基于移動終端的供電段設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)

林知明，陳興鋒，林 響

（華東交通大學1.電氣與電子工程學院；2.圖書館，江西南昌330013）

設(shè)備管理工作是企業(yè)日常工作中重要的組成部分，高效的管理模式、良好的管理秩序、規(guī)范的管理方法能夠讓企業(yè)的設(shè)備發(fā)揮最大的效能，直接為企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟效益。因此，結(jié)合企業(yè)發(fā)展模式，開發(fā)相適應的設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)，是當前企業(yè)設(shè)備管理信息化的一個趨勢。當前，哈爾濱供電段使用的供電管理信息系統(tǒng)中的設(shè)備履歷管理子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備信息的查詢、錄入、編輯、導出等功能。但是，當前的系統(tǒng)對于設(shè)備信息的獲取都是通過PC終端實現(xiàn)，并不能做到設(shè)備信息的現(xiàn)場實時獲取。而鐵路部門作為一個公共服務型部門，對于安全生產(chǎn)的要求非常高，因此對于各類設(shè)備的情況的實時掌握顯得非常重要。

1 系統(tǒng)管理模式

當前，通過使用設(shè)備履歷管理子系統(tǒng)，對于設(shè)備的相關(guān)情況可以通過系統(tǒng)進行查詢，對于設(shè)備的變更也可以通過系統(tǒng)進行編輯修改或錄入。但由于設(shè)備的安裝使用地點比較分散，在所有設(shè)備附近均實時使用信息系統(tǒng)并不太現(xiàn)實。另一方面，在技術(shù)人員對設(shè)備進行檢修維護后，通常都需要將現(xiàn)場的作業(yè)情況錄入到信息系統(tǒng)中，形成問題的閉環(huán)銷號。目前現(xiàn)場維修人員的做法通常是用紙筆在現(xiàn)場記錄作業(yè)情況，待維修結(jié)束后，再使用信息系統(tǒng)進行現(xiàn)場作業(yè)情況的轉(zhuǎn)錄，不僅增加相關(guān)人員的工作量，并且容易發(fā)生設(shè)備信息錄入錯誤、遺漏錄入等情況，這些問題無疑阻礙了鐵路供電段提升設(shè)備管理水平。

針對以上問題，通過結(jié)合當前流行的二維碼技術(shù)和移動計算技術(shù)，以既有信息系統(tǒng)為平臺，通過移動終端來實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的實時管理。在設(shè)備安裝使用前，通過信息系統(tǒng)為設(shè)備生成唯一的二維碼，并將二維碼貼于設(shè)備上。在設(shè)備安裝使用以及維修時，通過移動終端為現(xiàn)場作業(yè)人員向信息系統(tǒng)寫入或讀取相關(guān)數(shù)據(jù)提供接口。系統(tǒng)的管理模式如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)管理模式Fig.1 System management mode

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)依托既有的鐵路供電管理信息系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、PC終端、二維碼打印機、二維碼、移動終端等幾部分組成。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 功能結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Function structure chart

數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器和PC終端組成了LAN，移動終端通過WIFI連接LAN。用戶通過移動終端掃描設(shè)備上的二維碼，移動終端對掃描結(jié)果進行解析并通過WIFI傳遞給應用服務器，應用服務器將得到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理并完成數(shù)據(jù)庫的讀寫操作，最終將結(jié)果通過WIFI發(fā)送回移動終端并進行顯示。本系統(tǒng)主要解決二維碼的生成及移動終端通過二維碼獲取設(shè)備信息、更新設(shè)備信息等功能。

2.2 二維碼碼制的選擇

二維碼是用某種特定的幾何圖形以黑白相間的圖案形式按一定規(guī)律在二維平面上記錄信息的應用技術(shù)。相對于一維碼，二維碼具有信息容量大、容錯能力強等特點。當前，智能移動終端的廣泛使用更是讓二維碼迎來了新的發(fā)展機遇期。由于本系統(tǒng)使用二維碼作為標簽技術(shù)，因此，準確選擇二維碼的碼制對于二維碼的生成結(jié)果和后期識別至關(guān)重要。矩陣式二維碼中的QR Code具有編碼密度高、響應快速、容錯能力強、譯碼可靠性高等特點，因此本系統(tǒng)選擇QR Code作為二維碼的碼制。圖3所示為一個常見的QR二維碼標識牌。

圖3 二維碼標識牌Fig.3 The two-dimensional code label

2.3 移動終端系統(tǒng)平臺的選擇

當前，移動終端使用的操作系統(tǒng)主要有谷歌的Android，蘋果的IOS 和微軟的Windows Phone，蘋果的IOS和微軟的Windows Phone系統(tǒng)提供了更好的用戶體驗，但兩者都相對較為封閉，給用戶的二次開發(fā)造成了一定的困難。同時，由于安裝使用這兩個系統(tǒng)的設(shè)備價格都相對較高，從系統(tǒng)成本的角度來考慮，大規(guī)模推廣不太現(xiàn)實。而谷歌的Android 系統(tǒng)，由于其開放發(fā)展的戰(zhàn)略，當前發(fā)展勢頭良好，并且搭載Android系統(tǒng)的設(shè)備價格也相對較低，開發(fā)相關(guān)應用也較為容易。因此，移動終端最終搭載的系統(tǒng)選擇Android。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 二維碼的生成

