无忧论文网监狱管理范文：基于Android平台的监狱警务通系统的设计与实现,监

发布时间：2015-02-02 17:15

第1章绪论

1.1课题的研究背景
2007年1月10日，苹果公司发布了首款智能手机iPhone，从此开启了智能手机的新时代。iPhone手机具有大屏幕触摸屏，一改以往的按键操作方式，采用触摸方式进行操控。同时搭载iOS操作系统，具有良好的交互性能。在随后发布的新版本iPhone手机上，搭配陀螺仪，高速网络，GPS模块以及基于iOS系统开发的各种类型应用程序，使得iPhone手机的功能不仅仅是一台手机，更是一台智能移动终端。在iOS发展的同时，谷歌公司于2008年9月23日发布了Android1.0系统。在不断发展的过程中，逐渐确立了iOS与Android两大阵营在分庭抗礼的地位。Android系统具有良好的开放性，便于各种类型的的程序员进行开发。
当今社会，信息化浪潮席卷全球。各行各业都进入开展了信息化进程，监狱系统作为国家执法机关，负责服刑人员的日常管理工作，包括服刑人员信息的管理，日常考核管理，教育的日常管理。同时，需要对服刑人员展开监控。监狱信息化是政府信息化的一个子系统，是把现代信息技术（IT 技术、数据库技术、云计算技术、物联网技术）与监狱业务工作相结合，控制和集成管理监狱智能的所有信息，实现狱内外信息的共享和利用，以提高监狱工作效率的技术[1]。
监狱信息化建设应该包括监管安全、应急处置、狱政改造、教育改造、服刑人员劳动管理和各部门公用的 OA 系统等[2]。以目前监狱系统信息化的发展的进程，逐步形成了以服刑人员数据库为基础的监管改造系统，以及对应于监狱狱政工作、心理矫治工作、教育改造工作、日常考核工作、减刑假释工作的各项系统。监狱具体工作中，需要对服刑人员的劳动现场、生活现场、学习现场进行管理。以往的系统，都需要在台式电脑前进行操作，非常不适合监狱人民警察对服刑人员的实时管理。
通过开发基于Android系统的监狱系统警务通，监狱人民警察配备该设备后，能够在执法过程中，实时接收监狱机关发出的各项指令和信息，开展相应的指挥和调度；能够通过警务通查询服刑人员的各项资料，包括年龄，罪名，刑期，奖惩情况，在开展服刑人员的管理工作和个别谈话教育工作时，能够迅速查找到相关资料，做到有的放矢；能够通过终端上自带的摄像头、麦克风对服刑人员的违规违纪情况进行实时记录，作为调查取证的依据。
...........................

