武警防務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李煒

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,人工智能學(xué)院,陜西,西安 710300)

0 引言

本次設(shè)計(jì)根據(jù)武警某部要求開發(fā),該部主要負(fù)責(zé)監(jiān)獄看守任務(wù)。近年來(lái),隨著襲警、越獄、暴動(dòng)等事件發(fā)生,傳統(tǒng)依靠人防顯得效率低下,而且常常因?yàn)樾畔⑼ㄐ挪患皶r(shí)導(dǎo)致此類事件往往不能實(shí)現(xiàn)快速靈活處置。因此,在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的今日,信息化技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在武警勤務(wù)中的應(yīng)用迫在眉睫[1-2]。

1 需求分析

武警某部的需求是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人防、物防、技防的相互通信和聯(lián)動(dòng),以及在重點(diǎn)防區(qū)對(duì)監(jiān)控畫面異常情況的分析監(jiān)測(cè)[1],建成一個(gè)可以統(tǒng)一指揮、響應(yīng)及時(shí),并具備一定智能功能的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn) “人防”到“物防+人防”的跨越。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

結(jié)合武警該部實(shí)際情況和信息安全考慮,本次設(shè)計(jì)采用分布式C/S 結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)各安防產(chǎn)品(視頻攝像頭、哨位、報(bào)警系統(tǒng)、子彈箱等)和考勤集中的管理與信息傳輸[3-4]。此硬件設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.2 軟件架構(gòu)

本次開發(fā)平臺(tái)基于Windows操作系統(tǒng),此次該部要求系統(tǒng)全部運(yùn)行在內(nèi)網(wǎng),信息響應(yīng)速度快,且訪問者要具有權(quán)限區(qū)分,故其各模塊間的數(shù)據(jù)交互通過查詢數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)[5-6]。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

考慮到客戶的特殊性,對(duì)于每次發(fā)生的事件必須有響應(yīng)的證據(jù)鏈且具有說(shuō)服力,因此本次開發(fā)的系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控部分承擔(dān)了重要的角色。視頻監(jiān)控充當(dāng)用戶和各防務(wù)設(shè)備之間通信的中介[7],大多數(shù)響應(yīng)的觸發(fā)條件都從視頻監(jiān)控開始,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備、服務(wù)等資源的間接管理。本系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)的流程圖3所示。

圖3 信息流程圖

(1) 實(shí)時(shí)視頻流

實(shí)時(shí)視頻流的原理流程如下:用戶向服務(wù)器發(fā)出訪問設(shè)備請(qǐng)求;通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢獲取用戶的權(quán)限;服務(wù)器確定數(shù)據(jù)后傳送路由,并返回相應(yīng)的信息給客戶端;客戶端連接NVR,向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。

(2) PTZ控制流程

PTZ控制流程如下:用戶觸發(fā)控制前端PTZ設(shè)備請(qǐng)求;由服務(wù)器返回該用戶的訪問權(quán)限;NVR將客戶端發(fā)送的命令傳送給云臺(tái)控制器;前端攝像機(jī)PTZ把收到的消息轉(zhuǎn)換為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)云臺(tái)的控制。

(3) 報(bào)警信息流

報(bào)警信息流如下:報(bào)警信息通過前端設(shè)備內(nèi)容解析發(fā)送到NVR,并形成記錄報(bào)警日志;服務(wù)器接收到報(bào)警信息后,在數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的表中查詢相關(guān)報(bào)警聯(lián)動(dòng)規(guī)則,從而觸發(fā)有關(guān)聯(lián)的攝像頭開啟錄像、抓圖、報(bào)警、上報(bào)功能。

2.4 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)

本次開發(fā)的安防系統(tǒng)主要包括視頻及操作模塊、設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)管理模塊、用戶權(quán)限及角色維護(hù)模塊、警員信息管理模塊等5大子系統(tǒng)功能,如圖4所示。

圖4 安防系統(tǒng)模塊

與一般的系統(tǒng)相比,用戶權(quán)限及角色維護(hù)模塊為本次開發(fā)溝通次數(shù)最多的模塊[6-9],其中權(quán)限分配和兵員角色維護(hù)完全按照武警執(zhí)勤相關(guān)條例設(shè)計(jì),其主要流程如圖5所示。

圖5 用戶權(quán)限和角色維護(hù)

