一款适用于发射台站的防盗报警系统设计与应用

张靖宇

（作者单位：四川省广播电视局513台）

广播电视是党和政府的喉舌，是党的舆论宣传主阵地，广播电视发射传输台站是播出环节最重要的部门之一。发射台站一般都具有地处偏远、工作区分散、值守人员不多等特点。如何防范破坏侵扰事件发生，保障广播电视安全播出，一直是台站在不断优化完善的工作。虽然如今台站大都已配置视频监控系统，发生警情事后也能调阅录像回放，但视频监看仍需要人工实时监看，难以做到24小时不间断对所有监控画面进行监视，对于发现稍纵即逝的警情或及时阻止非法入侵，就显得力不从心[1]。而本款防盗报警系统能在第一时间触发报警，提醒值守人员发生警情，同时能及时震慑阻止非法入侵，不至于酿成严重安全事故。

本款防盗报警系统可与视频监控系统组合使用，功能并不重叠，出现报警时可通过视频复核确认报警信息。系统可根据不同的使用场景，使用不同的探头扩展功能，将台站的天线场地、调配室、值班机房及台区围墙等重点区域纳入报警防区，采用人防和技防相结合的手段，防患于未然，将非法入侵的隐患阻止在造成破坏之前，极大提高了台站的安保防卫工作能力。本款防盗报警系统不仅限于发射台站应用，同样适用于在其他很多工作场景中使用。

1 防盗报警器系统设计思路、系统构架与功能

设计一套防盗报警器系统，首先考虑的是稳定性和误报率。报警器只要出现误报或漏报，就会影响使用者对它的可信度，降低安全感。使用者甚至会因为频繁的误报而直接撤防，造成极大的隐患。目前，随着安防技术的发展，手机短信报警、电脑软件平台、移动终端控制等在监控领域的大量应用，技术的迭代演进，安防技术朝着网络化、数字化、智能化的方向发展。但笔者及工作人员依然认为，如果将一套防盗报警器系统设计得复杂化、功能多样化，反而还容易因操作失误造成误报和漏报。因此，针对发射台站的电磁干扰严重和24小时有人值守的特点，本报警系统摒弃看似便捷的无线模式，放弃采购成品报警主机，考虑的是用户使用时更简单直观，是为保证系统的稳定可靠，是根据发射台站的使用场景量身定制，是为适应在发射台站的特殊工作环境中运行而设计的。

本防盗报警器系统由报警主机和6组传感器探头组成，主机系四川省广播电视局513台自主设计制作，采用与非门逻辑芯片HD74HC30P为核心的断线式报警电路，6组传感器探头与主机采用多芯屏蔽线连接，组成可独立撤防布防的6路防区，具有防剪线、防断电、防破坏功能。主机可外接现场报警器喇叭到警戒区域，主机蜂鸣器和现场报警器喇叭并联同步工作。考虑主机是长期运行不停机的状态，笔者对电路进行冗余设计，如在确定元器件额定功率与额定电压等参数时，都远远大于理论值，以期设备达到更耐用的目的。

当系统处于布防模式时，传感器探头被触发告警（如双鉴探头监测区有入侵、红外光栅对射被穿越、装磁控开关的门窗被打开等情形），系统会自动探测到侵入行为，产生声光报警信号，提示报警的防区位置，同时主机蜂鸣器和现场报警器喇叭发出刺耳报警声，会对非法入侵者造成极大的震慑。探头一旦触发报警后，主机立即锁定警情不可逆转，必须人工复位操作，才能撤防或者重新布防，用技术手段强制约束值守者任何时候都必须处理警情，否则警号会长鸣不止。

主机使用2 U标准机箱，电源部分是设计的安防标准12 V直流电压作为主供电源，三端稳压是由一个5 V直流电压给HD74HC30P芯片供电，传感器探头和报警器喇叭都是12 V直流电压供电，一个自动充电电路与12 V蓄电池构成不间断电源。主板与机箱是插件连接，维修时直接替换主板带回检修，这在后期存在异地台站维修时就体现出极大的便捷性。

2 核心元器件介绍

传感器探头是报警系统的核心器件，是准确报警和低误报率的关键保障。各类传感器探头有各自的优缺点，有其适应性和局限性，没有万能的传感器探头，所以需要根据不同场景灵活配置。四川省广播电视局513台根据台区安防实际需求，综合考虑，精选了3种传感器探头构建系统，并在具体应用中验证了其性能的稳定可靠。

2.1 红外微波双鉴探头

这种高保全数字防宠物红外探测器，可有效防止25 kg以下小动物引起的误报。此探头是数字式双鉴移动探头，结合了红外线和微波探测技术。在控制范围内，只有两种报警技术的探测器都产生报警信号时，才输出报警信号。它既能保持被动红外探测器无照明和亮度要求、可昼夜运行的特点，又有微波探测器可靠性强、与热源无关的优点，稳定性极高。本双鉴探头探测范围是90°，12 m×12 m的范围，适合封锁通道路口和警戒封闭的区域等，四川省广播电视局513台是应用于天线场地内和机房外必经通道处，品牌建议选加拿大枫叶牌。

2.2 数字变频红外光栅对射探头

数字变频红外光栅整体稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强。数字变频技术是通过程序调制出不同频率的红外光，能有效地防止漏报和误报现象[2]。它是双束识别，相邻2光束同时遮断则输出报警信号，有效防止飞鸟及小动物等小物体引起的误报。四川省广播电视局513台选用一组4光束红外光栅对射，主要应用在机房一排玻璃窗户外进行警戒防护。