在設(shè)備入庫前，通過生產(chǎn)物料管理系統(tǒng)為每個設(shè)備生成唯一的二維碼。通過二維碼打印機進行打印并將標簽粘貼到設(shè)備上，之后無論是出入庫還是后期的安裝維修保養(yǎng)，都通過設(shè)備上的二維碼進行跟蹤管理。由于服務器端使用的環(huán)境是Windows+Apache+MySQL +PHP，因此，二維碼的生成主要是基于PHP QRCode 類進行實現(xiàn)，將需要生成二維碼的數(shù)據(jù)信息（由設(shè)備的唯一id、設(shè)備名稱、型號、廠家等組成，其中唯一id用于設(shè)備的全程跟蹤）、保存的圖片名稱、錯誤的處理級別、每個黑點的像素以及圖片外圍的白色邊框像素等數(shù)據(jù)以參數(shù)形式傳遞給QRCode 中的png 方法，通過png 方法可以將數(shù)據(jù)信息直接生成二維碼。生成二維碼的方法如下：

QRcode：：png（$data，$filename，$errorCorrectionLevel，$matrixPointSize，$margin）

其中：$data 是待生成二維碼的數(shù)據(jù)信息；$filename 是保存的圖片名稱；$errorCorrectionLevel 是錯誤處理級別。共有4個糾錯級別，L級別，7%的字碼可被修正；M級別，15%的字碼可被修正；Q級別，25%的字碼可被修正；H級別，30%的字碼可被修正；糾錯級別越高，生成的圖片就會越大；

$matrixPointSize 是每個黑點的像素；

$margin 是圖片外圍的白色邊框像素。

3.2 設(shè)備信息的獲取

設(shè)備信息的獲取通過移動終端掃描二維碼實現(xiàn)。使用Eclipse IDE工具并安裝ADT插件便可完成Android程序開發(fā)平臺的搭建。在識別過程中，主要是通過手機的攝像頭對二維碼標簽進行掃描并將得到的結(jié)果送到后臺進行解析。如果解析成功，則停止對二維碼標簽的掃描并將解析得到的結(jié)果傳遞給應用服務器進行處理，應用服務器對移動終端傳遞過來的數(shù)據(jù)進行識別并選擇相應的處理程序，處理完成后將結(jié)果發(fā)送回移動終端。如果解析不成功，則繼續(xù)進行掃描采集圖像并傳遞到后臺進行解析，直到對二維碼進行了正確的識別。主要的實現(xiàn)代碼如下：

對于二維碼的內(nèi)容，可以通過（Result）message.obj.getText（）來獲取，將二維碼內(nèi)容序列化后通過3G網(wǎng)絡(luò)傳遞給應用服務器，由應用服務器上的PHP程序?qū)?shù)據(jù)庫進行操作，獲取設(shè)備信息，應用服務器將獲取的數(shù)據(jù)序列化并通過3G 網(wǎng)絡(luò)傳遞給移動終端，移動終端對數(shù)據(jù)進行解析并顯示。獲取信息主要代碼如下：

圖4為解碼成功并從數(shù)據(jù)庫服務器讀取數(shù)據(jù)后顯示的結(jié)果。

圖4 解碼結(jié)果圖Fig.4 Decoding result chart

3.3 上傳設(shè)備維修保養(yǎng)情況

通過掃描設(shè)備的二維碼，便可獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備的相關(guān)信息。在信息查看頁面，可以選擇上報維修情況操作，將設(shè)備的現(xiàn)場維修情況通過移動終端進行輸入，移動終端將數(shù)據(jù)進行序列化并通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給應用服務器。應用服務器上的PHP程序則進行數(shù)據(jù)庫的記錄添加、查詢、更新操作，將現(xiàn)場維修作業(yè)情況實時與服務器進行交互。應用服務器端的數(shù)據(jù)插入更新主要通過以下代碼實現(xiàn)。

插入數(shù)據(jù)代碼：

更新數(shù)據(jù)代碼：

圖5為提報現(xiàn)場維修情況的界面。

圖5 維修結(jié)果圖Fig.5 Maintenance situation chart

4 結(jié)論

設(shè)計并實現(xiàn)了基于移動終端的供電段設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)，達到了預期設(shè)計功能。通過本系統(tǒng)的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對重要設(shè)備相關(guān)信息的實時跟蹤操作，為設(shè)備的維修保養(yǎng)工作提供了較好的信息支持，使作業(yè)人員能夠?qū)⒏嗟木ν度氲皆O(shè)備維修保養(yǎng)的實質(zhì)性工作中，提高了設(shè)備維修保養(yǎng)的工作效率。為設(shè)備管理工作帶來了良好的效益，為推動設(shè)備跟蹤管理的科學化、信息化提供了重要支持。

［1］孫名奎，王直杰，傅音翔.基于RFID的礦井人員及設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)的設(shè)計［J］.微計算機信息，2006，22（23）：203-205.

［2］柴明輝，嚴洪森，齊培娣.基于B/S的物料管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機技術(shù)與發(fā)展，2008，18（1）：52-55.

［3］李欣.手機二維碼在圖書館的應用研究［J］.圖書館學刊，2013（1）：97-98，142.

［4］陳荊花，王潔.淺析手機二維碼在物聯(lián)網(wǎng)中的應用及發(fā)展［J］.電信科學，2010，26（4）：39-43.

［5］王毅.二維條碼技術(shù)應用及標準化狀況介紹［J］.中國標準化，2006（5）：24-25，28.

［6］徐玲，蔣欣志，張杰.手機二維碼識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機應用，2012，32（5）：1474-1476.

［7］張晶晶.二維碼識別系統(tǒng)在手機端的研究與實現(xiàn)［J］.化學工程與裝備，2013（2）：164-166.

［8］丁振凡，王小明，鄧建明，等.基于Web的貨車檢修工序監(jiān)測系統(tǒng)的研制［J］.華東交通大學學報，2012，29（5）：44-49.

［9］劉宏偉，嚴妍.快速響應碼的識別和解碼［J］.計算機工程與設(shè)計，2005，26（6）：1560-1562.