基于二維碼資產(chǎn)全生命周期智能管理系統(tǒng)的研制

葉水勇，程 前 ，王文林，齊微微，雍文濤，洪海霞，汪淑芬

(1. 國(guó)網(wǎng)黃山供電公司，安徽 黃山 245000；2.國(guó)網(wǎng)休寧供電公司，安徽 黃山 245400)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，信息通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也不斷增加，對(duì)保障信息通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。目前生產(chǎn)設(shè)備、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)施等種類(lèi)繁多，易發(fā)故障點(diǎn)多，有必要加強(qiáng)設(shè)備的巡檢力度來(lái)減少設(shè)備突發(fā)故障的機(jī)會(huì)，使設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，最終達(dá)到減輕巡檢人員的巡檢量、降低維修費(fèi)用。提升故障異常檢測(cè)能力和減小日常巡檢工作的壓力，將能夠很好地節(jié)約人力資源，緩解公司人力資源短缺的實(shí)際困難。

傳統(tǒng)的設(shè)備巡檢方法都是靠人工拿著紙張跟相機(jī)到機(jī)房、變電站等場(chǎng)所進(jìn)行設(shè)備巡檢,需要靠人工記錄檢查內(nèi)容及檢查結(jié)果，最終如果需要做統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，還需人工把數(shù)據(jù)錄入電腦用Excel表格來(lái)做統(tǒng)計(jì)分析。 如果遇到不合格的檢查項(xiàng)目需要保留證據(jù)，需要額外帶一部相機(jī)進(jìn)行拍照，并且要手動(dòng)記錄好照片及不合格項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在錄入時(shí)依次上傳照片，操作相當(dāng)繁瑣[1-3]。

1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體利用省公司外網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)相關(guān)接口導(dǎo)出包含設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)的臺(tái)賬信息，并生成二維碼標(biāo)簽，通過(guò)在智能手機(jī)上安裝巡檢APP應(yīng)用，通過(guò)掃描設(shè)備上的二維碼，獲取省公司外網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)，在手機(jī)上展示設(shè)備相關(guān)信息，協(xié)助用戶(hù)完成設(shè)備巡檢任務(wù)。系統(tǒng)整體的工作流程示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體的工作流程示意圖

1.2 PC端功能設(shè)計(jì)

二維碼生成：通過(guò)調(diào)用省公司外網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接口，獲取所有設(shè)備信息，并生成含二維碼文本的EXCEL文件，提供給標(biāo)簽打印機(jī)；

二維碼打印：PC機(jī)上安裝標(biāo)簽打印機(jī)和打印機(jī)軟件，即可打印帶二維碼的標(biāo)簽。

1.3 手機(jī)APP功能設(shè)計(jì)

開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的掃描插件APP(Android版本)，對(duì)二維碼進(jìn)行識(shí)別解析，防止任意手機(jī)通過(guò)微信或其他掃描軟件讀取二維碼內(nèi)的信息,造成信息泄露[4-5]。手機(jī)端掃描信息展示效果如圖2所示。

手機(jī)APP主要功能包括：用戶(hù)登錄、掃一掃、填寫(xiě)巡檢記錄三大功能。

用戶(hù)登錄：使用APP時(shí)必須經(jīng)過(guò)授權(quán)認(rèn)證，防止匿名用戶(hù)使用；

掃一掃：掃描二維碼，展示設(shè)備信息，除顯示設(shè)備基本信息外，還能顯示如廠商聯(lián)系方式、巡檢注意事項(xiàng)要求等內(nèi)容；

填寫(xiě)巡檢記錄：用戶(hù)填寫(xiě)設(shè)備具體巡檢情況，如是否存在隱患、異常等。

圖2 手機(jī)端掃描信息展示效果圖

1.4 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

為了確保數(shù)據(jù)安全和防止信息泄露，設(shè)備標(biāo)簽上的二維碼是加密的，普通的掃描APP(微信、支付寶等)是無(wú)法掃描到任何有效信息。手機(jī)上的任何設(shè)備信息也是加密存儲(chǔ)[6]。具體設(shè)計(jì)如下。

整個(gè)報(bào)文由三部分組成：私鑰、分隔符和設(shè)備信息密文三部分組成。

服務(wù)器加密過(guò)程：從0～9、a-z隨機(jī)選取8位字符作為私鑰，然后Base64加密，作為密文第一部分，設(shè)備信息通過(guò)3DES加密算法形成密文最后一個(gè)部分，通過(guò)分隔符組合成一個(gè)完整的二維碼密文報(bào)文格式。

手機(jī)APP解密過(guò)程：首先取出私鑰密文部分，解密后的明文作為設(shè)備信息密文解密的密鑰。

意義和目的：保證一次生成時(shí)每個(gè)二維碼的私鑰不一樣(隨機(jī)8位密鑰)，進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)安全。

