智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

林彩麟，梁世昌，梁健文

（江門市大光明電力設(shè)備廠有限公司，廣東江門529000）

智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

林彩麟，梁世昌，梁健文

（江門市大光明電力設(shè)備廠有限公司，廣東江門529000）

隨著電網(wǎng)公司營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用的推廣和營銷計(jì)量管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化，為適應(yīng)現(xiàn)場計(jì)量作業(yè)的新需求，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于無線通信技術(shù)的智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)。對系統(tǒng)的目標(biāo)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，劃分其功能模塊。該系統(tǒng)經(jīng)測試表現(xiàn)良好，滿足設(shè)計(jì)要求，節(jié)約了人力資源并提高了工作效率，有良好的市場推廣價(jià)值。

智能鎖封；移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)；電能計(jì)量

DOI：10.3969/j.issn.1009-9492.2015.01.012

0　引言

電能是目前社會(huì)發(fā)展中不可缺少的基礎(chǔ)能源之一，用電是關(guān)系國計(jì)民生的大事，也是關(guān)系人民切身利益的大事［1-2］。對電能進(jìn)行合理可靠的計(jì)量乃是重中之重，電能表也成為了國家重點(diǎn)監(jiān)管的計(jì)量工具之一。隨著電網(wǎng)公司營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用的推廣，營銷計(jì)量管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化［3］，如今現(xiàn)場計(jì)量的工作模式需要通過營銷業(yè)務(wù)流程進(jìn)行，首先由上級管理人員根據(jù)需要進(jìn)行派工，再由外勤工作人員攜帶相關(guān)資料和單據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場外勤作業(yè)，完成后將現(xiàn)場外勤作業(yè)信息手動(dòng)錄入到營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)中。現(xiàn)有的工作模式存在現(xiàn)場外勤作業(yè)資料不完整，現(xiàn)場外勤作業(yè)信息經(jīng)手動(dòng)錄入容易出現(xiàn)紕漏等問題，工作效率低且缺乏流程的完整性和持續(xù)性。

為解決上述問題，本文設(shè)計(jì)了一套智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)，通過對電力營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展和延伸，構(gòu)建計(jì)量現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)。利用智能移動(dòng)終端，直接通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在線查詢計(jì)量現(xiàn)場派工信息和相關(guān)資料，并在現(xiàn)場在線完成各項(xiàng)作業(yè)信息的錄入。現(xiàn)場作業(yè)完成后，后臺(tái)服務(wù)器通過專用接口程序與營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的現(xiàn)場作業(yè)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行信息交互，有效提高現(xiàn)場作業(yè)效率、數(shù)據(jù)精確度和響應(yīng)速度，確保業(yè)務(wù)流程擁有良好的持續(xù)性及完整性。

1　移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)方案設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)概述

智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)是基于電網(wǎng)公司電力營銷管理系統(tǒng)以共建共享資源為核心的擴(kuò)展和延伸，面向移動(dòng)終端，旨在解決營銷計(jì)量管理中的時(shí)空限制。該平臺(tái)集成了射頻識(shí)別技術(shù)［4］（Radio Frequency Identification，RFID技術(shù)）、電子標(biāo)簽、維碼掃描與識(shí)別、計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)（3G/4G或GPRS）、藍(lán)牙技術(shù)等多種高新技術(shù)，通過搭載Android系統(tǒng)的智能手機(jī)或智能平板電腦等移動(dòng)平臺(tái)，對電力營銷業(yè)務(wù)在現(xiàn)場移動(dòng)作業(yè)端進(jìn)行有效延伸和補(bǔ)充。其主要功能是實(shí)現(xiàn)了裝表加封、用電稽查、封印驗(yàn)證、現(xiàn)場業(yè)務(wù)辦理等多種營銷業(yè)務(wù)的現(xiàn)場無紙化作業(yè)。基于無線通信技術(shù)的智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)工作原理，如圖1所示。該系統(tǒng)以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)為聯(lián)絡(luò)基礎(chǔ)完成數(shù)據(jù)交互，集成多種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)其模塊功能。

