校園巡護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王圣輝 吳曉平

文章編號(hào)： 2095-2163（2018）03-0161-05中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

摘要： 關(guān)鍵詞： （School of Information Engineering， Zhejiang A& F University， Hangzhou 311300， China）

Abstract： In order to solve the problem of loose management of campus patrol， the development of the system includes sensor data perception， radio frequency identification， global positioning system and modern communication technology. This paper introduces the basic architecture of the system， the establishment and maintenance of database， the development of MVC and the website， and the third party interface services such as map tools. The system realizes the functions of on-line monitoring， historical backtracking， assessment report and task notification. The development and application of the system greatly enhance the responsibility and enthusiasm of the patrol personnel， improve the management efficiency， and provide a complete and efficient modern management system for the construction of campus security.

Key words：

基金項(xiàng)目：

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期： 引言

學(xué)校人員密集、場(chǎng)地大而劃分復(fù)雜，這就給安全防護(hù)工作增加了巡查難度?；诖?，本次研究通過引入并融合全球定位系統(tǒng)（GPS）和通信技術(shù)[1-2]，能夠做到有效存儲(chǔ)巡查時(shí)間，回溯巡查軌跡，量化考核指標(biāo)，解決在突發(fā)情況下與校園急控中心的警報(bào)發(fā)送與信息聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)校園巡查的信息化、集成化和全程的智能化。

本系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)設(shè)備、手機(jī)、服務(wù)器和客戶端組成，巡查人員通過手機(jī)掃描RFID[3-4]和上傳GPS數(shù)據(jù)提供對(duì)人員的監(jiān)控管理，服務(wù)端根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)考核報(bào)表。在對(duì)巡查人員進(jìn)行監(jiān)督的同時(shí)也大大降低了管理人員的工作強(qiáng)度，既公平又高效。有助于增強(qiáng)巡邏人員的工作責(zé)任心和積極性，有助于任務(wù)通知的上傳下達(dá)展開實(shí)施，可即時(shí)消除隱患，提高校園的安全性，是一套綜合全面的現(xiàn)代化管理體系。

1功能需求分析

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要構(gòu)成，如：網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、用戶接口等的配備均將遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、以及實(shí)踐中的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而整體呈現(xiàn)出科學(xué)性、先進(jìn)性、開放性、穩(wěn)定性、安全性、實(shí)用性等品質(zhì)特征。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，系統(tǒng)功能分為權(quán)限管理、人員管理、設(shè)備管理、在線監(jiān)控、資源管理和報(bào)表管理等六大模塊。系統(tǒng)功能架構(gòu)可如圖1所示。同時(shí)，針對(duì)其中每一部分的功能設(shè)計(jì)可給出如下闡釋與解析。

1.1權(quán)限管理

系統(tǒng)定制了多用戶分級(jí)權(quán)限，在實(shí)際工作中，各登錄用戶根據(jù)分配權(quán)限享有不同的操作功能。

1.2人員管理

主要包括人員的基本信息維護(hù)，如身份證、姓名、照片等。同時(shí)，這也進(jìn)一步滿足了巡查人員管護(hù)不同區(qū)域的需要。

1.3設(shè)備管理

各巡護(hù)人員均會(huì)自帶一個(gè)通信終端，用于日常巡查檢測(cè)。通過此功能可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的信息變更、遠(yuǎn)程操控，諸如進(jìn)行同步配置、取消限制、重新啟動(dòng)、注冊(cè)手機(jī)、注銷手機(jī)、自定義發(fā)送等操作。

1.4在線監(jiān)控

這是平臺(tái)的關(guān)鍵功能，可在平臺(tái)上監(jiān)控人員實(shí)時(shí)位置信息。其次，可通過軌跡回放，查看人員的歷史行為軌跡；通過框選呼叫，在地圖上選擇人員（可以一個(gè)或多個(gè)）進(jìn)行呼叫，需要配合調(diào)度臺(tái)選擇使用。通過云消息服務(wù)，還可做到管理人員與巡護(hù)人員的互動(dòng)與聯(lián)系溝通。

1.5資源管理

就是對(duì)各類在用資源，如消防設(shè)備設(shè)施、監(jiān)控資源等部署建立一定的管理維護(hù)，同時(shí)還可與RFID綁定，并支持設(shè)定到點(diǎn)巡護(hù)。

