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監獄服刑人員信息管理系統設計與實現
發布時間：2023-07-17 14:48
摘 要 I
Abstract II
1緒論 1
1.1研究背景與意義 1
1.2國內外研究現狀 2
1.2.1國外研究現狀 2
1.2.2國內研究現狀 2
1.3研究目標與內容 3
1.4章節安排 4
2相關技術概述 5
2.1Java Web 技術 5
2.1.1B/S 架構 5
2.1.2MVC框架模式 6
2.1.3SSH 框架 6
2.2物聯網技術 7
2.2.1門禁系統 7
2.2.2人臉識別 7
2.2.3RFID 卡技術 8
3需求分析 9
3.1系統建設目的 9
3.2系統可行性分析 9
3.2.1技術可行性 9
3.2.2操作可行性 9
3.2.3經濟可行性 9
3.2.4法律可行性 10
3.3系統功能需求 10
3.4系統非功能需求 13
4系統設計 15
4.1系統概要設計 15
4.1.1系統架構設計 15
4.1.2系統功能模塊設計 16
4.1.3系統流程設計 17
4.1.4 數據庫設計 18
4.2 系統詳細設計 22
4.2.1考核管理模塊詳細設計 22
4.2.2場所管理模塊詳細設計 22
4.2.3會見管理模塊詳細設計 24
4.2.4服刑人員基本信息管理模塊詳細設計 26
4.2.5服刑人員健康信息管理模塊詳細設計 27
4.2.6服刑人員消費信息管理模塊詳細設計 28
5系統實現 32
5.1系統開發環境 32
5.2系統功能實現 32
5.2.1登錄功能 32
5.2.2考核管理功能 33
5.2.3場所管理功能 34
5.2.4會見管理功能 36
5.2.5服刑人員基本信息管理功能 37
5.2.6服刑人員健康信息管理功能 38
5.2.7服刑人員消費信息管理功能 39
6軟件系統測試 41
6.1軟件測試的目的 41
6.2軟件測試的分類 41
6.3軟件測試的環境 42
6.4測試方案及測試用例 43
6.4.1登錄功能測試 43
6.4.2考核管理功能測試 43
6.4.3場所管理功能測試 45
6.4.4會見管理功能測試 45
6.4.5服刑人員基本信息管理功能測試 46
6.4.6服刑人員健康信息管理功能測試 47
6.4.7服刑人員消費信息管理功能測試 48
結 論 50
參 考 文 獻 52
攻讀碩士學位期間發表學術論文情況 55
致 謝 56
大連理工大學學位論文版權使用授權書 57
1緒論
1.1研究背景與意義
監獄，祖國執行刑罰的機構，是關押所有刑罰執行者的司法場所，通過將教育改造 結合到初始的勞動改造中，對服刑人員進行監管，承擔著改變感化罪犯的責任，另一方 面，對于社會的穩定也起著關鍵性作用［1］。監獄不僅僅只有關押服刑人員和勞動改造兩 方面，它更像是一個小型社會，有監舍、教學區、醫療室、活動區、勞動場所等［2］。勞 動改造、獄政管理及教育改造，作為影響服刑人員改造的三大措施,長期以來發揮著重要 作用［3］。
互聯網的普及與高速發展，對許多行業都產生了很大影響，云計算、人工智能等技 術正與許多傳統行業領域融合，隨著時代與世界的智能化發展，監獄也需要搭乘時代發 展之車。不同時期，監獄管理的設施、理念不斷進步，我們國家的國際地位逐步提升， 在國際社會中所承擔的社會責任也越來越重，因此監獄管理需要創新，落實以人為本理 念［4］，對于服刑人員的監管方式需要與時俱進。司法體制改革中，通過信息化完成監獄 的罪犯教育改造工作，信息化在協助、支撐基礎工作的同時，更有效地提高監獄干警的 信息化素養，改變監獄落后、封閉的固有思維模式，是實現監獄教育改造現代化的一個 重要手段［5］。
未實施信息化前，監獄對服刑人員的管理需要借助于紙質檔案，也包括服刑人員隨 身佩帶的僅包含簡單信息的紙質卡片。在有對服刑人員的檔案進行檢索請求時，需要翻 閱大量資料；記錄時，由管理人員手動錄入信息，出錯率較高［6］；數據量愈發龐大，人 工操作繁瑣。由于信息的分散性，在需要與其他部門例如公安方面進行緊急對接時，無 法及時獲取并了解到所需數據，對彼此的工作都造將造成一定影響。卡片與檔案之間的 關聯簡單，且服刑人員必須佩戴，對于監獄來說未能實現卡片的最大化功效。因此，接 入互聯網使服刑人員的信息管理更智能，能夠減輕監獄管理人員的工作負擔，省去部分 人力財力；在權限允許的情況下，與其他部門的合作變得更加高效。
監獄對于服刑人員的活動監控必須十分敏感。監獄以往都是采用門鎖對服刑人員的 出入進行限制，近些年來，監控設備被逐漸采用到監獄管理中，管理人員在專門的監控 室即可清晰地了解服刑人員的實時活動。然而采用傳統的方式，嚴格依賴于監獄管理人 員的工作，一旦門鎖被破壞，無法徹底避免服刑人員逃脫事件，對社會安全穩定構成了 一定的威脅［7］。在監獄，通過有效的數據管理、分析與挖掘，能夠形成大量有用的數據 結論與決策輔助信息，有助力監獄安全防范體系構建［8］。
傳統的監獄管理存在多方面的不足，設計并實現監獄服刑人員信息管理系統，將對 服刑人員的全面改造結合到其信息系統中，使得之于服刑人員的管理與監督形式更加合 理，改善管理人員的工作方式。通過有效的數據管理、分析與挖掘，能夠形成大量有用 的數據結論與決策輔助信息，有助力監獄安全防范體系構建［9］。
1.2國內外研究現狀
搭乘著信息技術的快車，目前許多監獄管理都逐漸接入了互聯網技術。
1.2.1國外研究現狀
國外監獄管理信息化出現于上世紀六十年代，發達國家的監獄管理已進入到了成熟 階段。國外的監獄管理，所使用的設備功能更強大；監獄的管理軟件更加電子化且具備 高智能性；辦公自動化，即0A系統更發達的網絡化；通信能力強，通信網絡的建立范 圍更廣［10］。楊雪等［10］認為國外的監獄管理設施、規定更全面，注重對罪犯的心理矯治且 對罪犯進行分監區管理。在向新自由主義和民主進行雙重過渡之后，阿根廷和智利的監 獄政策逐步演變，特別是由于人權和管理的專業知識不斷推動懲教主義監獄更新，他們 也更加注重監獄的全面化管理［11］。一種普遍的思想是，監獄管理越來越全面發展，隨之 而來的是，技術也不斷提高并完善。
監獄中服刑人員活動變化時，實際位置也會不斷變化。而監獄中的安全問題一般也 是由于服刑人員不按照要求活動造成的，因此監獄管理還需要結合監控系統確定服刑人 員的位置。如何提高監獄監控系統人員定位的準確性，是實現智能監獄監控管理所要解 決的問題，目前廣泛采用無視線傳輸和大傳輸距離的RFID （射頻識別）定位技術［12］。 然而，隨著監獄管理向著更加信息化、智能化的方向發展，全面考慮服刑人員的各方面 發展，將現代互聯網技術應用到監獄管理中是一種趨勢。
1.2.2國內研究現狀
我國監獄管理信息化相比國外晚了二十年左右，為監獄配備先進技術所需設備并引 進國外的先進管理方法，是我國監獄管理需要向國外借鑒之處［13］。使用計算機來處理文 件，通過 0A 系統實現監獄管理信息化［14］。2003 年，王立松等研究者設計實現了監獄 管理系統，使得監獄管理進一步科技化、規范化［15］。張春宇等人［16］對監獄管理系統進行 了架構設計與實現，借助局域網，對信息實現了共享，減少了所需報表數，同時簡化了 工作過程，使得管理人員對監獄的管理更加高效。
物聯網技術如今已大量應用，尤其是安防系統，門禁系統、報警系統，外加監控系 統是典型的三種實際運作的系統［17］。近幾年來，浙江喬司監獄大力推進智能化現代文明 監獄的建設［18］，使用視頻監控、報警、門禁等安防設備系統，通過對網絡的應用，采用 規范的標準，達到各系統的信息共通重用，提升監獄管理的現代化水平。然而，在智能 化建設過程中，存在一定的困難，如基礎設施的現代化程度較低，信息共享度較低等， 使得信息化步伐速度減慢。國內對于RFID技術的研究，也已經相對較成熟，它被應用 到許多場景中。詹爐［19］基于RFID技術，結合現代信息管理技術，通過使服刑人員、管 理人員、重點物品等佩戴RFID標簽，對目標人或物品進行實施監控和定位，實時監控 服刑人員的身份信息、軌跡、位置、統計人數等，提供管理人員的工作效率，防止服刑 人員逃脫，實現科技強警。
這些研究分析了服刑人員信息管理系統及監獄管理的信息化現狀，但也只是注重對 部分方面的改進，以使更高效全面地達到管理服刑人員的目的，需提升改進現有監獄管 理系統。可結合王紅斌等人［20］提出的對服刑人員的計分考核制度，建立科學、可操作性 較強的計分考核制度，對監獄管理進行完善，以對服刑人員信息管理水平做出質的提升。
1.3研究目標與內容
當前監獄管理信息化發展迅速，但是只考慮采用傳統的軟件開發方式對服刑人員信 息建立管理系統而忽略了物聯網技術，或是只考慮從單方面提高監獄管理能力。針對這 些問題，本文從服刑人員改造的各個方面入手，結合物聯網技術，通過計分考核和信息 卡實現對監獄服刑人員更加合理、智能化的管理，以提高管理人員的工作效率，并提供 與其他相關系統信息共享的能力，希望能夠對傳統的管理方式進行改進，并使當前通過 已有技術實現的系統更加完善。
本文設計并實現一種監獄服刑人員信息管理系統，主要內容如下：
（1） 通過對國外及國內研究者已有貢獻的分析，明確本文的主旨與核心內容；
（2） 對監獄服刑人員信息管理系統進行需求分析，確定系統應該具備輔助管理人 員對服刑人員進行全面改造的能力，具體包含考核管理、場所管理、會見管理、服刑人 員個人信息管理、健康信息管理以及消費信息管理六項能力；
（3） 基于需求分析，設計并實現了系統。通過為獄內每位服刑人員佩戴一張電子 信息卡，管理人員只需通過客戶端操作，即可一目了然的查詢每個服刑人員的相關信息； 當進行了計分考核、會見親友等后可直接對信息進行更新，簡化管理工作；通過警報器 和門禁設備，還能在一定程度上簡化之前對服刑人員的監控工作；按期組織帶領服刑人 員體檢，及時獲取并觀察其健康信息，確保在獄內的安全。
本系統主要針對監獄管理人員使用，我們使用MVC架構及Java開發技術，結合物 聯網技術，對信息卡數據進行實時獲取及更新，通過軟件改變以往的信息管理方法，對 工作效率提升明顯，并能保持特定的安全性，從而服刑人員能夠更好地配合管理人員完 成獄內管理，提升智能程度。
1.4章節安排
本文包含六個章節，詳細的組織結構為：