圖1　系統(tǒng)原理圖

1.2系統(tǒng)組成

智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)主要由后臺(tái)服務(wù)器、移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)管理系統(tǒng)軟件、智能移動(dòng)終端和藍(lán)牙讀寫器組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

后臺(tái)服務(wù)器：存儲(chǔ)大量電力營銷系統(tǒng)與移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行交互的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理并傳輸至移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)管理系統(tǒng)。

移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)管理系統(tǒng)：生成作業(yè)任務(wù)，并下達(dá)任務(wù)命令，獲取作業(yè)現(xiàn)場信息和后臺(tái)服務(wù)器實(shí)時(shí)信息反饋，處理信息，并向后臺(tái)服務(wù)器上傳相關(guān)信息。

智能移動(dòng)終端：搭載Android系統(tǒng)的智能手機(jī)或智能平板，對安裝在移動(dòng)終端上的移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)App客戶端提供硬件支持，接收任務(wù)命令，獲取作業(yè)現(xiàn)場信息和后臺(tái)服務(wù)器實(shí)時(shí)信息反饋處理信息，并向后臺(tái)服務(wù)器上傳相關(guān)信息。

圖2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

藍(lán)牙讀寫器：基于藍(lán)牙技術(shù)和RFID技術(shù)的便攜式讀寫設(shè)備，可對電能表上的RFID電子標(biāo)簽和智能鎖封中的RFID信息進(jìn)行識(shí)讀，并通過藍(lán)牙鏈路返回?cái)?shù)據(jù)。

2　通訊接口技術(shù)的集成

2.1射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID技術(shù)）是一種無線通信技術(shù)，其系統(tǒng)主要由應(yīng)答器和閱讀器兩種基本器件構(gòu)成，通過閱讀器發(fā)射的無線電訊號感應(yīng)識(shí)別應(yīng)答器，并讀取其中的信息數(shù)據(jù)，而無需在閱讀器和應(yīng)答器之間建立機(jī)械接觸或光學(xué)接觸。

應(yīng)答器主要是指RFID電子標(biāo)簽，每個(gè)電子標(biāo)簽均具有全球惟一、不可改寫的TID電子編碼，粘貼或安裝在目標(biāo)物體起標(biāo)識(shí)作用，部分電子標(biāo)簽還具有一定的存儲(chǔ)空間，可供用戶寫入數(shù)據(jù)。在移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)中，智能鎖封內(nèi)嵌的超高頻RFID電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)為應(yīng)答器。

閱讀器主要是指RFID讀寫器，用于發(fā)射無線電訊號，感應(yīng)、讀取或?qū)懭隦FID電子標(biāo)簽信息的設(shè)備。在移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)中，藍(lán)牙讀寫器設(shè)計(jì)為閱讀器。

2.2藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是一種設(shè)備間短距離通信的無線通信技術(shù)，能夠有效簡化設(shè)備之間或設(shè)備與Internet之間的通信，使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。

根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）的規(guī)定，設(shè)備之間進(jìn)行一對一通訊時(shí)，必須定義一個(gè)為主端，另一為從端。通信時(shí)，由主端查找并發(fā)起配對，匹配成功后即建立起通訊鏈接，雙方通過該通訊鏈接即可迅速高效地收發(fā)數(shù)據(jù)。

藍(lán)牙數(shù)據(jù)的傳輸，主要是一對一的串口數(shù)據(jù)通訊，當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備設(shè)置好配對信息后，主端預(yù)存有從端設(shè)備的PIN碼、地址等信息，主端設(shè)備可隨時(shí)建立連接，串口透明傳輸，無需外圍電路干預(yù)。在移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)中，移動(dòng)終端設(shè)計(jì)為主端，藍(lán)牙讀寫器設(shè)計(jì)為從端。

