基于SSH框架的家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

申威　李若童

摘要：針對(duì)家庭、辦公室、商業(yè)區(qū)店鋪等被盜的監(jiān)測(cè)和報(bào)警問題，以及對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行安全監(jiān)控的需求，通過研究國(guó)內(nèi)外的家庭安全防盜監(jiān)控信息管理的現(xiàn)狀以及最新的SSH框架技術(shù)，將SSH框架技術(shù)應(yīng)用于家庭安全防盜監(jiān)控之中，分析設(shè)計(jì)了一套家庭安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)。家庭安全防盜監(jiān)控的大部分需求在系統(tǒng)中得到了實(shí)現(xiàn)。并通過利用SSH框架實(shí)現(xiàn)MVC架構(gòu)、SOA體系架構(gòu)等優(yōu)秀軟件架構(gòu)，增強(qiáng)系統(tǒng)的性能。目的是為了研究出適合家庭安全防盜監(jiān)控未來發(fā)展趨勢(shì)的一種綜合解決方案，利用SSH 框架技術(shù)使家庭安全防盜監(jiān)控的發(fā)展更進(jìn)一步。實(shí)踐結(jié)果證明，SSH框架技術(shù)的使用，可以提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

關(guān)鍵詞：SSH框架；安全監(jiān)控；防盜報(bào)警；家庭安全；MVC架構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）13-0056-03

Abstract：In order to resolve the problem of security monitoring and anti-theft alarm，and the demand for indoor environment for security monitoring， by studying the development of the international and domestic situation and the latest SSH framework technology， using SSH framework technology into family's security，analysis and design a set of home security anti-theft monitoring system.Most of the family's security needs have been achieved in the system.And enhance the performance of the system through the use of SSH framework to achieve excellent software architecture of the MVC architecture， SOA architecture. The purpose is to come up with a comprehensive solution for the future trends of the home security anti-theft monitoring， taking advantages of SSH framework technology to make the home security anti-theft monitoring development further.Practical results show that the use of SSH framework technology can improve the development efficiency and enhance maintainability and scalability of the system.

Key words： SSH framework；security monitoring；anti-theft alarm；home security；MVC framework

隨著生活水平的逐步提高，人們對(duì)于自己的住所的要求也越來越高，與此同時(shí)，社會(huì)流動(dòng)人口的數(shù)量也急劇的增加，由此帶來的偷盜、入室搶劫等案件也呈現(xiàn)出了比較明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)?；谶@些問題，人們對(duì)于家庭住宅的安全性有了更高的要求。而傳統(tǒng)的家庭安防系統(tǒng)大部分功能比較簡(jiǎn)單、容易遭到破壞、而且報(bào)警準(zhǔn)確度也比較低[1]。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一套能夠滿足用戶需求的、安全性能可靠的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的家庭安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)在必行。WIFI等無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得基于互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。而隨著Web技術(shù)的不斷發(fā)展，新興的基于J2EE框架的SSH框架技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)的EJB組件技術(shù)，成為主流的應(yīng)用開發(fā)框架[2]。本論文在這樣的背景下，分析設(shè)計(jì)了一套基于SSH框架的家庭安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)可以突破時(shí)間和空間的限制，使用戶能夠比較輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭住宅實(shí)時(shí)狀況的監(jiān)控[3]，當(dāng)家庭內(nèi)發(fā)生異常（陌生人非正常進(jìn)入）時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)的記錄異常信息并進(jìn)行報(bào)警，這樣可以有效地服務(wù)于當(dāng)?shù)氐墓膊块T，維護(hù)好社會(huì)治安。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)總體上可以分為兩大模塊，硬件模塊和軟件模塊。硬件模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和廣域網(wǎng)絡(luò)，而軟件模塊包括大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、基礎(chǔ)功能平臺(tái)、服務(wù)端、客戶端平臺(tái)、手機(jī)端平臺(tái)以及硬件端監(jiān)控平臺(tái)。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：本系統(tǒng)服務(wù)器端的開發(fā)采用的是B/S模型，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要是用來存放系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大批量數(shù)據(jù)，以支撐系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

廣域網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)的大批量傳送都需要廣域網(wǎng)絡(luò)。

大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)：本系統(tǒng)將采用Hadoop平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的大批量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，Hadoop具有可靠、高效、可伸縮的優(yōu)點(diǎn)[4]。

基礎(chǔ)功能平臺(tái)：為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供功能基礎(chǔ)。

服務(wù)端、客戶端平臺(tái)：服務(wù)端、客戶端平臺(tái)的開發(fā)采用的是B/S模型，用戶只需通過瀏覽器就可以登錄該平臺(tái)。該平臺(tái)提供了用戶信息管理、地址信息管理、房間信息管理、監(jiān)控參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控信息管理、歷史監(jiān)控信息管理等功能。

手機(jī)端平臺(tái)：手機(jī)端平臺(tái)的開發(fā)是在智能手機(jī)上進(jìn)行的，手機(jī)端平臺(tái)提供了數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)展示、異常分析、異常報(bào)警、監(jiān)控設(shè)置等功能。