1.2国内外的技术发展现况
目前在中国，警务通主要提供给公安系统使用。公安系统的信息化建设已经取得了相当程度的进展，建设了完备的计算机通信网络；建立了全面的业务信息数据库，包括管辖区域内的人口数据、车辆数据、驾驶员数据和全国的在逃人员、被盗车辆等数据[3]。公安工作、办案的地点主要以户外为主，在工作过程中，很难使用台式电脑进行数据查询等其他工作。就算使用台式电脑，也因体积较大，不具备良好的便携性能。公安系统研发的警务通，有使用专门系统的PDA设备和使用智能手机的终端设备。传统的警察通讯设备是对讲机，它在现代科技发展的今天，已明显不能适应现代警务的要求，利用先进的计算机技术、导航技术、通信技术以及网络技术，建立警务通系统[4]。因为公安系统警察要在全国各个地方执行任务，所以警务通设备使用无线运营商提供的专门服务，如中国移动的G3网络、中国联通的WCDMA网络，以及电信的CDMA2000网络。通过智能手机、移动终端的数据通信功能、语音功能和短信功能与网络运营服务商专门的数据交换设备、语音网关进行连接。在工作中，能够通过公安系统警务通上的二代身份证读取功能，直接读取人员信息，通过无线网络连接户籍系统数据库，查询在逃违法人员数据库，实时掌握各类人员信息。例如交通警察在工作中，能够对可疑车辆的车牌号码进行查询，对机动车驾驶者的驾驶证信息进行查询。同时利用移动设备的GPS模块功能，完成实时地理位置定位，可以指定人员抓捕、车辆追踪计划，同时能向指挥中心汇报个人具体地理位置，供指挥中心调度安排。
移动终端由多种类型的移动设备组成，连接移动专线网络，提供所有移动警务人员和社会用户的警务信息服务，其基本要求有：支持方便的用户界面，便于用户的使用；适应多种终端，并具有扩展功能，可支持附加的应用；考虑实际工作的需要，可以使用的移动终端，包括智能手机、PDA、警务通设备、笔记本电脑等[5]。局限于移动智能终端的运算处理能力和无线通讯技术的发展历程，警务通的主要经历了三个阶段的发展历程：
第一代警务通以短信作为通信方式，所有数据交换采用SMS（Short Message Service）技术进行传输，也就是我们日常所说的短信方式。这种传输方式，在当时的硬件条件下，具有一定的可用性。基于SMS可以开发短信点播（即手机用户主动向SMS应用系统发送短信，然后接到回复短信的形式）和短信广播（SMS应用系统主动向手机用户发送短信）两种形式的应用[6]。但由于短信的传输方式的单一性、滞后性，而且如每条信息的长度有所限制，难以保证手机与服务器的数据的实时交换。常常出现数据查询请求已发出，出现无回应或者回应不同步的情况。可以说，第一代警务通是很简陋的，功能非常不完善，可用性较低。
第二代警务通以WAP技术作为通信方式。WAP体系结构为移动通信设备的应用开发提供了可伸缩、可扩展的环境，它采用类似于TCP/IP协议栈的分层设计思想，以适合无线通信环境，每一层协议均定义有标准的借口，可被其他服务和应用调用[7]。通过访问WAP的方式网页，以实现数据查询访问的功能。但由于Wap自身交互能力的限制，以及2G网络的传输能力，第二代警务通未能达到理想的使用效果。
.........................

第 2 章 监狱警务通相关理论和技术分析

2.1 实现警务通的两种技术方案
手机作为一种智能终端，最突出的特点是便携性和移动性。同时手机具有强大的网络连接功能，能够方便地连接3G、4G或者WLAN网络，从而大大扩展了手机的使用范围。尽管手机的硬件能力在不断地提高，但是相对而言，其对数据处理的能力还是比较弱的，现在大多数Android项目都是采用基于网络的C/S模式，通过强大的网络服务器对数据预处理后再显示到手机上[9]。
Android进行网络通信的方式有很多。为了简化通讯模块设计的复杂性，Android的通讯模块的设计采用分层的模式，这样使各层相互独立而又不收到任何影响，这样各层更加灵活，更加独立，各层只提供标准化的接口，方便了模块间的替换，增强了其平台代码的可移植性[10]。可以使用JDK搭载的的TCP、UDP网络通信的API；同时也可以基于TCP/IP协议使用Server Socket、Socket来建立网络通信；也可以基于UDP协议使用Datagram Socket、Multicast Socket、Datagrampacket的网络通信。与此同时，Android内置了Http Client，通过Http Client发送HTTP请求，同时获取HTTP响应，大大地简化了Android与网站之间的交互，使得Android客户端程序更加易于开发。
下面介绍实现监狱警务通的两种技术方案，并分析各自的优缺点。
2.1.1使用网页浏览器方式
使用网页浏览器方式，等同于B/S架构，通过Android系统自带的浏览器对网站进行访问，通过网页的形式呈现所要查询的服刑人员信息、最新通知，以及违规情况记录等功能。B/S结构大大降低了用户端的数据处理量，降低了用户承担的负载，系统维护与升级消耗的工作量和费用大大减轻[11]。使用网页浏览器的优点是，，开发简单，省时省力，主要的工作量集中于在服务器端的部署。但缺点也是明显的，首先由于手机的显示屏幕较小，一般不大于5英寸，如果使用网页浏览方式，会造成显示字体偏小，页面显示不全；其次，由于在使用过程中，要用到GPS模块，相机模块，麦克风等模块，针对于不同型号、不同款式的手机，使用网页调用，会出现调用困难，使用不兼容的特点。
..............................

