基于NFC手機的智能巡更巡檢系統(tǒng)

潘力戈 張彤

摘 要：巡更是商務(wù)樓宇、專業(yè)市場、小區(qū)物業(yè)安全管理必不可少的一項內(nèi)容，在電力、電信、石油、燃氣、水務(wù)等行業(yè)也需要對線路、機房、設(shè)備進行定期巡檢。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，采用具備NFC功能的移動終端實現(xiàn)智能巡更巡檢使管理人員更準確、及時、有效地進行巡更巡檢的管理，同時使用移動終端的GPS、照片上傳、內(nèi)容錄入等功能對巡更巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時上報、預(yù)警，避免各種事故的發(fā)生。采用具備NFC功能的手機NFC智能巡更使管理人員更準確、科學、規(guī)范地監(jiān)督及掌握巡查人員的巡查情況。

關(guān)鍵詞：NFC;巡更;巡檢;智能終端

0 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)及智能手機的發(fā)展，手機終端越來越多地應(yīng)用于行業(yè)應(yīng)用中。其中利用手機的GPS定位功能、照片上傳功能等實現(xiàn)管線、桿路、機房設(shè)備、銷售終端、物業(yè)巡更等方面的巡檢巡更功能，但使用手機GPS定位的主要問題是GPS定位的精度要在10-20米左右，在室內(nèi)無法使用GPS定位功能，也無法定位到同一房間某個設(shè)備的巡檢點上，之前曾考慮過使用二維碼方式或藍牙模塊方式，但二維碼圖片容易被復制，藍牙模塊成功較高。

近年來，越來過多的手機具備了NFC功能，NFC又稱近距離無線通信（Near Field Communication），是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸（在十厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)，這個技術(shù)由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來。NFC目前主要應(yīng)用于手機支付功能，如通過手機可以在座公交時刷公交卡，在超市買物品時進行閃付等功能。以上這些功能主要是通過手機NFC功能與SIM-SWP卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、安全認證功能實現(xiàn)，手機作為NFC信息的提供者。

NFC手機不僅能進行手機支付，還可以把手機作為一個讀取NFC標簽卡的設(shè)備，對寫有不同信息及ID的標簽卡內(nèi)容讀取ID并實現(xiàn)識別上傳的功能。本系統(tǒng)就是利用NFC手機的讀取NFC標簽的功能，實現(xiàn)了精確定點的巡更巡檢的功能，同時利用手機的GPS功能、照片上傳功能、信息提交功能實現(xiàn)定點NFC標簽內(nèi)容識別、GPS位置信息上傳、安全隱患照片上傳、消息推送等其他相關(guān)功能。由于NFC標簽價格便宜、防水，可適合于不同的使用環(huán)境，可廣泛布放于桿路、機房設(shè)備及任意需要定時巡檢的物品上，使用時只需打開手機APP在標簽卡上一放即可立即讀取卡中的信息。由于標簽卡每一張的ID均不同，并且可以寫取幾百個字節(jié)的其他信息，因此可以作為定點巡檢的唯一標識，同時通過GPS位置、照片上傳等信息防止標簽卡被移到其他地方作假使用，保證了巡檢過程的真實性。通過手機將信息讀取后，實時上傳巡檢信息，管理人員也可以實時看到巡更巡檢的信息，起到對巡檢人員的監(jiān)督職能。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 手機終端要求

根據(jù)巡更、巡檢人員的業(yè)務(wù)性質(zhì)及消費能力，系統(tǒng)采用具備三防功能的Android手機終端，以適應(yīng)室外、潮濕、高溫等不同的工作環(huán)境要求，要求手機具備Android 2.3.3以上操作系統(tǒng)版本、4.7寸以上觸摸屏幕，具備WCDMA 3G或TD-LTE、FDD-LTE4G通信模塊及NFC、藍牙功能模塊，手機電池25000mAh以上，1G以上RAM、2G以上ROM，支持MicroSD卡擴展。

