無線傳感網(wǎng)技術(shù)在警務(wù)工作中的應(yīng)用

孔玉靜 婁鑫坡 王卓

（河南城建學(xué)院 河南省平頂山市 467041）

1 引言

傳感技術(shù)的起源在上世紀(jì)七十年代，主要應(yīng)用在對(duì)點(diǎn)傳輸、連接傳感控制器、實(shí)施傳輸與收集網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)雛形，并將其定義為第一代傳感網(wǎng)絡(luò)。在科學(xué)不斷進(jìn)步與5G 技術(shù)應(yīng)用的推動(dòng)下，無線傳感網(wǎng)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，而且在警務(wù)工作中可以將自身的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，尤其是針對(duì)刑偵檢查、交通管制及公共社會(huì)治安當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)將信息的綜合處理，更加有效將自身的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)。對(duì)于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用，主要由數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)收集及控制管理三個(gè)部分組成，通過通信協(xié)議組成分布式網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)化，建立數(shù)據(jù)處理中心，為警務(wù)工作帶來幫助[1]。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 業(yè)務(wù)需求

對(duì)于警務(wù)工作中無線傳感技術(shù)的運(yùn)用，主要為在職工作人員提供數(shù)據(jù)收集、檢測(cè)、整理等工作的系統(tǒng)，并通過合理的運(yùn)用城市中基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建較為全面的警務(wù)工作系統(tǒng)。以公安部門人口信息數(shù)據(jù)庫及交通部門道路管理設(shè)施覆蓋為基礎(chǔ)條件，可以對(duì)區(qū)域內(nèi)人口進(jìn)行針對(duì)性人員管理，并實(shí)時(shí)掌握車輛信息情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路信息的管理，從更加準(zhǔn)確對(duì)群眾報(bào)案時(shí)間進(jìn)行處理，提高突發(fā)事件處理的效果。

系統(tǒng)作為綜合系統(tǒng)類型，其包含服務(wù)器端及客戶端APP的建立，服務(wù)器端主要公安管理人員進(jìn)行操作，以便對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與處理，對(duì)于移動(dòng)端APP 來講，主要就是執(zhí)勤警員在工作過程中進(jìn)行應(yīng)用，而且可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的建立，通過任務(wù)發(fā)布的形式保證警員以最快的速度到達(dá)報(bào)案現(xiàn)場(chǎng)[2]。

2.2 功能需求

以傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)所建立的警務(wù)系統(tǒng)，在實(shí)際建立的過程中應(yīng)該注重分析，并對(duì)移動(dòng)APP 端及Web 服務(wù)器端開發(fā)需求有著充足的掌握，掌握兩者的環(huán)境需求。

移動(dòng)APP 端開發(fā)需求，通過Android Studio 開發(fā)工具的運(yùn)用，建立Android 版本，準(zhǔn)確掌握實(shí)踐開發(fā)需求，利用Windows 操作系統(tǒng)，安裝java 開發(fā)環(huán)境及jdk1.7，而且在設(shè)計(jì)完成后，必須要在Android 平臺(tái)運(yùn)行。

Web 服務(wù)器端開發(fā)需求，采用Java EE 實(shí)現(xiàn)，在Tomcat 服務(wù)器上進(jìn)行部署，并通過選擇Windows7 開發(fā)電腦，通常也需要安裝java、jdk1.7 以及Tomcat 服務(wù)器，以開發(fā)工具M(jìn)yEclipse10，同時(shí)應(yīng)保證有固定IP 地址，而且在運(yùn)行環(huán)節(jié)需要進(jìn)行管理員操作。

總的來說，針對(duì)警務(wù)系統(tǒng)開發(fā)功能需求來講，在建立的過程中應(yīng)該對(duì)各項(xiàng)工作有著充足的認(rèn)識(shí)，并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，遵循時(shí)間處理要求，而且作為一種綜合系統(tǒng)，在運(yùn)行環(huán)節(jié)包含信息較多，為杜絕所產(chǎn)生影響，則應(yīng)該對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)專網(wǎng)、視頻專網(wǎng)及移動(dòng)通信網(wǎng)等建立，保證在設(shè)備的基礎(chǔ)上通過無線傳感技術(shù)優(yōu)勢(shì)的實(shí)現(xiàn)，為警察治安管理及交通管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，分析并進(jìn)行研究判斷，通過共享運(yùn)用構(gòu)成多樣化控制網(wǎng)絡(luò)。Web 服務(wù)器端系統(tǒng)用例圖和移動(dòng)端APP 系統(tǒng)用例圖如圖1、圖2 所示。

