基于BLE的機(jī)房巡更管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用

袁緒

摘要： 關(guān)鍵詞： 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 2095-2163（2017）06-0017-03

Abstract： The management of IT rooms has attracted much attention in recent years， and the patrol system has become an important part. This paper analyzes several kinds of patrol systems and compares them， then discusses the advantages of the patrol system with BLE technology， according to the requirements of IT rooms. After that， the paper briefly expounds the system architecture and the design and implementation. Finally， the principle and the patrolling process are also proposed.

0引言

隨著社會(huì)信息化的快速發(fā)展，各個(gè)機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位陸續(xù)興建或擴(kuò)大機(jī)房規(guī)模，一般機(jī)房都配備了動(dòng)力、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以對(duì)機(jī)房進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)主要是依靠各種傳感器采集數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行集中顯示，存在傳感器失效、誤報(bào)以及傳輸故障或一些監(jiān)控設(shè)備無法識(shí)別的安全隱患等情況，一些單位制定管理辦法，要求機(jī)房管理人員輪班到機(jī)房依序巡檢，以求通過增加人為參與度來降低運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)[1]。然而，對(duì)于大中型機(jī)房而言，一般包含了配電間、電池間、空調(diào)間、網(wǎng)絡(luò)間、服務(wù)器間、保密間等分布在多個(gè)樓層的多個(gè)區(qū)域，如何確保機(jī)房巡檢人員按時(shí)到達(dá)指定地點(diǎn)展開了巡查？ 巡查情況如何及時(shí)反饋至機(jī)房管理人員[2]？ 最初是采用原始的紙質(zhì)登記簿的方式，隨后許多單位開始陸續(xù)引入巡更管理系統(tǒng)，通過技術(shù)結(jié)合管理的辦法，讓機(jī)房管理工作更加規(guī)范化、科學(xué)化，有效降低了機(jī)房動(dòng)力環(huán)境及信息系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[3]。本文主要研究基于BLE藍(lán)牙低功耗技術(shù)的巡更系統(tǒng)在機(jī)房管理中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。

1機(jī)房巡更系統(tǒng)研究

1.1市面上的巡更系統(tǒng)研究

當(dāng)前，市面上的巡更系統(tǒng)主要包括：基于巡更棒或卡片的電子式，基于指紋、人臉識(shí)別的系統(tǒng)式，以及基于RFID、NFC、GPS或二維碼的智能手機(jī)式。其中，基于巡更棒的電子式一般僅具備簽到功能，主要用于安保場(chǎng)合，無法滿足機(jī)房巡更需求，而且還要考慮巡更棒或卡片的管理問題[4]；基于指紋等生物識(shí)別的系統(tǒng)式一般需要事先綜合布線并通過事后登錄系統(tǒng)來讀記巡更備注信息，靈活性及實(shí)時(shí)性方面不太理想；基于RFID或NFC的方式一般需要配備具有NFC功能的手機(jī)，通用性方面欠佳，比如目前較為流行的蘋果手機(jī)并未對(duì)外開放其NFC功能；基于GPS的方式無法在機(jī)房這樣的室內(nèi)應(yīng)用[5]；基于二維碼的方式存在難以防止通過拍照進(jìn)行作弊的問題。

1.2機(jī)房巡更管理功能需求

機(jī)房巡更管理系統(tǒng)應(yīng)滿足巡更簽到、數(shù)據(jù)抄報(bào)、信息備注、實(shí)時(shí)上傳、統(tǒng)計(jì)分析、工作安排等基本功能需求。具體地，巡更簽到指的是巡更人員應(yīng)能在每個(gè)指定的巡更點(diǎn)快速地簽到；數(shù)據(jù)抄報(bào)指的是巡更人員通過APP將機(jī)房供電、溫濕度、UPS負(fù)荷等數(shù)據(jù)進(jìn)行抄報(bào)；信息備注指的是巡更人員應(yīng)能方便地將巡更相關(guān)情況以文字或圖片的方式制成備注；實(shí)時(shí)上傳指的是簽到信息或備注信息應(yīng)能實(shí)時(shí)上傳至系統(tǒng)并可以在緊急狀況下通過系統(tǒng)將相關(guān)信息通知管理人員；統(tǒng)計(jì)分析指的是管理人員應(yīng)能通過系統(tǒng)對(duì)巡更簽到、備注記錄、巡更路線以及每個(gè)點(diǎn)的巡更時(shí)長(zhǎng)等情況提供查詢展示；工作安排指的是管理人員應(yīng)能通過系統(tǒng)對(duì)巡更工作人員輪班情況進(jìn)行管理并制定巡更計(jì)劃。

