安防系統設計與實現范文

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摘要

為實現對園方及家長提供幼兒的安全接送服務，提出了一種基于SSH架構的安防系統設計與測試系統設計方案。該系統的硬件部分主要由SSH中Web應用開發開源框架構成，軟件部分采用基于SSH框架的總體架構設計，并采用分層思想完成其對輸出信號進行的檢測。實際應用表明，該系統具有操作簡便、測試準確的特點，達到了設計要求。

關鍵詞

安防系統;SSH技術;遠程視頻監控;GPS定位

隨著城市生活節奏的加快，兒童監護問題備受關注。兒童安全受到威脅的情況時有發生，家長、學校、社會也越來越重視這一問題。因此，為避免家長對兒童人生安全的過于擔憂，讓家長們能實時定位到孩子的位置并進行實時監控，基于這種現狀，設計了一種基于SSH的遠程視頻監控系統。該系統集成了多種安防手段，從而實現系統之間信息共享，滿足家長、學校等對安防系統的特定要求［1－2］，給家長和學校帶來了便利。

1測試需求分析

整個系統主要分為4大模塊共12個小模塊。文中主要研究其中的寶貝安全模塊，并進行開發與測試，即安防系統［3－4］。該子系統的主要設計目的:園方安全接送系統主要為了保障學生從學校到家這一段的安全服務。幼兒通過手環的佩戴，數據庫實時接收手環發出的位置信息，孩子的位置信息實時顯示在系統上，家長可隨時查看孩子位置;同時，門衛可通過平臺與幼兒家長照片進行比對，有效地防止拐賣現象發生;家長和老師還可通過平臺看到孩子上課時的情況。整個系統提供一種全新的管理和互動模式，拉近了園方與家長的距離，保護幼兒健康成長。

2系統整體設計方案

按照實際需求設計可將安全接送系統劃分為以下功能模塊:GPS手環模塊、校車門禁終端、校門門禁終端、視頻監控平臺、校地圖定位平臺，系統層次圖如圖1所示。文中主要針對其中重要的寶貝安全模塊，即安防系統。提出設計需求，針對需求對各個小的功能模塊進行了功能劃分，并繪制了各功能的數據流圖。手環模塊比常規的增加了打卡簽到模塊，校車和門禁終端用板開發進行升級并嵌入安卓系統，主要包括語音、定位、圖像等5大功能模塊，定位和視頻監控服務平臺主要分析了地圖定位、軌跡回放、電子圍欄等功能，視頻監控部分的核心技術為IP組播技術［5］。

2.1系統硬件設計SSH(Structs2+Spring+Hibernate)是目前普遍且穩定性較好的一種基于Web應用的開發開源框架。文中采用該集成框架，無需深入地了解底層是如何具體實現的，降低了開發難度，提高了開發效率。SSH作為一個集成框架，其不僅能完成視圖、模型與控制器的整體分離，還能實現持久層與業務邏輯層的分離。這樣無論前端如何變化，后端的模型層只需做較少的改動即可，且數據庫的變化不會對前端產生影響，較大程度上提高了系統的可復用性，且由于層與層之間的耦合度較小，有利于團隊成員進行并行工作，大幅提高了開發效率。SSH集成框架中，Structs2負責來自網頁的所有請求以及轉發和跳轉，Spring容器對事務邏輯關系進行管理，Hibernate實現與數據庫的具體交互操作。SSH框架如圖2所示。具體過程如下:用戶通過操作界面發出Action請求;Structs2會將請求攔截并處理，通過對配置文件Struts－sch.xml中的內容進行自動查找到與Action匹配的方法;對復雜事務邏輯進行處理;Spring容器依據配置文件ApplicationContexl.xml將所需的邏輯對象自動注入，并將其對象實例化。事務邏輯結束后，相關數據庫操作將會自動啟動Hibernate.Action即執行完畢，最后根據執行的結果進行對應頁面跳轉，其中Spring發揮著重要作用。Structs是MVC框架，主要技術是Servlt和JSP。Structs的VC設計模式的優點是可使開發人員的邏輯變得清晰，層次邏輯更加分明。Spring對管理業務對象提供了一致的方法，并鼓勵操作對接口編程而不是以往對象類編程的優良習慣，使被開發的產品在最大程度上解耦，Hibernate可使數據變得持久化，提供了一種完全面向對象的數據庫操作，Hibernate將JDBC進行了一個超輕量級的封裝，這就使操作關系型數據庫變得輕松。與校門門禁終端相似，校車門禁終端擬采用ARM平臺搭建以及嵌入Android操作系統，并將語音模塊、圖像匹配和RFID模塊在硬件上與ARM核心板集成一體，并在軟件上寫成對應的功能子函數，通過系統調用就可實現對應的功能。根據上傳的GPS數據在網絡地圖上進行對比，利用JavaScriptAPI應用程序接口，取得相應學號的學生的位置信息。家長可根據孩子的位置信息，判斷孩子是否正常上學。可設置不同ID號的學生安全活動范圍，每個ID可設定安全范圍，根據上傳的GPS數據可確定中學生的位置信息，判斷學生是否安全，對超出安全區域做出報警，立即給家長和幼兒園管理者發送學生的實時GPS位置信息并提示有危險［6］。

