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摘要

為實現(xiàn)對園方及家長提供幼兒的安全接送服務，提出了一種基于SSH架構(gòu)的安防系統(tǒng)設(shè)計與測試系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)的硬件部分主要由SSH中Web應用開發(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，并采用分層思想完成其對輸出信號進行的檢測。實際應用表明，該系統(tǒng)具有操作簡便、測試準確的特點，達到了設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞

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

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

1測試需求分析

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

2系統(tǒng)整體設(shè)計方案

按照實際需求設(shè)計可將安全接送系統(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、校地圖定位平臺，系統(tǒng)層次圖如圖1所示。文中主要針對其中重要的寶貝安全模塊，即安防系統(tǒng)。提出設(shè)計需求，針對需求對各個小的功能模塊進行了功能劃分，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)進行升級并嵌入安卓系統(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)控服務平臺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SSH(Structs2+Spring+Hibernate)是目前普遍且穩(wěn)定性較好的一種基于Web應用的開發(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現(xiàn)的，降低了開發(fā)難度，提高了開發(fā)效率。SSH作為一個集成框架，其不僅能完成視圖、模型與控制器的整體分離，還能實現(xiàn)持久層與業(yè)務邏輯層的分離。這樣無論前端如何變化，后端的模型層只需做較少的改動即可，且數(shù)據(jù)庫的變化不會對前端產(chǎn)生影響，較大程度上提高了系統(tǒng)的可復用性，且由于層與層之間的耦合度較小，有利于團隊成員進行并行工作，大幅提高了開發(fā)效率。SSH集成框架中，Structs2負責來自網(wǎng)頁的所有請求以及轉(zhuǎn)發(fā)和跳轉(zhuǎn)，Spring容器對事務邏輯關(guān)系進行管理，Hibernate實現(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會將請求攔截并處理，通過對配置文件Struts－sch.xml中的內(nèi)容進行自動查找到與Action匹配的方法;對復雜事務邏輯進行處理;Spring容器依據(jù)配置文件ApplicationContexl.xml將所需的邏輯對象自動注入，并將其對象實例化。事務邏輯結(jié)束后，相關(guān)數(shù)據(jù)庫操作將會自動啟動Hibernate.Action即執(zhí)行完畢，最后根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果進行對應頁面跳轉(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)計模式的優(yōu)點是可使開發(fā)人員的邏輯變得清晰，層次邏輯更加分明。Spring對管理業(yè)務對象提供了一致的方法，并鼓勵操作對接口編程而不是以往對象類編程的優(yōu)良習慣，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進行了一個超輕量級的封裝，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，并在軟件上寫成對應的功能子函數(shù)，通過系統(tǒng)調(diào)用就可實現(xiàn)對應的功能。根據(jù)上傳的GPS數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)地圖上進行對比，利用JavaScriptAPI應用程序接口，取得相應學號的學生的位置信息。家長可根據(jù)孩子的位置信息，判斷孩子是否正常上學。可設(shè)置不同ID號的學生安全活動范圍，每個ID可設(shè)定安全范圍，根據(jù)上傳的GPS數(shù)據(jù)可確定中學生的位置信息，判斷學生是否安全，對超出安全區(qū)域做出報警，立即給家長和幼兒園管理者發(fā)送學生的實時GPS位置信息并提示有危險［6］。

