基于SOA的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐　貴,馬曉艷,馬曉娟

(1.天津天盛鼎和通信工程有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部,天津　301700;2.興天通訊技術(shù)有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部,天津　301700)

基于SOA的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐貴1,馬曉艷2,馬曉娟2

(1.天津天盛鼎和通信工程有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部,天津301700;2.興天通訊技術(shù)有限公司 系統(tǒng)設(shè)計(jì)部,天津301700)

摘要針對(duì)現(xiàn)有安防系統(tǒng)中各部分是相互獨(dú)立的,缺乏集成系統(tǒng)來(lái)對(duì)各子程序提供的服務(wù)進(jìn)行整體管理的現(xiàn)狀,文中提出并設(shè)計(jì)了一款集成各安防子系統(tǒng)所提供的服務(wù)于一體的軟件管理平臺(tái),即SOA安防系統(tǒng),其采用SOA架構(gòu)的Web Service集成技術(shù),通過(guò)簡(jiǎn)化并統(tǒng)一用戶界面下的各個(gè)不同子系統(tǒng)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)用和分析。該系統(tǒng)有效地提高了監(jiān)控效率和分析能力,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的"一體化、集成化"管理,使整個(gè)安防系統(tǒng)各個(gè)部分相互聯(lián)動(dòng),有效提高了安防系統(tǒng)的集成化水平。

關(guān)鍵詞安防監(jiān)控系統(tǒng);SOA技術(shù);集成系統(tǒng);數(shù)據(jù)管理

Design of a Security System Using SOA

XU Gui1,MA Xiaoyan2,MA Xiaojuan2

(1.System Design Division,Tianjin TSDH Communications Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 301700,China;

2.System Design Division,Xingtian Communication Technology Co.,Ltd.,Tianjin 301700,China)

AbstractEach part of the conventional security system is mutually independent without an integrated management system.This paper proposes and designs a software management platform by integrating each security system,namely SOA security system,adopting the Web Service integrated technology on SOA to achieved data-called and analysis through simplified and unified different subsystems of user interface,thus improving monitoring efficiency and analysis capacity and implementing the system of "integrating & integrated" management.The whole security system interacts and really improves the level of security.

Keywordssecurity monitoring system;services-oriented architecture;integrated system;data management

在安防系統(tǒng)的各子系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息,由于其之間無(wú)法完成合理集成,致使子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立,無(wú)法高效地完成子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息的共享[1-3],因此各廠商不得不推出新的異構(gòu)硬件技術(shù),如網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)存服務(wù)器、流媒體服務(wù)器和設(shè)備代理服務(wù)器等組件來(lái)滿足海量視頻的訪問(wèn)和存儲(chǔ)[3-4],但這些設(shè)備的集群、負(fù)載、故障等的設(shè)計(jì)與其整體架構(gòu)的不匹配已經(jīng)嚴(yán)重阻礙網(wǎng)絡(luò)安防系統(tǒng)發(fā)展的進(jìn)程[5-6];另外,由于目前安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路主要還是著眼于各個(gè)子系統(tǒng)層面,在安防軟件本身,忽略了網(wǎng)絡(luò)化對(duì)整個(gè)安防系統(tǒng)發(fā)展的作用,隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控范圍的不斷擴(kuò)大,僅依靠軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)已無(wú)法滿足實(shí)際條件對(duì)系統(tǒng)的要求。集成安防系統(tǒng)的開發(fā)與推廣將會(huì)在一定程度上促進(jìn)且增加安防系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)性,有力地提高現(xiàn)有安防的技術(shù)水平。

1SOA技術(shù)和安防系統(tǒng)

目前主流的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)以網(wǎng)絡(luò)為依托,其核心技術(shù)是數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ),具有集成化、智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為一體的特點(diǎn)[5]。本文提出的基于SOA架構(gòu)的安防管理系統(tǒng)是將影像調(diào)用、入侵監(jiān)視與實(shí)時(shí)報(bào)警等技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起,在系統(tǒng)級(jí)水品實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接收服務(wù)和智能報(bào)警服務(wù)的集成,有力地促進(jìn)了安防系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程。

1.1　SOA簡(jiǎn)介

SOA架構(gòu)是一個(gè)軟件架構(gòu)概念,主要包括應(yīng)用程序前端、服務(wù)、服務(wù)庫(kù)和服務(wù)總線4個(gè)模塊,具有易于集成現(xiàn)有系統(tǒng)、共享服務(wù)及降低投資成本等特點(diǎn)[4-5];其主要作用是將應(yīng)用程序的不同功能單元通過(guò)服務(wù)之間定義的接口和契約聯(lián)系起來(lái)。