2 系統(tǒng)的實(shí)施

2.1 機(jī)柜標(biāo)簽實(shí)施方案

由原來(lái)的國(guó)網(wǎng)機(jī)柜標(biāo)簽變更為帶二維碼的機(jī)柜標(biāo)簽，原有機(jī)柜標(biāo)簽的信息和樣式不變，同時(shí)附有機(jī)柜二維碼，通過(guò)掃機(jī)柜右上方的二維碼，顯示機(jī)柜內(nèi)所有設(shè)備的U數(shù)、設(shè)備名稱(chēng)、型號(hào)、IP地址、掩碼、網(wǎng)關(guān)、管理員、上線時(shí)間、更新時(shí)間等參數(shù)。

2.2 服務(wù)器標(biāo)簽實(shí)施方案

在原有設(shè)備標(biāo)簽的基礎(chǔ)上，另打印一張?jiān)O(shè)備的二維碼標(biāo)簽，通過(guò)掃描服務(wù)器或設(shè)備的二維碼信息，獲取這臺(tái)設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)、運(yùn)維等級(jí)、物理位置、負(fù)責(zé)人、電話、IP地址、網(wǎng)關(guān)、掩碼、上線時(shí)間、負(fù)責(zé)人、備案編號(hào)、更新時(shí)間等參數(shù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)簽實(shí)施方案

在原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)簽的基礎(chǔ)上，另打印一張?jiān)O(shè)備的二維碼標(biāo)簽，通過(guò)掃描服務(wù)器或設(shè)備的二維碼信息，獲取這臺(tái)設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)、運(yùn)維等級(jí)、物理位置、負(fù)責(zé)人、電話、IP地址、管理地址、網(wǎng)關(guān)、掩碼、上線時(shí)間、負(fù)責(zé)人、備案編號(hào)、更新時(shí)間等參數(shù)。

2.4 光配、數(shù)配設(shè)備標(biāo)簽實(shí)施方案

在現(xiàn)有的信息和通信機(jī)房中，一般配置了大量的光纖跳線和通信2 M線纜，目前的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)方式是：在光纖跳線的兩端粘貼國(guó)網(wǎng)規(guī)范化標(biāo)簽，在數(shù)配面板上粘貼自制的標(biāo)簽標(biāo)注通信2 M線纜的走向[7]。但目前存在如下問(wèn)題。

(1) 一對(duì)光纖在插入光配時(shí)，必然有1個(gè)短，1根長(zhǎng)，導(dǎo)致長(zhǎng)的一根光纖會(huì)彎曲，貼光纖標(biāo)識(shí)時(shí)容易不牢固；

(2) 光配滿(mǎn)配時(shí)，如沒(méi)有及時(shí)維護(hù)標(biāo)簽，則會(huì)導(dǎo)致光配混亂，即使貼了標(biāo)簽也無(wú)法得知標(biāo)簽上的信息是否更新，是否正確。光配、數(shù)配的現(xiàn)狀效果如圖3所示。

圖3 光配、數(shù)配的現(xiàn)狀效果圖

(3)通過(guò)在光配和路徑、責(zé)任人、聯(lián)系方式和更數(shù)配面板上粘貼帶有二維碼的標(biāo)識(shí)，把光配、數(shù)配內(nèi)的走線情況、更新時(shí)間等信息通過(guò)二維碼展示出來(lái)，主要內(nèi)容包括光配、數(shù)配每個(gè)端口的起始端、終止端、跳轉(zhuǎn)新時(shí)間等。

便于在日常查找線路和設(shè)備運(yùn)維時(shí)，快捷方便地找到線路路由，并且通過(guò)更新時(shí)間字段信息，輔助現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)標(biāo)簽上的信息正確與否加以判斷。

2.5 變電站、機(jī)房?jī)?nèi)其他設(shè)備標(biāo)簽實(shí)施方案

除了機(jī)柜、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和光配設(shè)備之外，機(jī)房和變電站內(nèi)的其他基礎(chǔ)應(yīng)用設(shè)備如：屏柜、配線架、UPS等，也都統(tǒng)一按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行二維碼標(biāo)簽的升級(jí)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 二維碼標(biāo)簽數(shù)據(jù)的生成

二維碼是用某種特定的幾何圖形按照一定的規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖形[8]，設(shè)備主人巡檢系統(tǒng)，利用二維碼這一存儲(chǔ)特性，采用先進(jìn)的3DES加密算法，即使用3條56位的密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三次加密，最終生成了具備安全防護(hù)的二維碼標(biāo)簽，大大提高了設(shè)備信息的私密性與安全性。

3.2 手機(jī)掃碼巡檢功能

手機(jī)端只有安裝設(shè)備巡檢系統(tǒng)APP，才能正確地讀取出二維碼掃描后的數(shù)據(jù)[9]，每臺(tái)手機(jī)設(shè)備都有固定的登錄賬號(hào)和登錄密碼，必須正確輸入，才能登錄到APP中進(jìn)行掃描操作。