2.2軟件設(shè)計安防系統(tǒng)軟件是基于SSH框架的總體架構(gòu)設(shè)計，可知，整個系統(tǒng)采用分層的設(shè)計思想，系統(tǒng)被劃分為模型層、表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。實際應用中具體到開發(fā)的代碼表現(xiàn)為前臺JSP頁面、Action行為層、Dao數(shù)據(jù)訪問層、Service業(yè)務邏輯層、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，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查詢、增刪等工作，Service層相較于Dao層對數(shù)據(jù)庫中表的操作進行了進一步的封裝，加入了一些自己的代碼用來更好的進行邏輯處理，這就實現(xiàn)了一種將業(yè)務邏輯與數(shù)據(jù)庫的交互分離的數(shù)據(jù)的功能，使儲存更加方便持久，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Action進行處理。數(shù)據(jù)庫中的表是和model、dao是一一對應的。由于系統(tǒng)采用分層設(shè)計的方法，實現(xiàn)了代碼低耦合、結(jié)構(gòu)清晰、可擴展，并使開發(fā)者在業(yè)務邏輯方面可更加專注。在軟件系統(tǒng)的實際開發(fā)中，同時定義了公共基類，供各個模塊使用。接口類實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫的基本操作，Dao同時需要繼承aseDao接口，具體的Dao實現(xiàn)類也需要繼承BaseDaoImpl類。數(shù)據(jù)庫中的每一表對應一個Dao類，以實現(xiàn)操作。當用戶通過頁面的點擊，Structs2的控制器對配置Struts－sch.xml中的匹配項進行請求，具體到個Action類的方法，該方法對用的Erivce接口進行具體的實物處理，實現(xiàn)在類ServiceImpl中。在此過程中，Spring和IOS實現(xiàn)粘合劑的作用，運行期間將需要依賴的關(guān)系動態(tài)的注入到對象中，對對象的耦合性起到了降低效果。繼續(xù)執(zhí)行下一個Action還是跳轉(zhuǎn)到指定的界面，繼而完成一次用戶相應的過程，這就是循環(huán)的基本過程。GPS系統(tǒng)定位模塊的設(shè)計為，用戶首先點擊主界面的定位按鈕，會先進行權(quán)限判斷，如果定位權(quán)限是教工則會跳轉(zhuǎn)到班級管理列表界面，在點擊某個班級選項后會向服務器發(fā)送該班的班級號，服務器則會根據(jù)收到的班級號向客戶端返回該班級學生的列表，此時客戶端自動跳轉(zhuǎn)到新的學生列表界面并根據(jù)收到的學生列表將接所有的信息顯示出來。教工在選定學生之后會自動跳轉(zhuǎn)到地圖界面并向UPD服務器發(fā)送該小孩的ID并進行認證，UPD服務器在收到用戶為打開地圖界面這個指令后，會對用戶不斷發(fā)送該小孩的GPS信息，客戶端會根據(jù)收到的信息同時在GPS地圖界面上標注出來并進行實時刷新，實現(xiàn)小孩的實時定位功能。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，完成了各個功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，安防系統(tǒng)的搭建已經(jīng)初步完成。在完成前，需要進行實驗功能測試，發(fā)現(xiàn)并解決問題。首先，在測試工作開始之前，需要對測試用例完成編寫工作，每個測試用例需包含每一個功能節(jié)點。其次是對測試環(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)點將以樹形的結(jié)構(gòu)顯示在列表中供用戶觀看。點擊相應的視頻節(jié)點，可以觀看與之對應的視頻，視頻與節(jié)點的對應關(guān)系由相應的頁面進行配置。通過對分屏的點擊，可以使用戶同時看到多個視頻數(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，則會顯示攝像頭連接服務器失敗，否則正常顯示監(jiān)控畫面。點擊賬號，可更改登錄用戶名和密碼等個人信息。以在線視頻監(jiān)控功能和GPS地圖為例進行測試，以園長角色進行測試。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行觀看，并正常進行視頻間切換。還可進行特定時間的軌跡回放，園長可查看兒童的實時位置，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、實現(xiàn)與測試過程，進行了需求分析和各個模塊的功能分析。用SSH架構(gòu)將系統(tǒng)劃分為了表示層、持久層、業(yè)務邏輯層和域模型層這4個層次，利用Spring的注入技術(shù)使模塊間實現(xiàn)了低耦合，且提高了整個系統(tǒng)的性能。功能上實現(xiàn)了孩子出入刷卡安全的接送服務，開發(fā)了一個幼兒定位以及視頻監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了兒童的實時定位、路徑回放、視頻監(jiān)控等功能，從而到達了對幼兒全方位的安全監(jiān)護，基本完成了所有的安防設(shè)計需求。

參考文獻

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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)計部 天津天盛鼎和通信工程有限公司 系統(tǒng)設(shè)計部 廣州鐵路( 集團) 公司 公務檢測所