1.2　系統(tǒng)需求分析

基于SOA的安防系統(tǒng)主要通過(guò)SOA架構(gòu)中的Web Service、面向服務(wù)架構(gòu)協(xié)議(Simple Object Architecture Protocol,SOAP)及企業(yè)服務(wù)總線(Enterprise Service Bus,ESB)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)的集成。本文設(shè)計(jì)的基于SOA的安防系統(tǒng)主要討論了集成管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)接收、報(bào)警通知等方面的功能,分析系統(tǒng)在數(shù)據(jù)讀取、存儲(chǔ)、用戶管理和短信通知等方面的關(guān)鍵流程;在此基礎(chǔ)上分析并設(shè)計(jì)基于SOA架構(gòu)的安防管理系統(tǒng),重點(diǎn)討論采用SOA架構(gòu)的Web Services技術(shù)實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等核心技術(shù)的集成,最后對(duì)所設(shè)計(jì)的安防管理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試分析。

2安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能分析

安防集成管理系統(tǒng)主要對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等進(jìn)行集成管理,接收各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息并整合存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警和聯(lián)動(dòng)報(bào)警。安防監(jiān)控集成管理系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　安防管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)核心功能由數(shù)據(jù)接收和報(bào)警通知兩大模塊組成,數(shù)據(jù)接收包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接收和用戶信息接收等功能;報(bào)警管理系統(tǒng)主要包括短信報(bào)警與聯(lián)動(dòng)報(bào)警兩部分。

通過(guò)上述對(duì)系統(tǒng)的整體功能和核心流程的分析,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示,包括短信平臺(tái)、報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等5部分。

圖2　安防集成管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

安防集成管理系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口相互傳輸數(shù)據(jù)。從結(jié)構(gòu)上而言,集成系統(tǒng)將短信平臺(tái)、報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等子系統(tǒng)集成在一起。當(dāng)各子系統(tǒng)需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí),利用網(wǎng)口可直接將數(shù)據(jù)傳入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:首先預(yù)設(shè)警情發(fā)生時(shí),通過(guò)Web Services連接的短信系統(tǒng)可將短信發(fā)送到指定工作人員的人手機(jī)上;然后,系統(tǒng)通過(guò)Web Services接口建立智能報(bào)警、視頻監(jiān)控和門禁設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)服務(wù);最后,門禁系統(tǒng)的前端可根據(jù)實(shí)際情況安裝各類感應(yīng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出人員出入信息的保存,以及視頻、報(bào)警和門禁等的聯(lián)動(dòng)服務(wù)[6-7]。

3安防系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括核心流程設(shè)計(jì)和與其他部分聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。以下通過(guò)對(duì)安防系統(tǒng)釆用SOA,即面向服務(wù)架構(gòu)的分層模型來(lái)分析說(shuō)明,分別從表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層等層面進(jìn)行分析,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　基于SOA的安防系統(tǒng)OSI結(jié)構(gòu)圖

表現(xiàn)層:包括客戶端所接觸到的瀏覽器、安防系統(tǒng)及外部應(yīng)用程序,是將整個(gè)系統(tǒng)與最終用戶聯(lián)系起來(lái)的人機(jī)對(duì)話部分;業(yè)務(wù)層:通過(guò)各子安防系統(tǒng)及短信系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的集成,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的智能化,是整個(gè)安防系統(tǒng)模型中最關(guān)鍵也是最復(fù)雜的一部分。這層是本文的研究重點(diǎn),同樣是將服務(wù)“一體化、集成化”的具體體現(xiàn);服務(wù)層:主要提供一些基礎(chǔ)服務(wù)來(lái)供上層組合使用,通常由Web Services模塊來(lái)實(shí)現(xiàn);數(shù)據(jù)層:存放與監(jiān)控系統(tǒng)直接相關(guān)的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)存放在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)內(nèi)只保存聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù),即觸發(fā)報(bào)警時(shí)數(shù)裾;實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存放于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。

3.1　安防管理系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)

安防集成管理系統(tǒng)的功能主要包括,獲取子監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和用戶信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,以及報(bào)警管理子系統(tǒng)的報(bào)警信息。根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和報(bào)警信息兩個(gè)子系統(tǒng)在數(shù)據(jù)讀取、存儲(chǔ)、用戶管理及短信通知等方面的主要功能可通過(guò)圖4進(jìn)行描述。