2.5 安防系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心,系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊的數(shù)據(jù)交互聯(lián)動(dòng)通過訪問中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成[2-4]。為了便于維護(hù)和閱讀,表名稱和字段名均用其對(duì)應(yīng)的英文名來(lái)表示。綜合考慮到系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的同步性,除管理中心服務(wù)器外的其他服務(wù)器和客戶端軟件在使用或者觸發(fā)前都需要向管理中心服務(wù)器進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證。由于整個(gè)系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)表較多,限于篇幅,下面僅用表進(jìn)行羅列描述。

(1) 聯(lián)動(dòng)信息表字段儲(chǔ)存的聯(lián)動(dòng)相關(guān)信息如表1所示。

表1 聯(lián)動(dòng)信息表

(2) 視頻通道信息表儲(chǔ)存的視頻通道信息如表2所示。

表2 視頻通道信息表

(3) 設(shè)備信息表主要信息如表3所示。

表3 前端設(shè)備信息表

(4) 報(bào)警信息表主要記錄各中隊(duì)上報(bào)的報(bào)警信息,如表4所示。

表4 報(bào)警信息表

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 開發(fā)環(huán)境介紹

系統(tǒng)主要在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行,軟件開發(fā)所使用的工具為Microsoft Visual Studio 2008 R2,數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)使用的軟件為Microsoft SQLServer 2008。視頻模塊功能參考?？低暭夹g(shù)有限公司提供的二次開發(fā)設(shè)備功能接口,還提供了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、編解碼、網(wǎng)絡(luò)通信的DLL庫(kù)文件等內(nèi)容。在系統(tǒng)開發(fā)準(zhǔn)備前需要將庫(kù)文件加載到項(xiàng)目工程中,具體的加載位置為:工程文件→bin→Debug。

3.2 各模塊的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 視頻模塊功能實(shí)現(xiàn)

視頻模塊功能實(shí)現(xiàn)的前提是要能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的預(yù)覽功能,然后在完成預(yù)覽的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各控制操作,單通道視頻預(yù)覽圖如圖6所示。

圖6 單通道視頻預(yù)覽圖

視頻預(yù)覽部分代碼如下。

sql = "select sipaddr,deviceid from devinfo where ndevtype = ‘2’"

conn = connect_db()

rsip = New SqlDataAdapter(sql,conn)

rsip.Fill(dtip)

Dim drs As DataRow() = dtip.Select("")

For Each drip As DataRow In drs

ipa = drip.Item(0).ToString

devid = CInt(drip.Item(1))

DVRIPAddress = ipa

DVRPortNumber = "8000"

DVRUserName = "admin"

DVRPassword = "12345"

bInited = HCNetSDK.NET_DVR_Init()

hLoginId(i_number) = HCNetSDK.NET_DVR_Login_V30(DVRIPAddress,DVRPortNumber,DVRUserName,DVRPassword,m_struDeviceInfo)

If hLoginId(i_number) =-1 Then

MsgBox("登錄失敗")

Else

MsgBox("登錄成功")

End If

3.2.2 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)

視頻參數(shù)配置界面如圖7所示。

圖7 視頻參數(shù)配置

3.2.3 模擬報(bào)警實(shí)現(xiàn)

遇到緊急情況時(shí),監(jiān)控系統(tǒng)或者執(zhí)勤人員啟動(dòng)觸發(fā)附近的報(bào)警臺(tái)啟動(dòng)報(bào)警,此系統(tǒng)收到報(bào)警通信代碼并解析出來(lái),值班人員可根據(jù)報(bào)警情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。本次開發(fā)使用以太網(wǎng)調(diào)試助手模擬報(bào)警信息的通信,如圖8所示。

圖8 報(bào)警信息模擬

考慮到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性,在局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳送采用UDP協(xié)議進(jìn)行通信,采用10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)收發(fā)。每幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為20 Byte,使用的進(jìn)制形式為16進(jìn)制,數(shù)據(jù)編號(hào)從第一字節(jié)開始,數(shù)據(jù)按照由低地址向高地址的順序發(fā)送[8-9]。表5為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式。

表5 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式

4 總結(jié)

此次設(shè)計(jì)是根據(jù)武警某部的實(shí)際需求(系統(tǒng)操作對(duì)象在管理、制度、安全要求等方面的特殊性)開發(fā)的一套安防系統(tǒng),本項(xiàng)目現(xiàn)已交付武警某部使用,可滿足某部的日常工作功能需求。本次開發(fā)工作任務(wù)大、時(shí)間緊,導(dǎo)致系統(tǒng)存在一些不足,有些功能有待完善改進(jìn),如系統(tǒng)的安全性、界面的美觀性及智能入侵檢測(cè)功能的準(zhǔn)確率及可靠性。