声按钮、联网有声按钮和警铃，值班休息室设联网有声按钮。控制室外安装双鉴探测器，防止人为非法由监控中心至其他楼层，或者由其他位置至监控中心（不包括洗手间）。

7）报警联动是各个子系统通过联动形成安防网络，报警探测器、紧急报警按钮、压力开关报警前端触发报警，警情发送至中心控制室，通过报警主机输出闭路电视监控系统录像、录音，在监控中心报警计算机上弹出报警地图，上传110报警中心需配置专用传输和公用电话网组成的有线传输系统，与上一级报警中心实施双向通信。

4.3 周界防范报警系统

周界防范报警系统是指对某一区域的边界进行防范或当该边界被外来事物侵入后报警的防范系统及体系。“周界”有可能是银行、博物馆、仓库、住宅小区，也有可能只是人为划分的某个特定的区域或界限。同时，周界防范的手段也从护城河、围墙、铁丝网到入侵报警器等。当今的周界防范报警系统大体可歸类为：红外技术探测器、震动电缆＼光纤周界报警系统、埋地泄露电缆、张力式围栏周界报警系统、静电感应周界报警系统、传统高压电网、脉冲电子围栏周界报警系统以及新兴的智能视频分析系统。

博物馆采用智能视频分析系统。智能视频分析通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。

4.4 出入口控制系统

根据安全技术防范管理的需要和充分考虑博物馆实际应用，在文物库房区域、展陈区域，主要出入口，通道，设备机房等处设置门禁控制装置。系统对受控区域的位置、通行对象及通行时间等进行实时控制并根据不同用户的通行权限设置多级程序控制。门禁控制系统同时兼容报巡更系统。

采用TCP/ip或485协议进行通讯，由监控中心门禁管理软件进行控制和管理，系统由门禁控制器、门禁读卡器、指纹仪、锁具、门磁、出门逃生按钮等组成。门禁控制系统设置布点范围包括：文物库房区域、展陈区域、主要出入口、通道、网络机房等。

4.5 在线巡更系统

博物馆在线巡更系统基于出入口控制系统建立。巡更系统采用在线工作方式，以门禁系统设备作为巡更点基础，利用门禁现有的读卡器作为巡更读卡器，巡更读卡器只向中心传递巡更数据而不做开门动作，由于门禁系统的读卡器遍布于馆内各处，使得在线式巡更管理可以方便的实现。在门禁管理软件上设置好巡更路线和巡更点（读卡器位置），巡更人员在指定时间内到指定位置时，将巡更卡在读卡器上读取一次，有门禁系统将巡更信息直接显示在中心控制室的软件中。

4.6 有线、无线对讲系统

博物馆配置有线对讲分机与无线对讲机台，无线对讲系统作为有线对讲系统的补充，在紧急情况下，中心控制室能够与其他部分进行无阻碍通讯，是指挥上传下达有力保证。无线对讲系统保证全馆无死角信号覆盖。有线对讲系统采用总线制对讲系统，在各巡更点、库房、展厅、出入口等重要区域共设置对讲分机。

4.7 停车场管理系统

停车场管理系统主要功能：

1）长期客户刷卡进入停车位。

2）临时客户进场领卡，离场还卡。

3）停车场长期持卡户自动扣除卡中金额，临时顾客根据卡中时间算出应收金额。

4）司机刷卡控制档车杆的起落。

5）自动统计停车场的停车记录和收入报表，并实时显示空车位情况。

6）具有防止逆行功能，保证一卡一车。

7）卡片挂失等情况的管理。

8）具有不合理或非法行为的报警功能。

5 智能卡管理系

中国华侨博物馆一卡通管理系统是运用先进的计算机网络技术、通信技术及非接触式IC卡技术，为华侨博物馆的各项管理功能提供现代化手段，以提高管理质量和水平。

华侨物馆的智能卡系统由三部分组成：门禁系统、停车场管理系统、电子巡更系统、消费系统等。博物馆智能卡采用非接触式IC卡实现整个博物馆内的门禁、保安在线巡更及防盗防火报警和视频报警联动等综合管理功能。该系统包括发卡中心、门禁、巡更、防盗与防火、视频报警联动等子系统，各子系统要求采用同一品牌的设备，管理工作站分设在不同部门，智能卡管理系统的管理服务器设在弱电系统控制机房。各子系统人员卡必须是同一张卡片实现各子系统功能。各子系统之数据采用同一数据库管理，卡片发行应在同一发卡中心完成。