第一章緒論，分析了服刑人員信息管理系統的研究背景與意義，包括監獄管理方式 的發展及信息化在監獄管理中的應用情況，同時研究當下的監獄管理留存的待改進之 處，闡述了服刑人員信息管理系統的研究目標和內容。
第二章相關技術概述，介紹了 MVC架構及Java Web技術，再對服刑人員信息管理 系統中涉及到的門禁管理技術、物聯網技術進行了描述。
第三章需求分析，首先對服刑人員信息管理系統進行了可行性分析，在本文方案可 行的情況下再進行后續的需求分析與概要設計。需求分析主要從功能需求與非功能需求 兩方面進行考慮，這樣才能保證服刑人員信息管理系統的高可用性。功能需求中對本文 所要實現的功能進行了描述，并采用流程圖和用例圖從不同角度進行展示。
第四章系統設計，首先是概要設計，對服刑人員信息管理系統所要完成的任務使用 流程描述并分解功能。同時一個完整的設計離不開數據庫表，在進行數據庫設計時，E-R 圖可以直觀地表示每個數據庫表及它們間的關系。詳細設計部分對每個功能進行詳細描 述及流程分析，主要包括如何設計考核管理模塊、場所管理模塊、會見管理模塊、服刑 人員個人信息模塊、健康信息管理模塊以及消費信息管理模塊。
第五章系統實現，對上一章節中的詳細設計轉換為實際代碼，并將系統的部分頁面 示意圖做了呈現。
第六章系統測試，對本文中實現的服刑人員信息管理系統進行測試。使用不同的測 試用例驗證了本系統可以改進監獄對服刑人員的管理方式，完善對服刑人員的全面改 造，提高監獄管理的智能化水平。
2相關技術概述
本章是對系統所涉及的相關技術的概述，通過將Java Web技術與物聯網技術相結 合，實現管理系統的功能。
2.1Java Web 技術
Java Web，即通過采用Java技術，解決互聯網中的一些問題，它采用Java EE標準, 包括服務器和客戶端兩個部分。客戶端可以是開發的軟件，也可以是我們常用的瀏覽器， 這就出現了兩種架構模式，分別是C/S架構和B/S架構，各企業可通過網絡建立自己的 互聯網［21］。Java Web框架雖然不同，但大多采用MVC思想設計系統，進行請求攔截并 返回響應。下面分別概述本文涉及的關鍵技術點。
2.1.1B/S 架構
B/S架構，即直接使用PC都具有的瀏覽器承擔與用戶和服務器的交流的架構，與 C/S架構相比，不需要安裝傳統的軟件或桌面應用，靈活性強，并對客戶端也是一種減 輕負擔的方式。該架構模式，將系統的核心實現放在服務器端，即瘦客戶端模式，使得 服務器端負荷較大，開發過程中使用備用數據庫來緩解服務器端的壓力，盡可能減少服 務器崩潰導致的損失。開發過程中使用備用數據庫以緩解S端的緊急崩潰情況，不至于 中斷為用戶需求的服務。
OA多采用B/S架構，可將系統的數據、功能與行為分離，分為用戶層（客戶端主機）、 應用層（Web服務器）和服務層（數據庫服務器），分別負責表達交互、邏輯流程控制 與數據CRUD操作［22］。對于多數企業采用的OA系統，需要兼容不同的設備平臺，采用 B/S架構可以使得軟件系統的遷移代價最小化，只需連接Internet,便能進行所需工作， 管理信息，成本低°B/S架構示意圖如圖2.1所示。
2.1.2MVC框架模式
MVC，即Model、View、Controller，是在軟件開發過程中出現的一種軟件模式，可 將復雜的代碼分為不同的層次進行組織，將數據、顯示頁面與業務邏輯分離，增加代碼 的規范性。模型與數據庫對應，主要是對持久化數據的一些操作；視圖，從字面看，它 是為用戶提供信息的窗口，負責呈現；控制器作為核心，與V和M都要進行交互，對V 的請求進行處理，通過M的協助共同完成請求。現在的軟件系統開發較多地使用了 MVC 框架模式，通過分層提高程序的可重用性及可維護性，提高開發效率，但不適用于小型 軟件系統。根據以上描述，我們可以將MVC框架模式用圖表示，MVC框架模式圖如圖 2.2所示。
圖2.2 MVC框架模式圖
Fig 2.2 MVC Framework Pattern Diagram
2.1.3SSH 框架
上一小節簡要闡述了 MVC框架模式后，本節簡要介紹在MVC基礎上的JavaEE開 發框架SSH，即Spring、Struts、Hibernate，它是一種輕量級框架。
Hibernate是一個持久化框架，處理對象關系映射（ORM）,對JDBC進行了輕量 級封裝，通過 API 實現對數據庫的 CRUD 操作，并提供了多種操作數據庫的方式，包 括原sql的支持，與MVC框架中的M對應。Struts采用JSP和Servlet實現，配置攔截 器以加載核心類庫，連接模型層和視圖層，接管控制，接收請求、處理數據、分發視圖 等，擔任著控制器的角色；它還提供了標簽用于顯示頁面，與視圖相對應。Spring是面 向切面的編程，使用控制反轉實現組件間的依賴注入，用來讓對象間不是通過代碼進行 關聯，而是使用配置類對對象實現統一調度，將 Hibernate 與 Struts 整合，降低層間耦合 度。通過SSH框架構建復用性好的Web應用程序。
2.2物聯網技術
物聯網技術是指通過傳感設備按照某種協議將物品接入互聯網，實現信息通信，充 分利用硬件設備的優勢來采集所需信息，實現設備智能化。可以進行實時定位追蹤、在 線監控、報警、安全防范、遠程控制等，目前，物聯網技術的應用包括門禁系統、報警 系統、人臉識別、全球定位系統等。
2.2.1門禁系統
門禁系統，基于傳統門鎖發展而來，即將軟硬件結合，以對建筑的出入口實施管制 的系統［23］。門禁，即禁止進入門內，表明了授權是其中的關鍵點，有授權，則門禁開放 可以通過，否則，門禁無法打開，針對安全的一種設施。相比傳統的門鎖，不需要鑰匙 即可打開門，解決了鑰匙容易復制、門鎖易被破壞導致的不安全問題。
近些年來，技術高速更新，門禁系統利用了 RFID技術、生物識別技術，不斷產出 更智能的產品，應運而生了利用各種生物特征的門禁系統，包括對指紋、虹膜、人臉的 識別，感應卡則是利用了 RFID技術，通過多方面驗證通過出入口的人員或車輛信息， 更加安全便捷。由于門禁系統在現實世界中的重要作用，使得它必須在安全性、可靠性 方面具備優勢，與身份識別技術、報警系統結合，在出入口處驗證通過者的權限，出現 異常情況時發出警報，及時通知管理人員進行處理。
門禁系統由門禁控制器、讀卡器、電控鎖、傳輸部分組成，其中門禁控制器是核心， 也是本文中服刑人員信息管理系統需要關注的一個部分［24］。
2.2.2人臉識別
人臉識別技術，借助于 PC 對采集到的人的面部圖象進行分析，在此基礎上提煉合 理的信息以辨認這個人的身份，涉及模式識別、圖像處理、計算機視覺等學科［25］。該技 術由于所采用的指標是人的面部圖像，是一種生物特征，不同個體的生物特征是不相同 的，將它選取為目標特征進行身份識別，可以取得較好的效果，目前辨別準確率可以達 到 98.52%。生物特征識別技術的研究特征有指紋、虹膜、聲音、人臉、體形等，也就 有了對應的識別技術。
人臉識別系統相關技術包括人臉的圖象采集、定位、預處理、特征提取、身份確認 等[26]。通過對幾種技術的結合，即可將物理硬件所采集到的人臉鎖定到某一個固定的人， 通過硬件采集設備可主動采集圖象，不需要接觸物理設備，解決了某些人員的消極不配 合問題，為其技術應用提供了極大的便利。
人臉識別可以應用到住宅、企業的門禁系統、考勤系統，機場、火車站等出入境場 所的安檢與自動檢票系統，公安、刑偵等司法刑罰部門的罪犯搜捕、監控系統中等等。 在智慧城市中，人臉識別可以輔助公安、軍隊、政府、銀行等部門工作人員進行相關工 作，提高工作效率的同時，更重要的是，能夠提升我們國家的安防能力，使得整個社會 愈發智能。本文中人臉識別技術與RFID卡結合，避免服刑人員間交換卡片通過門禁而 進入禁區所產生的安全威脅。
2.2.3RFID卡技術
RFID技術，使用無線電發出的信號，對具有RFID標簽的物品進行識別和讀寫， 但對于是否與物品基礎則非必要條件。RFID技術相比條形碼來說，可以防磁、防水且 讀取距離遠、使用時間長、數據可加密、數據容量大，并且安全性較高。
利用RFID技術創造的產品包括無源RFID產品，有源RFID產品及半有源RFID產 品。無源RFID產品可以認為是最先產生的對RFID技術的應用，主要用于近距離接觸 式識別；有源RFID產品相比之前出現的產品，可遠距離地對具有RFID標簽的物品自 動識別；而半有源RFID產品則是結合了另外兩者的優點，低頻近距離準確定位，被應 用到門禁管理、安防報警、定位等場所。
集成電路卡，也即IC Card，將集成電路芯片封裝到卡基表面，形成接觸式IC Card[27]o 非接觸式IC Card則是天線、芯片均不外露的卡片，與RFID技術結合，也可稱為RFID 卡。RFID卡由應答器、讀寫器、應用軟件系統構成，使用頻率信號和RFID讀寫器讀 寫附著的RFID標簽。應答器進入到磁場后，讀寫器發射某頻率的射頻信號，驅動電路 傳輸數據，讀寫器按序接收數據，交給應用程序按照內部實現進行處理。本文中，我們 通過管理系統控制RFID的應用軟件系統部分實現信息卡的功能，通過驗證RFID卡的 合理性決定服刑人員可否通過相應的門禁。
3需求分析
“需求分析”是讓使用者對本文所實現的服刑人員信息管理系統的開發目的和方法 有一個基本的了解，明確目標要求，即輸入的數據包括什么，最后應該輸出什么，以及 相關硬件、軟件的情況等。概要設計、對每一模塊的詳細設計以及實現測試工作將在此 基礎上進一步提出。
3.1系統建設目的
本系統建立在如今監獄管理的基礎上，利用智能化技術與設備對現有管理方式進行 改進，使得監獄管理更加合理化，更多地關注服刑人員的改造情況與自身需求，提高管 理人員的工作效率及其與其他部門的信息共享能力，為監獄內部的安全提供了保障，從 而整個社會也會因為對服刑人員的合理管理而更加穩定。
基于上述建設目的，確定本系統應該能夠輔助管理人員對服刑人員進行全面改造， 利用硬件設備與技術的接入能力，設計實現本系統并提供良好的可實施能力與擴展能 力，為監獄服刑人員管理系統信息化提供支持。
3.2系統可行性分析
可行性分析是為了清楚地了解所要進行的設計與開發是否能夠實際執行，是否能夠 帶來一定的效益，是否值得去實現。下面從以下幾個角度進行分析：
3.2.1技術可行性
