基于移動(dòng)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(xué)1.電氣與電子工程學(xué)院；2.圖書(shū)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(jì)效益。因此，結(jié)合企業(yè)發(fā)展模式，開(kāi)發(fā)相適應(yīng)的設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)，是當(dāng)前企業(yè)設(shè)備管理信息化的一個(gè)趨勢(shì)。當(dāng)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(xún)、錄入、編輯、導(dǎo)出等功能。但是，當(dāng)前的系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備信息的獲取都是通過(guò)PC終端實(shí)現(xiàn)，并不能做到設(shè)備信息的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)獲取。而鐵路部門(mén)作為一個(gè)公共服務(wù)型部門(mén)，對(duì)于安全生產(chǎn)的要求非常高，因此對(duì)于各類(lèi)設(shè)備的情況的實(shí)時(shí)掌握顯得非常重要。

1 系統(tǒng)管理模式

當(dāng)前，通過(guò)使用設(shè)備履歷管理子系統(tǒng)，對(duì)于設(shè)備的相關(guān)情況可以通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行查詢(xún)，對(duì)于設(shè)備的變更也可以通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行編輯修改或錄入。但由于設(shè)備的安裝使用地點(diǎn)比較分散，在所有設(shè)備附近均實(shí)時(shí)使用信息系統(tǒng)并不太現(xiàn)實(shí)。另一方面，在技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)后，通常都需要將現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)情況錄入到信息系統(tǒng)中，形成問(wèn)題的閉環(huán)銷(xiāo)號(hào)。目前現(xiàn)場(chǎng)維修人員的做法通常是用紙筆在現(xiàn)場(chǎng)記錄作業(yè)情況，待維修結(jié)束后，再使用信息系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(cuò)誤、遺漏錄入等情況，這些問(wèn)題無(wú)疑阻礙了鐵路供電段提升設(shè)備管理水平。

針對(duì)以上問(wèn)題，通過(guò)結(jié)合當(dāng)前流行的二維碼技術(shù)和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，以既有信息系統(tǒng)為平臺(tái)，通過(guò)移動(dòng)終端來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)管理。在設(shè)備安裝使用前，通過(guò)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(shí)，通過(guò)移動(dòng)終端為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員向信息系統(tǒng)寫(xiě)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(jì)

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(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、PC終端、二維碼打印機(jī)、二維碼、移動(dòng)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(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和PC終端組成了LAN，移動(dòng)終端通過(guò)WIFI連接LAN。用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)終端掃描設(shè)備上的二維碼，移動(dòng)終端對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行解析并通過(guò)WIFI傳遞給應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并完成數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)操作，最終將結(jié)果通過(guò)WIFI發(fā)送回移動(dòng)終端并進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)主要解決二維碼的生成及移動(dòng)終端通過(guò)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(yīng)用技術(shù)。相對(duì)于一維碼，二維碼具有信息容量大、容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。當(dāng)前，智能移動(dòng)終端的廣泛使用更是讓二維碼迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇期。由于本系統(tǒng)使用二維碼作為標(biāo)簽技術(shù)，因此，準(zhǔn)確選擇二維碼的碼制對(duì)于二維碼的生成結(jié)果和后期識(shí)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(yīng)快速、容錯(cuò)能力強(qiáng)、譯碼可靠性高等特點(diǎn)，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(gè)常見(jiàn)的QR二維碼標(biāo)識(shí)牌。

圖3 二維碼標(biāo)識(shí)牌Fig.3 The two-dimensional code label

2.3 移動(dòng)終端系統(tǒng)平臺(tái)的選擇

當(dāng)前，移動(dòng)終端使用的操作系統(tǒng)主要有谷歌的Android，蘋(píng)果的IOS 和微軟的Windows Phone，蘋(píng)果的IOS和微軟的Windows Phone系統(tǒng)提供了更好的用戶(hù)體驗(yàn)，但兩者都相對(duì)較為封閉，給用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)造成了一定的困難。同時(shí)，由于安裝使用這兩個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格都相對(duì)較高，從系統(tǒng)成本的角度來(lái)考慮，大規(guī)模推廣不太現(xiàn)實(shí)。而谷歌的Android 系統(tǒng)，由于其開(kāi)放發(fā)展的戰(zhàn)略，當(dāng)前發(fā)展勢(shì)頭良好，并且搭載Android系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格也相對(duì)較低，開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用也較為容易。因此，移動(dòng)終端最終搭載的系統(tǒng)選擇Android。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 二維碼的生成