1.3巡更管理系統(tǒng)性能需求

機(jī)房巡更管理系統(tǒng)在性能方面應(yīng)滿足：易部署實(shí)施、易維護(hù)管理、防止巡更點(diǎn)混淆、杜絕作弊等。研究可知，易部署實(shí)施指的是無需專門針對(duì)巡更系統(tǒng)進(jìn)行布線等額外工程；易管理維護(hù)指的是系統(tǒng)運(yùn)行過程中的維護(hù)工作量應(yīng)盡量小且要利于功能擴(kuò)展；防止巡更點(diǎn)混淆指的是巡更過程應(yīng)能精確對(duì)應(yīng)每個(gè)巡更點(diǎn)；杜絕作弊應(yīng)能防止巡更人員的作弊行為。

1.4BLE在機(jī)房巡更系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

藍(lán)牙低功耗技術(shù)（Bluetooth Low Energy， BLE）是低成本、短距離、可互操作的無線技術(shù)，魯棒性較強(qiáng)，已經(jīng)有很多成熟、經(jīng)濟(jì)的iBeacon產(chǎn)品方案就是基于BLE規(guī)范[6]。市面上很多iBeacon藍(lán)牙無線發(fā)射模塊的長(zhǎng)/寬/高均只有數(shù)厘米，采用鋰電池而不需外接電源，可以有長(zhǎng)達(dá)6年的續(xù)航時(shí)間，非常方便部署實(shí)施和維護(hù)更換，采用廣播信號(hào)，無需配對(duì)，連接迅速，并配設(shè)有AES加密和CRC驗(yàn)證使得其安全和穩(wěn)定性得到提高。iBeacon產(chǎn)品當(dāng)前主要是用于室內(nèi)定位并配合APP進(jìn)行商業(yè)營銷信息推送[7]。根據(jù)分析具備的特點(diǎn)，可以通過開發(fā)后臺(tái)系統(tǒng)及APP實(shí)現(xiàn)其在機(jī)房巡更方面應(yīng)用。手機(jī)的藍(lán)牙功能可以方便快速地與iBeacon模塊進(jìn)行通訊。應(yīng)用開發(fā)方面，主流手機(jī)操作系統(tǒng)，諸如iOS7.0及以上、Android 4.3及以上均支持BLE開發(fā)規(guī)范[8]。

2設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1巡更系統(tǒng)架構(gòu)

在機(jī)房的電池間、配電室、空調(diào)間等重點(diǎn)區(qū)域分別配置一個(gè)iBeacon模塊作為巡更點(diǎn)，模塊安裝在機(jī)房不易觸碰到的頂部或隱蔽位置，iBeacon相當(dāng)于通過藍(lán)牙向外廣播信號(hào)的通訊基站，巡更系統(tǒng)服務(wù)器部署在互聯(lián)網(wǎng)上，裝有特定APP的智能手機(jī)通過藍(lán)牙與巡更點(diǎn)通訊而成功構(gòu)建簽到流程，并通過3G/4G/WIFI等方式將相關(guān)信息傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器。文中，研究設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

基于BLE的iBeacon模塊可以實(shí)現(xiàn)巡更點(diǎn)定位，但如果同一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)iBeacon信號(hào)，可能無法判斷實(shí)際巡更點(diǎn)信號(hào)發(fā)送方，導(dǎo)致巡更點(diǎn)易混淆的問題。為此，可將iBeacon模塊的MAC地址生成二維碼并在每個(gè)巡更點(diǎn)張貼對(duì)應(yīng)的二維碼標(biāo)識(shí)，通過BLE結(jié)合二維碼技術(shù)，解決了巡更點(diǎn)難以精確定位問題。endprint

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

針對(duì)蘋果和安卓?jī)纱笾髁魇謾C(jī)分別開發(fā)APP，管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，Web后臺(tái)系統(tǒng)基于Java EE、tomcat來調(diào)試開發(fā)[9]，使用DB2數(shù)據(jù)庫。APP開發(fā)中調(diào)用iBeacon的SDK，對(duì)iBeacon的廣播功率、廣播間隔等進(jìn)行配置。

