邮政储蓄银行安防报警系统的设计与实现.docx

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邮政储蓄银行安防报警系统的设计与实现

邮政储蓄银行安防报警系统的设计与实现

摘要：

为建立高效可靠的安全防范应急管理体系，促进金融行业“三防一保”工作措施的落实，针对储蓄银行分支机构部门较多、分布范围较广的特点，利用邮政储蓄银行现有的网络资源，通过智能网络报警器将报警信息传输到安全监控中心，监控中心根据采集的现场语音信息，采取快速有效的应急措施处理突发事件，以保障资金和人员的安全。

遵循V模式、增量模型与螺旋模型组成的混合模型的原则，对系统功能设计、软硬件系统开发等进行了分析研究，利用编程工具C#和SQL数据库，提出了系统网络结构与实现方式，拟定功能测试计划，避免系统风险。

关键词：

邮政储蓄银行网络资源安全监控混合模型风险

Abstract:

Tosetupefficientandreliablesafetyemergencymanagementsystem,promotethefinancialindustryandmeasurestheimplementationofthe“threeantiaprotect”,formoresavingsbankbranchdepartment,hasawiderangeofcharacteristics,theuseofexistingnetworkresources,thepostalsavingsbankbyintelligentnetworkalarmsystemwillalarminformationtransfertothesafetymonitoringcenter,monitoringcenterbasedonaudioinformation,takequickandeffectiveemergencymeasurestodealwithemergencies,toprotectthesafetyoffundsandpersonnel.FollowhybridmodelspiralmodelprincipleofVmodel、Incrementalmodelandthespiralmodel,Ithascarriedontheanalysisandresearchofthesystemfunctiondesign,hardwareandsoftwaresystemdevelopment,usingC#andSQLdatabaseprogrammingtools,putforwardthesystemnetworkstructureandtheimplementation,Makingplanforfunctionaltest,toavoidsystemicrisk。

Keywords:

Postalsavingsbank；Thenetworkresources；Safetymonitoring；Hybridmodel；Therisk

邮政储蓄银行的管理机构、一级分行、二级分行、支行要正常运转的首要条件是必须有完善的安全管理制度和完备的安全管理技术措施，储蓄银行最核心的安全问题就是保障其营业场地、票款、人员和金库的安全。

邮政集团公司、总行、省公司、省分行都非常重视邮政金融业务的安全防范问题，并制定了相关的规章制度，采取了许多有效的监控措施。

但是邮政储蓄银行的下属分支机构遍及城市、乡镇和农村，能否在最短的时间内了解分支机构或网点出现的突发事件、启动相应的应急防范预案、指挥和调度安全保卫部门及人员，以达到迅速准确的报警目的，是邮政储蓄银行安全防范的重要问题。

传统的安防报警器材和监控系统只能在现场起到震慑犯罪分子的作用，或在事后为警方的侦破工作提供基本的线索。

虽然目前有一些报警设备通过电话拨号、短信的方式与警方的110系统相连或自动通知内部人员，但是不能准确地了解突发事件的性质和现场情况，因此不能及时采取有效的安全应急措施。

为建立高效可靠的安全防范应急管理体系，促进金融行业“三防一保”工作措施的落实，针对储蓄银行分支机构部门较多、分布范围较广的特点，充分利用邮政金融业务本身的网络资源，采用先进的网络通信技术，通过智能网络报警器同步将报警信息传输到上级机构或安全监控中心，监控中心结合网络监控设备或智能网络报警器自身采集的现场语音信息，采取快速有效的应急措施，在最短的时间内处理突发事件，以保障资金和人员的安全。