圖1：Web 服務(wù)器端系統(tǒng)用例圖

圖2：移動(dòng)端APP 系統(tǒng)用例圖

2.3 非功能性需求分析

系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，通過無線傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的運(yùn)用，具備較高的并發(fā)性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量感知設(shè)備終端數(shù)據(jù)的傳輸與處理，而且處理速度較快，為用戶的后續(xù)運(yùn)用帶來更多幫助。所以，針對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)于非功能性需求來講，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)優(yōu)化的認(rèn)識(shí)，并通過提高其智能性及穩(wěn)定性，確?？梢詾榫瘎?wù)工作提供幫助，減少人工操作所面臨的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種信息的有效處理。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在對(duì)警務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)明確設(shè)計(jì)方案，并通過不斷改進(jìn)與優(yōu)化，保證整體設(shè)計(jì)的高效性，減少所產(chǎn)生的影響及限制。其中針對(duì)移動(dòng)APP 端開發(fā)環(huán)境，應(yīng)針對(duì)Android 版本展開，并通過Android Studio，采用Windows7 系統(tǒng)操作，同時(shí)應(yīng)該安裝java 來訪按系環(huán)境及jdk1.7 及Android 開發(fā)環(huán)境。而對(duì)于軟件開發(fā)環(huán)境，仍然需要以Android平臺(tái)為主，這樣才能夠保證運(yùn)行的高效性，并通過控制服務(wù)器版本，實(shí)現(xiàn)對(duì)java 開發(fā)環(huán)境的優(yōu)化控制，但仍然需要注意的是由于Web 環(huán)境設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，所以應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，不斷優(yōu)化各項(xiàng)設(shè)計(jì)流程，為后續(xù)的服務(wù)器運(yùn)行及模塊設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)[3]。

3.1 服務(wù)器通信模塊設(shè)計(jì)

在警務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，為全面保證設(shè)計(jì)的高效性，則應(yīng)該針對(duì)各項(xiàng)工作設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析，認(rèn)識(shí)到通信技術(shù)應(yīng)用的必要性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的整體效果，避免受某一環(huán)節(jié)影響導(dǎo)致設(shè)計(jì)無法順利進(jìn)行。因此，服務(wù)器端在硬件終端通信設(shè)計(jì)的過程中，可以通過Netty 框架的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)更為簡單便捷的進(jìn)行終端設(shè)計(jì)。

首先是服務(wù)器端的地址選擇和監(jiān)聽端口的幫助，在實(shí)際進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)針對(duì)Netty 展開分析，通過框架設(shè)計(jì)保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)頁端部署，以Tomcat 為主要，保證邏輯處理的順利進(jìn)行。由于Tomcat 端口為8080，所以在綁定環(huán)節(jié)應(yīng)該將8082 所謂Netty 的通信監(jiān)聽端口，這樣有助于更加實(shí)現(xiàn)有效創(chuàng)新。NioServerSocketChannelFacto 處理框架中的I/O 請(qǐng)求，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)不同I/O 請(qǐng)求產(chǎn)生的I/O ChannelEvent 通道進(jìn)行處理，保證處理工作得到創(chuàng)新，為代碼啟動(dòng)及客戶端數(shù)據(jù)的發(fā)送提供幫助。

隨后通過系統(tǒng)的優(yōu)化處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Netty 框架中Decoder實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，而且此環(huán)節(jié)工作在實(shí)際展開與落實(shí)的過程中，為避免受到限制，則應(yīng)該通過TCP/UDP 接收數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行最大傳輸單元限制的優(yōu)化，將一次性讀入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)更加有效的進(jìn)行控制，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч?。而且在約定傳輸數(shù)據(jù)包的過程中，應(yīng)對(duì)總長度處理情況進(jìn)行分析，合理的選擇LengthFieldBasedFrameDecoder 對(duì)長度屬性包解析。

對(duì)于服務(wù)器端通信模塊的運(yùn)用，需要事先通過硬件終端發(fā)送數(shù)據(jù)包，并針對(duì)數(shù)據(jù)包所包含的原始視頻信息等，通過數(shù)據(jù)的選擇上傳到Netty 當(dāng)中，同構(gòu)Decoder 解析，實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)包中有用信息傳播，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成服務(wù)器平臺(tái)識(shí)別數(shù)據(jù)。為保證服務(wù)器通信模塊設(shè)計(jì)的效果，則需要將數(shù)據(jù)由Netty 交由Handler 進(jìn)行處理，處理完成后通過系統(tǒng)編碼處理，轉(zhuǎn)換成重點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)包識(shí)別，從而將硬件重點(diǎn)發(fā)送，進(jìn)而根據(jù)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。