服刑人員信息管理系統需要用到 Java Web 的相關開發技術，這是開發管理系統經 典的技術并已有大量實踐；對于物聯網相關技術，服刑人員信息管理系統需要提供接口 與其進行對接。因此通過已掌握的技術與對新技術的學習，可以實現服刑人員信息管理 系統所述系統。
3.2.2操作可行性
服刑人員信息管理系統通過瀏覽器提供了簡潔明了的用戶界面，且使用對象是監獄 管理人員，只需要經過簡單的培訓，即可使用系統管理服刑人員的信息卡，不需要專業 的技術者來操作系統。
3.2.3經濟可行性
服刑人員信息管理系統只需要在普通的 PC 上，安裝瀏覽器后即可運行；需要配合 使用的門禁設備、視頻監控設備、RFID卡、讀寫器等，雖然需要進行購買與維護，但 一旦部署好后可以長期使用，能夠更好地對監獄中的服刑人員進行管理，并減少了人力 支出，經濟方面總體來說是可行的。
3.2.4法律可行性
服刑人員信息管理系統由本人開發，符合法律的各項規定。所使用的工具、技術及 數據信息均為正常途徑獲取，不違反法律規定。
3.3系統功能需求
由于監獄管理是國家治理中不可或缺的一個環節，而目前監獄管理利用Internet技 術的程度還不夠高。針對該問題，從管理設備的智能化和管理方式的全面性方面考慮， 對現有監獄管理進行改進。本文設計并實現一種監獄服刑人員信息管理系統，簡化管理 人員的工作，并向其他相關人員開放一定的數據信息，有利于簡化之于服刑人員的獄內 管理工作。該信息管理系統的功能需求可表述為：
（1） 服刑人員在監獄中進行改造，通過對改造表現進行考核評分，記錄各服刑人 員的改造情況并同步至信息卡，作為其他方面管理的度量標準；
（2） 服刑人員由于其身份特殊性，必須嚴格對其活動區域進行限制，在各個場所 入口處設置門禁設施及視頻監控設備，具有權限且持個人卡的服刑人員即可通過，未授 權則會發出報警信號，提供場所管理功能；
（3） 服刑人員在服刑期間根據表現具有會見家屬的權利，但是會見次數、會見內 容因人而異，場所管理根據考核評分及會見情況管理會見信息；
（4） 服刑人員的基本信息是本系統數據的核心，基本信息中一部分是與其他相關 部門共通的數據，另外部分是與服刑人員在監獄內的情況相關的數據；
（5） 服刑人員不管身處何處，健康都應該受到保護，定時進行體檢、心理健康測 試，生病時就醫治療，并及時將健康情況記錄到服刑人員隨身攜帶的信息卡中，實現系 統的健康管理功能；
（6） 提供與消費卡集成的能力，不再單獨使用消費卡完成物品、藥品的購買，同 時也為服刑人員家屬提供了充值功能，不需要再到監獄中專門充值。
根據以上需求描述，我們使用用例圖表明待開發系統將要實現的行為，它屬于靜態 視圖，由參與者、用例及其關系構成，以參與者的視角對系統行為所做的模型化呈現， 將所有元素表示在圖中，并標明用例及參與者的各種關聯，對系統的行為及其交互建模。
首先對本文涉及到的用例進行分析。參與者為門禁系統、視頻監控系統、醫生、監 獄管理人員、服刑人員及其家屬，用例包括登錄、考核管理、場所管理、會見管理、基
本信息管理、健康信息管理、消費信息管理等。用例分析表如表 3.1 所示。其中部分用 例有包含用例，表中只顯示了基本用例，服刑人員及家屬只具有消費信息管理和會見管 理用例的個別包含用例的功能，可結合圖 3.1。根據表3.1中用例分析，得出該服刑人員 信息管理系統的整體行為描述，如圖 3.1 所示。
表3.1 用例分析表
Tab. 3.1 Use Case Analysis Table
參與者 用例描述
管理人員 考核管理
管理人員 基本信息管理
管理人員、醫生 健康信息管理
視頻監控系統、管理人員、門禁系統 場所管理
管理人員、家屬、服刑人員 消費信息管理
管理人員、家屬、服刑人員 會見管理
管理人員、家屬、服刑人員、醫生 登錄
下面對幾個特殊用例進行了詳細描述。場所管理的詳細描述如表3.2所示。
表3.2 場所管理用例詳細描述
Tab. 3.2 The Detail Description of the Place Management Use Case
用例名稱 場所管理
參與者
用例描述 視頻監控系統、管理人員、門禁系統
管理系統讀取信息，判斷服刑人員可否進出相關場所，管理人員監控門禁區實 時情況
前置條件
后置條件 基本事件流 管理系統接入兩個外部系統 門禁設備開門或產生報警信號，監獄管理人員處理 1．監控門禁區實時情況交由監獄工作人員執行 2．服刑人員使用信息卡在門禁設備上進行刷卡 3．讀取門禁系統識別出的信息卡是否具有通過門禁設備的權限 4．視頻監控系統采集人臉圖象信息，與管理系統中的信息對比 5．人臉比對一致并具有通過權限，通知門禁設備打開門
備選事件流 3a.不具有通過門禁設備的權限，通知發出報警信號
4a •比對結果不一致，通知發出報警信號
消費信息查詢用例詳細表述如表3.3所示。
表3.3 服刑人員消費信息查詢用例詳細描述
Tab. 3.3 The Detail Description of the Consumption Information Query Use Case
用例名稱 消費信息管理
參與者
用例描述
前置條件
后置條件 基本事件流 管理人員、服刑人員、家屬
不同身份的用戶查詢服刑人員當前消費情況
登錄系統
顯示消費情況
1.服刑人員/家屬查看當前卡上余額，管理人員可查看任一服刑人員的信息
2.通過點擊消費記錄明細按鈕，檢索具體消費情況
健康信息管理用例的詳盡敘述如表3.4所示。
表3.4 服刑人員健康信息管理用例詳盡敘述
Tab. 3.4 The Detail Description of the Health Information Management Use Case
用例名稱 健康信息管理
參與者 管理人員、醫生
用例描述 醫生對服刑人員進行治療并對相關情況進行記錄，管理人員可隨時查看
前置條件 登錄系統
后置條件 健康信息更新或查詢完畢
基本事件流 1.管理人員查看服刑人員的健康狀況
2.管理人員帶領服刑人員進行就醫
3.醫生通過對服刑人員信息卡的讀取，查詢服刑人員的身體健康狀況
4.醫生根據服刑人員的具體情況對服刑人員進行檢查或治療
5.醫生將新的健康狀況進行更新并保存
6.管理人員帶領服刑人員回到監舍
備選事件流 6a •服刑人員需要在醫院進行長時間治療，服刑人員監視陪護
3.4系統非功能需求
非功能需求指的是依據某些條件，來判斷軟件運作情況或其特性，而非針對系統某 些特定行為的需求。就信息化系統的使用者的期望而言，他們大都希望終端上的軟件可 以擁有較高的性能，并且擁有良好的交互性。
作為一個針對監獄開發的服刑人員信息管理系統，性能上的要求主要涉及到安全 性、互操作性、健壯性、易用性、可擴展性等。相比于現有系統要具有一定的優勢，則 必須滿足這些方面的需求：
（1）安全性：監獄關乎著社會的安全穩定，服刑人員的信息屬于隱私且是機密數 據，在與數據庫交互時先進行加解密操作，使得信息盡量不被破解。對于登錄系統的用 戶，尤其是監獄管理人員，他們具有較高的權限，可以查看服刑人員的眾多信息，因此 登錄系統時需要額外的身份認證；
（2） 互操作性：服刑人員信息管理系統設計開發的系統通過簡明的UI為用戶提供 了良好的互操作性；
（3） 健壯性：信息卡管理系統應該具有健壯性，即使是一些不合法的輸入，也應 該能夠給予用戶提示并繼續為使用者提供服務；
（4） 易用性：信息卡管理系統應該在用戶使用時清楚地說明UI的每個區域代表什 么，由于服刑人員及其家屬身份千差萬別，系統必須提供好的操作向導，避免造成用戶 操作困難，并能夠對各類用戶需要作出及時響應；
（5） 可擴展性：技術出現與普及的速度逐漸加快，監獄管理也需要與時俱進，因 此系統必須具備可擴展性，不論是與其他部門系統的集成，還是對未來新技術的擴展與 接入。
4系統設計
4.1系統概要設計
概要設計是軟件或系統開發過程中的一個較為重要的階段，該階段主要是為了從整 體的角度進行分析，分析即將要開發的系統應該如何實現。通過這個階段，即可確定系 統的組成模塊，為后續的詳細設計及具體實現階段奠定基礎。
根據需求分析中所提供的需求描述，將服刑人員信息管理系統概括的實現，劃分出 組成軟件系統的物理元素；設計軟件的整體結構，即選定該系統的各組成成分及實現方 式，每個組成塊將要實現的行為，各組成塊的相互調用方式、接口等，但所有這些都不 需要涉及組成塊內部細節。
4.1.1系統架構設計
服刑人員信息管理系統針對監獄管理人員、醫生、服刑人員及其家屬進行使用，采 用了 B/S架構模式，便于各個用戶部署。系統由視頻監控器、人臉比對Server、門禁設 備、門禁數據Server、數據庫Server、Web Server、PC及RFID讀寫器組成。
（1） 視頻監控系統
視頻監控器用來對門禁周圍情況進行監控記錄，并當有信息卡在門禁設備上刷卡 后，實時采集當前通過門禁的服刑人員的面部圖像，通過人臉比對服務器獲得比對信息。
（2） 門禁系統
門禁設備首先讀取想要通過的服刑人員的信息卡，集成 RFID 卡技術，通過 RFID 標簽讀取信息，門禁數據服務器對數據進行處理；門禁設備還具有報警功能，以處理異 常情況。
（3） 數據庫 Server
數據庫Server存放了大量的服刑人員信息，是獄內局域網中用來為業務邏輯提供數 據的Server，借助DBMS提供給系統可以訪問數據庫的能力。
（4） Web Server
Web Server為使用系統的各個用戶PC上的Browser提供文檔，是因特網上用來為
用戶提供各種服務的信息來源。
系統架構圖如圖 4.1 所示。
4.1.2系統功能模塊設計
服刑人員信息管理系統，從功能上可以分解成六個模塊：考核管理、場所管理、會 見管理、基本信息管理、健康信息管理及消費信息管理模塊。
服刑人員在監獄接受改造，監獄管理人員、醫生、服刑人員及其家屬共同努力，為 了能讓服刑人員在服刑期間能有所悔悟與改進，并在服刑期滿出獄后能夠對社會有所作 為。考慮到系統涉及到的數據需要很高的安全性，因此在設計上，為不同用戶賦予不同 的權限，不同模塊為不同的使用對象設計。對于服刑人員和家屬，只能開放部分信息的 簡單的查詢、充值功能等。每個模塊負責完成不同的任務，我們還需要將其分解為更具 體的模塊。
功能模塊圖可以直觀地顯示出項目所要實現的功能，并對其進行分類，后續的詳細 設計與實現階段將據此來完成各個功能模塊的相關工作。本文的功能模塊圖如圖4.2所 示。
圖 4.2 系統功能模塊圖