1系统功能设计

1.1需求分析

按照系统开发模型生命周期的原理，需求分析是软件开发功能设计重要的基础工作。

软件开发模型（SoftwareDevelopmentModel）是指软件开发全部过程、活动和任务的结构框架[1]。

软件开发包括需求、设计、编码和测试等阶段，有时也包括维护阶段。

软件开发模型能清晰、直观地表达软件开发过程，明确规定了要完成的主要活动和任务，是软件开发项目工作的基础。

（1）V型生命周期模型：

V模型是软件开发过程中的一个重要模型，也称为快速应用开发模型，即RAD（rapapplicationdevelopment）。

其模型结构图形似字母V，所以称V模型。

它通过开发和测试同时进行的方式来缩短开发周期，提高开发效率。

V模型大体可以划分为需求分析、概要设计、详细设计、编码、单元测试、集成测试、系统测试、验收测试等阶段。

V模型的缺陷在于把测试过程作为需求分析、系统设计及编码之后的一个阶段，忽视了测试对需求分析、系统设计的验证，前期的隐患直到后期的验收测试才会被发现，如图1所示。

（2）增量模型（IncrementalModel）：

软件被作为一系列的增量构件来设计、实现、集成和测试，每一个构件是由多种相互作用的模块所形成的提供特定功能的代码片段构成。

在各个阶段并不交付一个可运行的完整产品，而是交付满足客户需求的一个子集的可运行产品。

整个产品被分解成若干个构件，开发人员逐个构件地交付产品，这样做的好处是软件开发可以较好地适应变化，客户可以不断地看到所开发的软件，从而降低开发风险。

增量模型的缺陷：

由于各个构件是逐渐并入已有的软件体系结构中的，所以加入构件必须不破坏已构造好的系统部分，这需要软件具备开放式的体系结构。

如图2所示。

（3）螺旋生命周期模型：

螺旋模型将瀑布模型和快速原型模型结合起来，强调了其它模型所忽视的风险分析，特别适合于大型复杂的系统。

螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代，如图3所示，四个象限代表制定计划、风险分析、实施工程、客户评估[2]。

螺旋模型由风险驱动，强调可选方案和约束条件从而支持软件的重用，有助于将软件质量作为特殊目标融入产品开发之中。

螺旋模型的缺点是建设周期长，由于软件技术发展较快，所以经常出现软件开发完毕后，与当前的技术水平就有了较大差距，无法很好地满足当前用户需求。

（3）混合模型（hybridmodel）：

它把几种不同模型组合成一种混合模型，也称为元模型（meta-model），允许一个项目能沿着最有效的路径发展。

一般情况下软件开发项目均利用几种不同的开发方法组成适合特定系统的混合模型，以减小所选模型的缺点，充分利用其优点。

邮政储蓄银行安防报警系统是邮政金融信息网重要的子系统，关系着营业场所、票款、人员和金库的安全。

系统设计的需求分析应该采用混合模型，综合V模式、增量模型和螺旋模型的优点[3]。

V模式要求在测试工作开始前就拟定测试计划，测试计划可以在需求模型一完成就开始，并可以与需求分析同步进行，缩短开发周期，尽快找出程序错误，提高程序质量，降低开发成本；在开发过程中，需求的变化是不可避免的，增量模型的灵活性可以使其适应需求变化的能力大大优于其它模型；螺旋模型要求在每个阶段开始前都必须首先进行风险评估，它是一种风险驱动的方法体系。

V模式、增量模型与螺旋模型组成的混合模型能大幅度提升编码质量，避免系统风险，这种混合模型是储蓄银行安防报警系统设计与实现的最佳模式。

1.2系统功能

（1）智能报警器可由手动开关、无线遥控器、自定义终端键盘功能键触发，或者由远程计算机发出报警请求。

（2）智能报警器在触发报警信号后启动高音警笛喇叭，同时将报警信息以电话方式、网络方式输出，或者以普通电平信号输出到其它设备。

（3）智能报警器受监控中心控制，具有现场录音和向网络传输语音信号的功能。

（4）智能报警器工作在以太网络通信环境中，设备具有自检功能，以及设备状态指示功能，可实现远程网络配置监测。

（5）监控中心对所有的智能报警设备具有管理、监测功能。

如：

增加、删除、修改，开、关机时间的设置等维护。

（6）监控中心实现对所有邮政金融网点的信息管理，包括网点人员、地理位置、附近的同级别单位、分支机构、派出所、通信方式等信息。

（7）监控中心实时监测智能网络报警器发出的报警信号，并显示该报警点的所有信息，同时向值班人员发出报警信号。

（8）监控中心具备向上一级报警监控中心发出信号、以及接收下一级报警中心的报警信号的功能。

（9）实现用户级别管理，授予不同级别的操作权限；对不能按时打开智能网络报警器的网点进行提示和记录；系统运行有日志，报警有记录；可以根据时间、报警器编号查阅相关记录。

（10）各级监控中心实现和公安报警系统的连接，如当地的110、或就近的派出所等；监控中心收到报警信号后，可以播放报警网点的现场录音。

1.3技术要求

（1）可靠性要求：

智能报警设备必须24小时运行，性能要稳定；可以接受多种形式的报警触发方式，每种方式触发要灵敏；进行语音传输的信号抗干扰性强，保证语音不失真；监控中心可随时掌握各报警器的运行状态；系统具有备份和恢复功能，保证报警信息数据的连续性。

（2）可扩展性：

智能报警器既可以接收其它报警信号，如红外布控、各类感应信号等，也可以向其它安防设备输出信号；智能报警器的硬件可以增加其它报警功能，如红外探头、无线门磁开关等；监控中心的软件根据用户的需求可以实现多级监控，逐级报警的管理体系[4]；监控中心可以随时和公安报警系统连接，也可以通过电话或短信方式及时通知行业内部的安全管理人员。