1.2 服務(wù)器端要求

服務(wù)器端要求Windows Server 2003以上操作系統(tǒng)，安裝Apache+PHP+Mysql運行環(huán)境，4G以上內(nèi)存，500G以上存儲空間，Apache Web服務(wù)器開通80端口及8088（或其他端口），一個端口用于后臺管理及上傳數(shù)據(jù)報表查詢，一個端口用于手機終端上傳內(nèi)容保存。

1.3 手機端系統(tǒng)開發(fā)

手機端開發(fā)采用Appcan基于混和模式的移動開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)功能快速高效開發(fā)，由于該開發(fā)系統(tǒng)沒有NFC功能插件，因此需要安裝eclipse開發(fā)環(huán)境用于Android的NFC功能開發(fā)。采用Appcan提供的Eclipse下的開發(fā)標準開發(fā)NFC調(diào)用插件，實現(xiàn)NFC標簽卡的讀寫功能。

采用Eclipse系統(tǒng)開發(fā)的NFC功能并測試通過后導出JAR文件，上傳到Appcan移動開發(fā)平臺供開發(fā)時調(diào)用。

AppCan SDK 是一套跨平臺移動應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Hybrid App 開發(fā)引擎，采用HTML5 標準作為開發(fā)語言，支持一次開發(fā)多平臺適配。該系統(tǒng)內(nèi)置了GPS定位、照片上傳等幾十項插件功能，使用時只需通過HTML5的Javascript調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)即可。

通過HTML5設(shè)計的手機界面及功能調(diào)用，數(shù)據(jù)交互采用Ajax技術(shù)與后臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)交互格式為JSON格式。

1.4 服務(wù)器端功能開發(fā)

服務(wù)器端采用基于HTML5、Jquery技術(shù)的EasyUI開發(fā)框架設(shè)計，通過Jquery的Ajax技術(shù)將界面與數(shù)據(jù)交互功能進行分離，結(jié)構(gòu)清晰易于模塊化開發(fā)。功能交互端采用PHP開發(fā)語言及Mysql數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲，Apache+PHP+Mysql是目前Web開發(fā)中比較流行的組合，訪問效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定。

1.5 NFC標簽卡

NFC標簽卡采用NXP原裝進口NTAG216芯片，容量888字節(jié)，適合制作多任務(wù)NFC標簽。該類標簽在淘寶等網(wǎng)站上均有銷售，價格便宜（小于10元/張）、兼容性好，可適應(yīng)大多數(shù)NFC手機。

2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

2.1 手機端NFC功能設(shè)計

2.1.1 NFC API使用

自Android 2.3.3版本開始NFC近場通信功能已經(jīng)被支持并提供了相應(yīng)的調(diào)用API，Android中提供的與NFC相關(guān)的較高層的類都包含在android.nfc中，這個包中包含了用于與本地NFC適配器交互的類，用于代表已經(jīng)識別的標簽的類以及用來使用NDEF（Nfc Data Exchange Format ）格式的類。

Android.nfc.tech包主要是包括了一些用于查詢特定標簽的特性和I/O操作的類。所有的這些類都需要實現(xiàn)TagTechnology接口，它們包括NfcA、NfcB、NfcF、NfcV、IsoDep、Ndef、NdefFormtable、MifareClassic、MifareUltralight這幾個類。在使用時在相應(yīng)原JAVA文件中import Android.NFC.*即可。

根據(jù)Android系統(tǒng)所遵循的權(quán)限機制，我們需要在AndroidManifest.xml中對需要使用的權(quán)限進行聲明，這樣在程序進行安裝時將會提示用戶該程序?qū)褂玫侥男┰O(shè)備，讓用戶來決定是否賦予應(yīng)用程序相應(yīng)的權(quán)限，Android通過這樣的機制來提高系統(tǒng)的安全性。因此當我們在應(yīng)用程序中需要使用到NFC硬件的時候，我們應(yīng)當在AndroidManifest.xml中加上：

