报警和监控:必须超越互连

办公楼小储藏间某处的电子装置短路引发起火。探测到烟雾的烟雾探测器启动火灾报警系统，从而接通通告装置、关闭采暖通风和空调系统（HVAC）、向中心站发送信号，并打开出入大门。在消防指挥站，计算机监视器立即提醒操作员这一紧急情况，自动调出该区域的视频摄像机图像，显示说明探测器准确位置的平面图，并提供必须采取行动方面的指示。

操作员扫描该区域的视频图像确保每个人都已经撤离，并监控火的发展以便消防队到达后消防员能够根据当前情势作出计划。

这些处理的基础是系统集成——跨越各种类型的系统和平台无缝共享信息的能力。大多数系统都能够用接口程序连接，这意味着它们能够用继电器或其他类型的接口互连。真正的集成系统是共享共用数据库的系统。

我们都已经看到互联系统的例子；释放电气锁、调用电梯, 以及在发生火灾报警时关闭HVAC是最常见的应用，通常是通过使用可以编程的继电器输出来完成的。虽然对于火灾报警系统来说这工作得相当好，外部控制需要的最少，但是为了各个部分能够互相作用，互连各种探测、出入口、视频监视、消防装置、HVAC、电梯和照明可能变得十分费事。

能够基于事件和编程完成这些和其他任务、而不需要增加大量继电器的系统，大大简化了设置并提高了可靠性。这往往涉及到互连系统或集成系统。大多数人都一致认为，互连系统包含多个数据库，通常有复制信息；而集成系统具有单一数据库。

因为使用单独的控制，一个要考虑的重要问题是系统在部件发生故障后继续发挥作用的能力。为了解决这个问题，采用分布式处理系统。这些系统具有智能节，能够在降级模式继续发挥作用，即使与系统其余部分的通信中断也没有问题。在这一情况下，所有的选项功能可能不起作用，但是重要功能仍然没有问题。

传统配置中，安全系统的每一方面都有自己的控制而且要求自己的编程。为了使来自一个系统的事件影响另一系统的操作, 继电器经过编程松开特定事件，并接着将其触点连接第二个系统。缺点是每一需要的输出都要有自己的继电器、相关电源/布线而且监控能力有限。

有两种集成方法：单源和多源的。在单源系统中，所有的组成部分都是同一公司制造的。由于没有兼容性问题，这是最容易的方法。在多源系统中，购买自不同制造厂家的部件被连接在一起形成无缝系统。这一方法要求每家供货商的部件能够相互一起工作。

传统上，制造厂家不愿意共享他们认为是专有的信息，但是市场力量逐渐推动他们变得灵活起来。从越来越多地引入基于TCP/IP的控制装置和部件可以看出这一点。对于真正的开放结构仍然还有很长的路，但它已经不再是如果-怎样、而是时间的问题了。正在制定开放系统的标准；标准一经能够定案，我们将看到一系列有效的“即插即用”产品。

为什么集成十分重要？与单机比较，集成提供许多好处。例如，单源报告使系统能够显示各个装置的状态和历史记录、并把它们存储在一个专用数据库内以便观看和检索。中心控制点使用户能够从专一的工作站接通/关闭防盗报警系统、锁门/开门锁、观看视频图像和控制HVAC/照明系统。由于所有的子系统都是处于同样的控制下，用户不需要学习如何使用不同的火灾/防盗系统指挥中心。

使用用户现有的安全装置数据网络可以节约成本和增加功能。可以使用网络作为控制面板的通信通道，获得比POTS线路更快的通信，而且安全度更高。多-场所客户能够使用他们的网络即时监控和检索信息，不必花钱添加通信线路。

网络采用什么路线没有什么关系 —— 硬线、因特网或无线 —— 只要能够发送和确认信号。网络支持虚拟瞬时通信的能力和控制面板的低带宽要求使网络具有高得多的安全等级，因为频繁的加密信息可以通过控制发送，甚至能够配置响应技术。

在全集成系统中，使用单一程序的单一面板控制所有安全探测并通知装置。通过软件选项能够根据需要维持装置之间的监控。在实际安装时，可以连接有多个“控制”或节点来构成该系统。

对于覆盖广大区域的中心站来说，另一好处是增加了通行费。This same这一同样的通信路径能够用来以大大高于传统POTS远程程序员的速度对控制进行远程编程，进一步降低劳动成本。

集成听起来伟大，但是对于客户来说一旦克服了所有的制造障碍并制定了标准，下一步就是让他们认识到集成系统能够提供的生命力、可靠性和越来越多的信息。对于客户来说, 火灾报警系统极其重要而且往往是他们的唯一关注。具有防盗、出入口、视频监控和火灾探测相结合的单一控制导致更加复杂、但却能提供大量有价值的信息。

