基于Android平臺(tái)的VOCs綜合治理管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王丹陽 任 聰

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730060）

1 引言

目前，我國在VOCs泄漏檢測治理過程中，主要存在治理廠商和平臺(tái)服務(wù)不專業(yè)、軟件系統(tǒng)功能模塊不全等問題，使得用戶難以得到真實(shí)數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)有效治理[1-2]。針對以上問題，同時(shí)為規(guī)范檢測流程的標(biāo)準(zhǔn)化，本文利用JAVA語言及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以LDAR系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用智能移動(dòng)終端，搭建了一套基于Android平臺(tái)的檢測管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于Android平臺(tái)的VOCs綜合治理管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用用戶層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層組成的三層架構(gòu)（如圖1所示）。用戶層的作用就是與客戶進(jìn)行信息交互，包括Web端和手持App端。應(yīng)用層包括三層：控制層、業(yè)務(wù)邏輯層和基礎(chǔ)服務(wù)層[3]。控制層具有接口調(diào)用、權(quán)限認(rèn)證、信息推送等功能；業(yè)務(wù)邏輯層包含事件監(jiān)聽、檢測數(shù)據(jù)解析、具體業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)、客戶端認(rèn)證等功能；數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。數(shù)據(jù)訪問層的主要作用是當(dāng)應(yīng)用層的功能模塊調(diào)用數(shù)據(jù)層中的相應(yīng)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)層對其產(chǎn)生動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問過程的控制；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層主要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)果集和對象型數(shù)據(jù)集，用戶在應(yīng)用層進(jìn)行操作時(shí)，應(yīng)用層的相應(yīng)功能模塊會(huì)訪問存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，從而實(shí)現(xiàn)用戶層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層各層之間數(shù)據(jù)流的互聯(lián)互通；此外本系統(tǒng)在此運(yùn)用了Redis緩存數(shù)據(jù)庫降低了主數(shù)據(jù)庫的訪問壓力。

圖1 VOCs綜合治理管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 功能設(shè)計(jì)

VOCs綜合治理管理系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上分為Web管理平臺(tái)端和手持App移動(dòng)端。在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境方面，手持App端需滿足Android 6.0系統(tǒng)以上；PC端需滿足Windows 7系統(tǒng)及以上配置[4]。在授權(quán)認(rèn)證模塊的設(shè)計(jì)上，App端和Web端均需設(shè)計(jì)用戶認(rèn)證功能。在業(yè)務(wù)模塊的設(shè)計(jì)上，App端需要實(shí)現(xiàn)的功能主要有檢測設(shè)備校準(zhǔn)、檢測點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì)、智能巡檢等，Web端需要實(shí)現(xiàn)的功能主要有用戶管理、角色管理、檢測報(bào)告管理、數(shù)據(jù)可視化等。本系統(tǒng)采用Uni Push、Tomcat、Spring Boot等中間件將存儲(chǔ)層的信息推送給各個(gè)模塊，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊功能。

圖2 VOCs綜合治理管理系統(tǒng)功能圖

2.3 流程設(shè)計(jì)

VOCs綜合治理管理系統(tǒng)整體的工作流程如圖3所示。首先，在Web端對需要工作的區(qū)域進(jìn)行項(xiàng)目建檔，之后在建檔的基礎(chǔ)上進(jìn)行巡檢任務(wù)的制定與下發(fā)；隨后巡檢人員在手機(jī)端接收到任務(wù)后，先將檢測設(shè)備與App進(jìn)行連接并進(jìn)行校準(zhǔn)工作，在完成設(shè)備的校準(zhǔn)工作后方可進(jìn)行巡檢任務(wù)，巡檢的過程中巡檢人員需對巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯及上傳至系統(tǒng)服務(wù)器端；服務(wù)器對收到的巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行解析分類整理，之后根據(jù)用戶的權(quán)限設(shè)置對巡檢信息進(jìn)行篩選；最后將篩選過后的信息移入模板中，并將信息推送至Web端將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，最后相關(guān)人員可在Web端進(jìn)行所需操作。

圖3 VOCs綜合治理管理系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)圖

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

VOCs綜合治理管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，App端采用PhoneGap框架進(jìn)行移動(dòng)端開發(fā)、Web端用戶界面采用Boostrap前端框架進(jìn)行編寫，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化等功能；服務(wù)端使用JAVA語言通過Spring Boot框架進(jìn)行服務(wù)端功能模塊開發(fā)，分析巡檢數(shù)據(jù)信息，調(diào)用數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫并向移動(dòng)端推送信息。實(shí)現(xiàn)了利用Android手機(jī)客戶端規(guī)范智能巡檢過程，并通過權(quán)限控制不同用戶進(jìn)行多級(jí)在線管理功能。

3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示功能

本系統(tǒng)在后端將巡檢信息進(jìn)行解析整理后，生成需要實(shí)時(shí)展示的信息數(shù)據(jù)集，之后通過接口將數(shù)據(jù)信息推送至Web前端頁面，利用ECharts將數(shù)據(jù)的表現(xiàn)方式進(jìn)行渲染，并對巡檢信息進(jìn)行可視化處理，同時(shí)，用戶可選擇不同的圖表形式將數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

