二維碼在天然氣集輸計量器具管理中的應用

廖德云，王存偉，張智，呂素芳，聶仁峰

(中國石化股份有限公司中原油田分公司 天然氣產銷廠，河南 濮陽 457162)

根據中國石油化工集團公司企業標準《油田企業計量管理與考核規范》中對計量器具管理的規定，現場計量器具應根據其使用情況粘貼合格、準用和封存三色標識，依次用綠色、黃色、紅色表示，標識上注明出廠編號、有效日期、確認人等信息。管理人員通過對照器具臺賬信息人工手寫標識，針對現場上百臺甚至上千臺計量器具，人工手寫任務量大、工作效率低，標識信息出錯率高，并且根據器具的檢定情況標識更換頻繁，給管理部門的監督和現場操作人員的更換造成很大的不便。

為加強對現場計量器具的管理，引入二維碼在三色標識中的應用，通過掃描二維碼得到的URL地址鏈接可以直接得到器具的基礎信息；如果使用移動3G無線路由器或Wifi覆蓋聯入遠端服務器，可以在手持器下載更多詳細信息，增加了對現場計量器具的管理手段，實現現場計量器具的受控管理。

1 技術要求

1.1 基于二維碼的三色標識

設計計量器具臺賬系統，包含計量器具基礎信息、管理信息、檢定信息、分類信息等，以便自動生成二維碼圖片。二維碼圖片鏈接地址中攜帶計量器具名稱、出廠編號、安裝使用存放地點、使用狀態、分類管理、有效日期等基礎信息。

1.2 二維碼掃描軟件

設計基于Android和WP8操作平臺的二維碼掃描軟件，通過掃描二維碼得到鏈接地址。一是可以從鏈接地址中得到計量器具基礎信息；二是通過掃描軟件由鏈接地址跳轉訪問后臺服務器，調取該計量器具詳細信息并在手持器上顯示。掃描軟件要求掃描二維碼后實現自動訪問后臺服務器，并形成掃描歷史記錄。

1.3 三色標識批量打印

計量工程師根據計量器具臺賬系統調取相關信息，通過二維碼生成驅動可自動單獨或批量生成帶有二維碼信息的三色標識圖片；可打包下載全部計量器具的二維碼三色標識圖片；要求圖片上印有的信息包括計量器具出廠編號、有效日期、確認人和二維碼圖案等，通過打印軟件可單獨或批量打印帶有二維碼信息的三色標識；可根據合格、準用和封存狀態打印不同顏色標識。

1.4 計量器具管理

現場操作人員掃描器掃描二維碼得到計量器具的基礎信息后將二維碼標簽快速粘貼至現場計量器具，保證準確無誤；并可通過手持器對該計量器具信息進行修改編輯，通過移動3G無線路由器或Wifi覆蓋連入遠端服務器，對計量器具臺賬信息進行實時更新。

1.5 計量器具送檢

計量管理工程師通過二維碼手持掃描器掃描三色標識，可以實現到期計量器具及時掃描并自動在后臺數據庫登記。同時，檢定人員通過掃描槍掃描樣品，實現快速收樣。檢定部門通過計量管理器具臺賬系統自動調取該計量器具的二維碼圖片印在出具的檢定證書上。

1.6 三色標識三防

帶有二維碼圖案的三色標識要求防水、防曬、防撕扯，至少保證1 a以上的使用壽命。

2 系統設計

針對以上技術要求，基于二維碼標識的現場計量器具管理系統包括生成二維碼標識驅動程序、熱轉印打印機、二維碼掃描手持器、移動3G無線路由器和計量器具臺賬信息系統等，管理單位通過調取計量器具臺賬信息自動生成帶有二維碼信息的三色標識，并使用熱轉印打印機批量打印，系統結構如圖1所示。

圖1 二維碼現場計量器具管理系統結構示意

2.1 建立計量器具臺賬信息系統

針對上千臺計量器具，為實現計量器具標簽自動生成，使用目前流行的ASP.NET技術、Component One控件技術和Oracle數據庫技術搭建基于B/S模式的計量器具臺賬信息系統，該信息系統主要用于存儲顯示所有計量器具出廠編號、有效日期、確認人和其他信息，并產生該計量器具的二維碼圖案。

