奧體中心項目計算機端應(yīng)用開發(fā)

1、奧體中心項目計算機端應(yīng)用開發(fā)第一頁，共44頁。本項目概述1在完成了應(yīng)用環(huán)境搭建，感知層開發(fā)調(diào)試后，我們將開始進行項目的應(yīng)用層開發(fā)。本項目應(yīng)用層開發(fā)主要涉及計算機端和移動端，本章開始對項目的計算機端應(yīng)用開發(fā)進行講解，由于本項目采用的是.net平臺，所以本章介紹的應(yīng)用開發(fā)都是基于.net的Windows應(yīng)用開發(fā)。本項目的計算機端應(yīng)用涵蓋三個部分，分別涉及體育館門禁管理端發(fā)卡、門禁刷卡驗證、體育館安防管理三個功能模塊。為此，我們將電腦端應(yīng)用開發(fā)拆分成三個任務(wù)。在任務(wù)一中，學(xué)習(xí)如何對體育館門禁管理端發(fā)卡程序進行開發(fā)；在任務(wù)二中，學(xué)習(xí)如何對體育館門禁刷卡驗證程序進行開發(fā)；在任務(wù)三中，學(xué)習(xí)如何對體育館安防

2、管理子系統(tǒng)程序開發(fā)。本章最后，將對計算機端應(yīng)用開發(fā)階段進行總結(jié)與測評。 第二頁，共44頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解高頻卡讀寫器相關(guān)知識了解.net開發(fā)三層架構(gòu)（UI+BLL+DAL+Model）了解網(wǎng)絡(luò)攝像頭相關(guān)知識了解socket通訊相關(guān)知識學(xué)會高頻卡讀寫程序開發(fā)學(xué)會調(diào)用攝像頭拍照并保存到數(shù)據(jù)庫的程序開發(fā)學(xué)會獲取傳感器數(shù)據(jù)及控制報警燈的程序開發(fā)學(xué)會計算機端到Android端的SOCKET通訊程序開發(fā)第三頁，共44頁。1任務(wù)2 體育館門禁刷卡驗證程序開發(fā) 任務(wù)1 體育館門禁管理端發(fā)卡程序開發(fā) 12任務(wù)3 體育館安防管理子系統(tǒng)程序開發(fā) 3本項目子任務(wù)第四頁，共44頁。1在本任務(wù)中，我們要利用提供的相關(guān)資源

3、，開發(fā).NET平臺下的Windows項目，實現(xiàn)體育館管理端發(fā)卡程序的開發(fā)。任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)描述第五頁，共44頁。1該任務(wù)模擬體育館管理端發(fā)卡程序，要求通過桌面高頻讀寫器完成發(fā)卡操作，并將發(fā)卡數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫。利用提供的引用庫與說明文檔、圖片素材、數(shù)據(jù)庫等資源，完成體育館管理端發(fā)卡程序的開發(fā)，運動員可用此卡進入體育館中心，卡片中設(shè)定了次數(shù)、有效時間區(qū)間，次數(shù)用完、或者不在有效時間區(qū)間都不能刷卡通過。任務(wù)需要完成兩個主要功能，一個是尋卡，一個是發(fā)卡，總體來說涉及的是高頻卡的讀寫以及數(shù)據(jù)庫的讀寫。效果圖如下： 任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)分析第六頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)分析

4、第七頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡知識準(zhǔn)備4.1.1 高頻讀寫器4.1.2 .net開發(fā)三層架構(gòu)第八頁，共44頁。本項目采用高頻卡及高頻讀卡器來完成門禁功能。高頻讀卡器是工作于高頻HF頻段的讀卡器，一般工作于13.56M頻段，系統(tǒng)通過天線線圈電感耦合來傳輸能量，通過電感耦合的方式磁場能量下降較快。磁場信號具有明顯的讀取區(qū)域邊界。主要應(yīng)用于1米以內(nèi)的人員或物品的識別。高頻讀寫器基本的功能是提供與標(biāo)簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩揭约坝糜谙驑?biāo)簽提供能量。另外，讀寫器還提供復(fù)雜的信號處理與控制、通信等功能。讀寫器由模擬部分和數(shù)字部分電路組成。模擬部分即射頻發(fā)射模塊和射頻接收模塊，數(shù)字部分可分為主控模塊，

