基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新型燈浮標鏈系管理系統(tǒng)設計研討

蔡勝男，吳雅璇

（1．北海航海保障中心營口航標處，遼寧 營口 115000；2．北海航海保障中心航標導航處，天津 300220）

1 概述

浮標是標示航道、淺灘、障礙物或表示專門用途的水面助航標志，其指一種金屬制之器，一端系于水底，其本身浮于水面，用來指示航道的界限，航行的障礙物和危險地區(qū)。在航標管理中，浮標錨鏈是航道安全的重要保障，鏈系外觀相似，數(shù)量多、重量大，沒有穩(wěn)固的身份標識，且傳統(tǒng)的視覺標識在航標鏈應用和作業(yè)期間腐蝕磨損,難以分類。現(xiàn)實中由于場地限制，航標鏈大多采取堆放方式，一直存在統(tǒng)計難、跟蹤難、易混亂等問題，進而導致航標鏈管理難度大，使用不便的問題。本文針對這一問題進行探討，應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設計研發(fā)具備身份標識的新型鏈系全生命周期的管理系統(tǒng)，解決燈浮標標鏈系統(tǒng)計難、跟蹤難、易混亂的管理難題，保障燈浮標效能的穩(wěn)定發(fā)揮。

應用該系統(tǒng)，在錨鏈上采用JY-K9522 抗金屬標簽（無源標簽），使用JY-U7920 超高頻手持機進行掃描識別，在2-4 米的范圍內(nèi)可以搜索到產(chǎn)品信息源（包括產(chǎn)品型號、長度、規(guī)格）。

2 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)包括APP 超高頻智能手持終端、后臺管理系統(tǒng)。

APP 超高頻智能手持終端基于Android 6.0 操作系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)則是基于Web 瀏覽器。

管理員：擁有系統(tǒng)資源的最高管理權(quán)限，通過當前系統(tǒng)，管理員可以對所有資源進行管理操作，即包括對燈浮標、鏈系和系統(tǒng)維護進行管理維護。

完成主要功能模塊：

2.1 入庫管理

管理人員可根據(jù)入庫申請內(nèi)容，即入庫燈浮標鏈系是否已經(jīng)完成電子身份標識，若未完成標識，則管理人員可將電子標簽粘貼于燈浮標鏈系，并將兩者的關(guān)聯(lián)信息記錄于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，完成入庫；若該燈浮標鏈系已經(jīng)完成身份標識，則管理人員可根據(jù)燈浮標鏈系相關(guān)信息于管理系統(tǒng)中作記錄，并完成入庫。

入庫后，系統(tǒng)可根據(jù)此次真實入庫情況對庫存信息進行自動更新。

2.2 出庫管理

管理人員可根據(jù)燈浮標鏈系出庫內(nèi)容，生成當前燈浮標鏈系的相關(guān)信息，管理系統(tǒng)根據(jù)該信息驗證燈浮標鏈系的關(guān)聯(lián)信息等是否正確，若驗證通過，則管理系統(tǒng)可記錄當前燈浮標鏈系的出庫信息，并完成出庫；若驗證未通過，則管理人員可根據(jù)燈浮標鏈系的電子身份標識，于管理系統(tǒng)中修正當前燈浮標鏈系的關(guān)聯(lián)匹配信息，并重新申請出庫，直至完成出庫。

出庫后，系統(tǒng)可根據(jù)此次真實出庫情況對庫存信息進行自動更新。

2.3 盤點管理

燈浮標鏈系盤點的目的是掌握真實的燈浮標鏈系的關(guān)聯(lián)信息，以修正燈浮標鏈系之間的匹配關(guān)系。盤點傳統(tǒng)上是個難點，因其涉及到逐個檢查，手工清點，耗費大量人力和時間。采用RFID 超高頻智能手持終端盤點可以提高盤點效率，大大降低工作強度。

根據(jù)盤點作業(yè)內(nèi)容，管理人員持手持終端可進行燈浮標鏈系標簽識別，并能獲得燈浮標鏈系的相關(guān)信息，管理系統(tǒng)可根據(jù)該信息自判斷當前的燈浮標與當前的鏈系是否匹配關(guān)聯(lián)，若匹配則完成本次盤點，否則管理員根據(jù)燈浮標鏈系電子身份對兩者的信息進行再維護。