2.2移动操作系统
目前主流的移动操作系统包括iOS、Android、Windows Mobile、Symbian、Blackberry等系统。这些系统各有优劣，经过激烈的市场竞争，iOS、Android、Windows Phone成为目前主流的三大操作系统。操作系统的本身的易用性、可开发性以及基于系统的应用程序数量决定了移动操作系统的市场占有率。
2.2.1iOS系统
iOS系统作为苹果公司iPhone、iPad、iPodtouch上的专用系统，目前已经发展到7.0的版本。iOS最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统，最初设计给iPhone使用，后来陆续套用到iPodtouch、iPad以及AppleTV等苹果产品上，iOS与苹果的MacOSX操作系统一样，以Darwin为基础，属于类Unix的商业操作系统[12]。iOS系统操作界面如图2-1所示。

iPhone、iPad、iTouch的应用程序开发都要基于Mac OS X操作系统。在iOS上开发应用程序需要使用XCode开发工具，并使用Objective-C语言进行开发。Objective-C语言在某种程度上可以说是C语言的一个变种。但Objective-C是面向对象的一种语言，可以对对象进行处理。iOS上的应用程序必须使用安装Mac OS的Mac苹果电脑。iOS系统只能用于的苹果公司的设备上，运行流畅，界面华丽，拥有大量的优秀应用。苹果智能移动终端除了通信、上网和影音娱乐功能之外，其电子市场App Store中丰富多样的第三方应用程序大大扩展了用户体验，并逐渐改变了用户的生活习惯[13]。iOS界面设计完全脱离了传统的Windows系统的层级菜单模式，采用平铺式的多屏设置，化繁为简，方便易用。但iOS作为一个闭源系统，对开发者来说，较为封闭，用户不能随意更改系统设置，数据和软件的交互必须依托于电脑上的iTunes进行交换，使用起来相对繁琐。同时对于多线程运行的支持，iOS系统非常不足。用户自行开发的软件，必须通过苹果的监测才能上架使用，而且检查要求严格，时间很长，不利于用户自行开发。
2.2.2Android系统
Android系统是谷歌公司用来与苹果公司iOS系统进行抗衡的手机操作系统，最早由Andy Rubin创立，后来被谷歌公司收购。Android系统是一个基于Linux的开源系统。2008年9月22日，谷歌正式发布第一款Android手机HTC G1，第二天Android1.0版本正式发布。从此之后，Android这颗冉冉升起的新星不断发展，先后推出了具有代表性的Android1.5、、Android2.3、Android3.0、Android4.0等版本，每个版本都以26个英文字母的甜点进行命名，目前最新的Android系统为Android4.4（KitKat）系统。Android完全开源，由全球34家厂商成立了“开放手机联盟（Open Handset Alliance）”，使得Android系统在各个硬件厂商以及服务提供上得到了良好的支持。
..........................

第 3 章 监狱警务通需求分析......................................16
3.1 监狱警务通使用对象和平台.................................. 16
3.2 可行性研究......................................... 16
3.3 业务需求分析................................... 17
3.4 本章小结.................................. 18
第 4 章 监狱警务通平台设计................................19
4.1 体系架构........................................... 19
4.2 监狱警务通的模块设计.................................. 20
4.3 警务通的详细设计................................. 22
4.4 活动图...................................... 28
4.5 顺序图............................... 29
4.6 类图................................... 30
4.7 后台服务器设计..................................... 31
4.8 本章小结........................... 32