3.2 權(quán)限設(shè)置功能

VOCs綜合治理管理系統(tǒng)根據(jù)工作人員不同的工作性質(zhì)進(jìn)行分類，將登錄用戶設(shè)置為三級(jí)，分別是項(xiàng)目經(jīng)理、巡檢工和客戶。本系統(tǒng)在創(chuàng)建用戶初期就可根據(jù)不同用戶的需求對其進(jìn)行相關(guān)權(quán)限設(shè)置，此功能既可以通過群組方式設(shè)置權(quán)限信息，同時(shí)也可以就某一單獨(dú)用戶修改其權(quán)限信息。

3.3 智能巡檢功能

智能巡檢功能是系統(tǒng)Android端中的核心功能，主要由以下幾個(gè)功能組成，分別是儀器校準(zhǔn)、NFC驗(yàn)證、標(biāo)簽信息編輯、巡檢數(shù)據(jù)上傳等。儀器校準(zhǔn)是通過藍(lán)牙將設(shè)備和App進(jìn)行連接，之后用檢測儀器檢測幾種不同的標(biāo)準(zhǔn)氣體，判斷檢測值和標(biāo)定值是否相同；NFC驗(yàn)證是最主要的一環(huán)，是通過移動(dòng)端的NFC線圈讀取標(biāo)簽信息，只有標(biāo)簽信息讀取成功后才可對該檢測點(diǎn)進(jìn)行檢測；標(biāo)簽信息編輯是當(dāng)檢測結(jié)束后，通過手機(jī)拍照功能記錄檢測點(diǎn)現(xiàn)場圖片信息，在圖片上按照工作要求對檢測點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注；當(dāng)完成整個(gè)巡檢過程之后，就可以將檢測數(shù)據(jù)通過移動(dòng)數(shù)據(jù)或WiFi上傳至服務(wù)器端，隨后服務(wù)器端就會(huì)對巡檢信息做出相應(yīng)的處理。

4 系統(tǒng)具體應(yīng)用

本系統(tǒng)現(xiàn)已部署在相關(guān)單位的服務(wù)器上，在近幾個(gè)月的生產(chǎn)環(huán)境中得到多次應(yīng)用，并且成功地對VOCs泄漏情況進(jìn)行有效治理。同時(shí)，可通過瀏覽器對本系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行操作，如：權(quán)限管理、報(bào)告管理和檢測管理。

權(quán)限管理功能模塊是根據(jù)不同用戶群組限定其接收及管理信息權(quán)限的模塊。權(quán)限功能主要包括數(shù)據(jù)權(quán)限管理和功能權(quán)限管理，功能權(quán)限管理中可以根據(jù)崗位、用戶和角色三種不同屬性分組，既可以根據(jù)組別進(jìn)行權(quán)限的統(tǒng)一設(shè)置，也可以針對某一組別當(dāng)中特定的用戶個(gè)體進(jìn)行功能權(quán)限的設(shè)置，權(quán)限設(shè)置結(jié)束之后，可通過用戶列表查看其權(quán)限等級(jí)以及操作權(quán)限，模塊頁面見圖4。

圖4 權(quán)限管理模塊

VOCs綜合治理管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)現(xiàn)場巡檢的數(shù)據(jù)定期自動(dòng)生成檢測報(bào)告、普查報(bào)告及分析報(bào)告；建立所有密封點(diǎn)參數(shù)的臺(tái)賬清單數(shù)據(jù)。檢測報(bào)告模塊可選擇所有或部分模塊組成檢測結(jié)果報(bào)告，如：總體結(jié)果展示，總泄漏點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)等模塊；普查報(bào)告模塊主要生成企業(yè)年度普查表，作用是對多次嚴(yán)重泄漏點(diǎn)整治跟蹤[5]；分析報(bào)告模塊是按季度或按年度生成綜合性分析報(bào)告，表中所有的計(jì)算方式和數(shù)據(jù)格式全部符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且可根據(jù)法規(guī)更新要求進(jìn)行調(diào)整，模塊頁面見圖5。

圖5 報(bào)告管理模塊

檢測管理模塊支持設(shè)備圖片建檔，檢測任務(wù)分配、下載，并根據(jù)檢測點(diǎn)位信息，能夠自動(dòng)生成最優(yōu)檢測路徑，上傳檢測數(shù)據(jù)。按部門、密封點(diǎn)類型、地理位置等統(tǒng)計(jì)泄漏分布情況，以部門為單位統(tǒng)計(jì)泄漏點(diǎn)、修復(fù)點(diǎn)匯總情況，均以圖表、柱狀圖、表格等形式反映，時(shí)間節(jié)點(diǎn)可任意選擇，模塊頁面見圖6。

圖6 檢測管理模塊

目前，手機(jī)端App已經(jīng)安裝在工作人員的Android智能手機(jī)終端，在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中已經(jīng)得到應(yīng)用，其中智能巡檢功能能夠很好地滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的需求，可以有效規(guī)范VOCs檢測流程、提高工人的工作效率以及為相關(guān)單位減少一定的物料損失，手機(jī)App的使用如圖7、8所示。

圖7 手機(jī)App登錄界面和首頁

圖8 設(shè)備校準(zhǔn)和標(biāo)簽管理功能

5 結(jié)語

本系統(tǒng)基于Android平臺(tái)設(shè)計(jì)了VOCs綜合治理管理系統(tǒng)，對VOCs現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理、分析，通過智能巡檢、報(bào)告管理、檢測管理等一系列核心功能，解決了目前VOCs泄漏檢測治理過程中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過測試和實(shí)地應(yīng)用后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，為相關(guān)企業(yè)提高了工作效率和降低一定的物料損失。