人工影響天氣彈藥物聯網管理系統設計及應用

張愛玲　吳冠楠　臧海光　馬英潔　秦瑜蓬　譚云霄

摘 要：以物聯網技術為基礎，利用二維碼和光學掃描技術進行信息采集，建立人工影響天氣彈藥物聯網管理系統，實現對人工影響天氣彈藥采購、入庫登記、彈藥轉運、彈藥倉儲、作業使用、報廢銷毀等環節進行全流程監控與管理，有效提高彈藥信息采集的準確性和時效性，提高人工影響天氣作業安全管理的科技水平和信息現代化程度，具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：人工影響天氣彈藥 物聯網技術 二維碼

中圖分類號：P48 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0175-02

近幾年，人工影響天氣服務領域不斷拓展，已由單純的防災減災向防災減災、合理開發利用空中云水資源、改善生態環境等多功能作業轉變，人影作業服務需求對加強作業指揮系統建設、提升作業決策指揮功能提出了更高要求。但當前大多數地區的人影彈藥管理還屬于粗放式管理，在彈藥流轉過程中沒有嚴格量化的監管手段，在彈藥出現故障時，難以快速查詢故障彈的批次信息，存在一定的安全隱患[1]。彈藥流轉及作業信息采集中的許多環節自動化程度較低，過于依賴人工手動錄入，數據的準確性時效性難以得到保障[2]。如何實現對人影彈藥從采購入庫到出庫分發、從作業點入庫到作業使用、報廢銷毀等全過程信息化監管，急需利用新技術新方法為其提供技術支撐，從而有效降低安全隱患。

物聯網技術利用互聯網將物與物聯系起來，進行數據交換、信息共享和監控。其中RFID、二維碼技術是最核心的技術。二維碼是用點陣或矩形等幾何圖形，在二維平面上有規律分布形成圖案來記錄信息，并在圖像被識讀后，利用特定圖形與二進制的對應規則實現數據符號的自動識別處理[5]。

本次開發的人工影響天氣彈藥物聯網管理系統，就是以物聯網技術為基礎，利用二維碼標識技術等，建立人工影響天氣作業裝備及彈藥的物聯網管理系統，實現人影裝備及彈藥的全程、規范、自動化的實時監控與管理[3]。

1 總體構架

人工影響天氣彈藥物聯網管理系統采用Html5+ bootstrap+jquery開發，BS架構系統，后臺以Spring+Spring-MVC+Mybatis聯合框架為基礎，采用AOP面向切面設計。系統主要包括信息采集及錄入終端、數據庫、二維碼打印機等。系統功能在充分調研基層臺站人員和作業人員意見建議的基礎上進行設計，界面清晰，操作簡便。

系統分為Web端和移動端APP，Web端主要用于人影彈藥的信息查詢、信息修改、用戶管理、彈藥生產廠家管理等操作，移動端APP主要用于彈藥出入庫登記、二維碼生成與打印、庫存信息查詢等操作。

2 軟硬件設備

2.1 信息采集及錄入終端

運行Android系統或iOS系統，支持安裝人工影響天氣彈藥物聯網管理系統配套的移動端APP。管理人員在接收彈藥后，通過移動端APP即時錄入彈藥信息并生成電子二維碼，實現彈藥入庫操作。

終端具有相機等掃描讀寫設備，利用光學掃描技術，對二維碼標識進行掃描識別，采集彈藥信息并進行出入庫操作，利用GPRS網絡將數據向數據庫傳送，實現對彈藥出入庫和使用情況的實時監控。管理人員的手機或平板設備即可滿足終端功能需求，降低了系統布設成本。

2.2 二維碼打印機

便攜式條碼打印機，通過藍牙與移動終端進行連接，用于打印入庫操作時生產的二維碼標識。打印紙張可選用熱敏不干膠材質的專用紙張，便于粘貼使用。

2.3 彈藥二維碼標識

在彈藥箱的外部粘貼二維碼標識，作為每箱彈藥的唯一身份標識，對彈藥的儲用全周期進行監管。

3 系統流程

人工影響天氣彈藥物聯網管理系統采用氣象管理部門和作業站點分級管理，各級部門根據不同賬號登錄系統，根據各自管理權限管理彈藥信息，對彈藥采購、入庫登記、彈藥轉運、彈藥倉儲、作業使用、報廢銷毀等環節進行全流程監控與管理。通過物聯網可以實時監測到庫房狀態、出入庫情況、作業點實況、彈藥作業使用情況、過期彈藥倉儲情況、故障彈藥回收報廢情況等。