2.2軟件設計安防系統軟件是基于SSH框架的總體架構設計，可知，整個系統采用分層的設計思想，系統被劃分為模型層、表示層、業務邏輯層和數據持久層。實際應用中具體到開發的代碼表現為前臺JSP頁面、Action行為層、Dao數據訪問層、Service業務邏輯層、Model模型層、以及Spring注入的配置文件，這些一起構成了SSH框架［7－8］。其中，最主要的Dao層通過Hibernate直接連接數據庫，對數據庫中的數據進行查詢、增刪等工作，Service層相較于Dao層對數據庫中表的操作進行了進一步的封裝，加入了一些自己的代碼用來更好的進行邏輯處理，這就實現了一種將業務邏輯與數據庫的交互分離的數據的功能，使儲存更加方便持久，Action層繼承了Actionsupport類可直接調用Aervice層里的方法，將Structs中的配置文件，選擇性的跳轉到指定的頁面或轉至下個Action進行處理。數據庫中的表是和model、dao是一一對應的。由于系統采用分層設計的方法，實現了代碼低耦合、結構清晰、可擴展，并使開發者在業務邏輯方面可更加專注。在軟件系統的實際開發中，同時定義了公共基類，供各個模塊使用。接口類實現了對數據庫的基本操作，Dao同時需要繼承aseDao接口，具體的Dao實現類也需要繼承BaseDaoImpl類。數據庫中的每一表對應一個Dao類，以實現操作。當用戶通過頁面的點擊，Structs2的控制器對配置Struts－sch.xml中的匹配項進行請求，具體到個Action類的方法，該方法對用的Erivce接口進行具體的實物處理，實現在類ServiceImpl中。在此過程中，Spring和IOS實現粘合劑的作用，運行期間將需要依賴的關系動態的注入到對象中，對對象的耦合性起到了降低效果。繼續執行下一個Action還是跳轉到指定的界面，繼而完成一次用戶相應的過程，這就是循環的基本過程。GPS系統定位模塊的設計為，用戶首先點擊主界面的定位按鈕，會先進行權限判斷，如果定位權限是教工則會跳轉到班級管理列表界面，在點擊某個班級選項后會向服務器發送該班的班級號，服務器則會根據收到的班級號向客戶端返回該班級學生的列表，此時客戶端自動跳轉到新的學生列表界面并根據收到的學生列表將接所有的信息顯示出來。教工在選定學生之后會自動跳轉到地圖界面并向UPD服務器發送該小孩的ID并進行認證，UPD服務器在收到用戶為打開地圖界面這個指令后，會對用戶不斷發送該小孩的GPS信息，客戶端會根據收到的信息同時在GPS地圖界面上標注出來并進行實時刷新，實現小孩的實時定位功能。如果定位權限是家長，則直接跳轉到地圖界面發送數據并實現此操作。

3系統測試

根據需求分析的要求，完成了各個功能模塊的設計與實現，安防系統的搭建已經初步完成。在完成前，需要進行實驗功能測試，發現并解決問題。首先，在測試工作開始之前，需要對測試用例完成編寫工作，每個測試用例需包含每一個功能節點。其次是對測試環境的搭建。最后，在測試工作開始前。用戶通過在享有的權限下，視頻節點將以樹形的結構顯示在列表中供用戶觀看。點擊相應的視頻節點，可以觀看與之對應的視頻，視頻與節點的對應關系由相應的頁面進行配置。通過對分屏的點擊，可以使用戶同時看到多個視頻數目，可選擇的屏幕數為1，4，8，25等，若系統出現故障，則會顯示攝像頭連接服務器失敗，否則正常顯示監控畫面。點擊賬號，可更改登錄用戶名和密碼等個人信息。以在線視頻監控功能和GPS地圖為例進行測試，以園長角色進行測試。園長具有最高權限，可觀看該幼兒園的所有視頻監控畫面，也可選擇感興趣的視頻進行觀看，并正常進行視頻間切換。還可進行特定時間的軌跡回放，園長可查看兒童的實時位置，以及設置幼兒園公共圍欄的范圍。PC端測試環境如表1所示。

4結束語

文中系統是基于SSH架構的安防系統設計、實現與測試過程，進行了需求分析和各個模塊的功能分析。用SSH架構將系統劃分為了表示層、持久層、業務邏輯層和域模型層這4個層次，利用Spring的注入技術使模塊間實現了低耦合，且提高了整個系統的性能。功能上實現了孩子出入刷卡安全的接送服務，開發了一個幼兒定位以及視頻監控平臺，實現了兒童的實時定位、路徑回放、視頻監控等功能，從而到達了對幼兒全方位的安全監護，基本完成了所有的安防設計需求。

參考文獻

［1］馬丁格倫．視頻監控裝置未來15年的發展趨勢［J］．A＆S:安全＆自動化，2011(2):104－105．

［2］高德．美國安防行業2012現狀與發展趨勢［J］．中國安防，2013(z1):23－25．

［3］蔣馨．淺析國外智能視頻監控技術的發展及應用［J］．中國安防，2011(10):105－108．

［4］陳悅婷．安防視頻的監控現狀和趨勢［J］．科技創新與應用，2013(4):50．

［5］董向華，楊勇．基于網絡的視頻監控系統的設計與實現［J］．通信技術，2013(2):64－66．

［6］李晉．基于智能家居安防視頻監控設計［D］．西安:西安電子科技大學，2011．

［7］周永紅．智能視頻監控技術及應用［J］．中國安防，2011(1):39－43．

［8］魏崇毓，張菲菲．基于Android平臺的視頻監控系統設計［J］．計算機工程，2012，38(14):214－216．

作者：王磊 劉娜 馬曉明 單位：興天通訊技術有限公司 系統設計部 天津天盛鼎和通信工程有限公司 系統設計部 廣州鐵路( 集團) 公司 公務檢測所