3.3 數(shù)據(jù)的同步策略

采用離線模式進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，手機(jī)端APP只能通過(guò)USB連接到內(nèi)網(wǎng)指定設(shè)備巡檢服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)同步[10]。在同步時(shí)，由服務(wù)端程序主動(dòng)檢測(cè)接入的手機(jī)設(shè)備是否具備數(shù)據(jù)同步的權(quán)限，如果不具備，則不會(huì)同步數(shù)據(jù)到手機(jī)中。

同步到手機(jī)中的數(shù)據(jù)仍然以密文模式呈現(xiàn)，只能通過(guò)設(shè)備巡檢APP軟件進(jìn)行解密，這樣可以進(jìn)一步防止數(shù)據(jù)泄密，提高數(shù)據(jù)的安全性。

4 實(shí)施效果

(1)建立基于二維碼資產(chǎn)編碼體系，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、跨系統(tǒng)的資產(chǎn)編碼統(tǒng)一管理。通過(guò)對(duì)資產(chǎn)二維碼進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理，制定資產(chǎn)二維碼編碼規(guī)則和管理規(guī)定，統(tǒng)一規(guī)范資產(chǎn)智能標(biāo)簽樣式、材料、制作、粘貼及使用流程，資產(chǎn)二維碼編碼信息中體現(xiàn)資產(chǎn)的基本屬性，包括資產(chǎn)信息、使用信息和管理信息等，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)在不同部門(mén)、不同系統(tǒng)和全生命周期“身份證編碼”的唯一性，便于各部門(mén)、各系統(tǒng)都通過(guò)資產(chǎn)二維碼進(jìn)行資產(chǎn)信息歸集和管理，確保管理上的跟蹤監(jiān)管和自動(dòng)識(shí)別。

(2)建立資產(chǎn)信息統(tǒng)一管理工具，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)全生命周期智能化管理和資產(chǎn)狀態(tài)綜合評(píng)估。利用外網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)，采用智能手機(jī)或平板電腦作為移動(dòng)終端，研制面向不同部門(mén)不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的資產(chǎn)信息現(xiàn)場(chǎng)管理移動(dòng)式應(yīng)用工具，集資產(chǎn)二維碼掃描、使用跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)信息收集、現(xiàn)場(chǎng)核查、資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)巡檢、資產(chǎn)變動(dòng)預(yù)警、運(yùn)維處理等功能于一體，面向財(cái)務(wù)部門(mén)、業(yè)務(wù)部門(mén)和實(shí)物管理部門(mén)提供資產(chǎn)信息核查一致應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別預(yù)警資產(chǎn)變更情況，有效理清和跟蹤資產(chǎn)實(shí)際狀況，對(duì)資產(chǎn)實(shí)物從實(shí)現(xiàn)對(duì)資產(chǎn)實(shí)物從立項(xiàng)、采購(gòu)、領(lǐng)用、轉(zhuǎn)移、盤(pán)點(diǎn)、報(bào)廢等環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位精確監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)及其信息全生命周期的智能化、移動(dòng)化、精細(xì)化管理。

根據(jù)不同資產(chǎn)類(lèi)型的基本屬性和使用性質(zhì)，建立不同類(lèi)型資產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估分析模型，通過(guò)工具本身的采集功能以及結(jié)合I6000、ERP等外部系統(tǒng)，集合資產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)、核查、巡檢、故障、檢修、變更等數(shù)據(jù)，并結(jié)合資產(chǎn)配置標(biāo)準(zhǔn)、使用年限及壽命等，對(duì)資產(chǎn)當(dāng)前使用情況進(jìn)行綜合分析評(píng)估，確定資產(chǎn)當(dāng)前所處狀態(tài)并提出評(píng)級(jí)，為資產(chǎn)檢修、更換和報(bào)廢提供依據(jù)。

資產(chǎn)信息統(tǒng)一管理工具作為資產(chǎn)信息采集的統(tǒng)一歸集入口，為I6000、ERP等系統(tǒng)資產(chǎn)信息提供數(shù)據(jù)來(lái)源和信息同步更新機(jī)制，提高信息維護(hù)效率和及時(shí)性，確保資產(chǎn)信息在不同部門(mén)和系統(tǒng)之間的一致性、完整性和準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)網(wǎng)黃山供電公司通過(guò)采用最新二維碼技術(shù)研發(fā)出了一款高效智能的設(shè)備巡檢系統(tǒng),可以做到巡檢記錄無(wú)紙化、高效化,同時(shí)可以大大節(jié)省巡檢時(shí)間及人力成本。 該技術(shù)避免了原來(lái)紙質(zhì)手寫(xiě)、手抄這樣的煩瑣過(guò)程，通過(guò)自動(dòng)生成巡檢項(xiàng)目,自動(dòng)生成巡檢結(jié)果,為管理人員提供豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能。