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1) ASP.NET技術。采用C#語言搭建基于B/S的Web平臺，便于二維碼手持掃描器遠程訪問，服務器上搭建專用的Web服務，開通用于訪問的外網地址。

2) Component One控件技術。采用業內成熟的表格控件，可以顯示信息的多字段內容，便于檢索、排序，對于展示計量器具詳細信息提供方便，便于計量工程師對各單位計量器具臺賬信息進行維護。

3) Oracle數據庫技術。采用Oracle10數據庫搭建專用的數據庫，存儲計量器具所有信息，該系統存儲容量大，處理速度快，為二維碼標簽掃描提供快速的訪問響應。

2.2 二維碼生成驅動

針對建立的計量器具臺賬系統，生成帶有二維碼圖案的計量器具標簽，需要開發生成產生二維碼圖案的驅動程序。生成二維碼的驅動集成在Web頁面完成，該驅動在用戶訪問計量器具臺賬時根據器具狀態(合格、準用、封存)自動生成二維碼圖案，可滿足單獨生成、批量生成，并提供批量下載帶有二維碼的三色標識圖片。驅動程序生成的二維碼圖片大小控制在1.5 cm×1.5 cm，便于印制在3.5 cm×2.5 cm的標簽上，如圖1所示。二維碼驅動程序同時能夠生成訪問后臺服務器頁面的鏈接，該鏈接包含一個訪問服務器的外網地址，地址中攜帶該計量器具簡要信息： 名稱、出廠編號、有效日期、安裝使用存放地點。需要注意的是： 此類信息通過程序處理避免了包含信息量太大、產生二維碼圖案密集無法掃描識別的問題，即鏈接地址中既包含了所需的基礎信息，又避免了大量信息轉換成圖案密集的二維碼標識，解決了在小尺寸標簽打印位置受限和圖案不清晰的問題。

2.3 二維碼掃描軟件

針對生成帶有二維碼圖案的三色標識，開發掃描軟件，適用于二維碼手持掃描器、各種掃描槍和手機攝像頭掃描的驅動程序，滿足隨時隨地隨掃即得。

軟件設置掃描得到地址自動在手持器瀏覽器上打開，通過得到的鏈接地址由移動3G無線路由器或Wifi覆蓋聯入遠端服務器訪問后臺Oracle數據庫，通過表格控件顯示計量器具詳細信息，訪問頁面設計針對該條計量器具信息修改的編輯功能和送檢登記功能，并且根據不同單位不同人員設置訪問和登記權限。訪問頁面采用AjaX無刷新技術，增強了用戶的操作體驗，掃描軟件每掃描一次會自動保存到歷史記錄中。

2.4 打印軟件

3 應用效果

二維碼在計量器具管理中的應用取得了良好的效果，應用在現場滿足了三防要求。

1) 基于二維碼的三色標識自動生成、批量打印大幅減輕了操作人員的工作強度，提高了工作效率，避免了人為手寫造成的錯誤，解決了三色標識定制周期長、費用高等問題。

2) 在計量器具標識維護中，現場操作人員通過掃描后獲取二維碼攜帶的基礎信息，將二維碼標識快速粘貼至現場計量器具，保證定位準確無誤；根據現場實際運行情況，通過二維碼手持器訪問后臺服務器實時修改計量器具臺賬信息，保證信息及時維護和更新。

3) 對于送檢的計量器具，通過手持器掃描計量器具上的二維碼可以實現送檢樣品在臺賬系統上自動登記，形成送檢明細單，實現快速送樣；檢定部門通過掃描收樣的樣品，實現快速收樣，提高了送樣和收樣的工作效率。

4) 上級管理部門通過訪問臺賬系統及時了解現場計量器具使用和維護情況，實現對現場計量器具的有效管理。另一方面，管理人員檢查現場時通過二維碼掃描鏈入遠端服務器，獲取對應計量器具詳細信息，在手持器上顯示，便于現場監督檢查工作。

4 結束語

二維碼在計量器具管理中的應用是為了克服現有計量器具管理上的不足，提供一種自動化程度高、工作效率高的管理系統，實現現場計量器具三色標識快速打印、快速定位、信息快速獲取和更新，以滿足對現場計量器具精細化管理的要求。

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