5、電源管理模塊，接口模塊。任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡知識準(zhǔn)備4.1.1 高頻讀寫器第九頁，共44頁。高頻讀卡器特性：工作頻率為13.56MHz，該頻率的波長大概為22m。感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式。具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標(biāo)簽?？梢园涯承?shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中。數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。主要應(yīng)用：圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用、瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用、服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用、三表預(yù)收費系統(tǒng)、酒店門鎖的管理和應(yīng)用、大型會議人員通道系統(tǒng)、固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)、醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用、智能貨架的管理等。任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡知識準(zhǔn)備4.1.1 高頻讀寫器第十頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端

6、發(fā)卡知識準(zhǔn)備4.1.2 .net開發(fā)三層架構(gòu)本項目中部分任務(wù)涉及到數(shù)據(jù)庫的讀寫，整體采用了.net三層架構(gòu)的模式進行開發(fā)。以下對這種模式進行簡單介紹。（1）UI（User Interface,用戶接口層）1）界面設(shè)計部分：使用母頁或者IFrame、服務(wù)器控件、用戶控件、Web頁及css樣式表等來控制及實現(xiàn)。2）功能部分：服務(wù)器控件：實現(xiàn)模板的公共功能；用戶控件：實現(xiàn)一些通用的構(gòu)件（比如：選擇框）。第十一頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡知識準(zhǔn)備（2）BLL（業(yè)務(wù)邏輯層）主要負責(zé)對數(shù)據(jù)層的操作，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯進行處理。如果數(shù)據(jù)訪問層是積木，那業(yè)務(wù)邏輯層就是負責(zé)對這些積木進行搭建，進而解決某個

7、特定問題。（3）DAL（數(shù)據(jù)庫訪問層）主要提供數(shù)據(jù)存儲及查詢功能，并需承擔(dān)部分數(shù)據(jù)驗證的功能。一般對數(shù)據(jù)庫操作的代碼都寫在這里，例如：執(zhí)行SQL語句、執(zhí)行存儲過程的代碼（DBHelper）等都寫在這里面。（4） Model業(yè)務(wù)實體(Entity)1）實體類做為數(shù)據(jù)容器，在層間傳遞，實體是用來存放信息的。2）實體可以分為持久化對象（與數(shù)據(jù)庫的表字段對應(yīng)）和業(yè)務(wù)對象（包含業(yè)務(wù)信息對象）。第十二頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡知識準(zhǔn)備層次結(jié)構(gòu)模型參考下圖：（5）對模型的解釋：1）Model：就是放置相應(yīng)的屬性，get; set; 2）Common：放置整個工程所用到的公共屬性和公共方法。 3）

8、DataBase：這就是項目所用到的數(shù)據(jù)庫。 4）DAL：執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫語句。 5）BLL：構(gòu)造相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯方法。 6）UI：直接與BLL打交道，進行事件驅(qū)動。第十三頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施1、程序WPF界面制作根據(jù)本書光盤提供的資源，完成下圖所示的界面。如圖所示：第十四頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施2、尋卡：讀取卡號功能實現(xiàn)上一步已經(jīng)完成了發(fā)卡程序的界面制作，接下來我們進行尋卡功能的實現(xiàn)，電腦連接上讀卡器后，要求點擊“尋卡”按鈕，完成讀取高頻卡卡號，并將卡號顯示在界面上。如圖所示： 第十五頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施3、發(fā)卡：寫卡功

9、能實現(xiàn)上一步已經(jīng)完成了尋卡功能的實現(xiàn)，接下來我們來完成本任務(wù)中最核心的功能：發(fā)卡。完成讀取卡號后，將次數(shù)與起始日期寫入到高頻卡中。本項目中，通過高頻讀卡器設(shè)備往高頻卡寫入相關(guān)數(shù)據(jù)；程序中使用默認密鑰。高頻卡的存儲情況如下表.程序?qū)崿F(xiàn)的整體思路：取得高頻卡卡號，填寫次數(shù)與起始日期，檢查輸入數(shù)據(jù)的有效性，如果數(shù)據(jù)有效，則在密鑰驗證成功后，將次數(shù)、開始時間、結(jié)束時間分別調(diào)用外部方法寫入到高頻卡的第2扇區(qū)0、1、2塊，并提示寫入成功等信息。扇區(qū)塊卡中存放的值20次數(shù)21開始時間22結(jié)束時間第十六頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施4、發(fā)卡信息寫入數(shù)據(jù)庫上一步已經(jīng)實現(xiàn)了尋卡及發(fā)卡功能，即可以通