另外，還需要聲明的是能夠支持應(yīng)用程序的最低SDK版本，由于對NFC的支持是在API 10以后才比較完善，因此我們需要使用：。

2.1.2 NFC標簽卡數(shù)據(jù)讀取

根據(jù)巡更巡檢的功能要求，只需讀出NFC標簽卡中的ID號即可以區(qū)分每一張卡。每張卡ID是在出廠的時候已經(jīng)寫好的，不能更改，類似網(wǎng)卡中的MAC地址。讀取每張卡的ID后，上傳到后臺數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中預(yù)先導入標簽卡的ID與安裝位置的名稱等信息進行區(qū)配。讀取的過程相對比較簡單，用戶啟動APP后即開始調(diào)用NFC識別功能，該識別功能后臺運行無須界面顯示，相關(guān)代碼如下所示：

@Override

protected void onNewIntent（Intent intent） {

// TODO Auto-generated method stub

super.onNewIntent（intent）;

//resolveIntent（intent）;

if （NfcAdapter.ACTION_TECH_DISCOVERED.equals（intent.getAction（））） {

Tag tagFromIntent = intent.getParcelableExtra（NfcAdapter.EXTRA_TAG）;

MifareClassic mfc = MifareClassic.get（tagFromIntent）;

String result = "UID："+Coverter.getUid（intent）+"|"+processIntent（intent）;

//resultText.setText（result）;

Intent in = new Intent（getIntent（）.getAction（））;

in.putExtra（"result"， result）;

setResult（Activity.RESULT_OK， in）;

finish（）;

}

}

2.1.3 NFC標簽卡讀取后的數(shù)據(jù)返回

采用AppCan移動開發(fā)工具提供的Android原生插件開發(fā)引擎，該引擎可以定義插件名稱、調(diào)用方式等，定義內(nèi)容在Plugin.xml文件中，內(nèi)容如下：

<？xml version="1.0" encoding="utf-8"？>

className="com.nfc.UexNfcReadObject" uexName="uexNfc" > //插件名稱

? //調(diào)用方法

定義了接口方法后，在開發(fā)工程中進行方式定義及讀取模塊調(diào)用，主要代碼如下：

public void startNfcResult（String[] parm）{

Intent intent = new Intent（）;

intent.setClass（mContext， NfcRead.class）;//初始化讀取模塊

try{

startActivityForResult（intent， mMyActivityRequestCode）;

//返回數(shù)據(jù)后生成JSON格式或字任串格式數(shù)據(jù)返回JAVASCRIPT調(diào)用端

}catch （Exception e） {

Toast.makeText（mContext， "找不到此Activity??！"， Toast.LENGTH_LONG）;

}

}

2.1.4 手機調(diào)用端數(shù)據(jù)獲取

采用AppCan移動開發(fā)平臺，調(diào)用相應(yīng)功能時只需使用Javascript調(diào)用相應(yīng)函數(shù)即可，如在調(diào)用HTML5的index.html頁面中，頁面初始后自動調(diào)用Nfc讀取插件：

window.uexOnload = function（type）{

if（type == 0）{

uexNfc.cbStartActivityForResult = funcD1; }

}

function funcD1（opCode， dataType， data）{

alert（"返回的NFC標簽卡的ID是："+data）;

}

2.1.5 NFC標簽數(shù)據(jù)獲取后上傳至服務(wù)器

由于Appcan采用混合的HTML5開發(fā)技術(shù)，因此與后臺的交互采用Jquery的Ajax技術(shù)與后臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互，交互格式采用Form變量提交方式，服務(wù)器端PHP程序獲取的POST變量后保存到數(shù)據(jù)庫并返回JSON格式的結(jié)果，手機端Jquery調(diào)用程序獲取返回數(shù)據(jù)后進行異步結(jié)果判斷及內(nèi)容顯示。Ajax上傳主要代碼如下：

function slinfo_tj（data）

{

var tjinfo=encodeURIComponent（JSON.stringify（data））;

var m_url=ip+'func_sdb2.php？oper_db=slinfo_tj';

appcan.request.ajax（{

type： 'POST'，

url： m_url，

//添加參數(shù)

data： {tjinfo： tjinfo}，

//期望的返回類型

dataType： 'json'，

timeout： 3000，//超時時間

success： function（data）{

//alert（JSON.stringify（data））;