在設(shè)備入庫(kù)前，通過(guò)生產(chǎn)物料管理系統(tǒng)為每個(gè)設(shè)備生成唯一的二維碼。通過(guò)二維碼打印機(jī)進(jìn)行打印并將標(biāo)簽粘貼到設(shè)備上，之后無(wú)論是出入庫(kù)還是后期的安裝維修保養(yǎng)，都通過(guò)設(shè)備上的二維碼進(jìn)行跟蹤管理。由于服務(wù)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(lèi)進(jìn)行實(shí)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(chēng)、型號(hào)、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(chēng)、錯(cuò)誤的處理級(jí)別、每個(gè)黑點(diǎn)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(guò)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(chēng)；$errorCorrectionLevel 是錯(cuò)誤處理級(jí)別。共有4個(gè)糾錯(cuò)級(jí)別，L級(jí)別，7%的字碼可被修正；M級(jí)別，15%的字碼可被修正；Q級(jí)別，25%的字碼可被修正；H級(jí)別，30%的字碼可被修正；糾錯(cuò)級(jí)別越高，生成的圖片就會(huì)越大；

$matrixPointSize 是每個(gè)黑點(diǎn)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(guò)移動(dòng)終端掃描二維碼實(shí)現(xiàn)。使用Eclipse IDE工具并安裝ADT插件便可完成Android程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建。在識(shí)別過(guò)程中，主要是通過(guò)手機(jī)的攝像頭對(duì)二維碼標(biāo)簽進(jìn)行掃描并將得到的結(jié)果送到后臺(tái)進(jìn)行解析。如果解析成功，則停止對(duì)二維碼標(biāo)簽的掃描并將解析得到的結(jié)果傳遞給應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理，應(yīng)用服務(wù)器對(duì)移動(dòng)終端傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別并選擇相應(yīng)的處理程序，處理完成后將結(jié)果發(fā)送回移動(dòng)終端。如果解析不成功，則繼續(xù)進(jìn)行掃描采集圖像并傳遞到后臺(tái)進(jìn)行解析，直到對(duì)二維碼進(jìn)行了正確的識(shí)別。主要的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

對(duì)于二維碼的內(nèi)容，可以通過(guò)（Result）message.obj.getText（）來(lái)獲取，將二維碼內(nèi)容序列化后通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳遞給應(yīng)用服務(wù)器，由應(yīng)用服務(wù)器上的PHP程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，獲取設(shè)備信息，應(yīng)用服務(wù)器將獲取的數(shù)據(jù)序列化并通過(guò)3G 網(wǎng)絡(luò)傳遞給移動(dòng)終端，移動(dòng)終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(kù)服務(wù)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(guò)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(yè)面，可以選擇上報(bào)維修情況操作，將設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)維修情況通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行輸入，移動(dòng)終端將數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化并通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器上的PHP程序則進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄添加、查詢(xún)、更新操作，將現(xiàn)場(chǎng)維修作業(yè)情況實(shí)時(shí)與服務(wù)器進(jìn)行交互。應(yīng)用服務(wù)器端的數(shù)據(jù)插入更新主要通過(guò)以下代碼實(shí)現(xiàn)。

插入數(shù)據(jù)代碼：

更新數(shù)據(jù)代碼：

圖5為提報(bào)現(xiàn)場(chǎng)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(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于移動(dòng)終端的供電段設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)功能。通過(guò)本系統(tǒng)的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重要設(shè)備相關(guān)信息的實(shí)時(shí)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(shí)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(lái)了良好的效益，為推動(dòng)設(shè)備跟蹤管理的科學(xué)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(jì)［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（23）：203-205.

［2］柴明輝，嚴(yán)洪森，齊培娣.基于B/S的物料管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2008，18（1）：52-55.

［3］李欣.手機(jī)二維碼在圖書(shū)館的應(yīng)用研究［J］.圖書(shū)館學(xué)刊，2013（1）：97-98，142.

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

［5］王毅.二維條碼技術(shù)應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化狀況介紹［J］.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2006（5）：24-25，28.

［6］徐玲，蔣欣志，張杰.手機(jī)二維碼識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，32（5）：1474-1476.

［7］張晶晶.二維碼識(shí)別系統(tǒng)在手機(jī)端的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.化學(xué)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(chē)檢修工序監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，29（5）：44-49.

［9］劉宏偉，嚴(yán)妍.快速響應(yīng)碼的識(shí)別和解碼［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，26（6）：1560-1562.