（3）先进性和实用性：

智能报警器可以实现远程管理和配置；系统的升级和安装简单。

（4）硬件设计要满足防磁、抗干扰和长时间稳定工作的需求。

（5）软件模块化设计，WINDOWS界面操作简便，面向一般的管理人员。

2设计参考标准、设计目标和原则

2.1参考标准

（1）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA247-2000；

（2）《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94；

（3）《安全防范系统用图形符号》GA/T74-2000；

（4）《远程终端设备通用技术条件》GB/T16435-1996；

（5）《中国电气安装工程施工及验收规范》。

2.2设计目标

（1）综合利用计算机技术和现代网络通信技术，使报警系统能及时、准确、安全地传输报警信号，质量可靠，运转成本合理，经济实用。

（2）面向应用，为安全保卫工作服务，大幅度提高安全防范防和应急处理能力。

（3）系统运行安全稳定，可靠性强，操作简单，便于管理维护。

2.3设计原则

（1）先进性和实用性原则；

（2）可靠性和稳定性原则；

（3）可扩展性和易集中维护性原则；

（4）合理的性能价格比。

3软硬件系统开发

邮政储蓄银行安防报警系统结构采用TCP/IP网络体系结构，智能报警器通过物理层与报警控制设备传递信号，报警控制设备把电信号转换成数字信号，提供信号传输的差错控制机制，确保将报警信号传送至监控中心管理计算机。

管理计算机可以是PC机、工控机或低中档次的服务器。

3.1系统体系结构

管理计算机主要通过TCP/IP方式、或CAN总线方式与报警控制设备进行通信。

如图4所示。

3.2软件开发

安防报警系统的核心是监控中心计算机的管理软件，该系统软件利用WINDOWS操作系统平台，编程工具采用C#，数据库采用SQL数据库系统。

子系统主要由发送程序和接收程序组成，发送程序包括报警检测、报警处理、信号音检测、中断等子程序；接收程序包括待机处理、振铃检测、解码等子程序。

3.2.1应用系统程序

（1）监控中心应用软件开发使用可视化编程方式：

实现所有智能网络报警器、网点安全信息管理；远程服务监控、报警、传输控制程序开发；语音传输、播放程序开发；对外接口程序开发。

（2）业务主机监测服务程序开发：

监控、接收所有终端键盘报警信息的程序开发；传输控制与监控主机的通讯程序开发。

（3）WINDOWS编程：

基于32位的低层WINDOWS编程；WINDOWS与应用系统通信接口编程。

3.2.2编程技术

3.2.2.1C#中使用ADO.NET访问数据库技术：

ADO.NET是与C#和.NETFramework一起使用的类集用于关系型、面向表的格式访问数据。

关系数据库主要包括MicrosoftAccess和SQLServer，也可以是非关系数据源[5]。

举例说明数据库的使用方法。

（1）数据库的连接

try

{

this.myconnectionstring=myconnectionstring

myconnection=newmysqlconnection（myconnectionstring）

myconnection.open（）；

}

Catch（Mysql.Data.MysqlClient.MysqlExceptionex）

{

Switch（ex.number）

　{

　Case0：

MessageBox.Show（“Cannotconnecttoserver.Contactadministrator”）；

Break；

Case1045：

MessageBox.Show（“Ivalidusername/password，pleasetryagain”）；

Break；

Default：

Break；

　}

}

其中连接字符串myConnectionstring为：

myConnectionstring=String.Format（“Dtatabase={0}；DtataSource={1}；UserId={2}；Password={3}”,“test”,“localhost”,“root”,“alarm”）

（2）记录查询

Sqlstr=“select*fromuserwherename=”+this.textusername.Text.Tostring（）

+“andpassword=”+this.textpassword.Text.Tostring（）+””；

try

{

MySqldataadapterMda=newMySqldataadapter（Sqlstr，myconnection）；

Datasetds=newdataset（）;

Mda.Fill（ds）;

returnds;

}

catch（Exceptione）

{

MessageBox.Show（e.Message）；

returnnull；

}

3.2.2.2代码校验:

校验技术的基本思想是利用发送端的消息比特产生一个或多个用于检错的特殊比特。

实现差错控制的方法主要有循环冗余校验、奇偶校验、重复码校验、恒比码校验等，这些方法都是通过增加数据冗余量的方式，将校验码和数据一起发送到接收端。

接收端对接收的数据进行相同校验，再将得到的校验码与接收的校验码比较，如果二者一致则认为传输正确。

循环冗余校验CRC（CyclicRedundancyCheck）是利用除法及余数的方式进行错误侦测（ErrorDetecting），主要的方案有三种：

8位、16位、32位。

基本原理:

在发送端根据要传送的K为二进制码信息序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码，附在信息序列后边，构成一个新的（k+r）位二进制码序列，并发送出去；在接收端根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行校验，以确定传送中是否出错。