圖4(a)為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)讀取流程。系統(tǒng)向視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送連接請(qǐng)求,若系統(tǒng)認(rèn)證成功則繼續(xù)流程,否則退出;然后發(fā)送消息到系統(tǒng),通知系統(tǒng)對(duì)發(fā)送來(lái)的消息進(jìn)行響應(yīng),監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送文件上傳到集成系統(tǒng),當(dāng)文件上傳完畢后,集成系統(tǒng)發(fā)送消息傳輸完畢的信號(hào)到監(jiān)控系統(tǒng)[8];圖4(b)為用戶管理流程。首先,用戶開啟登錄界面,系統(tǒng)根據(jù)用戶名及用戶密碼判斷該用戶是否為合法用戶;接著判斷是否為系統(tǒng)管理員,若是系統(tǒng)管理員,則該用戶可對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改并增刪值班員;最后判斷是否為值班員,若是值班員,該用戶負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的查看;否則終止該進(jìn)程。

圖4　安防監(jiān)控集成管理系統(tǒng)核心流程

3.2　安防集成管理系統(tǒng)與其他系統(tǒng)集成

通過(guò)SOA架構(gòu)將安防監(jiān)控集成管理系統(tǒng)和手機(jī)短信發(fā)送系統(tǒng)集成在一起,使其像一個(gè)整體進(jìn)行業(yè)務(wù)處理和信息共享。圖5是安防集成管理系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成模型。圖5中,該系統(tǒng)與短信系統(tǒng)的集成方式是:短信系統(tǒng)是服務(wù)提供者,系統(tǒng)是服務(wù)消費(fèi)者;報(bào)警子系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用短信系統(tǒng)的Web Services服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信的發(fā)送,然后短信系統(tǒng)的Web Services服務(wù)將發(fā)送的結(jié)果反饋給報(bào)警系統(tǒng)。

圖5　安防集成管理系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成

4系統(tǒng)測(cè)試

現(xiàn)有安防系統(tǒng)多為單一系統(tǒng),監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)、入侵報(bào)警或門禁限制各部門之間相互獨(dú)立,而用戶通過(guò)使用本系統(tǒng)可以任意將現(xiàn)有的安防監(jiān)控子系統(tǒng)整合到這個(gè)集成系統(tǒng)上,通過(guò)進(jìn)行模塊化處理,實(shí)現(xiàn)集成化管理。另外,系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng),即數(shù)據(jù)管理和用戶管理子系統(tǒng),提供給客戶整合后的數(shù)據(jù)信息和報(bào)警通知。借助于SOA架構(gòu),系統(tǒng)將用戶的各安防系統(tǒng)信息化管理,實(shí)現(xiàn)影像調(diào)用、入侵監(jiān)視與實(shí)時(shí)報(bào)警的有機(jī)結(jié)合。不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問(wèn)及智能報(bào)警服務(wù)集成化,還建立了用戶管理系統(tǒng),方便系統(tǒng)總管理員掌控整個(gè)系統(tǒng)信息[9]。用戶還可以將本系統(tǒng)連入不同環(huán)境內(nèi)的安防監(jiān)控系統(tǒng),如醫(yī)療方監(jiān)控管理系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)病人看護(hù)及醫(yī)療機(jī)械的無(wú)人化監(jiān)管。

5結(jié)束語(yǔ)

本文提出并設(shè)計(jì)的基于SOA的安防集成系統(tǒng)是采用SOA構(gòu)建的應(yīng)用管理系統(tǒng),該系統(tǒng)不需要對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的改進(jìn),只需將幾個(gè)原已存在的各個(gè)安防子系統(tǒng)通過(guò)采用Web Services技術(shù)及ESB框架合理地集成在一起,這樣不僅充分利用和保護(hù)了現(xiàn)有系統(tǒng)的技術(shù)和資源,同時(shí)又對(duì)企業(yè)級(jí)用戶的SOA應(yīng)用提供了參考?；赟OA的安防系統(tǒng)可以做到智能分析存儲(chǔ)有用信息,避免所需數(shù)據(jù)信息的遺漏,有效彌補(bǔ)了因硬件功能不足所帶來(lái)的系統(tǒng)缺陷,解決了監(jiān)控場(chǎng)所安防系統(tǒng)無(wú)法集中調(diào)配的現(xiàn)狀;使用本系統(tǒng)后,用戶可以獲取智能化信息處理的體驗(yàn),系統(tǒng)可以根據(jù)不同警情發(fā)生時(shí)的情形自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警告知,在某種程度上減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān),也降低了人力資源成本。

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作者簡(jiǎn)介:徐貴(1984—),男,工程師。研究方向:通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。馬曉艷(1981—),女,工程師。研究方向:通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

收稿日期:2015- 05- 14

中圖分類號(hào)TP277.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1007-7820(2016)01-128-03

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2016.01.035