//獲取內(nèi)容

if （data.result=="success"）

{

appcan.window.alert（{

title：'提示'，

content：'巡更信息提交成功！'，

buttons：'確定'

}）;

processid="";

$（"#imgs"）.html（''）;

$（"#prodbm"）.val（''）;

$（"#note"）.val（''）;

lat='';

lng='';

}

else

{

appcan.window.alert（{

title：'提示'，

content：'巡更信息提交失敗，請重試！'，

buttons：'確定'

}）;

}

}，

error： function（xhr， type）{

appcan.window.alert（{

title：'提示'，

content：'巡更信息提交失敗，請重試！'，

buttons：'確定'

}）;

}

}）

}

2.1.6 手機界面設(shè)計

采用HTML5移動框架設(shè)計技術(shù)，界面友好、開發(fā)效率高。巡更巡檢系統(tǒng)取NFC標簽數(shù)據(jù)讀取外，將GPS位置定位、照片上傳、數(shù)據(jù)提交功能進行了有機結(jié)合，實現(xiàn)了巡更巡檢內(nèi)容的實時提交上傳功能，同時還可以根據(jù)用戶需求將通訊錄、工作計劃等內(nèi)容進行功能集成。（圖1）

2.2 后臺管理端設(shè)計

后臺管理端主要實現(xiàn)上傳內(nèi)容查詢、統(tǒng)計報表生成、人員管理等功能。通過手機上傳的數(shù)據(jù)提交后即可通過后臺查詢界面查看上傳的內(nèi)容信息，對于需要關(guān)注的安全隱患等內(nèi)容可以通過短信、手機APP消息推送方式發(fā)送給相關(guān)人員。管理人員通過手機APP客戶端或PC端Web訪問系統(tǒng)可以看到上傳的問題內(nèi)容、GPS位置、照片等相關(guān)信息。（圖2）

3 結(jié)論

在過去的十多年里，互聯(lián)網(wǎng)帶來了衣食住行和文化娛樂等消費領(lǐng)域的深刻改變，進行了廣泛而深入的融合，并促進了這些領(lǐng)域消費形態(tài)的變化，運營商在消費互聯(lián)網(wǎng)時代“起了個大早，趕了個晚集”，現(xiàn)在越來越被管道化、邊緣化。因此運營商的經(jīng)營服務(wù)模式需要轉(zhuǎn)型升級，由賣產(chǎn)品向賣服務(wù)轉(zhuǎn)變，由一次性服務(wù)向持續(xù)性服務(wù)模式轉(zhuǎn)變。行業(yè)信息化應(yīng)用產(chǎn)品是提高運營商移動寬帶市場占有率、向行業(yè)用戶核心業(yè)務(wù)滲透、提高用戶粘性、促進流量經(jīng)營的有力抓手。NFC手機巡更巡檢系統(tǒng)的開發(fā)有效地促進了移動終端在物業(yè)管理、相關(guān)行業(yè)移動巡檢方面的使用，為移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用發(fā)展起到了一定的示范作用。

參考文獻：

[1]明日科技編著.Android從入門到精通[M].清華大學出版社.

[2]趙波.Android NFC開發(fā)實戰(zhàn)詳解[M].人民郵電出版社.

[3]AppCan移動混合模式開發(fā)手冊[M].正益無線（北京）科技有限公司.

[4]陶國榮.jQuery權(quán)威指南[M].機械工業(yè)出版社.