2.3移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信主要是指移動(dòng)體之間進(jìn)行的通信，即通信的雙方或一方在移動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行的通信過程，具有顯著的可移動(dòng)性。移動(dòng)通信既可以是移動(dòng)體之間進(jìn)行的通信，也可以是移動(dòng)體與固定體之間進(jìn)行的通信。

通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Ra?dio Service），簡稱GPRS，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，GPRS可說是2G的延續(xù)，也經(jīng)常被描述成“2.5G”。GPRS主要是通過利用2G技術(shù)GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。

第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G），最主要的特點(diǎn)是以智能信號處理技術(shù)為功能模板，能夠提供各種寬帶信息業(yè)務(wù)，其傳輸速率可達(dá)到384 kB/s，在某些局域網(wǎng)內(nèi)速度可達(dá)2 M/s。第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G），其無線傳輸速率每秒可達(dá)10M～20M，最高速度可達(dá)100 Mbit/s［5］。

2.4通訊接口技術(shù)的集成應(yīng)用

智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)通訊原理如圖3所示。在對智能鎖封的RFID信息進(jìn)行讀取時(shí)，藍(lán)牙讀寫器首先發(fā)出915 MHz的電磁場，當(dāng)智能鎖封內(nèi)嵌的RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入到電磁場范圍中時(shí)，感應(yīng)接收到藍(lán)牙讀寫器發(fā)出的電磁場訊號，生成感應(yīng)電流，通過感應(yīng)電流激活芯片，并通過芯片內(nèi)嵌指令發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的編碼信息。藍(lán)牙讀寫器接收到編碼信息后，通過藍(lán)牙技術(shù)建立的無線鏈接，將該編碼信息以串口透明傳輸方式發(fā)送至移動(dòng)終端。移動(dòng)終端接收到編碼信息后，通過對信息進(jìn)行截取、運(yùn)算等數(shù)據(jù)處理后，生成后臺(tái)服務(wù)器所需的智能鎖封數(shù)據(jù)，并通過移動(dòng)通信技術(shù)，將智能鎖封數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器。

圖3　通訊原理圖

2.5藍(lán)牙通訊接口的程序設(shè)計(jì)

藍(lán)牙通訊接口的設(shè)計(jì)，首先開啟輸入輸出流來獲取藍(lán)牙讀寫器發(fā)來的數(shù)據(jù)或向藍(lán)牙讀寫器發(fā)送指令，當(dāng)接收到藍(lán)牙讀寫器發(fā)來的二進(jìn)制數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)據(jù)，并截取其中RFID的全球唯一編碼，即TID編碼。

public void run（）｛

mConnectThread=null；

byte［］buffer=new byte［1024］；

int bytes；

//監(jiān)聽有沒有輸入流產(chǎn)生

try

｛

while（true）

｛

//讀取輸入流數(shù)據(jù)

