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摘要

為實(shí)現(xiàn)對(duì)園方及家長提供幼兒的安全接送服務(wù)，提出了一種基于SSH架構(gòu)的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)的硬件部分主要由SSH中Web應(yīng)用開發(fā)開源框架構(gòu)成，軟件部分采用基于SSH框架的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用分層思想完成其對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行的檢測。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有操作簡便、測試準(zhǔn)確的特點(diǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞

安防系統(tǒng);SSH技術(shù);遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控;GPS定位

隨著城市生活節(jié)奏的加快，兒童監(jiān)護(hù)問題備受關(guān)注。兒童安全受到威脅的情況時(shí)有發(fā)生，家長、學(xué)校、社會(huì)也越來越重視這一問題。因此，為避免家長對(duì)兒童人生安全的過于擔(dān)憂，讓家長們能實(shí)時(shí)定位到孩子的位置并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，基于這種現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種基于SSH的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了多種安防手段，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間信息共享，滿足家長、學(xué)校等對(duì)安防系統(tǒng)的特定要求［1－2］，給家長和學(xué)校帶來了便利。

1測試需求分析

整個(gè)系統(tǒng)主要分為4大模塊共12個(gè)小模塊。文中主要研究其中的寶貝安全模塊，并進(jìn)行開發(fā)與測試，即安防系統(tǒng)［3－4］。該子系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目的:園方安全接送系統(tǒng)主要為了保障學(xué)生從學(xué)校到家這一段的安全服務(wù)。幼兒通過手環(huán)的佩戴，數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)接收手環(huán)發(fā)出的位置信息，孩子的位置信息實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)上，家長可隨時(shí)查看孩子位置;同時(shí)，門衛(wèi)可通過平臺(tái)與幼兒家長照片進(jìn)行比對(duì)，有效地防止拐賣現(xiàn)象發(fā)生;家長和老師還可通過平臺(tái)看到孩子上課時(shí)的情況。整個(gè)系統(tǒng)提供一種全新的管理和互動(dòng)模式，拉近了園方與家長的距離，保護(hù)幼兒健康成長。

2系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

按照實(shí)際需求設(shè)計(jì)可將安全接送系統(tǒng)劃分為以下功能模塊:GPS手環(huán)模塊、校車門禁終端、校門門禁終端、視頻監(jiān)控平臺(tái)、校地圖定位平臺(tái)，系統(tǒng)層次圖如圖1所示。文中主要針對(duì)其中重要的寶貝安全模塊，即安防系統(tǒng)。提出設(shè)計(jì)需求，針對(duì)需求對(duì)各個(gè)小的功能模塊進(jìn)行了功能劃分，并繪制了各功能的數(shù)據(jù)流圖。手環(huán)模塊比常規(guī)的增加了打卡簽到模塊，校車和門禁終端用板開發(fā)進(jìn)行升級(jí)并嵌入安卓系統(tǒng)，主要包括語音、定位、圖像等5大功能模塊，定位和視頻監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)主要分析了地圖定位、軌跡回放、電子圍欄等功能，視頻監(jiān)控部分的核心技術(shù)為IP組播技術(shù)［5］。