第5章监狱警务通平台实现

5.1开发环境的搭
本文以Windows系统作为开发系统，当然，也可以在Linux和MacOS上开展对Android的开发工作。Android以Java语言作为开发工具，首先必须要安装JavaSDK。Java是优秀的面向对象的编程语言，具有良好的通用性、安全性和良好的安全性能，广泛应用于各行各业的信息化设备中。
JAVA的开发平台集成开发环境IDE(Integrated Development Environment)有多种，包括Eclipse、MyEclipse和NetBeans等开发环境，本文使用Eclipse作为开发环境。Eclipse是一款开源免费的开发工具，最大的特点是它的插件功能。Eclipse平台具有一组强大服务的框架，又平台运行库、工作区、工作台、团队支持和帮助组成[33]。Eclipse能够使用插件扩展各项功能，使得Eclipse不单单是一个Java语言的开发平台。通过加入其它插件，Eclipse可以成为任何语言的开发平台，例如C/C++、PHP等。本文使用Eclipse的Indigo版本作为开发集成环境。
在具备了 JAVA SDK 和 Eclipse 平台后，需要安装 Android SDK 和 Eclipse的 ADT（Android Development Tools）插件，在此插件上完成 Android 程序编制的调试和运行。

开发Android程序时，可以脱离Android手机的运行环境，直接使用AVD（Android Virtual Device）提供的模拟器进行开发，模拟器基本上可以仿真真实手机的大部分功能，包括触摸屏、GSM、GPS 和 SD 卡存储等大量功能。在使用前需要创建AVD,并配置好运行界面。

开发环境搭建完毕后，就可以在此基础上展开监狱警务通的编程工作了。
................................

第 6 章 系统测试

软件测试是保证软件质量的重要手段，是发现软件错误或者软件缺陷的过程，软件测试最重要的目标之一是发现缺陷、管理缺陷、改正缺陷、消灭缺陷[38]。软件测试是软件工程的重要组成部分，随着软件的复杂程度的增加，规模的不断扩大，软件测试越来越受到软件开发者的重视，是软件开发的重要组成部分，渗透到软件生命周期的各个部分。通过软件测试，发现软件中的问题，并指定完善的解决方案，修复软件的缺陷，力求将高质量的软件产品交付到用户的手中，使用用户获得接近完美的使用体验。

6.1 测试环境与配置
软件测试环境的搭建是开展软件测试的前提条件。系统测试环境的搭建基本符合监狱警务通系统日常使用过程中的条件，尽可能模拟实际工作中的需求。
6.1.1 硬件环境
硬件环境是监狱警务通运行时所依赖的硬件平台。服务器端由一台WEB服务器，和一台数据库服务器组成，型号为IBM System x3650 M2。客户端硬件由一台HTC Desire S智能手机、一台三星Galaxy II智能手机和一台小米2S智能手机组成。
6.1.2软件环境
服务器平台搭建使用Windows系统，鉴于Windows图形界面以及机制易用性，比较于Linux来说，相对简单一些。服务器的操作系统使用Windows Server 2003，Web服务器使用Web Logic中间件，数据库服务器使用My SQL数据库。智能手机的客户端使用Android 2.3以上系统。
6.1.3网络环境目前中国智能手机的网络环境有中国移动的2G GPRS，3G TD-CDMA网络，中国电信的CDMA 2000网络，中国联通的WCDMA网络。由于监狱警务通主要在监所内部使用，并且服刑人员的数据资料涉及到保密性质。整个网络环境使用监狱内部的无线网络，使用IEEE 802.11b/g/n传输协议的无线路由器作为测试的网络环境。

6.2 测试内容
软件测试的核心技术包括白盒测试(White-box Testing)和黑盒测试（Black-box Testing）两种技术方法。白盒测试，测试软件产品的内部结构和处理过程，不需测试软件产品的功能，通过测试来检测软件产品的内部动作是否按照软件规格说明书的规定进行[39]。黑盒测试又称功能测试、数据驱动测试或基于规格说明书的测试，测试人员把被测程序当作一个黑盒子，通过测试来监测每个功能是否能够正常使用，测试者完全不考虑程序内部结构与内部特性[40]。系统测试的方法分为人工测试和自动化测试。
...............................
参考文献（略）

本文编号：12000