警用仓库物联网报警信息监控平台系统设计

张俊霖，王俊修，王元虎，姜军

（公安部第一研究所，北京100044）

0 引言

警用仓库承担着储存警用装备，为公安机关行使权利和职责提供物资保障。我国部级省级市级甚至县县都有自己的警用仓库，而仓库的管理需要大量人手。为满足当前社会安定的需求，仓库管理人员还要负责其他公安事务，造成人力紧张的局面。公安部发文指出，要“以机器换人力，以智能增效能，最大限度的释放警力，提高公安机关核心战斗力”。因此，如何在仓库管理人员不足的情况下，提高仓库的管理水品，成为了公安科技人员开展创新工作的新动力。

1 公安仓库管理现状与问题

我国处于改革发展的转型期。这也是问题矛盾凸显的高发期。不仅治安问题多样，数量也增多。这对我国民警造成一定考验，这不仅仅要让民警承担更多的工作量，同时也要应对各种多发问题。兵马未动，粮草先行。物资的安全保障尤为重要，也为物资保障能力提出了更高的要求。

我国警用仓库遍布全国，部级、省级、市级甚至县都有分布，是我国公安系统的物资保障和后盾。现在仓库管理人员面临人员老化，人员少，职责繁重等问题。而自然灾害的增多，国家经济水平的提高，人民对生活品质要求的提高，对当前治安更高的要求。这又进一步加剧了警力紧张的矛盾。且仓库管理人员的计算机遂平较低，年龄较大，学习能力较弱，难以利用操作繁琐的系统对仓库进行管理。

2 警用仓库物联网报警信息监控平台系统的设计

基于物联网概念的警用仓库物联网报警信息监控平台系统是集三维信息呈现，多方位信息感知，报警联动等技术于一体的全方位信息呈现系统。通过数据对接，物联网技术等手段，对仓库内物资环境信息进行实时显示，并对异常问题进行定位提示，实现从对仓库从物资信息到安防监控全方位的信息呈现。

警用仓库物联网报警信息监控平台系统的设计目标是建立一个基于网络环境的三维信息可视化的信息展示平台。将离散的信息以三维系统建模为基础，多层次、多维度、多方位直观地展示出来。并对视频监控信息进行联动，快速定位问题所在，查看问题现场情况，对应对险情的决策提供依据。

三维仓库仿真场景的建立能够全方位、更直观地提供仓库内的各种信息，并可以实现仓库漫游，感受与真实仓库相似的体验。三维仓库仿真场景可以实现多层次，区域切换，任意漫游，放大缩小旋转等立体三维方式查看和浏览仓库信息，并能快速定位问题的原因和位置。

整个系统采用B/S 模式，分为三层：数据层，服务层，应用层。数据层主要负责通过传感器等传感设备收集仓库的信息资料和对数据的存储。采用Oracle 数据库对数据进行存储。服务层对数据进行处理并进行数据传输，并调用外部系统。应用层负责对仓库的信息数据进行三维展示，并对问题进行定位和报警，以利于使用者快速掌握问题现场情况。系统整体层次图如图1 所示。

图1 系统整体层次图

3 仓库信息三维呈现

仓库空间是三维的，二维界面无法描绘三维的问题。因此信息的呈现方式采用三维的方式进行呈现。在三维建模的基础上，对警用仓库的安防状态，环境信息，物资信息进行展示。管理人员能够对仓库的信息一目了然，即减少了去仓库巡查的麻烦，又能对仓库信息有一个直观的感受。仓库的浏览分为两种模式，一种是观察者模式，另一种是漫游模式。观察者模式可实现对场景的自由旋转，放大缩小，翻滚和异动用户视角。观察者模式有三个视角：整体仓库视角、建筑内视角、楼层视角。整体仓库视角是对当前仓库的外围查看视角，看查看仓库内都有什么建筑物，在室外有什么陈设，如图2 所示。建筑内视角是对一个建筑物内的查看视角，查看当前建筑内的楼层框架，如图3 所示。楼层视角是查看建筑内的某一层信息如图4 所示。而漫游模式则是提供人在仓库中的视角，如同身临其境一般在仓库里行走，对仓库内的物资和设备信息进行查看，其效果图如图5 所示。系统采用B/S 的设计架构。WebGL 在B/S 的三维建模上有明显的优势，因此采用WebGL 技术进行建模[1]。

