校園巡護系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

王圣輝 吳曉平

文章編號： 2095-2163（2018）03-0161-05中圖分類號： 文獻標志碼： A

摘要： 關鍵詞： （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：

基金項目：

作者簡介：

收稿日期： 引言

學校人員密集、場地大而劃分復雜，這就給安全防護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[1-2]，能夠做到有效存儲巡查時間，回溯巡查軌跡，量化考核指標，解決在突發(fā)情況下與校園急控中心的警報發(fā)送與信息聯(lián)系，實現(xiàn)校園巡查的信息化、集成化和全程的智能化。

本系統(tǒng)主要由基礎設備、手機、服務器和客戶端組成，巡查人員通過手機掃描RFID[3-4]和上傳GPS數(shù)據(jù)提供對人員的監(jiān)控管理，服務端根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動生成對應考核報表。在對巡查人員進行監(jiān)督的同時也大大降低了管理人員的工作強度，既公平又高效。有助于增強巡邏人員的工作責任心和積極性，有助于任務通知的上傳下達展開實施，可即時消除隱患，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)設計的主要構成，如：網(wǎng)絡、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準、以及實踐中的行業(yè)標準，從而整體呈現(xiàn)出科學性、先進性、開放性、穩(wěn)定性、安全性、實用性等品質特征。根據(jù)實際應用需要，系統(tǒng)功能分為權限管理、人員管理、設備管理、在線監(jiān)控、資源管理和報表管理等六大模塊。系統(tǒng)功能架構可如圖1所示。同時，針對其中每一部分的功能設計可給出如下闡釋與解析。

1.1權限管理

系統(tǒng)定制了多用戶分級權限，在實際工作中，各登錄用戶根據(jù)分配權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，如身份證、姓名、照片等。同時，這也進一步滿足了巡查人員管護不同區(qū)域的需要。

1.3設備管理

各巡護人員均會自帶一個通信終端，用于日常巡查檢測。通過此功能可實現(xiàn)設備的信息變更、遠程操控，諸如進行同步配置、取消限制、重新啟動、注冊手機、注銷手機、自定義發(fā)送等操作。

1.4在線監(jiān)控

這是平臺的關鍵功能，可在平臺上監(jiān)控人員實時位置信息。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（可以一個或多個）進行呼叫，需要配合調度臺選擇使用。通過云消息服務，還可做到管理人員與巡護人員的互動與聯(lián)系溝通。

1.5資源管理

就是對各類在用資源，如消防設備設施、監(jiān)控資源等部署建立一定的管理維護，同時還可與RFID綁定，并支持設定到點巡護。

1.6報表管理

系統(tǒng)定時根據(jù)巡護人員的實時數(shù)據(jù)生成對應考核報表，如日報表、月報表、年報表、任務報表等，同時也可根據(jù)用戶需要自行選擇時間段生成報表。

2系統(tǒng)架構

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

2.1權限管理

權限管理是系統(tǒng)安全規(guī)則設計中的重要組成內容[6-7]，在此安全策略下，登錄用戶僅可操作（查看、修改、刪除）已賦授權的資源。當用戶操作時，先判斷其所屬的角色組（如訪客用戶、管理員、系統(tǒng)維護員等），繼而再次判斷其角色是否擁有對應模塊的操作權限（如增、刪、改、查等）。用戶-角色-權限模式的基本表設計如圖3所示。其中，主要包括用戶表、角色組、模塊表、權限表和用戶角色關系表、角色模塊權限關系表。

2.2MSSQL和EF

研究中，考慮到系統(tǒng)的快速開發(fā)及應用， 采用對象關系映射（Object-Relational Mapping）技術，即可從對象的角度來編制研發(fā)程序，而無需在數(shù)據(jù)對象操作存儲等細節(jié)上耗費太多時間。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)對應用進行了邏輯分組，將其劃分為：表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務邏輯層（BLL）和數(shù)據(jù)訪問層（DLL）[9]，研發(fā)后結構即如圖4所示。在系統(tǒng)處理過程中，BLL和DLL層又分為接口和實現(xiàn)部分，例如：業(yè)務層實現(xiàn)（BLL）和業(yè)務層接口（IBLL）。在數(shù)據(jù)倉儲部分提供了IRepositoryBase基類，可通過Insert（）、Update（）、Delete（）等方法實現(xiàn)CURD。關鍵設計代碼可見如下。

2.3BaiduMap實現(xiàn)

地圖是本次設計方案的基礎構成。無論是人員的實時監(jiān)控、或是歷史軌跡的追溯，都必然需要用到指定范圍內的地圖數(shù)據(jù)。百度地圖是目前市場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，開發(fā)者可通過申請賬號及SK的方式獲取服務。如，在Android端，通過如下代碼即可輕松調取地圖接入服務，當然，還必須在配置中注明所需權限。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方法之前實現(xiàn)

SDKInitializer.initialize（getApplicationContext（））；

setContentView（R.layout.activity_main）；

}

}

2.4RFID設計

無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID），就是通過無線電信號即可實現(xiàn)對目標物的檢測和數(shù)據(jù)讀寫，現(xiàn)已廣泛應用于防偽、物流、人員識別、供應鏈、生產管理與產品跟蹤等研究領域。不僅存儲容量大、通信速度快、保密性強，還具備了喚醒機制，從而確保長期穩(wěn)定地有效運行。

完整的信息采集系統(tǒng)由4部分構成，分別是：RFID有源標簽、接收器、以太傳輸網(wǎng)和上位機。其中，RFID有源標簽周期性發(fā)送自身ID和其它狀態(tài)信息（如電池電量）。接收器收到標簽信息后，打包向網(wǎng)絡上傳。接收器有2種輸出模式，也就是：自動定時輸出和接受查詢回復。在自動定時輸出時，接收器僅在收到標簽時才輸出，未收到標簽信息時，輸出心跳包；定時輸出的最大密度為每秒上傳一次，可設置“標簽滯留同一接收器下的上報間隔”；當接收器下無標簽存在時，達到“心跳間隔”時間，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，上位機監(jiān)聽TCP Server端口，基于Socket發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。關于查詢標簽信息指令的回復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)控服務在市場應用中贏得了高度認可，其中配備的二次開發(fā)接口即可供開發(fā)者直接調用。具體來說，通過Client_Init（）可實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化操作，在調用Client_Login（）后就可獲取操作權限，通過Client_GetDEVWorkState（）獲取設備ID后可用Client_PTZControl（）進行云臺操作。

3系統(tǒng)部署和實現(xiàn)

本系統(tǒng)已通過實際檢驗并付諸應用，部分技術信息可見表2。

IIS，.NETIE， ChromeGPS，串口定制3.1應用服務器

應用服務器是系統(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、報表生成等服務。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)設計的主界面如圖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前人員在線狀態(tài)和歷史巡護情況，報表功能為人員績效考核設定了評判依據(jù)。

3.3手機端

巡護人員的終端會自動將巡查數(shù)據(jù)上傳至服務器，當用戶獲取巡查任務后，根據(jù)任務提示要求，查看各巡護點，掃描各關聯(lián)RFID點，運行效果界面即如圖7所示。后臺可根據(jù)該人員的到達時間、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結束語

現(xiàn)代技術的進步給巡查管理帶來了發(fā)展契機，尤其是在人員流動密集，巡護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)的應用實施有效解決了此前管理松散、且存在巡檢漏點等狀況，給校園安全建設提供了有益借鑒和參考范例。下一步將結合當前運行實效及出現(xiàn)的問題進行分析與優(yōu)化，期待更好應用與推廣。

參考文獻

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