3.1 采購入庫環節

通過移動端APP對采購的彈藥逐箱進行信息登記，包括彈藥類別、彈藥用途、生產廠家、彈藥型號、生產批號、入庫數量和時間等信息，并將信息實時上傳至數據庫。登記完成后生成二維碼標識，通過二維碼打印機打印后粘貼在彈藥箱外部，作為每箱彈藥的唯一管理標識。

3.2 分發轉運環節

各級氣象管理部門根據工作需要，對彈藥進行合理調配時，通過移動端APP掃描二維碼，錄入分發目的地、分發數量、分發時間等信息并實時上傳至數據庫，數據庫自動實現彈藥數據統計。

3.3 作業使用環節

作業人員通過移動端APP掃描二維碼，根據作業實際情況錄入彈藥使用數量、使用時間、故障彈數量等信息并實時上傳至數據庫，數據庫自動實現彈藥數據變更。

3.4 報廢銷毀環節

對過期、故障彈進行回收、報廢、銷毀時，通過Web端或移動端APP對彈藥信息進行登記并上傳至數據庫，數據庫自動將過期、故障彈庫存信息清零。

4 系統使用（試用）情況

通過對數據庫、手機APP等技術的研究應用，探索出了一套功能實用、操作簡便的設計方案，并開發完成了人工影響天氣彈藥物聯網管理系統。目前該系統已投入業務試用階段，試用后大幅提高了人工影響天氣辦公室與各炮點之間的溝通效率，減少了管理員與炮手機械性的記錄工作，彈藥出入庫及使用記錄能夠自動有序的生產可檢索、可追溯、可統計的數據庫記錄，比之前的手工文檔記錄方式的效率和安全性都有了很大提高。

通過試用，人工影響天氣彈藥物聯網管理系統實現了對作業裝備、彈藥從采購、運輸、存儲、使用、報廢等全周期的實時監管，解決了對人影彈藥傳統紙質管理過程中存在的管理與調撥工作效率不高、彈藥身份追溯與庫存彈藥查詢工作量大、運輸過程無法全程監控等問題。通過網絡實時全程監控，提高了信息安全管理的規范化和自動化程度，達到了提高人影裝備彈藥管理安全性的目的。

5 結語

人影彈藥的信息化管理是氣象現代化建設中的重要組成部分，隨著物聯網科技的不斷發展，人影彈藥管理的物聯網應用必將會有更大的發展空間和更廣泛的應用，以建設穩定可靠、技術先進、功能完善的系統平臺，滿足當前人影作業安全管理和現代化發展的需求。下一步，將繼續對人影彈藥物聯網管理系統功能進行進一步完善，提高系統安全性能并推廣應用；將逐步制定物聯網安全管理相關流程和制度，完成全部作業點的系統軟、硬件部署，對相關管理人員和作業人員進行使用技術培訓，實現彈藥全生命周期的監控和管理，為實現安全人影、科學人影、智慧人影奠定堅實基礎。

參考文獻

[1] 車云飛，房文，李宏宇，等.物聯網在人工影響天氣裝備彈藥管理中的應用[J].氣象科技，2018，46（5）：1044-1049.

[2] 羅俊頡，賀文彬，田顯，等.人工影響天氣作業對空射擊信息管理系統研發與應用[J].氣象科技，2013，41（1）：166-169.

[3] 彭宇翔，劉國強，田英，等.貴州省人工影響天氣彈藥物聯網管理系統應用[J].氣象科技進展，2018，8（5）：27-28.

[4] 李林紅，沙拉木，黃曉輝，等.廣西人工影響天氣裝備彈藥物聯網管理系統設計[J].氣象研究與應用，2018，39（2）：78-81.

[5] 梁欣.物聯網二維碼技術在成品庫存管理中的應用初探[J].天津冶金，2013（5）：42-44.

[6] 劉偉，曹烤，龔茜，等.基于物聯網的人工影響天氣作業用彈藥管理系統[J].電腦知識與技術，2017，13（25）：63-64.