bytes=mmInStream.read（buffer）；

//轉(zhuǎn)成16進(jìn)制

String data=bytes2HexString（buffer）；

byte［］bytetemp=new byte［bytes］；

//復(fù)制獲取到的輸入流

System.arraycopy（buffer，0，bytetemp，0，bytes）；

//將字節(jié)流轉(zhuǎn)化成字符串

String s=new String（bytetemp，"UTF-8"）；

//解析得到的字符串，如果是智能鑰匙返回值，則將解析后的值發(fā)送到界面

if（s.contains（"TID∶"）｛

int indexOf=s.indexOf（"TID∶"）；

int endOf=s.indexOf（"User∶"）；

String substring=s.substring（indexOf+ 5,endOf-38）；

substring=substring.replaceAll（""，""）；//把每個(gè)十六進(jìn)制之間的空格去掉

Log.i（"unlock"，"讀取到的長度"+ substring+"-"+substring.length（）；

mHandler.obtainMessage（GloableParams. RFID_HANDLER，substring）.sendToTarget（）；

｝

Log.i（"unlock"，"讀取到的htb長度"+ bytes+""）；

Log.i（"unlock"，"讀取到的htbString"+s）；Log.i（"unlock"，"讀取到的htbhex"+data）；

｝

｝

catch（IOException localIOException）｛

｝

｝

public void write（byte［］buffer）｛

try｛

mmOutStream.write（buffer）；

｝catch（IOException e）｛

Log.e（TAG，"Exception during write"，e）；

｝

｝

2.6移動(dòng)通訊接口的程序設(shè)計(jì)

移動(dòng)通訊接口的設(shè)計(jì)，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用戶登錄功能，由于服務(wù)器只接受json，因此首先將用戶輸入的用戶名密碼用gson工具轉(zhuǎn)化成json字符串，再通過httpclient向服務(wù)器傳遞該數(shù)據(jù),服務(wù)器處理完后返回json字符串至手機(jī)客戶端，通過解析該字符串并生成對象，保存在內(nèi)存中，供手機(jī)客戶端調(diào)用。

HttpPost httpPost=new HttpPost（GloablePa?rams.ADDRESS+"login.do"）；

//設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接需要的參數(shù)。分別為用戶名，密碼，推送識(shí)別id

Listparameters=new ArrayL?ist（）；

parameters.add（newBasicNameValuePair（"ac?count"，username）；

parameters.add（new BasicNameValuePair（"pass?word"，password）；

parameters.add（newBasicNameValue?Pair（"cid"，cid））；

//設(shè)置編碼方式

UrlEncodedFormEntity entity=new UrlEncoded?FormEntity（parameters，"utf-8"）；

//封裝參數(shù)

httpPost.setEntity（entity）；

//執(zhí)行連接請求

HttpResponse httpResponse=httpClient.exe?cute（httpPost）；

//判斷連接請求是否成功

int statusCode=httpResponse.getStatusLine（）. getStatusCode（）；

if（statusCode==200）｛

//請求成功的情況下，獲取服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)

InputStream inputStream=httpResponse. getEntity（）.getContent（）；

ByteArrayOutputStreamarrayOutput?Stream=new ByteArrayOutputStream（）；

byte［］buff=new byte［1024］；

int length=-1；

while（length=inputStream. read（buff）！=-1）｛

arrayOutputStream.write（buff，0，length）；

｝

arrayOutputStream.flush（）；

Stringmessage=arrayOutputStream.to?String（"utf-8"）；

//解析獲取到的數(shù)據(jù)，封裝到對象中

Useruser=JsonParse.getInstance（）. parseLogin（message）；

//將個(gè)人信息放到靜態(tài)變量

if（user！=null）｛

MyApplication.setUser（user）；

｝

return user；

｝

return null；

｝

3　移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)功能模塊依照職能不同主要分為三部分：外勤裝表模塊、用電稽查模塊、封印驗(yàn)證模塊。

3.1外勤裝表模塊

外勤裝表模塊通過手機(jī)攝像頭掃描電表?xiàng)l碼，藍(lán)牙讀寫器或手機(jī)攝像頭讀取封印條碼或RFID編碼。應(yīng)用條碼識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)得到所需信息并予以反饋，確定加封位置，并錄入客戶信息。通過移動(dòng)通信技術(shù)將反饋信息傳到后臺(tái)并驗(yàn)證（封印是否存在異常、重復(fù)、已用）。判定驗(yàn)證通過則顯示加封成功，否則提示相應(yīng)的出錯(cuò)內(nèi)容。提供“查詢”功能，可翻查歷史加封數(shù)據(jù)，避免錯(cuò)誤產(chǎn)生。其主要流程如圖4所示。