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)SSH(Structs2+Spring+Hibernate)是目前普遍且穩(wěn)定性較好的一種基于Web應(yīng)用的開發(fā)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(shí)現(xiàn)的，降低了開發(fā)難度，提高了開發(fā)效率。SSH作為一個(gè)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(shí)現(xiàn)持久層與業(yè)務(wù)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(dòng)即可，且數(shù)據(jù)庫的變化不會(huì)對(duì)前端產(chǎn)生影響，較大程度上提高了系統(tǒng)的可復(fù)用性，且由于層與層之間的耦合度較小，有利于團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行并行工作，大幅提高了開發(fā)效率。SSH集成框架中，Structs2負(fù)責(zé)來自網(wǎng)頁的所有請求以及轉(zhuǎn)發(fā)和跳轉(zhuǎn)，Spring容器對(duì)事務(wù)邏輯關(guān)系進(jìn)行管理，Hibernate實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)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(fā)出Action請求;Structs2會(huì)將請求攔截并處理，通過對(duì)配置文件Struts－sch.xml中的內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)查找到與Action匹配的方法;對(duì)復(fù)雜事務(wù)邏輯進(jìn)行處理;Spring容器依據(jù)配置文件ApplicationContexl.xml將所需的邏輯對(duì)象自動(dòng)注入，并將其對(duì)象實(shí)例化。事務(wù)邏輯結(jié)束后，相關(guān)數(shù)據(jù)庫操作將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)Hibernate.Action即執(zhí)行完畢，最后根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)頁面跳轉(zhuǎn)，其中Spring發(fā)揮著重要作用。Structs是MVC框架，主要技術(shù)是Servlt和JSP。Structs的VC設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)是可使開發(fā)人員的邏輯變得清晰，層次邏輯更加分明。Spring對(duì)管理業(yè)務(wù)對(duì)象提供了一致的方法，并鼓勵(lì)操作對(duì)接口編程而不是以往對(duì)象類編程的優(yōu)良習(xí)慣，使被開發(fā)的產(chǎn)品在最大程度上解耦，Hibernate可使數(shù)據(jù)變得持久化，提供了一種完全面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫操作，Hibernate將JDBC進(jìn)行了一個(gè)超輕量級(jí)的封裝，這就使操作關(guān)系型數(shù)據(jù)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(tái)搭建以及嵌入Android操作系統(tǒng)，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(duì)應(yīng)的功能子函數(shù)，通過系統(tǒng)調(diào)用就可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。根據(jù)上傳的GPS數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)地圖上進(jìn)行對(duì)比，利用JavaScriptAPI應(yīng)用程序接口，取得相應(yīng)學(xué)號(hào)的學(xué)生的位置信息。家長可根據(jù)孩子的位置信息，判斷孩子是否正常上學(xué)。可設(shè)置不同ID號(hào)的學(xué)生安全活動(dòng)范圍，每個(gè)ID可設(shè)定安全范圍，根據(jù)上傳的GPS數(shù)據(jù)可確定中學(xué)生的位置信息，判斷學(xué)生是否安全，對(duì)超出安全區(qū)域做出報(bào)警，立即給家長和幼兒園管理者發(fā)送學(xué)生的實(shí)時(shí)GPS位置信息并提示有危險(xiǎn)［6］。

2.2軟件設(shè)計(jì)安防系統(tǒng)軟件是基于SSH框架的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，可知，整個(gè)系統(tǒng)采用分層的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)被劃分為模型層、表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。實(shí)際應(yīng)用中具體到開發(fā)的代碼表現(xiàn)為前臺(tái)JSP頁面、Action行為層、Dao數(shù)據(jù)訪問層、Service業(yè)務(wù)邏輯層、Model模型層、以及Spring注入的配置文件，這些一起構(gòu)成了SSH框架［7－8］。其中，最主要的Dao層通過Hibernate直接連接數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、增刪等工作，Service層相較于Dao層對(duì)數(shù)據(jù)庫中表的操作進(jìn)行了進(jìn)一步的封裝，加入了一些自己的代碼用來更好的進(jìn)行邏輯處理，這就實(shí)現(xiàn)了一種將業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)庫的交互分離的數(shù)據(jù)的功能，使儲(chǔ)存更加方便持久，Action層繼承了Actionsupport類可直接調(diào)用Aervice層里的方法，將Structs中的配置文件，選擇性的跳轉(zhuǎn)到指定的頁面或轉(zhuǎn)至下個(gè)Action進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)庫中的表是和model、dao是一一對(duì)應(yīng)的。由于系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)的方法，實(shí)現(xiàn)了代碼低耦合、結(jié)構(gòu)清晰、可擴(kuò)展，并使開發(fā)者在業(yè)務(wù)邏輯方面可更加專注。在軟件系統(tǒng)的實(shí)際開發(fā)中，同時(shí)定義了公共基類，供各個(gè)模塊使用。接口類實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本操作，Dao同時(shí)需要繼承aseDao接口，具體的Dao實(shí)現(xiàn)類也需要繼承BaseDaoImpl類。數(shù)據(jù)庫中的每一表對(duì)應(yīng)一個(gè)Dao類，以實(shí)現(xiàn)操作。當(dāng)用戶通過頁面的點(diǎn)擊，Structs2的控制器對(duì)配置Struts－sch.xml中的匹配項(xiàng)進(jìn)行請求，具體到個(gè)Action類的方法，該方法對(duì)用的Erivce接口進(jìn)行具體的實(shí)物處理，實(shí)現(xiàn)在類ServiceImpl中。在此過程中，Spring和IOS實(shí)現(xiàn)粘合劑的作用，運(yùn)行期間將需要依賴的關(guān)系動(dòng)態(tài)的注入到對(duì)象中，對(duì)對(duì)象的耦合性起到了降低效果。繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)Action還是跳轉(zhuǎn)到指定的界面，繼而完成一次用戶相應(yīng)的過程，這就是循環(huán)的基本過程。GPS系統(tǒng)定位模塊的設(shè)計(jì)為，用戶首先點(diǎn)擊主界面的定位按鈕，會(huì)先進(jìn)行權(quán)限判斷，如果定位權(quán)限是教工則會(huì)跳轉(zhuǎn)到班級(jí)管理列表界面，在點(diǎn)擊某個(gè)班級(jí)選項(xiàng)后會(huì)向服務(wù)器發(fā)送該班的班級(jí)號(hào)，服務(wù)器則會(huì)根據(jù)收到的班級(jí)號(hào)向客戶端返回該班級(jí)學(xué)生的列表，此時(shí)客戶端自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到新的學(xué)生列表界面并根據(jù)收到的學(xué)生列表將接所有的信息顯示出來。教工在選定學(xué)生之后會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到地圖界面并向UPD服務(wù)器發(fā)送該小孩的ID并進(jìn)行認(rèn)證，UPD服務(wù)器在收到用戶為打開地圖界面這個(gè)指令后，會(huì)對(duì)用戶不斷發(fā)送該小孩的GPS信息，客戶端會(huì)根據(jù)收到的信息同時(shí)在GPS地圖界面上標(biāo)注出來并進(jìn)行實(shí)時(shí)刷新，實(shí)現(xiàn)小孩的實(shí)時(shí)定位功能。如果定位權(quán)限是家長，則直接跳轉(zhuǎn)到地圖界面發(fā)送數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)此操作。