Fig. 4.2 System Functional Module Diagram
4.1.3系統流程設計 在將系統分解為不同模塊后，對整體流程進行描繪。系統的每個功能模塊都需要登
錄系統，才能進行后續操作。下面給出系統整體流程圖，用圖4.3展示。各模塊的詳細 流程將在詳細設計階段分別描述。
4.1.4 數據庫設計
服刑人員信息管理系統采用MySQL數據庫提供數據支持。
E-R圖，即實體-聯系圖（Entity Relationship Diagram），直觀地表示了 Entity本身、 Entity屬性及不同Entity間的Relationship。本文中的數據庫實體有：監獄管理人員、服 刑人員、醫生、家屬、會見、消費、考核、醫治。每個實體的詳細描述如下：
（1）監獄管理人員：用來表示本系統的主要使用者，屬性包括員工編號、姓名、 密碼、部門、郵箱。管理人員通過系統提供的服務，結合其他物聯網技術，操作整個信 息管理系統對服刑人員進行管理。管理人員信息表如表4.1所示。
表4.1 管理人員信息表
Tab. 4.1 Manager Information Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 員工編號 int 10
2 name 姓名 varchar 30
3 password 密碼 varchar 30
4 Email 郵箱 varchar 30
5 department 部門 varchar 30
（2）服刑人員：用來表示監獄中正在接受改造的刑事犯罪者，屬性包括姓名、性 別、身份證號、信息卡卡號、罪行、刑期、監區、面部圖像等，此處僅列出本系統監獄 管理必需的屬性。服刑人員是服刑人員信息管理系統所述信息卡的基本信息源，攜帶信 息卡，以使更加合理智能地處理監獄各項事務。它與其他實體均有關聯。服刑人員信息 表如表 4.2 所示。
表4.2 服刑人員信息表
Tab. 4.2 Prisoner Information Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 信息卡卡號 int 10 是 否
2 name 姓名 varchar 30 否 否
3 gender 性別 varchar 2 否 否
4 ID Number 身份證號 varchar 18 否 否
5 crime 罪行 varchar 255 否 否
6 prison term 刑期 varchar 30 否 否
7 prison room 監區 varchar 30 否 否
8 facial image 面部圖像 blob 否 否
（3）醫生：表示對服刑人員進行定期體檢、身體疾病治療的醫生，還需要對服刑 人員進行心理健康引導，屬性包括員工編號、姓名、密碼、科室。病種的不同，決定了 本系統中需要涉及到多科室醫生。醫生信息表如表 4.3 所示。
表4.3 醫生信息表
Tab. 4.3 Doctor Information Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 員工編號 int 10 是 否
2 name 姓名 varchar 30 否 否
3 password 密碼 varchar 30 否 否
4 department 科室 varchar 30 否 否
（4）家屬：服刑人員的親屬，輔助監獄共同進行對服刑人員的改造，屬性有姓名、 身份證號、密碼、服刑人員身份證號。家屬在家中可以隨時了解到服刑人員的消費情況 及會見情況，在約定時間會見服刑人員，通過家屬介入，從情感上感化服刑人員，提升 改造效果。家屬信息表如表4.4所示。
表4.4 家屬信息表
Tab. 4.4 Family Information Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 name 姓名 varchar 30 否 否
2 password 密碼 varchar 30 否 否
3 ID Number 身份證號 varchar 18 是 否
4 Prisoner's ID Number 服刑人員身份證號 varchar 18 否 否
（5）會見：會見數據庫表用來表示服刑人員與家屬的會面交談，其屬性包括會見 ID、會見時間、會見內容、會見次數。會見應不僅是家屬來監獄探監，對于符合一定條 件的服刑人員，可適當給予離監探親的機會，使得會見的內容會有所不同。會見表如表 4.5所示。
（6）消費：用來表示服刑人員在服刑期間的消費情況，屬性包括ID、流水、余額、 獎勵額。由于監獄的社會性質，服刑人員可以在合理范圍內進行消費，同時監獄有獎勵 機制，對服刑期間行為出色的人員進行獎勵。消費表與信息卡關聯，用表4.6表示。
表4.5 會見表
Tab. 4.5 Meeting Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 會見記錄號 int 10 是 否
2 prisoner ID 服刑人員卡號 int 10 否 否
3 time 會見時間 date 否 否
4 content 會見內容 varchar 30 否 否
5 remaining times 會見剩余次數 int 4 否 否
表4.6 消費表
Tab. 4.6 Consumption Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 消費記錄號 int 10 是 否
2 prisoner ID 服刑人員卡號 int 10 否 否
3 turnover 流水 varchar 100 否 否
4 date 日期 date 否 否
5 balance 余額 double 10 否 否
6 reward 獎勵額 double 10 否 是
（7）考核：用來表示管理人員對服刑人員表現的記錄，屬性包括ID、教育改造得 分、勞動改造得分、違規扣分。改造是服刑人員在監獄的重點任務，勢必要建立合理的 評分機制對改造情況進行記錄，且在違反規定時扣除相應分數，以做到獎罰分明，并與 會見相關聯，可看作一種鼓勵機制。考核表與服刑人員信息卡關聯，如表4.7所示。
表4.7 考核表
Tab. 4.7 Assessment Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 考核記錄號 int 10 是 否
2 prisoner ID 服刑人員卡號 int 7 否 否
3 education score 教育改造得分 int 2 否 否
4 labor score 勞動改造得分 int 2 否 否
5 illegal score 違規扣分 int 1 否 否
6 Total score 總分 int 3 否 否
（8）醫治：是表示醫生與服刑人員的關系實體，屬性包括ID、病歷。當服刑人員 就醫或體檢時，為醫生提供病歷記錄，方便對癥下藥。醫治表與服刑人員信息卡關聯， 表4.8顯示了醫治表。
表4.8 醫治表
Tab. 4.8 Cure Table
序號 字段 含義 類型 長度 Primary Key NULL
1 ID 醫治記錄號 int 10 是 否
2 prisoner ID 服刑人員卡號 int 10 否 否
3 medical record 病歷記錄 text 65535 否 否
本文中數據庫的 E-R 圖如圖4.4所示。
4.2系統詳細設計
經過本階段的設計，應對目標系統做出確切的描述，才能為實現階段提供具體的思 路，從而進行編碼工作。監獄服刑人員信息卡系統，主要分為考核管理模塊、場所管理 模塊、會見管理模塊、基本信息管理模塊、健康信息管理模塊和消費信息管理模塊。
4.2.1考核管理模塊詳細設計
監獄，改造刑罰執行人員的場所，要使改造效果更好，需要結合教育與傳統的勞動 方式，整體上對服刑人員實施轉變。隨著社會的進步，監獄需要重視教育改造，而不僅 僅是勞動改造，從而在身心兩方面改造服刑人員。為了對改造效果進行評估，就需要建 立考核制度，利用考核管理模塊實現該功能。服刑人員信息管理系統對改造效果實行按 月評分考核制度，并將服刑人員的日常表現也列入考核中，加減分同時進行，并將每個 月的分數匯總到個人總分中。
管理人員在PC上登錄進入系統，選擇考核管理，會呈現出改造考核記錄、違規記 錄、查詢改造表現三個選項，分別對應著該模塊的三個功能。
在每個月的改造評分技術后，記錄獄內所有服刑人員的考核結果。管理人員根據服 刑人員信息卡卡號，將教育改造得分、勞動改造得分分別錄入系統，點擊保存即可保存 當前錄入信息，所有人員的信息錄取完畢后提交，則可自動計算總分并持久化保存本月 的改造考核記錄。
監獄服刑人員是從前犯過錯誤、觸犯過法律的人，無論罪行輕重。因此，系統中加 入了違規記錄功能，以便服刑人員若在監獄中有任何違規違紀行為時，可以及時記錄下 來，作為扣分項，更新總分；當行為嚴重時，需要重新認定刑罰，交由相關部門處理。
本系統提供了查詢改造表現子模塊，當某服刑人員表現異常時，管理人員只需要輸 入目標服刑人員的姓名或信息卡卡號，即可及時查詢其歷史考核情況，能夠盡可能早地 與他溝通交流，遏制危險事情的發生。
該模塊的時序圖如圖 4.5 所示。
4.2.2場所管理模塊詳細設計
監獄中包含有多個場所供服刑人員使用，但由于身份的特殊性，必須對各個場所進 行人員準入限制。場所管理模塊與視頻監控及門禁系統這兩個外部系統交互，通過它們 提供的功能以增強場所管理的智能化程度與安全性。按照功能描述，將場所管理模塊劃 分為授權管理、權限驗證、報警處置三個子功能塊。
服刑人員需要在規定時間內進行相關的活動，包括教育改造、勞動改造、會見、消 費等，同時不同的服刑人員由于其表現情況，允許的活動場所權限也不盡相同，授權管 理模塊處理該功能。首先根據服刑人員的信息判斷應該授予的權限，通過信息卡卡號關 聯服刑人員，授權并將權限信息保存，作為權限驗證的參考依據。
權限驗證是服刑人員信息管理系統的核心之一，只有它準確無誤地工作，才能保證 整個監獄的安全。門禁系統與視頻監控系統作為外部系統為權限驗證提供必要的數據， 當服刑人員刷卡準備通過門禁時，門禁設備首先采集到信息卡中的信息，交由場所控制 器驗證權限，控制器會先讀取權限信息，若不具有權限，則發出報警信號；如果具有權 限則視頻監控器采集通過者的面部圖像，結合信息卡信息，通過人臉比對服務器獲取并 比較兩張圖像是否為同一個人，若匹配成功則門禁打開門，否則發出報警信號。