10、過讀寫器讀取卡號，并將次數(shù)與起始日期寫入到高頻卡中，對于每張卡什么時候發(fā)出等信息并不能在電腦端進行數(shù)據(jù)查詢，為此，我們打算在讀寫卡的同時，將高頻卡的發(fā)卡信息一并寫入數(shù)據(jù)庫中進行保存，這樣就方便在電腦客戶端上對卡內(nèi)數(shù)據(jù)進行查詢檢索。我們需要將卡號（對應(yīng)的字段名：FCardID）、發(fā)卡時間（對應(yīng)的字段名：FTime）保存到數(shù)據(jù)庫中的FUser表。字段名稱類型備注FIDint（自增長）序號FCardIDnvarchar卡號IDFTimedatetime發(fā)卡時間第十七頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施效果展示如下：第十八頁，共44頁。1任務(wù)1 門禁管理端發(fā)卡任務(wù)實施5、讀取數(shù)據(jù)庫顯示發(fā)卡信

11、息點擊“尋卡”按鈕時，如果該卡已經(jīng)注冊過，我們可以將該卡的發(fā)卡信息從數(shù)據(jù)庫中讀取顯示出來，方便了解該卡的發(fā)卡情況，就本次任務(wù)來說，就是讀取該卡的發(fā)卡時間并顯示。 效果展示如下：第十九頁，共44頁。1在本任務(wù)中，我們要利用提供的相關(guān)資源，開發(fā).NET平臺下的Windows項目，實現(xiàn)體育館門禁刷卡驗證程序的開發(fā)。 任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)描述第二十頁，共44頁。1該任務(wù)模擬體育館門禁刷卡驗證系統(tǒng)，運動員可刷卡進入體育館中心，卡片中設(shè)定了次數(shù)、有效時間區(qū)間，次數(shù)用完、或者不在有效時間區(qū)間都不能刷卡通過。我們需要利用料提供的引用庫與文檔說明、圖片素材、布局文件等資源，實現(xiàn)攝像頭調(diào)用，并在用戶刷卡驗證通

12、過后進行頭像拍照，并將進場記錄保存到數(shù)據(jù)庫。效果圖如下：任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)分析第二十一頁，共44頁。1任務(wù)2 門禁刷卡驗證知識準(zhǔn)備4.2.1 網(wǎng)絡(luò)攝像頭第二十二頁，共44頁。1本任務(wù)將涉及抓拍用戶頭像照片，需要用到可以遠程操控的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。網(wǎng)絡(luò)攝像頭簡稱WEBCAM ，英文全稱為WEB CAMERA，是一種結(jié)合傳統(tǒng)攝像機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所產(chǎn)生的新一代攝像機，它可以將影像透過網(wǎng)絡(luò)傳至地球另一端，且遠端的瀏覽者不需用任何專業(yè)軟件，只要標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器（如IE）, 即可監(jiān)視其影像。網(wǎng)絡(luò)攝像頭是傳統(tǒng)攝像機與網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)相結(jié)合的新一代產(chǎn)品，除了具備一般傳統(tǒng)攝像機所有的圖像捕捉功能外，機內(nèi)還內(nèi)置了數(shù)字化壓

13、縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng)，使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮加密后，通過局域網(wǎng)，Internet或無線網(wǎng)絡(luò)送至終端用戶。而遠端用戶可在PC上使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像機的IP地址，對網(wǎng)絡(luò)攝像機進行訪問，實時監(jiān)控目標(biāo)現(xiàn)場的情況，并可對圖像資料實時編輯和存儲，同時還可以控制攝像機的云臺和鏡頭，進行全方位地監(jiān)控。任務(wù)2 門禁刷卡驗證知識準(zhǔn)備4.2.1 網(wǎng)絡(luò)攝像頭第二十三頁，共44頁。11、程序WPF界面制作根據(jù)光盤提供的資源，完成下圖所示的程序主界面。如圖所示：任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施第二十四頁，共44頁。11、程序WPF界面制作根據(jù)光盤提供的資源，完成下圖所示的進場記錄界面。如圖所示：任務(wù)2 門