6 公共广播系统

公共广播系統是专用于远距离、大范围内传输声音的电声音频系统，能够对处在广播系统覆盖范围内的所有人员进行信息传递。公共广播系统在现代社会中应用十分广泛，主要体现在背景音乐、远程呼叫、消防报警、紧急指挥以及日常管理应用上。博物馆主要设置在公共区域，如：出入口，楼梯、展厅等；还设置在安保中心和管理中心，主要播放通知、音乐、科普知识、和紧急广播和火灾报警等。

7 卫星接收及有线电视系统

CATV系统是MATV系统的基础上发展起来的，基本组成是信号源接收部分、前端部分、干线传输部分和分配网络组成，系统的供电、防雷等均分散在上述各部分内。信号源接收部分的主要任务是前端提供系统欲传输的各种信号。单元定向天线来接收VHF，UHF频段的电视信号。系统的前端部分的主要任务是对送入前端的各种信号进行技术处理，将它们变成符合系统传输要求的高频电视信号，最后将各种电视信号混合成一路，馈送给系统的干线传输部分。系统的干线传输部分主要任务是将系统前端部分所提供的高频电视信号通过传输媒体不失真地送到系统所属的分配网络输入端口，且其信号电平需满足系统分配网络的要求。CATV系统的光纤传输，实际上是把CATV系统前端部分输出的高频电视信号调制成波长为1310nm的激光信号，这个任务由光发送机完成，经过光纤传送后，由光接收机接收并还原来的高频电视信号后馈送给系统的分配网络。按系统功能和作用不同，可分为有线电视台、有线电视站和共用天线系统

考虑到华侨博物馆的实际情况，卫星接收及有线系统包括：卫星电视、有线电视、博物馆自编电视、游戏、教育、博物馆文化传播等节目。

8 多媒体信息发布及多功能会议室

8.1 多媒体信息发布

在博物馆的服务台、展厅设立查询一体触摸屏、LCD液晶屏、LED大屏，建立博物馆的多媒体信息发布平台，宣传博物馆的馆场展区介绍，游览介绍、文物介绍、以及博物馆活动信息等。

通过信息发布系统，把各个显示器设备连接成一个多媒体信息网络，根据各个信息点的场地情况、及视觉效果要求采用液晶电视，打造一流视觉体验，通过网络管理，简单操作，便可让前来的人员体验到缤纷多彩的视觉冲击，更直接、主动的获取传递的各类信息，建立快捷的信息传送通道。

8.2 多功能会议室

根据华侨博物馆的要求，建立的多功能会议系统，处理满足传统简单的会议要求外，还应具有全权控制会议程序、投票高清晰图像演示，并且可以根据要求配置投票表决功能及会议电视系统，他由大屏幕显示、多媒体音视频信号源、音响、切换和中央集成控制几大部分组成。选取具备先进功能的录像机和图文传送器通过大屏幕投影机还原其图像，为更高效、实时地指挥需要配备一套中央集成控制设备，控制室内所有影音设备、信号切换、屏幕升降、音量调节等等功能，大大提高工作效率和简化复杂的操作，能适合所有人士使用而不需要具备专业知识。

一般会议系统分成以下几个子系统：

1）会议发言讨论系统

2）会议扩声系统

3）投影显示系统

4）中控系统

9 楼宇自控系统

楼宇自控选择最可靠的产品，系统产品在设计要有较强的防护和自恢复功能，控制系统必须全开放系统，把大量博物馆声、光、电设备进行系统集成。系统集成具有良好的人机界面，并能满足业务扩展，具备升级能力。通过设在现场的控制器完成对如下系统的监控：