圖4.5 考核管理模塊時序圖
Fig. 4.5 Assessment Management Module Sequence Diagram
當權限驗證發出報警信號后，管理人員會實時接收到信息，迅速做出處置，系統自 動將此次非法通過數據記錄在權限驗證結果中，考核相關服刑人員，并與考核管理模塊 產生關聯。
圖 4.6 給出了場所管理時序圖。
圖4.6 場所管理模塊時序圖
Fig. 4.6 Place Management Module Sequence Diagram
4.2.3會見管理模塊詳細設計
會見作為監獄服刑人員的一項權利，通過家屬介入以更好地感化獄內服刑人員。會 見需根據服刑人員的獄內表現合理地安排，在指定時間地點進行，并在每次會見結束后 對會見次數進行更新。會見管理包含有會見內容管理、會見次數更新及會見查詢子功能。
本系統提及的會見內容主要指向為會見方式。會見不僅可以是家屬來監獄探監，對 于表現優秀符合一定條件的服刑人員，可適當給予離監探親的機會，但在離監后要攜帶 與監獄保持通信的設備。這就需要管理人員結合考核情況，分析改造表現查詢模塊所得 數據，對于表現十分優秀的服刑人員，會見內容記錄中添加離監探親，并將會見時間提 前做好安排。圖 4.7 流程圖闡述了會見內容管理。
會見查詢面向多類用戶，不僅管理人員可以查詢每個服刑人員的會見情況，服刑人 員及其家屬也能夠通過終端查詢會見安排，以做好會見準備。家屬在家中通過本系統平 臺開放的服務，登錄進入系統后即可查詢家中在監獄的服刑人員的會見情況。服刑人員 通過監獄中的查詢終端，通過刷自己的信息卡，可以查看到自己的會見情況。會見查詢 流程圖如圖 4.8所示。會見次數在每次會見結束后，會根據會見實際情況進行更新，而 不需要管理人員手動更改。
圖4.7會見內容管理流程圖
Fig. 4.7 Meeting Content Management Flow Diagram
（開始）
密碼登入 刷卡登入
查詢會見詳情
圖4.8 會見查詢流程圖
Fig. 4.8 Meeting Query Flow Diagram
4.2.4服刑人員基本信息管理模塊詳細設計
服刑人員的信息包括個人信息、家庭信息及社會關系等，這些都可能與罪行有很大 的關聯性，其中，個人信息及家庭信息是服刑人員信息管理系統重點維護的數據。基本 信息管理包括對基本信息錄入、更新及查詢能力，圖 4.9的流程圖是基本信息的操作過 程。
當有新的服刑人員被分配到監獄執行刑罰時，管理人員首先通過姓名查詢該服刑人 員是否曾經在此服過刑，若有記錄，則只需要更新其中部分信息；否則，按照系統要求 錄入每項信息，包括所分配的監區，系統會自動同步到數據庫中。
服刑人員的信息不是一成不變的，有兩種情況需要進行修改。對于每個服刑人員來 說，樣貌可能會發生變化，為了使得場所管理模塊更準確地工作，需要每隔三個月對服 刑人員的面部圖像進行更新。另外，服刑人員在服刑改造期間，若表現優秀，則監獄與 其他部門共同決定是否對其減刑，此時需要修改服刑期限；若是發生重大違規違紀行為， 則可能會導致罪行和服刑期限都發生變化，系統需要在管理人員的指導下記錄這些更 新。
服刑人員基本信息查詢功能是本系統最基本的功能，其他各項功能都是建立在此基 礎上的。基本信息查詢功能采用名字或信息卡卡號進行檢索，可以顯式要查詢的服刑人 員的基本信息。
圖4.9 基本信息管理流程圖
Fig. 4.9 Basic Information Management Flow Diagram
4.2.5服刑人員健康信息管理模塊詳細設計
健康信息之于服刑人員也是必須被保障的，身體健康能夠保證各項活動，心理健康 才能從思想上正確認識世界。因此，健康信息管理模塊需要定期對服刑人員進行體檢、 心理引導，在發生緊急情況時就醫治療，進一步劃分為病歷查詢及健康信息更新兩個子 模塊。
服刑人員隨身攜帶自己的信息卡，在管理人員的引導下，到不同的科室醫生處進行 檢查、心理引導或醫治。醫生需要在開始時登錄進入系統，才能及時將服刑人員的健康 信息及時關聯到信息卡上，方便對服刑人員病歷的查看與管理。
4.10的時序圖展示了健康信息管理行為的消息通信與執行過程。
:醫生 :月Effll人員 :管理人員 :HealthUI : HealthController : Cureinfo
1： loginf)
2 query()
. -■
6: detailSymptom()
!— 3: queryCu reRec ord ()
5: showCureRecord() ]j
: U
I 丨 [
； 7: !diagnoseAndRecord( 6: detailSymptom()
]—1
- i爲
圖4.10 健康信息管理時序圖
Fig. 4.10 Health Information Management Sequence Diagram
服刑人員信息管理系統需要為每個科室辦公室配置RFID讀寫器，就醫時，只需要 將信息卡放置在讀寫器上，讀寫器自動讀取信息卡中的RFID電子標簽，識別身份，后 臺自動從醫治表中讀取出該服刑人員的病歷記錄，醫生可進行瀏覽，根據以往病案記錄 增強診斷的精確度。醫治過程中，由服刑人員或隨行管理人員訴說身心狀況，醫生記錄 主訴情況及診斷信息。本次檢查或醫治結束后，醫生將新的病歷錄入系統中，數據庫對 其進行持久化保存，關聯到服刑人員的信息卡中。另外，考慮到緊急情況下沒有信息卡 的情形，系統也為醫生端提供了通過姓名確定身份，從而查看病歷的功能。
4.2.6服刑人員消費信息管理模塊詳細設計
服刑人員在監獄中可以根據需求，按規定自由消費，購買食品、藥品、日用品等， 因此有必要對消費信息進行管理。目前消費使用單獨的消費卡，需要將消費卡與本系統 提供的信息卡進行整合，將消費功能集成到信息卡中，方便操作。服刑人員的消費來源 有兩類：一是家屬充值，二是表現優秀的情況下監獄會有物質獎勵。因此，消費信息管 理模塊根據功能可以劃分為消費信息查詢、消費更新、充值三個子功能，并涉及管理人 員、服刑人員及家屬三類參與者。
每次購買物品時，都會進行消費信息更新。服刑人員挑選商品結束后，結算商品， 當余額充足時，會扣除相應的值，后臺記錄消費流水，購買成功；若余額不足，則可以 查看到當前余額，購買失敗。
SB開 1人貢
挑選物品
4.11的活動圖是服刑人員消費活動過程。
消費信息查詢是管理人員、服刑人員及其家屬都可以實施的功能。首先需要登錄系 統或者采用RFID讀寫器讀取信息卡，管理人員還需要輸入要檢索的服刑人員的姓名或 信息卡卡號，終端則會顯示所查詢的服刑人員的近期消費信息，可以借此了解服刑人員 的消費情況，包括流水、日期、余額、獎勵額，為充值提供參考，使消費更合理。
圖 4.12 是家屬充值的活動圖。
本文中將家屬充值與表現優秀物質獎勵都認為是充值，因此充值可以由兩類參與者 分別實施。家屬在家中可以登錄系統查詢服刑人員的消費情況，決定是否進行充值。如 果進行了充值，則系統后臺會更新服刑人員的余額信息并保存充值記錄，返回充值結果 給家屬。
圖4.12 家屬充值活動圖
Fig. 4.12 Family Recharge Activity Diagram
Fig. 4.13 Manager Reward Recharge Activity Diagram
管理人員定期查看考核情況，對符合條件的服刑人員進行評估并判斷是否給予獎勵 額。若有必要獎勵，則記錄獎勵額，更新余額，系統后臺自動記錄這些操作并持久化數 據，否則不對余額做任何處理。
4.13是管理人員獎勵充值的操作圖。
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5系統實現
系統實現是軟件工程過程中將分析與設計轉變為真實產品的過程，按照系統的詳細
設計及所選技術進行軟件編碼，從而完成系統開發工作。
5.1 系統開發環境
服刑人員信息管理系統的開發環境及用到的開發工具如表 5.1 所示。
表5.1 系統開發環境
Tab. 5.1 System Development Environment
項目 環境/工具
操作系統 Windows 10
開發工具 MyEclipse 10.1
Web服務器 Apache Tomcat 7.0
數據庫 MySQL
JDK 1.7
服刑人員信息管理系統開發采取B/S架構，根據RFID提供商的云服務程序API接 口獲取及操作卡片信息，并借助MVC框架模式和SSH框架編碼實現。
5.2系統功能實現
5.2.1登錄功能
無論是監獄管理人員、醫生或服刑人員家屬，若想要使用系統獲取信息或進行操作 時，都需要事先登錄進入系統，以保證信息的安全性。
監獄管理人員信息表、醫生信息表及服刑人員家屬信息表都包含有密碼字段及員工 編號或身份證號字段，各類使用者首先填入其用戶名及密碼，后臺會從信息表內部取出 存儲值，判斷與填入數據的相同程度，相同則準許登入。由于系統主要開放給管理人員， 則當他登錄驗證后，還得采取面部識別以確認是系統的準入者。
登錄頁面作為視圖層，用一個JSP頁面實現，通過指定form表單的action與控制 層交互，將業務邏輯交給控制層進行處理。由于登錄主要在于驗證登錄信息是否與持久 化數據一致，因此此處我們重點闡述CRUD操作。
借助 Hibernate 框架，將管理人員、醫生、家屬的信息表的存儲值完成了對 JDBC 行為的輕量級包裝。首先將信息表構建成POJO類，字段對應到POJO類屬性，方法則 成為簡單的getter/setter方法。生成每個POJO類的映射描述文件xx.hbm.xml,包含class, id, property元素。再配置與數據庫的關聯，使得可以靈活修改連接參數，而不再硬編碼 到Java類文件中。構建SessionFactory，開啟Session與事務，業務邏輯處理期間，即可 借由調用Hibernate框架暴露API完成數據之CRUD行為，處理結束一定要將事務做提 交或失敗時回滾，關閉資源。
系統登錄界面如圖 5.1 所示。
圖 5.1 系統登錄界面
Fig. 5.1 System Login Interface