校验码R是通过对数据序列D进行二进制除法取余运算得到的，R是通过生成多项式的（r+1）位二进制序列G=（grgr-1……g1g0）来除，用多项式表示为：

校验码的编码计算如上所述，而校验过程则是对M序列直接进行除法取余运算，即：

若余式R（x）=0则表示数据正确，否则就可判定发生了错误。

其中G（x）次数越高，其检错能力越强。

在邮政储蓄银行安防报警系统中，监控管理中心计算机与监控设备之间有大量数据需要传输，为保证数据的高质量、高可靠性，采用CRC校验是比较合适的。

3.3硬件开发

智能网络报警器硬件研制的主要内容：

（1）电路原理图设计、集成电路的设计、制板电路的设计。

（2）硬件功能实现，汇编以及C#语言的单片机控制编程；TCP、UDP通信协议编程，IP数据传输编程；语音采集编程、IP语音传输编程。

3.3.1安防报警控制器电路

安防报警系统设置工作开关，接入P3.6，当开关接通时P3.6变为低电平系统进入待警状态，开关断开时系统消除警报或停止工作。

将4路警情探测电路信号通过7425双路4输入或非门复合后送入外部中断0，由硬件电路实现警情识别，一旦有人入侵布防区域立即启动声光报警电路吓阻犯罪嫌疑人，并及时通知接警人员。

P3.7用于本地报警启动控制输出，P3.0、P3.1用于通信，P1.5、P1.6用于控制GSM模块。

3.3.2本地声光报警电路

本地报警电路由两片NE555组成振荡电路，输出振荡信号驱动LED和扬声器声光报警[6]。

IC1和R5、R6、C3组成固定频率的低频振荡器，输出驱动LED灯闪烁。

IC2和R8、R9、C4组成另一振荡器，电压经PNP发射极藕合取自电容器C3充放电端电压，起振输出频率变化的信号，驱动扬声器发出如同警笛般的鸣响。

3.4系统全功能测试和完善

严格按照混合模型方式，综合V模式、增量模型和螺旋模型的优点，拟定功能测试计划，避免系统风险。

主要包括：

（1）软硬件逻辑测试，检测设计流程；

（2）系统功能性测试，检验系统功能是否齐全和完善；（3）用户全功能使用测试，检验系统是否满足用户需求。

4系统网络结构与实现

（1）邮政储蓄银行汉中市分行的内部管理分为三级：

市级、县级、营业网点，相应的安全管理责任也是逐级落实[7]。

因此报警系统的结构即报警信息传输的方式也是逐级传输，这样的结构便于内部管理，统一对外接口，降低网络成本，如图6所示。

（2）系统网络结构

（3）营业网点的组成：

每个网点增加一台基于TCP/IP的智能网络报警器，直接和该点的局域网相连，报警开关可以安装到每个台席，也可以在已有的业务系统的终端上定义特殊的报警功能键；根据营业网点的条件和要求不同，可以采用不同型号的智能报警器，如带现场录音功能或红外遥控报警装置的报警器等。

（4）监控中心的组成：

监控中心需要配备一台服务器，安装监控中心软件，各点的智能报警器与中心的服务器构成Client/Server模式，服务器实时管理和监控各报警器；监控中心系统可以和上级监控中心相连，可以和公安110系统直接对接，也可以和电话相连自动通知相关人员等。

5结语

遵循V模式、增量模型与螺旋模型组成的混合模型的原则，对系统功能设计、软硬件系统开发等进行了分析研究，利用编程工具C#和SQL数据库，提出了系统网络结构与实现方式。

邮政储蓄银行安防报警系统设立市局、县局安全监控中心，在分支机构发生突发事件时，营业人员一旦触发报警器，智能网络报警器将通过专用网络将报警信息传输到上级安全监控中心；监控中心立即通过远程网络监控或智能网络报警器传输来的现场录音信息做出应急处理。

使用高科技手段建立网络智能报警系统，将大幅度降低主观因素所带来的意外损失，这种安全防范体系更加科学严密，它是金融行业安全防范的需要和未来发展的方向。

参考文献

[1]刘欣怡，周跃东，田秀丽．软件工程[M]．第一版,北京：

清华大学出版社，2007:

10-31

[2]肖丁,吴建林,周春燕.软件工程模型与方法[M].第一版,北京:

北京邮电大学出版社2008:

110-133.

[3]罗积玉,李超．软件工程的推进方法[M].第一版,成都:

电子科技大学出版社,2004:

12-29

[4]门虎,郭振杰.智能安防报警系统的研究与应用[J]．中国信息界，2012（12）:

78-80.

[5]林幼平.高校智能安防报警系统[D]．厦门大学，2009:

40-46.

[6]余金栋.基于单片机与GSM的实用型安防报警系统的设计[J]．微型机与应用，2011，30（3）:

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[7]张蒙.安防报警系统[D]．内蒙古科技大学，2009:

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