14、禁刷卡驗證任務(wù)實施第二十五頁，共44頁。12、刷卡驗證功能實現(xiàn)上一步已經(jīng)完成了刷卡驗證程序的界面制作，接下來我們進行刷卡驗證功能的實現(xiàn)，電腦連接上讀卡器后，要求點擊“進場刷卡”按鈕，完成讀取高頻卡卡號，并提示該卡是否通過驗證。（1）讀卡，獲取卡號、剩余次數(shù)、有效時間區(qū)間。（2）進行信息驗證，彈出相應(yīng)提示。 （3）刷卡驗證成功后，對剩余次數(shù)進行自減，并寫入卡內(nèi)。 任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施第二十六頁，共44頁。1效果如圖所示：任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施第二十七頁，共44頁。13、進場記錄寫入數(shù)據(jù)庫上一步已經(jīng)實現(xiàn)了刷卡驗證功能，但還不能將用戶的進場信息保存下來。接下來我們打算在刷卡驗證的同時，

15、將進場信息一并寫入數(shù)據(jù)庫中進行保存，這樣就方便在電腦客戶端上對進場記錄進行查詢檢索。我們需要將卡號（對應(yīng)的字段名：FCardID）、刷時間（對應(yīng)的字段名：FTime）、圖片路徑（對應(yīng)的字段名：FImagePath）保存到數(shù)據(jù)庫中的FRecord表。任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施字段名稱類型備注FIDint（自增長）序號FCardIDnvarchar卡號IDFImagePathnvarchar圖片路徑FTimedatetime刷卡時間第二十八頁，共44頁。14、讀取數(shù)據(jù)庫顯示進場記錄點擊“進場記錄”按鈕，打開進場記錄界面，會顯示之前的進場記錄信息。即需要讀取數(shù)據(jù)庫，獲取卡號、刷卡進場時間等信息。

16、任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施第二十九頁，共44頁。15、調(diào)用攝像頭抓拍照片存檔前面已經(jīng)基本完成了刷卡驗證程序，但是還缺少一個功能，就是在刷卡驗證通過后，還需要調(diào)用攝像頭抓拍照片，將圖片保存到文件目錄Image，并存入數(shù)據(jù)庫中。效果如圖所示：任務(wù)2 門禁刷卡驗證任務(wù)實施第三十頁，共44頁。1在本任務(wù)中，我們要利用提供的相關(guān)資源，開發(fā).NET平臺下的Windows項目，實現(xiàn)體育館安防管理子系統(tǒng)程序的開發(fā)。 任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)描述第三十一頁，共44頁。1該任務(wù)模擬體育館管理主程序安防數(shù)據(jù)獲取模塊，我們將利用料提供的引用庫與文檔說明、圖片素材等資源，實現(xiàn)體育館安防監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情實時通

17、知保安移動端，并能電腦端手動關(guān)閉報警燈，及接受移動端遠程指令關(guān)閉報警燈。任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)分析第三十二頁，共44頁。1任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)知識準(zhǔn)備4.3.1 什么是socket通訊 4.3.2 socket通信流程第三十三頁，共44頁。1本任務(wù)電腦端與移動端通訊采用的是socket通訊方式，那么什么是socket呢？我們經(jīng)常把socket翻譯為套接字，socket是在應(yīng)用層和傳輸層之間的一個抽象層，它把TCP/IP層復(fù)雜的操作抽象為幾個簡單的接口供應(yīng)用層調(diào)用已實現(xiàn)進程在網(wǎng)絡(luò)中通信。socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲學(xué)的思想下，socket是一種打開讀/寫關(guān)閉模

18、式的實現(xiàn)，服務(wù)器和客戶端各自維護一個“文件”，在建立連接打開后，可以向自己文件寫入內(nèi)容供對方讀取或者讀取對方內(nèi)容，通訊結(jié)束時關(guān)閉文件。任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)知識準(zhǔn)備4.3.1 什么是socket通訊第三十四頁，共44頁。1 socket是打開讀/寫關(guān)閉模式的實現(xiàn)，以使用TCP協(xié)議通訊的socket為例，其交互流程大概是這樣子的：任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)知識準(zhǔn)備4.3.2 socket通信流程第三十五頁，共44頁。1交互流程說明：服務(wù)器根據(jù)地址類型（ipv4,ipv6）、socket類型、協(xié)議創(chuàng)建socket；服務(wù)器為socket綁定ip地址和端口號；服務(wù)器socket監(jiān)聽端口號請求，隨時