使用者登入系統，則首先看到系統首頁。管理人員可以看到系統的所有功能，醫生 只具有健康信息管理功能，家屬登錄后可以查詢消費及會見信息。另外，對于監獄中供 服刑人員使用的終端，還配置有RFID讀寫器，服刑人員只需要刷卡即可查詢消費及會 見信息。RFID讀寫器將信息卡中的信息讀出到后臺，業務邏輯層從數據庫中調用對應 的記錄項，最終將查詢記錄顯示在頁面中。
5.2.2考核管理功能 考核管理包括三個子行為，有改造考核記錄、違規記錄、查詢改造表現。
服刑人員信息管理系統設計的考核周期為一個月，改造考核記錄是對所有服刑人員 每個月的各項表現的記錄。考核表也是一個數據庫表，因此使用 Hibernate 框架，建立 POJO類及其映射文件，可以借助框架的API直接調用查詢所有記錄的操作。同時，由 于違規違紀是實時記錄的，所以每項考核記錄還提供了修改操作，借助工具類進行記錄 更新。改造考核記錄還提供了按照姓名或信息卡卡號查詢某個服刑人員的考核記錄的操 作，即模型層的條件查詢，業務邏輯實現中需要調用帶參數的查詢操作傳遞到模型層。 改造考核記錄頁面如圖 5.2 所示。
圖 5.2 改造考核記錄頁面
Fig. 5.2 Reform Assessment Record Page
違規記錄功能提供了詳細的違規信息，管理人員在服刑人員出現違規情況時及時記 錄違規時間、違規操作等，并根據情節輕重扣除相應的分數，與改造考核記錄中的違規 扣分字段相關聯，并最終持久化到數據庫中。
5.2.3場所管理功能
由于場所管理需要其他硬件設備與匹配的外部系統的支持，因此場所管理是服刑人 員信息管理系統重點關注的一個功能。
系統需要與門禁系統、視頻監控系統及RFID讀寫器等硬件設備交互，軟硬件交互 一般通過接口來實現。因此，本文通過SSH框架實現了 RESTful接口，部署在Apache Tomcat 7.0服務器上，向外部暴露出API，從而實現管理系統與硬件的交互。
場所管理，首先要進行授權管理，只有在已經正確賦予了權限的情況下，才能保證 對進出場所進行正確的驗證，從而保障安全。授權管理需要同其他功能行為交流，它們 是基本信息和考核行為。管理人員首先進入授權管理頁面，通過姓名或信息卡卡號對某 服刑人員的現有權限進行條件查詢，系統后臺的場所控制器接收到視圖層的請求后，檢 索模型層的服刑人員權限，從而獲取已授權的活動區域。根據基本信息模塊中的罪行屬 性、考核模塊中的考核記錄，對權限進行評估后更新并持久化到數據庫中。這里使用
Struts2 為 Action 實行 filter 與 intercept， Struts2 的 configuration 文件將不同 Action 逐一 配到configuration中，借由action之跳轉展示頁面之間之跳轉，另在web.xml文件里配 好Struts2的Filter。Action類用來處理執行邏輯，并return顯示跳轉結果的頁面。過濾 器的配置方式如以下代碼片段所示。
<filter>
<filter-name>struts2</filter-name> <filter-class>org.apache.struts2.dispatcher.FilterDispatcher</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>struts2</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
權限驗證是服刑人員信息管理系統中最復雜的一項功能，需要與其他系統進行交 互，并處理交互邏輯保證權限驗證的正確性。
本系統在與門禁系統做接口對接時，在本系統中調用供應商提供的API，獲取連通 信息、信息卡信息并進行寫操作。首先，通過類屬性connoted參數判斷是否連接成功云 服務。在此基礎上，返回自帶回調函數的結果并解析其JSON格式的數據，提取其中的 CardNo和strData字段值，即可與本系統的服刑人員信息卡卡號及其他信息對接成功， 從而進行讀取操作。
門禁設備讀取正想要通過門禁的服刑人員的信息卡，門禁系統的門禁控制器與本系 統通過RESTful API交互，為使控制信號能夠傳回硬件設備以做處理。系統后臺獲取到 門禁設備讀取出的信息卡，請求訪問門禁數據服務器，查詢該服刑人員是否具備通過該 門禁的權限，假使查詢返回禁止通過，硬件設備傳遞給外部信號示警；若查詢返回允許 通過時，給視頻監控系統傳遞采集圖像的信號，視頻監控設備采集圖像，并讀取服刑人 員持久化保存在數據庫中的圖像，傳遞給人臉比對服務器，后臺訪問該服務器并返回人 臉比對結果，若圖像比對顯示一致，則將打開門這個信號通過RESTful接口傳遞到控制 器；否則發出報警信號，完成整個權限驗證過程。我們在權限驗證結果頁面展示人臉比 對信息及門禁通過記錄，權限驗證結果如圖 5.3所示。
服刑人員信息管理系統采用struts2開發RESTful服務，需要為struts2裝REST插 件。Action 類通過注解@Results(@Result(name=”success”，type=”xx”，params={“id”， “name”}))表明Action在輸入參數id, name后執行邏輯并在成功時跳轉到success頁面或 action中，該類中還包括對應實體類的基本屬性和getter/setter方法。返回JSON型的對 象承載數據，從而外部系統使用。
圖 5.3 權限驗證頁面
Fig. 5.3 Authorization Validation Page
報警處置是對門禁系統的返回結果的響應。若發出報警信號，證明存在非法通過的 情況，或是該服刑人員不具備通過該門禁的權限，或是該服刑人員假借另外服刑人員身 份RFID卡片導致身份不一致，無法通過權限驗證從而出發報警器。系統自動記錄每次 門禁通過記錄。
5.2.4會見管理功能
服刑人員及其家屬可登入系統進行會見查詢，以使服刑人員能夠了解家中情況，家 屬也能夠鼓勵服刑人員認真改造。登入系統后，spring容器幫助管理業務邏輯，使會見 控制器只需根據身份信息確定信息卡卡號，查詢會見詳情即可，減小了不同模塊間的耦 合度。系統提供了家屬可以根據當前會見安排提出預約修改申請的功能。
當對會見內容進行管理時，需要調用考核記錄數據，使用條件查詢獲取相應服刑人 員的考核記錄情況，對服刑人員的表現進行合理評估，尤其是離監探親機會，會見控制 器據此判斷是否賦予一次會見或修改會見內容，并將更改后的會見數據通過save/update 方法持久化保存。
會見次數在會見內容更新及會見順利實施后，會見控制器通知模型層對會見次數執 行update操作，并將action結果設定為會見更新成功頁面。
5.2.5服刑人員基本信息管理功能
信息管理，任何一個軟件皆應配備的行為，基本信息作為一切數據之源頭，服刑人 員信息管理系統也不例外。本系統中記錄了服刑人員的各種信息，包括個人信息、家庭 信息、當前罪行、刑罰執行期限、分配的監區及面部圖像等屬性，首先將數據庫表轉換 為POJO類，再借由Hibernate框架映射為描述文件，注意處理其中可能的各類表關聯。 基本信息管理功能主要涉及JSP頁面的編寫、跳轉以及action類的判斷邏輯。
當服刑人員來到監獄時，通過姓名或身份證號進行條件檢索，看是否有記錄存在于 數據庫中，若存在說明之前在此監獄中服過刑。考慮到服刑人員的身份唯一性，數據庫 表中只維護每個人的一條記錄，則此時只需要更新部分信息即可。
管理人員登入系統中后，選擇基本信息錄入功能，則會顯示一個可以填入必需信息 的UI,圖5.4則為該行為的示意圖。管理人員根據其他機關提供的數據以及服刑人員自 己補充的數據，完成基本信息的錄入。錄入結束后，點擊提交，交由action處理并驗證 各項輸入值是否符合要求，錄入成功后的數據將在數據庫表中添加一條新的記錄，被持 久化保存下來。
圖 5.4 基本信息錄入頁面
Fig. 5.4 Basic Information Entry Page
基本信息更新則是通過進入一個可以修改各項信息的頁面，對信息進行操作，action 判斷是否符合更新規則，更新成功后跳轉到個人信息查詢頁面。頁面類似于基本信息錄 入，此處省略。此外，還需要將個人信息寫入服刑人員信息卡中，此時可與RFID服務 商提供商的寫數據API進行對接，傳入卡ID及其他必要信息參數作為寫數據的方法參 數，方法執行結束后根據返回結果判斷是否寫卡成功即可。
基本信息查詢是基礎的條件查詢，表示層將條件查詢需求傳遞給業務邏輯層，該層 則直接調起模型層的實際存儲值，信息回傳后即落實了基本信息查詢功能。
5.2.6服刑人員健康信息管理功能
本系統是針對監獄服刑人員的信息管理系統，因此需要關注各種健康信息，并將健 康信息關聯到本系統中，使得系統功能更加完善。
身體健康方面，分為定期體檢和緊急疾病處置兩種，在管理人員的組織下，服刑人 員到指定地點體檢或就醫。醫生需要首先根據員工編號和密碼成功登入系統，將服刑人 員的信息卡放置在RFID讀寫器上，識別出身份，RFID應用軟件系統與本系統通過接 口進行交互，將信息卡卡號傳遞給本系統，后臺通知業務邏輯層進行數據讀取操作，視 圖層獲取該服刑人員的病歷記錄數據并顯示在頁面上，醫生可以選看其中任意一項病歷 記錄，以達成精確度更高的醫治。
醫生對服刑人員進行醫治或體檢后，需要將本次記錄錄入到病歷中，對病歷信息進 行持久化保存，系統需要具備健康信息更新的功能。更新健康信息時，主要是記錄本次 醫治的客觀條件和診斷詳情。為了簡化醫生的工作并提高工作效率，記錄時只需要錄入 診斷詳情即可，包括主訴、診斷等信息，客觀條件如日期等由系統自動生成，服刑人員 的基本信息通過后臺讀取基本信息數據庫表自動填入相應的文本框中。病歷記錄錄入頁 面如圖 5.5 所示。
圖 5.5 病歷記錄錄入頁面 Fig. 5.5 Medical Record Entry Page
服刑人員在精神方面的健康是工作中無法忽視的一項，需要定期為服刑人員規劃心 理引導，使其能夠正確的認識社會。心理引導作為健康信息的一部分，本系統中也將其 認為是病歷的一種，病歷查詢和信息更新與上文中的身體健康一致，此處不再贅述。
5.2.7服刑人員消費信息管理功能
服刑人員雖然身處監獄這個相對封閉的環境中，但仍然可以通過消費在規定范圍內 滿足個人的需求。消費信息管理功能也涉及多類用戶，包括管理人員、服刑人員及其家 屬，三者共同作用保障該功能的正常運作。信息卡片將消費相關消息進行集成，不再需 要單獨一張消費卡。