将博物馆内的冷热水、温湿度、变配电、UPS电源、照明、HVAC、给排水、电梯及扶梯、停车库系统等进行检测和控制，以集中监视、分散控制和综合管理为目的。采用开放性技术，达到最佳控制和节能运行，为博物馆提供舒适的环境。为保证空气质量，采用空气质量传感器进行检测和控制。

10 智能照明控制系统

博物馆智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。还可以根据博物馆实际情况调节灯光，达到不同展览要求。

照明控制系统还需要与入侵、报警系统进行联动，当发生偷盗或紧急事件时照明系统自动开启或关闭。通过照度或人体感应实现灯光自动开关或亮度调节，达到节约能源的目的。

11 物业管理系统

物业管理系统是现代博物馆不可缺少的一部分。一个好的物业管理系统可以提升博物馆的管理水平，使博物馆的日常管理更加方便。将计算机的强大功能与现代的管理思想相结合，建立现代的智能化博物馆是物业管理发展的方向。好的系统可以提高物业部门及各个岗位的执行力，实现业务管理和行政办公管理的规范化管理、流程化管理，让各个岗位上的人员，都能依靠计算机辅助管理手段成为物业部门这个大齿轮组内的小齿轮，让大家，都能按照部门制定的业务方向、业务流程去有效的工作，从而实现物业部门下属岗位的相互督促、相互提醒、相互制约，同时，提高行政办公效率、提高业务数据核算的准确性、快速形成决策层、管理层所需要的关键业务数据，辅助领导决策。华侨历史博物馆物业管理系统包括以下几点：

11.1 安全管理

完成物业对保安、消防设备安装情况、使用情況、公共区域监控状况等信息的录入、查询、统计、分析，此模块是面向管理处的安全工作人员，如保安班长、消防班长等。

二级模块包括：保安事件管理：登记各时间段内的保安事件、消防演习、火警记录，对发生的重大事件进行详细记录。

11.2 环境管理

对物业所管辖区域的绿化、清洁等工作进行记录、检查和管理，此模块是面向管理处的相关工作人员。

二级功能模块包括：清洁卫生：划分保洁区域，记录保洁工作执行情况，记录责任人和负责人；绿化管理：对划分绿化区域等进行登记管理，记录绿化工作执行情况。

11.3 车辆管理

包括管理博物馆员工及参观者的车辆档案及车辆事件，为业主提供更周全的服务。此模块面向车辆管理人员。

二级功能模块包括：

车辆档案：主要管理管理处的所有车辆资料包括车牌照、车型号、交费情况、颜色、对应车位号、对应车位位置等资料，并可对它们进行新增、修改、删除、查询；

11.4 出入证管理

对发放和使用的各类出入证件进行集中管理，包括发卡的日期、卡类型（保姆卡、业主卡等）、卡介质（磁卡、条码卡、纸卡）、有效期限、持卡人姓名、收据号码、是否退卡、退卡时间、是否带有门禁系统、停车场系统、有无补卡、有无子卡等进行登记和管理，并可按房间、按客户、按卡号对IC 卡对应的资料进行查询。

11.5 短信管理

以物业部门的数据库为基础，结合成熟、方便的短信体系，将客户服务和内部工作的信息化边界扩展到手机这种大众化的移动终端上。

用于收集、组织待发短信，目前可以收集的短信内容见表1。

11.6 PDA移动服务

工作人员在外场工作过程中，通过PDA 能随时得到最新工作任务的通知，在完成一个工作之后无需回到办公室取单，直接接受下一个任务，直接前往下一个工作地点开展工作，大大提高工作效率。同时对服务工作的分派情况形成数据化的记录，给主管领导提供了实时查询工作进度和员工工作压力的技术手段；

在一项服务任务完成之后，工作人员可以通过PDA 直接登记完工结果并提交反馈。

工作人员在博物馆的任何位置可通过PDA 移动服务系统接收相应部门发送过来的派工单。

12 结束语

以上是华侨博物馆弱电系统总体设计，建设中的华侨博物馆是非常先进和多元化的，特别是它弱电系统包括网络、安防、办公等智能化建设使它最终将搭建成为一个开放的、有高度可扩展体系结构的数据平台、信息发布平台和应用集成平台。