19、準(zhǔn)備接收客戶端發(fā)來的連接，這時服務(wù)器的socket并沒有被打開；客戶端創(chuàng)建socket；客戶端打開socket，根據(jù)服務(wù)器ip地址和端口號試圖連接服務(wù)器socket；服務(wù)器socket接收到客戶端socket請求，被動打開，開始接收客戶端請求，直到客戶端返回連接信息。這時候socket進入阻塞狀態(tài)，所謂阻塞即accept()方法一直到客戶端返回連接信息后才返回，開始接收下一個客戶端諒解請求；客戶端連接成功，向服務(wù)器發(fā)送連接狀態(tài)信息；服務(wù)器accept方法返回，連接成功；客戶端向socket寫入信息；服務(wù)器讀取信息；客戶端關(guān)閉；服務(wù)器端關(guān)閉。 任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)知識準(zhǔn)備第三十六頁，共44

20、頁。11、程序WPF界面制作根據(jù)本書光盤提供的圖片資源，完成下圖所示的界面。如圖所示：任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)實施第三十七頁，共44頁。12、安防傳感數(shù)據(jù)獲取上一步已經(jīng)完成了發(fā)卡程序的界面制作，接下來我們將獲取安防子系統(tǒng)中紅外對射、火焰、煙霧傳感器數(shù)據(jù)，并將這些信息顯示在界面上。任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)實施第三十八頁，共44頁。13、報警燈控制上一步已經(jīng)完成了傳感器的數(shù)據(jù)獲取與顯示，接下來我們將試試如何手動控制報警燈的開關(guān)控制，以備后用。如圖所示：任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)實施第三十九頁，共44頁。14、警情實時通知上一步我們試著添加了手動控制報警燈開關(guān)的功能，接下來我們將把報

21、警燈的控制交給程序本身，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人非法闖入、有煙或有火等警情發(fā)生，則程序自動打開報警燈，并像移動端上的場館安防移動子系統(tǒng)傳遞報警信息，方便安保人員快速抵達解除警情。注意：由于本任務(wù)涉及計算機端與移動端的通訊，所以在測試時，需要與項目5的內(nèi)容對接，參看“任務(wù)5.1 場館安防移動子系統(tǒng)程序開發(fā)” ，找到對應(yīng)的“場館安防移動子系統(tǒng)”Android應(yīng)用一同進行測試。任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)實施第四十頁，共44頁。1計算機端到Android端socket通信，警情通知通信協(xié)議：FF 03 03 00 00 00 FFHEAD1+CMD1+Data_LEN1+InfraredState1+FireS

22、tate1+SmokeState1+END1HEAD：協(xié)議頭,默認0 xFF,1字節(jié)CMD:命令碼，0 x03,1字節(jié)Data_LEN:數(shù)據(jù)長度,1字節(jié)InfraredState:紅外狀態(tài) 0 x00-正常 0 x01-有人,1字節(jié)FireState:火焰狀態(tài) 0 x00-正常 0 x01-有火,1字節(jié)SmokeState:煙霧狀態(tài) 0 x00-正常 0 x01-有煙,1字節(jié)END：協(xié)議尾,默認0 xFF,1字節(jié)由以上通訊協(xié)議可以看出，由電腦端發(fā)送到Android移動端的數(shù)據(jù)格式是：FF 03 03 00 00 00 FF，其中中間的三個“00”即是三個傳感器的狀態(tài)：“InfraredState1+FireState1+SmokeState1”，也就是通過這三位十六進制數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)通訊。 任務(wù)3 安防管理子系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)實施第四十一頁，共44頁。1本章對奧體中心項目的三個電腦端程序開發(fā)進行了分別介紹，分別涉及體育館門禁管理端發(fā)卡、門禁刷卡驗證、體育館安防管理三個功能模塊。為此，我們將電腦端應(yīng)用開發(fā)拆分成三個任務(wù)，一一進行了講解。在任務(wù)一中，學(xué)習(xí)了如何對體育館門禁管理端發(fā)卡程序進行開發(fā)，同時了解了高頻卡讀寫器相關(guān)知識以及.net開發(fā)三層架構(gòu)（UI+BLL+DAL+Model）；在任務(wù)二中，學(xué)習(xí)了如何對體育館門禁刷卡驗證程序進行開發(fā)，了解了網(wǎng)絡(luò)攝像頭的相關(guān)知識；在任務(wù)三中，學(xué)習(xí)了如何