各類用戶可以通過與JSP頁面交互，查詢消費信息。首先將消費表封裝為POJO類, 再映射為文件，其中對各個屬性進行了描述。JSP頁面中通過指定action，與struts2的 Action類進行對應，則提交JSP頁面時，后臺自動執行Action類中的驗證，并顯示結果 頁面。通過消費信息查詢頁面，各類用戶可以查看特定服刑人員的歷史消費記錄，包括 消費時間、流水、余額等信息。
服刑人員在購買物品時，監獄中負責物品消費的管理人員根據物品的價格扣除相應 的費用，此處同樣需要RFID讀寫器，辨別出持卡者信息到系統內部并對相關消息數據 執行更新操作。同時，由于此處的操作會產生一條消費記錄，因此還需要執行消費記錄 插入操作，更新消費表。
管理人員和家屬在查詢消費記錄后，可以根據實際情況進行充值。管理人員在對考 核情況進行評估后，認為服刑人員表現優秀，則給予一定的物質獎勵，會將獎勵額充值 到服刑人員賬戶中；家屬認為有必要為服刑人員充值時，則通過本系統接入監獄管理。 本系統通過支付寶公開的支付接口，將支付API集成到系統中，家屬通過在充值JSP頁 面中輸入具體的充值金額，點擊充值后，action負責跳轉邏輯，跳轉到支付寶的二維碼 支付頁面，家屬只需通過支付寶掃碼，即可完成充值功能。充值成功，則后臺自動保存 消費消息至消費表中，并轉入已完成的充值記錄 UI 中，顯示最新余額消息。家屬充值 頁面如圖 5.6 所示。
圖 5.6 家屬充值頁面
Fig. 5.6 Family Recharge Page
6軟件系統測試
在完成了系統的需求分析、設計及實現后，需要對開發的軟件系統進行測試，本章 對監獄服刑人員信息管理系統進行測試。
6.1 軟件測試的目的
測試，意在鑒別程序未暴露出的過錯而進行的程序再次運行的行為。迪杰斯特拉說: “測試試圖表明過錯已經發生而沒有能力說過錯未留下。”通過創建一些具有代表性的 測試用例，來驗證所開發的程序能夠提供需求分析階段所要求的功能。
軟件測試實則穿插在整個開發的生命周期，它非常必要，以確保生產的軟件成品的 品質。軟件測試的目的如下：
（1） 提前防御軟件在真正被運用時也許會暴露出的過錯；
（2） 發現并改正程序錯誤；
（3） 產生錯誤診斷信息。
6.2軟件測試的分類
軟件測試能夠被認為是開發的一個逆向的工作，它也應通過建立測試用例，作用到 各個過程，形成Test-Driven，為使過錯被早鑒別到，也就可以早防范。因此，測試從末 往初進行，將測試分為下屬幾類。
（1）單元測試 對產品的每個行為單元分別做測試，逐一對它們做驗證，以期鑒別到或許會產生的 過錯，而不遺留到后面。
做測試時，可以分別使用 Function Testing（Black Box Testing）和 Logic Structure Testing（White Box Testing）對行為單元執行測試。
白盒測試，即可見執行檢測。圖6.1給出了 White Box Testing的表示。黑盒測試， 即不可見執行檢測，驗證功能。圖6.2給出了 Black Box Testing的表示。
（2）集成測試 此次測試是所有測試的關鍵，之前都是在程序的編寫過程中的測試，未能實現的一 些功能，存在的小問題都可以及時解決。本測試則是在系統模塊整合完畢的情況下，在 程序開發者認為程序已基本不存在什么問題的情況下進行的。本次測試的全面與否將直 接影響本系統的提交及完成。
（3）系統測試 系統測試，即對完整系統的驗證，不局限于軟件，而借助交互硬件與其他組成者共 同執行，通過真實運行系統，從而鑒別之前未暴露的過錯之處。系統測試相較于之前的 測試，更加全面，覆蓋面大，同需求對比，檢驗性能。
（4）驗收測試 驗收測試，被使用者，即甲方主導，并由真實值檢驗。與上一測試相比，更多注意 到恢復、兼容等方面的驗證。
6.3軟件測試的環境
測試采用的硬件環境如下：Dell臺式機，RFID讀寫器，門禁設備，視頻監控設備。 測試采用的軟件環境如下：臺式機搭載Windows 10 64位OS,數據庫使用MySQL， 軟件開發及實運環境為 MyEclipse。
6.4測試方案及測試用例
監獄服刑人員信息管理系統包含考核管理、場所管理、會見管理、基本信息管理、 健康信息管理及消費信息管理六個行為單元以及最基礎的登錄行為。管理人員可以執行 所有的功能模塊中的管理工作，服刑人員具有會見查詢、消費信息查詢功能，醫生通過 系統可以查看和管理服刑人員的健康信息，家屬通過系統可以查詢會見、消費信息及充 值工作。因此，本系統借由White Box Testing和Black Box Testing彼此補充，建立測試 用例，測試其中的各行為單元。
6.4.1登錄功能測試
登錄功能的測試包括：
（1） 不同身份的用戶通過自己的用戶名和密碼登錄系統，登錄后是否進入到對應 的功能菜單頁面。
（2） 若填入的信息不匹配，無法登入系統時，系統如何表現。 測試的過程與測試結果如下：
（1） 打開瀏覽器進入服刑人員信息管理系統登錄頁面，用戶輸入自己的用戶名（管 理人員、醫生的用戶名為員工編號，家屬的用戶名被設定為身份證號）和密碼，點按登 錄按鈕。
（2） 若填入的消息匹配存儲值，則呈現系統的功能菜單 UI。
（3） 若填入的消息不匹配存儲值，頁面跳出“用戶名或密碼有誤”的Alert 框,用 戶重新填入用戶名和密碼。
測試記錄如表 6.1 所示。表6.1的記錄驗證了登錄行為檢驗成功。
表6.1 登錄功能測試記錄
Tab. 6.1 Login Function Testing Record
編號 功能名稱 輸入 輸出 測試結果
1 登錄 填入的消息匹配存儲值 登錄成功呈現功能菜單頁面 通過
2 登錄 填入的消息不匹配存儲值 登錄失敗，跳出Alert框 通過
6.4.2考核管理功能測試
此處考核管理功能借由White Box Testing之控制結構測試法檢驗，控制結構測試借 助常用的基本路徑測試技術。
針對考核管理模塊，給出詳細的使用步驟形成路徑，控制流圖如圖 6.3 所示。
1
圖6.3考核管理控制流圖
Fig. 6.3 Assessment Management Control Flow Diagram
注：以上各節點表示的信息分別為：1.考核管理功能選擇，2.錄入改造考核表現
3.錄入違規信息，4.查詢改造表現，5.操作結果，6.注銷或使用其他功能。
（1） 計算路徑復雜度 V（G）= E-N+2 = 8-6+2 = 4.
（2） 導出獨立路徑：
路徑 1: 1-2-5-1-6
路徑 2: 1-3-5-1-6
路徑 3: 1-4-5-1-6
路徑 4: 1-6
（3）確定測試用例
表 6.2 呈現了考核管理行為路徑測試的用例。
表6.2 考核管理功能路徑測試用例
Tab. 6.2 The Use case of Path Testing in the Assessment Management Function
編號 輸入 輸出 測試結果
1 錄入改造考核基本信息 改造考核信息 1-2-5-1-6
2 錄入違規基本信息 違規記錄 1-3-5-1-6
3 查詢改造表現信息 改造表現信息 1-4-5-1-6
4 注銷或選擇其他功能 無 1-6
6.4.3場所管理功能測試
場所管理功能的測試包括：
（1） 根據考核管理中的改造表現，結合各活動區域的具體職能，授權后是否能與 門禁系統正確地交互。
（2） 視頻監控系統用以收集圖象，可否傳入圖象至系統。
（3） 門禁系統、視頻監控系統正常工作時，本系統能否進行正確的權限驗證。
（4） 權限驗證失敗時，能否發出報警信號通知到管理人員。 測試的過程與測試結果如下：
（1） 結合考核表，對信息卡賦予與身份對應的允許通過的活動區域的門禁權限。
（2） 刷信息卡試圖通過門禁設備。
（3） 以管理人員身份登錄系統，通過場所管理的權限驗證頁面查看正在通過的人 員實時信息。
（4） 若權限驗證通過，則門禁設備將門打開。
（5） 若權限驗證失敗，則發出報警信號。
測試記錄如表 6.3 所示。
表6.3 場所管理功能測試記錄
Tab. 6.3 Place Management Function Testing Record
編號 功能名稱 輸入 輸出 測試結果
1 授權管理 信息卡卡號或姓名 授權信息 通過
2 門禁身份校驗 授權信息 有/無權限 通過
3 人臉識別 身份信息、實時圖象 比對結果 通過
4 權限驗證 有權限、身份一致 門打開 通過
5 報警處置 權限驗證失敗 發出報警信號 通過
表 6.3 的記錄驗證了場所管理行為單元檢驗成功。
6.4.4會見管理功能測試
會見管理功能的測試包括：
（1） 根據考核管理中的改造表現及服刑人員的罪行，管理人員在評估后是否賦予 會見權利。
（2） 為具有會見權利的服刑人員安排會見內容，會見安排是否成功。
（3） 以服刑人員身份和家屬身份分別查詢會見詳情，是否正確顯示。
（4）會見結束后，是否更新會見次數。
測試的過程與測試結果如下：
（1） 借由考核表，考量服刑人員各方面行為。
（2） 若符合會見條件，則安排會見并錄入會見內容
（3） 會見雙方登錄系統，查詢會見安排。
（4） 若家屬對會見有異議，可提出修改申請。
（5） 若會見正常進行，則更新會見次數。
測試記錄如表 6.4 所示。
表6.4 會見管理功能測試記錄
Tab. 6.4 Meeting Management Function Testing Record
編號 功能名稱 輸入 輸出 測試結果
1 會見內容管理 服刑人員卡號或姓名 會見內容 通過
2 會見查詢 登入系統 會見信息 通過
3 會見改約申請 新預約消息 改約申請記錄 通過
4 會見次數更新 會見結束信號 會見次數 通過
表 6.4 的記錄驗證了會見管理行為檢驗成功。
6.4.5服刑人員基本信息管理功能測試
服刑人員基本信息管理行為借由基本路徑測試技術完成檢驗。針對基本信息管理模 塊，給出詳細的使用步驟形成路徑，控制流圖如圖6.4所示。
注：圖6.4之各節點表示的信息分別為：1.基本信息管理功能選擇，2.錄入服刑人員 基本信息，3.更新服刑人員基本信息，4.查詢服刑人員基本信息，5.操作結果，6.注銷或 使用其他功能。
（1） 計算路徑復雜度 V（G）= E-N+2 = 8-6+2 = 4.
