安防系统设计与实现范文

摘要

为实现对园方及家长提供幼儿的安全接送服务，提出了一种基于SSH架构的安防系统设计与测试系统设计方案。该系统的硬件部分主要由SSH中Web应用开发开源框架构成，软件部分采用基于SSH框架的总体架构设计，并采用分层思想完成其对输出信号进行的检测。实际应用表明，该系统具有操作简便、测试准确的特点，达到了设计要求。

关键词

安防系统;SSH技术;远程视频监控;GPS定位

随着城市生活节奏的加快，儿童监护问题备受关注。儿童安全受到威胁的情况时有发生，家长、学校、社会也越来越重视这一问题。因此，为避免家长对儿童人生安全的过于担忧，让家长们能实时定位到孩子的位置并进行实时监控，基于这种现状，设计了一种基于SSH的远程视频监控系统。该系统集成了多种安防手段，从而实现系统之间信息共享，满足家长、学校等对安防系统的特定要求［1－2］，给家长和学校带来了便利。

1测试需求分析

整个系统主要分为4大模块共12个小模块。文中主要研究其中的宝贝安全模块，并进行开发与测试，即安防系统［3－4］。该子系统的主要设计目的:园方安全接送系统主要为了保障学生从学校到家这一段的安全服务。幼儿通过手环的佩戴，数据库实时接收手环发出的位置信息，孩子的位置信息实时显示在系统上，家长可随时查看孩子位置;同时，门卫可通过平台与幼儿家长照片进行比对，有效地防止拐卖现象发生;家长和老师还可通过平台看到孩子上课时的情况。整个系统提供一种全新的管理和互动模式，拉近了园方与家长的距离，保护幼儿健康成长。

2系统整体设计方案

按照实际需求设计可将安全接送系统划分为以下功能模块:GPS手环模块、校车门禁终端、校门门禁终端、视频监控平台、校地图定位平台，系统层次图如图1所示。文中主要针对其中重要的宝贝安全模块，即安防系统。提出设计需求，针对需求对各个小的功能模块进行了功能划分，并绘制了各功能的数据流图。手环模块比常规的增加了打卡签到模块，校车和门禁终端用板开发进行升级并嵌入安卓系统，主要包括语音、定位、图像等5大功能模块，定位和视频监控服务平台主要分析了地图定位、轨迹回放、电子围栏等功能，视频监控部分的核心技术为IP组播技术［5］。

2.1系统硬件设计SSH(Structs2+Spring+Hibernate)是目前普遍且稳定性较好的一种基于Web应用的开发开源框架。文中采用该集成框架，无需深入地了解底层是如何具体实现的，降低了开发难度，提高了开发效率。SSH作为一个集成框架，其不仅能完成视图、模型与控制器的整体分离，还能实现持久层与业务逻辑层的分离。这样无论前端如何变化，后端的模型层只需做较少的改动即可，且数据库的变化不会对前端产生影响，较大程度上提高了系统的可复用性，且由于层与层之间的耦合度较小，有利于团队成员进行并行工作，大幅提高了开发效率。SSH集成框架中，Structs2负责来自网页的所有请求以及转发和跳转，Spring容器对事务逻辑关系进行管理，Hibernate实现与数据库的具体交互操作。SSH框架如图2所示。具体过程如下:用户通过操作界面发出Action请求;Structs2会将请求拦截并处理，通过对配置文件Struts－sch.xml中的内容进行自动查找到与Action匹配的方法;对复杂事务逻辑进行处理;Spring容器依据配置文件ApplicationContexl.xml将所需的逻辑对象自动注入，并将其对象实例化。事务逻辑结束后，相关数据库操作将会自动启动Hibernate.Action即执行完毕，最后根据执行的结果进行对应页面跳转，其中Spring发挥着重要作用。Structs是MVC框架，主要技术是Servlt和JSP。Structs的VC设计模式的优点是可使开发人员的逻辑变得清晰，层次逻辑更加分明。Spring对管理业务对象提供了一致的方法，并鼓励操作对接口编程而不是以往对象类编程的优良习惯，使被开发的产品在最大程度上解耦，Hibernate可使数据变得持久化，提供了一种完全面向对象的数据库操作，Hibernate将JDBC进行了一个超轻量级的封装，这就使操作关系型数据库变得轻松。与校门门禁终端相似，校车门禁终端拟采用ARM平台搭建以及嵌入Android操作系统，并将语音模块、图像匹配和RFID模块在硬件上与ARM核心板集成一体，并在软件上写成对应的功能子函数，通过系统调用就可实现对应的功能。根据上传的GPS数据在网络地图上进行对比，利用JavaScriptAPI应用程序接口，取得相应学号的学生的位置信息。家长可根据孩子的位置信息，判断孩子是否正常上学。可设置不同ID号的学生安全活动范围，每个ID可设定安全范围，根据上传的GPS数据可确定中学生的位置信息，判断学生是否安全，对超出安全区域做出报警，立即给家长和幼儿园管理者发送学生的实时GPS位置信息并提示有危险［6］。