2.4 報表打印

管理員可于管理系統(tǒng)應用中選擇相關(guān)燈浮標鏈系信息導出打印報表。

2.5 用戶管理

管理員可于管理系統(tǒng)應用中對有權(quán)使用該系統(tǒng)的用戶的基本情況數(shù)據(jù)進行更新、查詢等操作，實現(xiàn)用戶管理功能。分級管理，分別具有不同的權(quán)限；具有分組管理用戶的功能。可以針對用戶分配軟件模塊使用權(quán)限。

3 系統(tǒng)用例分析

3.1 APP 超高頻智能手持終端數(shù)據(jù)管理模塊

在該功能模塊中（如圖1），管理員可利用智能手持終端完成對燈浮標鏈系的電子身份標識以及掃描識別。

圖1 智能手持終端數(shù)據(jù)管理模塊用戶用例圖

3.2 后臺信息管理模塊

在后臺信息管理系統(tǒng)中，管理員用例（圖2）可以實現(xiàn)燈浮標鏈系入庫管理、出庫管理、盤點、報表打印以及用戶管理。

圖2 后臺信息管理系統(tǒng)管理員用例圖

4 系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)框架模型（如下圖3）從下到上劃分為四個層次，分別是標簽部署層、采集及交互層、RFID 數(shù)據(jù)服務層、系統(tǒng)應用層：

圖3 系統(tǒng)框架模型圖

標簽部署層：針對在管燈浮標鏈系實行“標至于錨”的1：1 綁定管理模式，對燈浮標以及鏈系進行標簽部署工作，并寫入對應信息，后臺數(shù)據(jù)庫予以記錄。

數(shù)據(jù)采集層：含各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和用戶交互設備，包括 RFID 手持終端等。主要提供用戶操作指引，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入等。為系統(tǒng)提供實時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和交互操作指引。

RFID 中間件：對系統(tǒng)中的 RFID 設備及相關(guān)設備進行管理，采集數(shù)據(jù)的收集、緩存、過濾，控制指令及相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、分發(fā)等，提供應用互交窗口。數(shù)據(jù)服務層以系統(tǒng)軟件服務的方式運行在系統(tǒng)服務器，提供對用戶應用層及數(shù)據(jù)采集交互層的 RFID 數(shù)據(jù)及相關(guān)控制指令的數(shù)據(jù)服務。

系統(tǒng)應用層：提供給燈浮標鏈系的用戶管理交互界面，同時提供報表和數(shù)據(jù)查詢等服務。管理中心對出庫任務單、入庫任務單以及數(shù)據(jù)監(jiān)控等均通過系統(tǒng)應用層提供。

總體系統(tǒng)由業(yè)務管理軟件、RFID 標簽發(fā)行子系統(tǒng)和RFID 標簽識別采集子系統(tǒng)等組成，這幾個子系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成該系統(tǒng)的各個流程。

后臺管理系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)服務器和管理終端組成，是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，負責與手持機通訊，將手持機上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并插入到后臺燈浮標鏈系管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，對標簽管理信息、發(fā)行標簽和采集的標簽信息集中進行儲存和處理。

4.1 燈浮標鏈系入庫管理模塊

管理人員提交燈浮標鏈系入庫申請后，若管理系統(tǒng)未記錄燈浮標鏈系相關(guān)信息，則管理人員將燈浮標鏈系標簽寫入信息、完成粘貼，并將兩者關(guān)聯(lián)信息記錄于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并完成入庫。若管理系統(tǒng)中已存在該燈浮標鏈系的相關(guān)信息，則將該燈浮標鏈系的當前生命周期信息記錄于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并完成入庫。

圖4 燈浮標鏈系入庫業(yè)務流程圖

圖5 燈浮標鏈系出庫業(yè)務流程圖

4.2 燈浮標鏈系出庫管理模塊

管理人員根據(jù)出庫任務生成出庫申請，系統(tǒng)根據(jù)申請出庫燈浮標鏈系關(guān)聯(lián)信息進行匹對驗證，如驗證通過，則完成出庫，如驗證不通過，管理人員重新校正燈浮標鏈系關(guān)聯(lián)信息，重新驗證。

4.3 燈浮標鏈系盤點管理模塊

圖6 燈浮標鏈系盤點業(yè)務流程圖

5 結(jié)語

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展成熟，為航標鏈現(xiàn)代化管理提供了技術(shù)基礎(chǔ)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新型燈浮標鏈系管理系統(tǒng)的設計使用，將改善錨鏈管理困難的現(xiàn)狀，極大減少錨鏈管理的人力、物力成本，有較強的實用性和較高的經(jīng)濟效益。以此類推，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在航標器材管理中得到更多的應用，提高航標器材管理水平，保障燈浮標效能的穩(wěn)定發(fā)揮，不斷提升助航服務效能。