3.2用電稽查模塊

用電稽查模塊，通過手機(jī)攝像頭讀取電表?xiàng)l碼，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（3G/4G或GPRS）得到反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)具體情況，使用藍(lán)牙讀寫器或手機(jī)攝像頭識(shí)讀封印數(shù)據(jù)，與服務(wù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行核對。核對信息不相符時(shí)，則彈出異常提示，并在“檢查結(jié)果”中記錄相應(yīng)的情況；否則記錄為正常。將核對結(jié)果反饋到后臺(tái)服務(wù)器，后臺(tái)服務(wù)器可根據(jù)返回的信息判斷是否存在異常情況，存在則通知后臺(tái)管理人員進(jìn)行處理。

圖4　外勤裝表模塊工作流程圖

3.3封印驗(yàn)證模塊

封印驗(yàn)證模塊，提供獲取三種編碼識(shí)別途徑，進(jìn)行封印信息查詢。

（1）通過藍(lán)牙讀寫器識(shí)讀封印RFID編碼；

（2）通過手機(jī)攝像頭識(shí)讀封印條碼（QR碼、PDF417、DM碼、128條碼）；

（3）通過手工輸入封印編號。

查詢結(jié)束后系統(tǒng)通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)（3G/4G或GPRS）將封印的編號、顏色、加封位置、時(shí)間、狀態(tài)等各種詳細(xì)信息反饋并顯示在智能移動(dòng)終端上。

4　結(jié)束語

智能鎖封移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)通過對電力營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展和延伸，構(gòu)建計(jì)量現(xiàn)場作業(yè)信息化系統(tǒng)。利用搭載Android系統(tǒng)的智能移動(dòng)終端，直接通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)在線查詢計(jì)量現(xiàn)場派工信息和相關(guān)資料，并在現(xiàn)場在線完成各項(xiàng)作業(yè)信息的錄入和業(yè)務(wù)流程。有效提高了現(xiàn)場作業(yè)效率、數(shù)據(jù)精確度和響應(yīng)速度，確保業(yè)務(wù)流程擁有良好的持續(xù)性及完整性，極大地提高了電網(wǎng)公司營銷業(yè)務(wù)的工作質(zhì)量及效率，為電網(wǎng)公司營電能現(xiàn)場計(jì)量工作提供了技術(shù)支持。該移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)測試應(yīng)用至今表現(xiàn)良好，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，故障報(bào)警及時(shí)、準(zhǔn)確，無誤報(bào)、檢錯(cuò)情況。實(shí)際證明，此移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)滿足設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，使用效果良好，有良好的市場推廣價(jià)值。

［1］孫超.我國電能計(jì)量管理發(fā)展過程與現(xiàn)狀［J］.黑龍江科技信息，2008（02）：23.

［2］林爾迅，田翔，郭燚.電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2013（8）：140-142.

［3］疏奇奇，程周育，張磊.電力移動(dòng)營銷計(jì)量現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（35）：9291-9293.

［4］沈宇超，沈樹群.射頻識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，1999（01）：2-3.

［5］周勇.現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)研究［J］.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012（09）：114-115.

（編輯：阮毅）

Design and Development of Mobile Work Platform of Smart Lock Seal

LIN Cai-lin，LIANG Shi-chang，LIANG Jian-wen
（Jiangmen DGM Electric Power Equipment Factory Co.，Ltd.，Jiangmen529100，China）

With the application of power grid companies marketing business promotion，marketing management process standardization of measurement，in order to adapt to the new requirements of field measurement operations，we developed intelligent lock mobile work platform.The goal and the structure of the system is described，divided into its function module.Pointed out that the system works on site measurement section，about the important role of human resources and improve efficiency.

smart lock seal；mobile work platform；electric energy metering

TM727

A

1009-9492（2015）01-0047-05

2014-12-04

林彩麟，男，1976年生，廣東江門人，碩士，工程師。研究領(lǐng)域：工程技術(shù)、檢測技術(shù)及運(yùn)行管理。已發(fā)表論文2篇。