3系統(tǒng)測試

根據(jù)需求分析的要求，完成了各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，安防系統(tǒng)的搭建已經(jīng)初步完成。在完成前，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)功能測試，發(fā)現(xiàn)并解決問題。首先，在測試工作開始之前，需要對(duì)測試用例完成編寫工作，每個(gè)測試用例需包含每一個(gè)功能節(jié)點(diǎn)。其次是對(duì)測試環(huán)境的搭建。最后，在測試工作開始前。用戶通過在享有的權(quán)限下，視頻節(jié)點(diǎn)將以樹形的結(jié)構(gòu)顯示在列表中供用戶觀看。點(diǎn)擊相應(yīng)的視頻節(jié)點(diǎn)，可以觀看與之對(duì)應(yīng)的視頻，視頻與節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系由相應(yīng)的頁面進(jìn)行配置。通過對(duì)分屏的點(diǎn)擊，可以使用戶同時(shí)看到多個(gè)視頻數(shù)目，可選擇的屏幕數(shù)為1，4，8，25等，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則會(huì)顯示攝像頭連接服務(wù)器失敗，否則正常顯示監(jiān)控畫面。點(diǎn)擊賬號(hào)，可更改登錄用戶名和密碼等個(gè)人信息。以在線視頻監(jiān)控功能和GPS地圖為例進(jìn)行測試，以園長角色進(jìn)行測試。園長具有最高權(quán)限，可觀看該幼兒園的所有視頻監(jiān)控畫面，也可選擇感興趣的視頻進(jìn)行觀看，并正常進(jìn)行視頻間切換。還可進(jìn)行特定時(shí)間的軌跡回放，園長可查看兒童的實(shí)時(shí)位置，以及設(shè)置幼兒園公共圍欄的范圍。PC端測試環(huán)境如表1所示。

4結(jié)束語

文中系統(tǒng)是基于SSH架構(gòu)的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測試過程，進(jìn)行了需求分析和各個(gè)模塊的功能分析。用SSH架構(gòu)將系統(tǒng)劃分為了表示層、持久層、業(yè)務(wù)邏輯層和域模型層這4個(gè)層次，利用Spring的注入技術(shù)使模塊間實(shí)現(xiàn)了低耦合，且提高了整個(gè)系統(tǒng)的性能。功能上實(shí)現(xiàn)了孩子出入刷卡安全的接送服務(wù)，開發(fā)了一個(gè)幼兒定位以及視頻監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了兒童的實(shí)時(shí)定位、路徑回放、視頻監(jiān)控等功能，從而到達(dá)了對(duì)幼兒全方位的安全監(jiān)護(hù)，基本完成了所有的安防設(shè)計(jì)需求。

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作者：王磊 劉娜 馬曉明 單位：興天通訊技術(shù)有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部 天津天盛鼎和通信工程有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部 廣州鐵路( 集團(tuán)) 公司 公務(wù)檢測所