图2 整体仓库视角图

图3 建筑内视角图

图4 楼层视角图

图5 漫游模式效果图

WebGL 是Khronos 提出的一种绘图技术，用于在Web 浏览器创建三维图形的API。它基于OpenGL ES 2.0 标准，并使用OpenGL 的着色语言GLSL，而且还提供了类似于OpenGL 的API。WebGL 具有以下优势：

（1）WebGL 运行环境安装简单，是通过JavaScript来制作网络交互式三维动画，基于此技术，客户端不需要安装插件即可支持三维图形展示；

（2）WebGL 可移植性强。WebGL 是开源的同时，HTML5 的开放标准也破除了硬件和系统的限制，且支持轻量级3D 应用，降低了对硬件的要求；

（3）WebGL 效果丰富。因引用了OpenGL ES 2.0的可编程处理器，利用了底层的图形硬件加速功能进行图形渲染，同时还能创建复杂的导航和数据可视化效果，丰富界面的效果[2]。

4 加密传输

为了保持界面的友好性，我们采用AJAX 技术实现数据前端跟后台的数据传输。传输的格式采用常用的JSON 格式。JSON 是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。因此JSON 成为理想的数据交换语言。

单JSON 格式也存在诸多问题，保密性不高，缺少专用的加密技术框架，导致JSON 存在泄密的可能。JSON 数据和XML 数据功能结构的相似性,且有成熟的加密技术框架。因此，采用XML 的加密传输技术对JSON 数据进行出加密传输。XML 通常的加密方式是加构建在PKI 体系结构上。但PKI 体系存在认证效率低，数字证书管理复杂等问题[3]。

本文采用基于IBC 体系的加密方案。本方案不需要证书来保存公钥和私钥的信息，可根据接收方的任何数据发送方都可以根据接收方身份信息计算出相应的公钥，接收方通过自己的私钥进行解密，获取密文的对称秘钥。确保了信息安全的同时也简化了安全系统的结构，解决了数据在前端和后台之间传输泄密的问题。

5 报警联动

报警联动的功能体现在以下四个方面：

（1）综合管理：建立报警联动管理平台实现对各个子系统的综合管理。传统的信息孤岛向管理平台的变革的趋势已经不可逆转。通过建立报警联动管理平台实现对各个子功能系统进行数据对接。在系统中稍作配置，即可完成对系统功能的扩展和功能系统的增加。即增加了系统的稳定性，又增强了系统的可扩展性，提高了子系统接入的效率和应对不同场景的能力。

（2）分散控制：所谓的分散控制是报警联动管理平台兼容市面上主流厂家的产品，各个子系既能独立工作互不干扰。子系统主要包含视频监控、报警器、玻璃破碎报警器、红外探测、红外幕帘、水浸传感器等,这些子系统能够独立进行工作，互不干扰。

（3）联动控制：联动控制是指各个子系统可通过将数据信息发送到报警联动管理平台，数据经过处理分析判断后，调用其他子系统进行联动，实现信息系统的一体化。这样既能充分发挥各个子系统的功能，又能实现系统一体化的效果，实时数据的互通共享，实现系统之间的联动调用。例如有人员非法入侵仓库，红外探测探测到险情，将报警信息传输给报警联动平台，报警联动平台调取险情发生地的视频监控予以展示。增强了实时性和问题的针对性，极大的提高了安防水平和效率，为决策提供了有效的数据支撑。

（4）大联网：2012 年6 月1 日我国正式发布实施的GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》为视频监控“大联网”提供了标准基础。视频大联网己经成为不可逆转的发展趋势。在进行联动操作时需要大联网的支持，由信息孤岛向大联网的转变需要政府主导，将各个视频监控子系统融合到更大的管理平台上[4]。

报警联动功能能够有效的将各个独立的系统连接起来，实现系统之间的信息共享信息联动，从而将各个系统有机的结合起来，实现对整个仓库管理的一体化和自动化，提高了仓库管理的安放保障管理水平[5]。

6 结语

本系统将三维信息呈现、报警联动、加密传输等技术有效的结合起来，实现了对警用仓库的多层次、多角度、宽领域信息的直观呈现，并将系统与视频系统，报警系统等有效地连接起来，进一步发掘仓库基础设施的功能，提高系统利于水平和仓库的管理水平并减少了人力的参与，可有效解决当前仓库的管理问题。