硬件端監(jiān)控平臺(tái)：硬件端監(jiān)控平臺(tái)包含硬件和軟件，主要是由安裝在室內(nèi)的傳感器、網(wǎng)關(guān)和運(yùn)行的監(jiān)控程序組成，該平臺(tái)提供了傳感器管理、網(wǎng)關(guān)管理、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)分析等功能。

系統(tǒng)總體模塊框架如圖1所示。

2 服務(wù)器端平臺(tái)開發(fā)

服務(wù)器端平臺(tái)的開發(fā)有以下幾個(gè)需求：1）接收來自硬件端監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示；2）數(shù)據(jù)若異常，發(fā)送報(bào)警信息；3）為手機(jī)端平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支撐；4）為手機(jī)端平臺(tái)修改硬件端監(jiān)控平臺(tái)的監(jiān)控參數(shù)提供中間渠道。以上可以看出，服務(wù)器端平臺(tái)在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，因此服務(wù)器端平臺(tái)的開發(fā)是本系統(tǒng)的重點(diǎn)。

2.1 框架技術(shù)

服務(wù)器端平臺(tái)的開發(fā)采用了SSH框架技術(shù)?；贘2EE框架的SSH框架技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)的EJB組件技術(shù)，成為主流的應(yīng)用開發(fā)框架。SSH框架分為Struts、Spring、Hibernate三部分，其中使用Struts作為系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)MVC的分離，在Struts框架的模型部分，控制業(yè)務(wù)跳轉(zhuǎn)，利用Hibernate框架對(duì)持久層提供支持，Spring做管理，管理Struts和Hibernate[5]。

2.2 功能結(jié)構(gòu)

服務(wù)器端平臺(tái)的功能主要分為四大模塊：系統(tǒng)配置、用戶地址信息管理、房間監(jiān)控信息管理以及綜合查詢與統(tǒng)計(jì)分析。其下又細(xì)分為管理員管理、系統(tǒng)日志、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)還原、修改密碼、用戶信息管理、地址信息管理、房間信息管理、振動(dòng)溫度網(wǎng)關(guān)管理、視頻網(wǎng)關(guān)管理、數(shù)據(jù)綜合查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。

系統(tǒng)配置：主要提供管理員權(quán)限的管理，管理員信息的增刪改查、導(dǎo)入、導(dǎo)出，系統(tǒng)日志記錄的查看和導(dǎo)出，數(shù)據(jù)的備份和還原，以及密碼的修改等操作。

用戶地址信息管理：主要提供用戶信息的增刪改查、導(dǎo)入、導(dǎo)出，地址信息的增刪改查、導(dǎo)入、導(dǎo)出以及用戶和地址信息的綁定等操作。

房間監(jiān)控信息管理：主要提供房間信息、振動(dòng)溫度網(wǎng)關(guān)信息、視頻網(wǎng)關(guān)信息的增刪改查、導(dǎo)入、導(dǎo)出，房間信息和地址信息的綁定，網(wǎng)關(guān)信息和房間信息的綁定，實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的查看與下載等操作。

綜合查詢與統(tǒng)計(jì)分析：主要提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢與下載操作。

具體的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 信息添加流程及實(shí)現(xiàn)

信息添加流程的主要功能是完成用戶信息、地址信息、房間信息、網(wǎng)關(guān)信息等的錄入和綁定，為后續(xù)的網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查看、異常報(bào)警等提供基礎(chǔ)。信息添加流程如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)處理流程及實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大批量的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的處理要做到及時(shí)和準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)處理流程體現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的過程，如圖4所示。該流程具體實(shí)現(xiàn)過程：1）網(wǎng)關(guān)通過TCP/IP協(xié)議向服務(wù)器請(qǐng)求連接，服務(wù)器采用MINA框架接受連接，運(yùn)用異步非阻塞的方式來接收處理數(shù)據(jù)。2）網(wǎng)關(guān)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器將數(shù)據(jù)存到按照一定規(guī)則（編號(hào)加時(shí)間）命名的本地磁盤路徑下。3）數(shù)據(jù)分析。振動(dòng)數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)通過調(diào)用特定的方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷數(shù)據(jù)是否異常，有異常則發(fā)送報(bào)警信息。4）數(shù)據(jù)展示。振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)的展示是通過調(diào)用后臺(tái)方法，將振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)以JSON格式返回到前端的展示頁面，前端通過使用Highcharts圖表控件，將數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)曲線圖的形式展出。圖像數(shù)據(jù)的展示是通過調(diào)用后臺(tái)方法，將圖像數(shù)據(jù)以字節(jié)流的形式返回到前端的展示頁面，前端將數(shù)據(jù)解析為圖片。

4 結(jié)語

本文分析設(shè)計(jì)了一套基于SSH框架的家庭安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)，開發(fā)測(cè)試表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)安全防盜監(jiān)控功能。本系統(tǒng)不僅可以查看實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析處理，而且還可以查看歷史數(shù)據(jù)，更加增加了安全防盜的能力。本系統(tǒng)采用了MVC設(shè)計(jì)模式，便于以后對(duì)系統(tǒng)功能的維護(hù)與擴(kuò)展。伴隨著傳感器等硬件性能的提高、成本的下降，WIFI等無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，本系統(tǒng)將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。

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