1.6報(bào)表管理

系統(tǒng)定時(shí)根據(jù)巡護(hù)人員的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)考核報(bào)表，如日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、任務(wù)報(bào)表等，同時(shí)也可根據(jù)用戶需要自行選擇時(shí)間段生成報(bào)表。

2系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)在功能上可分為用戶端、服務(wù)端和管理端3部分[5]，如圖2所示。其中，用戶端主要面向巡護(hù)人員，常規(guī)設(shè)備可以是智能終端（如安卓操作系統(tǒng)手機(jī)），也可以是功能機(jī)（需定制功能），終端通過獲取實(shí)時(shí)位置，如GPS定位或者基站定位，發(fā)送至服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，還可通過掃描RFID或者設(shè)備二維碼的方式，實(shí)現(xiàn)巡檢功能。服務(wù)端主要包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)接口、應(yīng)用發(fā)布等，是系統(tǒng)的核心部件。管理端重點(diǎn)面對(duì)管理用戶，管理人員可通過相關(guān)軟件或者以瀏覽器的方式查詢系統(tǒng)信息。這里，將對(duì)其展開如下研究論述。

2.1權(quán)限管理

權(quán)限管理是系統(tǒng)安全規(guī)則設(shè)計(jì)中的重要組成內(nèi)容[6-7]，在此安全策略下，登錄用戶僅可操作（查看、修改、刪除）已賦授權(quán)的資源。當(dāng)用戶操作時(shí)，先判斷其所屬的角色組（如訪客用戶、管理員、系統(tǒng)維護(hù)員等），繼而再次判斷其角色是否擁有對(duì)應(yīng)模塊的操作權(quán)限（如增、刪、改、查等）。用戶-角色-權(quán)限模式的基本表設(shè)計(jì)如圖3所示。其中，主要包括用戶表、角色組、模塊表、權(quán)限表和用戶角色關(guān)系表、角色模塊權(quán)限關(guān)系表。

2.2MSSQL和EF

研究中，考慮到系統(tǒng)的快速開發(fā)及應(yīng)用， 采用對(duì)象關(guān)系映射（Object-Relational Mapping）技術(shù)，即可從對(duì)象的角度來編制研發(fā)程序，而無需在數(shù)據(jù)對(duì)象操作存儲(chǔ)等細(xì)節(jié)上耗費(fèi)太多時(shí)間。微軟提供的ADO.NET Entity Framework就給開發(fā)者帶來了極大便利[8]。

系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用進(jìn)行了邏輯分組，將其劃分為：表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）和數(shù)據(jù)訪問層（DLL）[9]，研發(fā)后結(jié)構(gòu)即如圖4所示。在系統(tǒng)處理過程中，BLL和DLL層又分為接口和實(shí)現(xiàn)部分，例如：業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)（BLL）和業(yè)務(wù)層接口（IBLL）。在數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)部分提供了IRepositoryBase基類，可通過Insert（）、Update（）、Delete（）等方法實(shí)現(xiàn)CURD。關(guān)鍵設(shè)計(jì)代碼可見如下。

2.3BaiduMap實(shí)現(xiàn)

地圖是本次設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)構(gòu)成。無論是人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控、或是歷史軌跡的追溯，都必然需要用到指定范圍內(nèi)的地圖數(shù)據(jù)。百度地圖是目前市場(chǎng)日趨普及的軟件工具，不僅配有大量的數(shù)據(jù)源，也開發(fā)了豐富的接口可用于各類主題研究。利用地圖開放平臺(tái)，開發(fā)者可通過申請(qǐng)賬號(hào)及SK的方式獲取服務(wù)。如，在Android端，通過如下代碼即可輕松調(diào)取地圖接入服務(wù)，當(dāng)然，還必須在配置中注明所需權(quán)限。研發(fā)代碼可表述如下。

public class XiaoyuanActivity extends Activity {

@Override

protected void onCreate（Bundle savedInstanceState） {

super.onCreate（savedInstanceState）；

//在使用SDK各組件之前初始化context信息，傳入ApplicationContext

//注意該方法要在setContentView方法之前實(shí)現(xiàn)