2.2软件设计安防系统软件是基于SSH框架的总体架构设计，可知，整个系统采用分层的设计思想，系统被划分为模型层、表示层、业务逻辑层和数据持久层。实际应用中具体到开发的代码表现为前台JSP页面、Action行为层、Dao数据访问层、Service业务逻辑层、Model模型层、以及Spring注入的配置文件，这些一起构成了SSH框架［7－8］。其中，最主要的Dao层通过Hibernate直接连接数据库，对数据库中的数据进行查询、增删等工作，Service层相较于Dao层对数据库中表的操作进行了进一步的封装，加入了一些自己的代码用来更好的进行逻辑处理，这就实现了一种将业务逻辑与数据库的交互分离的数据的功能，使储存更加方便持久，Action层继承了Actionsupport类可直接调用Aervice层里的方法，将Structs中的配置文件，选择性的跳转到指定的页面或转至下个Action进行处理。数据库中的表是和model、dao是一一对应的。由于系统采用分层设计的方法，实现了代码低耦合、结构清晰、可扩展，并使开发者在业务逻辑方面可更加专注。在软件系统的实际开发中，同时定义了公共基类，供各个模块使用。接口类实现了对数据库的基本操作，Dao同时需要继承aseDao接口，具体的Dao实现类也需要继承BaseDaoImpl类。数据库中的每一表对应一个Dao类，以实现操作。当用户通过页面的点击，Structs2的控制器对配置Struts－sch.xml中的匹配项进行请求，具体到个Action类的方法，该方法对用的Erivce接口进行具体的实物处理，实现在类ServiceImpl中。在此过程中，Spring和IOS实现粘合剂的作用，运行期间将需要依赖的关系动态的注入到对象中，对对象的耦合性起到了降低效果。继续执行下一个Action还是跳转到指定的界面，继而完成一次用户相应的过程，这就是循环的基本过程。GPS系统定位模块的设计为，用户首先点击主界面的定位按钮，会先进行权限判断，如果定位权限是教工则会跳转到班级管理列表界面，在点击某个班级选项后会向服务器发送该班的班级号，服务器则会根据收到的班级号向客户端返回该班级学生的列表，此时客户端自动跳转到新的学生列表界面并根据收到的学生列表将接所有的信息显示出来。教工在选定学生之后会自动跳转到地图界面并向UPD服务器发送该小孩的ID并进行认证，UPD服务器在收到用户为打开地图界面这个指令后，会对用户不断发送该小孩的GPS信息，客户端会根据收到的信息同时在GPS地图界面上标注出来并进行实时刷新，实现小孩的实时定位功能。如果定位权限是家长，则直接跳转到地图界面发送数据并实现此操作。

3系统测试

根据需求分析的要求，完成了各个功能模块的设计与实现，安防系统的搭建已经初步完成。在完成前，需要进行实验功能测试，发现并解决问题。首先，在测试工作开始之前，需要对测试用例完成编写工作，每个测试用例需包含每一个功能节点。其次是对测试环境的搭建。最后，在测试工作开始前。用户通过在享有的权限下，视频节点将以树形的结构显示在列表中供用户观看。点击相应的视频节点，可以观看与之对应的视频，视频与节点的对应关系由相应的页面进行配置。通过对分屏的点击，可以使用户同时看到多个视频数目，可选择的屏幕数为1，4，8，25等，若系统出现故障，则会显示摄像头连接服务器失败，否则正常显示监控画面。点击账号，可更改登录用户名和密码等个人信息。以在线视频监控功能和GPS地图为例进行测试，以园长角色进行测试。园长具有最高权限，可观看该幼儿园的所有视频监控画面，也可选择感兴趣的视频进行观看，并正常进行视频间切换。还可进行特定时间的轨迹回放，园长可查看儿童的实时位置，以及设置幼儿园公共围栏的范围。PC端测试环境如表1所示。

4结束语

文中系统是基于SSH架构的安防系统设计、实现与测试过程，进行了需求分析和各个模块的功能分析。用SSH架构将系统划分为了表示层、持久层、业务逻辑层和域模型层这4个层次，利用Spring的注入技术使模块间实现了低耦合，且提高了整个系统的性能。功能上实现了孩子出入刷卡安全的接送服务，开发了一个幼儿定位以及视频监控平台，实现了儿童的实时定位、路径回放、视频监控等功能，从而到达了对幼儿全方位的安全监护，基本完成了所有的安防设计需求。

参考文献

［1］马丁格伦．视频监控装置未来15年的发展趋势［J］．A＆S:安全＆自动化，2011(2):104－105．

［2］高德．美国安防行业2012现状与发展趋势［J］．中国安防，2013(z1):23－25．

［3］蒋馨．浅析国外智能视频监控技术的发展及应用［J］．中国安防，2011(10):105－108．

［4］陈悦婷．安防视频的监控现状和趋势［J］．科技创新与应用，2013(4):50．

［5］董向华，杨勇．基于网络的视频监控系统的设计与实现［J］．通信技术，2013(2):64－66．

［6］李晋．基于智能家居安防视频监控设计［D］．西安:西安电子科技大学，2011．

［7］周永红．智能视频监控技术及应用［J］．中国安防，2011(1):39－43．

［8］魏崇毓，张菲菲．基于Android平台的视频监控系统设计［J］．计算机工程，2012，38(14):214－216．

作者：王磊 刘娜 马晓明 单位：兴天通讯技术有限公司 系统设计部 天津天盛鼎和通信工程有限公司 系统设计部 广州铁路( 集团) 公司 公务检测所