3.2 出勤警員管理模塊

這一模塊設(shè)計(jì)主要就是對(duì)警員的定位，并通過GPS技術(shù)的運(yùn)用，準(zhǔn)確的指導(dǎo)警員出勤，并且可以更加準(zhǔn)確掌握警員的信息，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化辦公流程，將警務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)。而且在無線傳感器應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可以對(duì)道路信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，并發(fā)現(xiàn)某地交通擁堵或交通事故后，通過此模塊快速定位附近交警，實(shí)施派遣任務(wù)，更加全面將智能出警的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)，將警務(wù)工作處理時(shí)間降低至最短。

警員打開APP 則會(huì)進(jìn)入到自動(dòng)定位的環(huán)節(jié)，并根據(jù)設(shè)定位置信息上報(bào)。由于警員在進(jìn)行工作的過程中經(jīng)常會(huì)進(jìn)入到室內(nèi)或GPS信號(hào)較弱的區(qū)域，所以在定位時(shí)需要對(duì)GPS 信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行判斷，這樣有助于后續(xù)定位系統(tǒng)順利運(yùn)行，對(duì)于信號(hào)較強(qiáng)的情況，則應(yīng)該獲得GPS 定位經(jīng)緯度，因?yàn)榉?wù)器端所采用的為高德地圖，應(yīng)該通過經(jīng)緯度坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，更加有效將地圖設(shè)置的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)HTTP get 的有效運(yùn)用。針對(duì)GPS 信號(hào)若而出現(xiàn)無法使用的情況，則應(yīng)該借助Wi-Fi 定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)更加有效控制。與此同時(shí)，在下達(dá)任務(wù)的過程中，會(huì)顯示多個(gè)警員信息，可以合理的對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更加有效的進(jìn)行控制，減少所產(chǎn)生的影響及限制。

3.3 警務(wù)管理模塊

警務(wù)管理模塊主要涉及到服務(wù)器端與APP 端，需要協(xié)調(diào)控制各個(gè)環(huán)節(jié)才有助于將警務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能與優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)。其中，服務(wù)器端系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)公安警務(wù)系統(tǒng)接到市民報(bào)案后，通過監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)分析，得到警情后將信號(hào)傳輸?shù)匠銮诰瘑T管理模塊，定位距離事發(fā)區(qū)域附近的交警，向其派遣出勤任務(wù)，通過智能化實(shí)現(xiàn)對(duì)警力合理的安排，為警務(wù)處理工作提供幫助。

3.4 實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊

對(duì)于無線傳感器技術(shù)的運(yùn)用，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)小模塊的處理，則應(yīng)該針對(duì)數(shù)據(jù)信息情況進(jìn)行優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)處理的高效性，實(shí)現(xiàn)更加有效進(jìn)行優(yōu)化控制。因此，針對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊，此環(huán)節(jié)包括圖片、視頻及音頻處理，由多媒體以文件的形式進(jìn)行存放，并通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享目錄，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的對(duì)信息進(jìn)行處理，從而通過目錄獲取更為詳細(xì)的信息，保證文件處儲(chǔ)存的高效性。

實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊也應(yīng)該區(qū)分APP 端和服務(wù)器Web 端實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該針對(duì)警務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，合理的對(duì)各個(gè)模塊功能進(jìn)行明確，通過視頻管理軟件設(shè)置在視頻監(jiān)控上實(shí)現(xiàn)多方式顯示信號(hào)，而且對(duì)于信號(hào)的處理，應(yīng)該針對(duì)公共監(jiān)控?cái)z像頭視頻信息執(zhí)行操作，并通過將回放、監(jiān)控及錄像功能的展現(xiàn)，為后續(xù)運(yùn)用提供更多幫助，將監(jiān)控功能的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)。

4 結(jié)論

本文在實(shí)踐展開研究的過程中，主要目的就是為了通過無線傳感技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)有效將交通及公安等各部門銜接，構(gòu)建較為全面的警務(wù)系統(tǒng)，并通過配合Android 開發(fā)移動(dòng)端應(yīng)用，對(duì)設(shè)備讀取的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)信息交互處理的同時(shí)，還應(yīng)該做到數(shù)據(jù)智能化及信息化處理，更加準(zhǔn)確高效的將人員管理、車輛管理及道路管理整合，有效解決傳統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行所面臨的問題。