SDKInitializer.initialize（getApplicationContext（））；

setContentView（R.layout.activity_main）；

}

}

2.4RFID設(shè)計(jì)

無線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID），就是通過無線電信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)和數(shù)據(jù)讀寫，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于防偽、物流、人員識(shí)別、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)管理與產(chǎn)品跟蹤等研究領(lǐng)域。不僅存儲(chǔ)容量大、通信速度快、保密性強(qiáng)，還具備了喚醒機(jī)制，從而確保長期穩(wěn)定地有效運(yùn)行。

完整的信息采集系統(tǒng)由4部分構(gòu)成，分別是：RFID有源標(biāo)簽、接收器、以太傳輸網(wǎng)和上位機(jī)。其中，RFID有源標(biāo)簽周期性發(fā)送自身ID和其它狀態(tài)信息（如電池電量）。接收器收到標(biāo)簽信息后，打包向網(wǎng)絡(luò)上傳。接收器有2種輸出模式，也就是：自動(dòng)定時(shí)輸出和接受查詢回復(fù)。在自動(dòng)定時(shí)輸出時(shí)，接收器僅在收到標(biāo)簽時(shí)才輸出，未收到標(biāo)簽信息時(shí)，輸出心跳包；定時(shí)輸出的最大密度為每秒上傳一次，可設(shè)置“標(biāo)簽滯留同一接收器下的上報(bào)間隔”；當(dāng)接收器下無標(biāo)簽存在時(shí)，達(dá)到“心跳間隔”時(shí)間，輸出心跳包。接收器上傳的數(shù)據(jù)幀長度可變。接收器采用TCP Client模式，上位機(jī)監(jiān)聽TCP Server端口，基于Socket發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。關(guān)于查詢標(biāo)簽信息指令的回復(fù)信息格式詳情則可參見表1。

2.5視頻監(jiān)控

目前，大華的視頻監(jiān)控服務(wù)在市場(chǎng)應(yīng)用中贏得了高度認(rèn)可，其中配備的二次開發(fā)接口即可供開發(fā)者直接調(diào)用。具體來說，通過Client_Init（）可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化操作，在調(diào)用Client_Login（）后就可獲取操作權(quán)限，通過Client_GetDEVWorkState（）獲取設(shè)備ID后可用Client_PTZControl（）進(jìn)行云臺(tái)操作。

3系統(tǒng)部署和實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)已通過實(shí)際檢驗(yàn)并付諸應(yīng)用，部分技術(shù)信息可見表2。

IIS，.NETIE， ChromeGPS，串口定制3.1應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器是系統(tǒng)的核心，提供了數(shù)據(jù)接收和處理、網(wǎng)站發(fā)布與接口、報(bào)表生成等服務(wù)。圖5展示了來自終端上傳的圖片、音視頻等信息。

3.2客戶端

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主界面如圖6所示。系統(tǒng)采用了B/S模式，用戶可通過瀏覽器訪問系統(tǒng)功能。管理員登錄后可直觀查看當(dāng)前人員在線狀態(tài)和歷史巡護(hù)情況，報(bào)表功能為人員績(jī)效考核設(shè)定了評(píng)判依據(jù)。

3.3手機(jī)端

巡護(hù)人員的終端會(huì)自動(dòng)將巡查數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，當(dāng)用戶獲取巡查任務(wù)后，根據(jù)任務(wù)提示要求，查看各巡護(hù)點(diǎn)，掃描各關(guān)聯(lián)RFID點(diǎn)，運(yùn)行效果界面即如圖7所示。后臺(tái)可根據(jù)該人員的到達(dá)時(shí)間、檢查次序來考察判定這一行為過程是否符合前期的指令需求。

4結(jié)束語

現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步給巡查管理帶來了發(fā)展契機(jī)，尤其是在人員流動(dòng)密集，巡護(hù)范圍覆蓋整體的校園中，則亟需24 h的連續(xù)不間斷監(jiān)控。本次研發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施有效解決了此前管理松散、且存在巡檢漏點(diǎn)等狀況，給校園安全建設(shè)提供了有益借鑒和參考范例。下一步將結(jié)合當(dāng)前運(yùn)行實(shí)效及出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析與優(yōu)化，期待更好應(yīng)用與推廣。

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