（2） 導出獨立路徑：
路徑 1: 1-2-5-1-6
路徑 2: 1-3-5-1-6
路徑 3: 1-4-5-1-6
路徑 4: 1-6
（3）確定測試用例
1
圖6.4基本信息管理行為控制流圖
Fig. 6.4 Basic Information Management Control Flow Diagram
表 6.5 呈現了基本信息管理行為路徑測試用例。
表6.5 基本信息管理路徑測試用例
Tab. 6.5 The Use case of Path Testing in the Basic Information Management
編號 輸入 輸出 測試結果
1 錄入服刑人員基本信息 服刑人員信息 1-2-5-1-6
2 更新服刑人員基本信息 服刑人員信息 1-3-5-1-6
3 查詢服刑人員基本信息 服刑人員信息 1-4-5-1-6
4 注銷或選擇其他功能 無 1-6
6.4.6服刑人員健康信息管理功能測試 服刑人員健康信息管理功能主要針對醫生用戶，對服刑人員的身心健康進行檢查及 治療，并持久化健康信息。
健康信息管理功能的測試包括：
（1） 服刑人員刷卡，醫生辦公室的RFID讀寫器讀取就診人員信息，系統是否正確 顯示病歷記錄。
（2） 醫生做出診斷并填寫病歷后，系統是否及時將健康信息更新到病歷記錄中。
（3） 若病歷更新失敗，系統如何處理。 測試的過程與測試結果如下：
（1） 醫生登錄系統后，前來就診的服刑人員將隨身攜帶的信息卡在RFID讀寫器上 進行刷取。
（2） 若情況緊急未攜帶信息卡，則由醫生輸入服刑人員信息卡號作為檢索條件。
（3） 系統讀取服刑人員的既往病歷，供醫生參考。
（4） 若是緊急就醫，則服刑人員或隨行的監獄管理人員訴說病癥，醫生記錄主訴 信息，并將診斷結果等進行記錄，提交此次醫治信息。
（5） 若是體檢或心理引導，醫生需要根據檢查結果將信息記錄到診斷結果中，提 交此次醫治信息。
（6） 若病例更新失敗，系統給出提示，說明不符合的記錄項，醫生修改后重新提 交。
測試記錄如表6.6所示。表6.6的記錄驗證了健康信息管理行為檢驗成功。
表6.6 健康信息管理功能測試記錄
Tab. 6.6 Health Information Management Function Testing Record
編號 功能名稱 輸入 輸出 測試結果
1 病歷查詢 信息卡/服刑人員卡號 病歷記錄 通過
2 健康信息更新 醫治記錄 更新成功返回病歷記錄 通過
3 健康信息更新 醫治記錄不符合規定 提示失敗項返回更新頁面 通過
6.4.7服刑人員消費信息管理功能測試
服刑人員消費信息管理功能使用Black Box Testing之等價類劃分法驗證。
服刑人員消費信息管理功能的主要輸入數據為余額，表 6.7 給出了余額的等價類劃 分。
表6.7 余額等價類劃分
Tab. 6.7 Equivalence Partitioning of Balance
等價類 類型及長度
有效等價類 數字字符（1）
余額 無效等價類 有非數字字符（2）
大于0小于等于5000（3）
表 6.7 呈現了余額等價類劃分，分析劃分出的類，建立測試用例以對有效等價類和 無效等價類形成籠蓋。具體測試用例如表 6.8 所示。
表6.8 消費行為黑盒測試用例
Tab. 6.8 The Use case of Black Box Testing in the Consumption Behavior
測試內容 測試input 預期out put 覆蓋范圍
200 輸入有效 （1）
余額 10x 輸入無效 （2）
6000 輸入無效 （3）
從表 6.8可以看出，黑盒測試對于輸入有嚴格的限制，若輸入不符合要求，則無法 正確顯示輸出。
需要注意的是，服刑人員家屬在充值時，系統首先判斷若充值成功后的余額，大于 5000 時則提示超出最大值規定，需要重新修改充值金額。服刑人員在購買物品時，若購 買后結算時余額小于 0也會購買失敗。
綜上所述，檢驗各個行為單元，均能驗證成功。測試過程中，不同模塊之間存在交 互，測試結果也表明了軟件系統能夠很好地集成。
隨著互聯網的普及與高速發展，傳統的監獄管理方式已經不再很好地適用于當前社 會的發展了。監獄，職責為改變感化獄內罪犯，作為執行刑罰的機構，控制每位服刑人 員。服刑人員在獄內改造進程中，監獄不僅要負責對其的關押，更重要的是，在服刑人 員出獄后，需要成為對社會有用的人，完成“再社會化”。因此它在社會中的地位至關 重要，物聯網技術的應用及智能化管理方式的普及，使得監獄需要本著“以人為本”的 理念，借由Internet技術、通信技術實現以高智能度的方式管理服刑人員。從教育改造、 勞動改造、身心健康等全方位改造，即改進監獄當前的行刑理念，社會化監禁行刑才是 現代監獄真正要做的工作。
從傳統的監獄管理過渡到智能化監獄管理，可以顯著提高監獄管理人員的工作效 率，同時方便各種身份的用戶與監獄管理進行對接。但由于監獄的特殊性，在監獄管理 智能化的過程當中，對外公開的信息類別、如何保證這些數據的安全，是本系統需要關 注的問題之一。另外，獄政管理、勞改和教改，是改變感化服刑人員的三大措施，長期 以來發揮著重要作用。因此，如何使用管理系統使得改造可以兼顧到這三項措施，更加 合理地對服刑人員進行監管是本系統的又一核心關注點。
服刑人員信息管理系統實現過程中，使用到了如下技術與框架：B/S架構、MVC 框架模式、Spring + Struts2+Hibernate框架及一些物聯網技術，包括門禁技術、人臉識 別技術、RFID卡技術，系統提供RESTful接口，打通物聯網技術的核心應用軟件與本 系統的消息交互，并同硬件設備協同。
本文通過使用上述幾種技術，綜合使用自己所掌握的各項知識，大體上完成了以下 幾項工作：
（1） 服刑人員考核管理。監獄按月記錄刑罰執行者的教改與勞改表現，同樣記錄 違規信息，便以考核服刑人員。教改、勞改作為嘉獎項，按月考評；違規違紀是扣分項， 隨時記錄，并將數據實時更新到數據庫中進行持久化保存。以做到獎懲分明，公平對待 每個服刑人員。
（2） 服刑人員場所管理。服刑人員在監獄中的活動是受到一定限制的，各個區域 只有在規定時間可以讓具有權限的服刑人員進出，從而保證監獄及社會的安全穩定。對 各服刑人員授予個性化權限，并借助門禁系統及視頻監控系統，對服刑人員通過門禁的 過程進行嚴格的權限檢查，以在管理者不在場的情況下，若未獲得許可欲通過，必須立 即產生警報，便于管理人員的工作。
（3） 服刑人員會見管理。服刑期間會見家屬是刑罰執行者可以擁有的特權，為了 更大程度通過親情感化服刑人員，提高獄內改造效果。對于家屬來說，不需要到監獄中 即可查看會見安排，同時本系統嘗試接入離監探親的會見方式，給改造表現優秀的服刑 人員提供更合理的會見內容。
（4） 服刑人員基本信息管理。服刑人員從服刑期開始到服刑結束，系統需要對其 基本信息進行記錄，包括個人信息、家庭情況以及犯罪情況的錄入、更新、查詢，是其 他工作的基礎，為其他工作提供了數據支持。
（5） 服刑人員健康信息管理。以人為本，時刻關注每個個體，首先要保證對身體、 精神情況的高度注意。通過體檢和心理引導保證日常健康，緊急醫治是本系統必不可少 的內容。醫生通過信息卡的關聯，通過簡單的刷卡操作，即可將病歷信息同步，對服刑 人員的健康信息進行實時查詢與更新。
（6） 服刑人員消費信息管理。本系統將消費信息與信息卡進行集成，避免了額外 的消費卡的使用。余額是消費信息管理的核心數據，只要在RFID讀寫器刷卡，即可隨 時查看消費信息。另外，家屬可以通過登錄系統進行充值，對于表現優秀的服刑人員， 系統設計中也會對其進行物質獎勵，作為獎勵額來補充余額。
相比于傳統的監獄管理方式，不再需要借助于紙質檔案，包括服刑人員隨身佩帶的 僅包含簡單信息的紙質卡片。因此，服刑人員信息管理系統的出現，改善了監獄管理的 方式，可以減輕監獄管理人員的工作負擔，節省人力財力；同時由于信息接入了互聯網 并進行了持久化存儲，便于與相關部門共享數據。
本文雖然實現了監獄服刑人員信息管理系統，但是由于對某些技術細節缺乏高的成 熟度，該系統中還有部分可以改進的地方，包括會見管理中對于離監探親情況的管理與 監督，保證監獄賦予了服刑人員權利與信任后，服刑人員能夠保持這份信任，按照規定 執行離監探親等。
因此，監獄服刑人員信息管理系統通過RFID卡將信息進行關聯，能夠對現有的監 獄管理方式進行改進，以做到管理更與時俱進，同時本系統對外預留了擴展能力，使維 護不那么難于實現。對信息卡數據進行實時獲取以及更新，通過軟件改變以往的信息管 理方法，對工作效率有顯著的提升，并能保持特定的安全性，從而服刑人員能夠更好地 配合管理人員完成獄內管理，提升智能程度。
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