后臺(tái)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)則如圖2所示。基于此，進(jìn)一步可知：人員管理主要包括巡更人員信息管理、巡更手機(jī)信息以及角色權(quán)限管理；巡更點(diǎn)管理主要包括巡更點(diǎn)全局管理、各個(gè)巡更點(diǎn)iBeacon設(shè)備信息注冊(cè)、藍(lán)牙MAC地址和二維碼地址管理；計(jì)劃安排主要包括巡更人員排班表以及巡更路線、巡更點(diǎn)距離、每個(gè)巡更點(diǎn)巡更時(shí)長(zhǎng)、巡更時(shí)間段要求等規(guī)則設(shè)置；查詢統(tǒng)計(jì)主要處理巡更記錄查詢、巡更回放、巡更報(bào)表查詢統(tǒng)計(jì)等功能；信息推送主要實(shí)現(xiàn)巡更情況通知、巡更安排提醒以及巡更點(diǎn)信息故障提示等功能。

APP包含的功能：本人信息、巡更簽到、巡更統(tǒng)計(jì)、巡更管理。

2.3原理及巡更流程

首先，在系統(tǒng)后臺(tái)將每個(gè)巡更點(diǎn)iBeacon的MAC地址輸入注冊(cè)，并和巡更點(diǎn)名稱進(jìn)行綁定，便于巡更時(shí)在APP上顯示巡更點(diǎn)相關(guān)信息和實(shí)施統(tǒng)一管理維護(hù)。然后添加巡更人員信息和巡更人員對(duì)應(yīng)的手機(jī)EMEI碼，添加巡更工作安排，系統(tǒng)會(huì)將巡更工作計(jì)劃表推送至值班巡更人員。

巡更人員進(jìn)入機(jī)房后開啟手機(jī)藍(lán)牙并打開巡更簽到APP，APP讀取EMEI碼發(fā)往后臺(tái)服務(wù)器驗(yàn)證通過后自動(dòng)登錄。巡更人員按照巡更路線到達(dá)某個(gè)巡更點(diǎn)后，手機(jī)通過藍(lán)牙接收到巡更點(diǎn)iBeacon設(shè)備發(fā)出的信號(hào)，通過報(bào)文交換分析可以得出當(dāng)前手機(jī)與巡更點(diǎn)iBeacon設(shè)備的距離。如果此時(shí)手機(jī)收到多個(gè)巡更點(diǎn)的藍(lán)牙信號(hào)，則選取距離最近的巡更點(diǎn)并記錄下其距離及MAC地址。巡更人員使用APP掃描巡更點(diǎn)附近張貼的二維碼，得出當(dāng)前指定巡更點(diǎn)的MAC地址，將此地址與距離當(dāng)前手機(jī)最近巡更點(diǎn)的MAC地址相比較，如果一致則代表巡更簽到成功，APP自動(dòng)顯示簽到成功，如果不一致則提示再次進(jìn)行掃描，如果連續(xù)兩次掃描二維碼測(cè)出距離最近的巡更點(diǎn)皆不是當(dāng)前二維碼對(duì)應(yīng)的MAC地址，則說明當(dāng)前巡更點(diǎn)發(fā)生故障。此時(shí)，APP自動(dòng)反饋至系統(tǒng)后臺(tái)并通過信息推送功能發(fā)送信息提示，便于機(jī)房管理人員及時(shí)進(jìn)行檢查處理。

巡更過程中，巡更人員在每個(gè)巡更點(diǎn)簽到成功后，APP上顯示系統(tǒng)后臺(tái)推送的當(dāng)前巡更點(diǎn)效果內(nèi)容的重要提示，巡更人員按提示逐一檢查確認(rèn)。還可以用拍照或文字的方式記錄下當(dāng)前巡更位置的一些備注信息，比如發(fā)現(xiàn)巡更點(diǎn)的門禁系統(tǒng)異常、存在消防隱患等情況時(shí)，記錄下具體情況并拍照作為證據(jù)，通過APP一并發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器， 系統(tǒng)將會(huì)及時(shí)通過APP推送至機(jī)房管理人員客戶端，管理人員通過APP或者Web端登錄后臺(tái)系統(tǒng)就可具體查看詳情信息。

3結(jié)束語

實(shí)踐表明，基于BLE的機(jī)房巡更管理系統(tǒng)具有良好的用戶體驗(yàn)和實(shí)用性，滿足了現(xiàn)代機(jī)房巡更管理的功能和性能需求。接下來，將會(huì)深入探索其與機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的交互功能[10]，同時(shí)將探索基于BLE技術(shù)的巡更簽到系統(tǒng)在其他方面的應(yīng)用，比如探索在單位考勤方面的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)信息化建設(shè)。

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