2.3 常闭门磁开关

它没有复杂的电路，不会受到干扰，工作原理简单，可靠性高。正常状态门磁开关闭合时回传12 V电压，门窗打开时门磁常闭接点断开，则到主机的12 V报警回传电压断开。四川省广播电视局513台将门磁开关应用在调配室门和机房活动窗户上作警戒防护。

3 报警器主机核心电路工作原理

6路外接传感器探头ABCDEF，都用探头的常闭开关接点，正常时每路都有12 V报警回传电压，探头触发报警时，12 V报警回传电压则会断开。6路防区报警回传信号电路完全一样。报警器主机核心电路工作原理（见图1）：当探头“in A”报警回传电压12 V断开后，D1电压为0，则到HD74HC30P的1脚为低电平，HD74HC30P是8输入与非门逻辑芯片（本电路仅用6输入），当ABCDEF任一端输入为低电平，8脚输出高电平，则开关三极管Q8导通，三极管Q7截止，单向可控硅SCR4触发导通，12 V电压经单向可控硅SCR4-12 V报警器喇叭-常闭开关S2到地形成回路，报警器喇叭响起。

图1 报警器主机核心电路原理

同时，当D1电压为0时，开关三极管Q4失去基极电压而截止，开关三极管Q1导通，单向可控硅SCR1触发导通，12 V电压经限流电阻R10-单向可控硅SCR1-发光二极管D4-常闭开关S1到地形成回路，发光二极管D4导通点亮，显示该路防区警情。

如果探头不再持续触发告警，则12 V回传信号恢复，单向可控硅SCR1和SCR4无触发电压，此时按下复位开关S1和S2，单向可控硅失去导通电流而截止，发光指示二极管D4熄灭和报警器喇叭不响，再将复位开关S1和S2置于常闭接点时，主机进入正常布防状态。

指示电路和警号电路都用到了单向可控硅，单向可控硅特性是一旦触发，只要保持导通电流则一直导通，所以需按一下复位键，断开导通电流则可控硅截止，才能消除警情，即所谓的告警锁定功能。6路防区指示灯独立显示，指示复位开关S1统一控制复位。

4 四川省广播电视局513台防盗报警系统配置框图

四川省广播电视局513台是集微波、中波、调频与地面数字电视为一体的综合性台站，台区中波天线场地距值班机房190 m，虽然天线场围墙上装有铁丝网防护，墙内还有视频监控摄像头，但其位置偏僻，难以做到全天候昼夜巡视看守。天线场地是高危高压的播出重地，无论是非法入侵造成人身伤害，或是趁停播时段盗窃天线场调配室内铜材，都会造成严重的安全播出事故。实际施工中，四川省广播电视局513台在天线场地配置现场报警喇叭和双鉴探头，调配室门装一路门磁报警电路，使用5芯屏蔽线连接到主机。值班机房周围布置了4路防区警戒。

5 防盗报警系统在发射台站施工防电磁干扰的要点

防盗报警系统施工安装是非常重要的一个环节，关系整个系统的稳定和可靠。在大功率发射台站附近的强磁场区，一段导线均可能产生较大感应电动势而形成干扰，发射台站的高频电磁波会产生各种辐射干扰，这些辐射干扰的分布是没有规律的，十分复杂。在不同台站的实际施工中，曾遇到过多起电磁干扰产生的各种怪异故障现象。经过技术人员分析，主机电路很稳定，从没有出现任何电磁干扰的故障现象。所有的干扰都是传感器探头或者连接各个探头的信号线、电源线引起的，通过大量的实践工作，工作人员逐一解决处理了一个又一个的技术难题，积累了些经验和方法，总结分享如下：

（1）红外微波双鉴探头、数字变频红外光栅对射的安装，应避免安装在空调或热源附近，不能让阳光正面照射到探头，否则会增大误报警概率。

（2）要将所有的电子探头与报警器喇叭用不锈钢金属网全包裹，不锈钢网与多芯线屏蔽层焊锡连接，并就近接地，主机机箱外壳也需可靠接地。

（3）传感器探头和主机连接必须选用带屏蔽层的多芯电缆，且将电缆屏蔽层双端接地。（因为从屏蔽接地原理来说，仅单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在，将影响电路信号的稳定。信号电缆在强电磁环境容易形成天线效应，而双端接地处理后，金属屏蔽层不会产生感应电压，能有效减弱干扰。）有条件的线路还尽量用穿镀锌铁管地埋布线方式，镀锌铁管线路两端需要不低于6 mm2的铜线可靠接地。

以上这些技术处理措施，一定要引起重视。发射台站的强大电磁场内，各种各样的电磁辐射交叉共存，比普通工作场地安装防盗报警系统防干扰技术要求更高，严格执行以上几点注意事项，将极大增强本套系统的抗干扰能力。

6 结语

本套防盗报警器系统使用直观明显，面板功能一目了然，选配的传感器探头代表安防前沿技术成熟的类型，是四川省广播电视局513台经过多次试验与多次升级改进，最后确定的实施方案，确保能在强电磁干扰的特殊环境中稳定运行。通过本套防盗报警器系统，值守人员能准确掌握台站重要防区的警情，在遇有突发安全事件时能及时发现和处理，特别是对台站天线场地的防盗报警提供了一种有效的技术参考，极大地提高了发射台站的安全保卫工作效率。本系统在全省多个台站都有安装使用，经过多年的运行，稳定可靠，为发射台站的安防工作提供了强有力的技术保障。