要考虑的网络安全问题
集成对客户的网络有什么影响？每当向LAN/WAN添加装置时，都要考虑可以使用的带宽、以及系统将需要多少带宽。幸而，除视频之外的大多数安全装置传输不了多少数据，因此对网络的影响很小。视频监视则是另一回事；需要的带宽多少取决于许多因素，如网络上摄像机的数量、图像分辨率、远程观察站的数量、以及制造厂家采用的压缩技术。

安全工作站的一种配置是把屏幕分成4个区，每一区显示事件不同部分。在本例中，烟雾探测器启动后，荧光屏左上部分显示与探测器有关的区和包括字母数字的文本，以及已经启动的其他区域。在右上部分列出操作员需要对事件采取的具体措施，左下部分自动显示该区域的摄像机看到的景像，并在右下区显示平面图形。
要考虑的另外问题是网络的可靠性、冗余和可以使用的备用电源。为了进行维护或软硬件升级，有意把网络各个部件取下的情况并不鲜见。如果电子邮件因为网络故障而延迟，这并不是什么大问题，但是考虑一下火灾信号被延迟的后果。同样，也不总是为所有的网络装置都提供备用电源，这对于传统的数据通信是可以接受的，但是一旦添加安全装置就可能有问题。

网络可能容易受到来自组织内外的攻击。这些攻击可能影响网络的速度或危及安全系统。良好的防火墙和网络政策可以帮助防止黑客的攻击，但是为了确保不危及安全系统发送的敏感数据，制造厂家加入了某种形式的验证程序。

实例：要求定制设备的网络火灾报警
某客户要求把火灾报警系统集成进他的计算机网络。该客户的联合体覆盖大面积的土地和多个建筑物，而且就撤退要求和火灾探测要求来说具有一些相当高的标准。客户希望能够在撤离某一特定区域之前立即确定是哪一个火灾报警器发出报警。

客户原来的系统要求必须回到主楼去确定发出报警的传感器，因此失去许多宝贵时间。既然计算机系统覆盖全部的楼房，为什么不能从当事人所在的某处控制火灾报警呢？

C. Cooley的(右) Electronic Sales集成公司把客户的计算机系统转变成为功能齐全的火灾报警控制面板。

承接该业务的A公司没能找到能够用计算机控制的任何控制面板。只能够从计算机读出，但是不能从计算机控制。

障碍之一是大多数客户都希望系统是经过UL 认证的，可是UL 还没有允许做这个。A公司多次会面告诉他们不可能找到即插即用的东西。

这就是集成开始的地方。绘制竖管图和方框图，开始与业内联系，寻找可以组装而且相互兼容的部件。

最终，A公司把客户的计算机系统转变为功能齐全的火灾报警控制面板。现在客户可以在自己的任何一台计算机那里管理整个火灾报警系统，不必再开两、三分钟的车去找传感器的位置。
客户希望能够停息报警声，然后从某一计算机处让报警器复位。客户希望能够像在控制室一样从自己的计算机那里做一切事情：能够并联、旁路和确定报警区，测试报警区和做一切。唯一的问题是大多数人在需要这种系统时没有钱支付。

A公司对软件进行了3 个月的研究，并拉了全新的电缆来启动和通告电路。某些原来的设备不能使用了，但是客户想要用喇叭/选通脉冲器来代替现有的喇叭，而且有些必须是防爆型的。

原有的控制面板和电源都必须丢弃。在我们回到控制室并与PLC连接的地方，就是在控制室进行主要连接的地方。

一个挑战是仍然使用原有的装置，这是由于距离问题和他们公司没有使用通常提供这一功能的控制面板。因此必须采用某些早一些的技术并使用TTL 继电器来建立从该装置到PLC的监督，以维护某种程度的监督。

这些传感器启动与继电器一起建立的控制面板来监控这些信号并为其提供电源，并把这些信号传输给第一个继电器盒。继电器盒的输出将一电压信号馈入网络的PLC（可编程逻辑控制器）。它回复计算机并告诉计算机从继电器盒传感到的东西。接着，公司对计算机编程以某种方式响应：一、通过确定报警区，二、在确定问题的位置和来源方面则是通过区号、还有英语字。

同时它向PLC发回信号，并向电源发信号；电源输出必要的电压/电流老驱动喇叭。

任何计算机前的操作员都可以进行报警。操作员可以使用步话机调度客户自己的消防部门或召唤市消防局。操作员荧光屏是面向图形的，而且是通过客户的计算机人员与电子销售公司协商建立的。

客户是24小时运行，而安装这一网络火灾报警系统不扰乱任何运行。已经发生过两次火灾，系统两次都工作得非常好。该系统也向电子销售公司的中心站报告，但只是为了验证。