基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新型燈浮標(biāo)鏈系管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研討

蔡勝男，吳雅璇

（1．北海航海保障中心營(yíng)口航標(biāo)處，遼寧 營(yíng)口 115000；2．北海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處，天津 300220）

1 概述

浮標(biāo)是標(biāo)示航道、淺灘、障礙物或表示專門用途的水面助航標(biāo)志，其指一種金屬制之器，一端系于水底，其本身浮于水面，用來(lái)指示航道的界限，航行的障礙物和危險(xiǎn)地區(qū)。在航標(biāo)管理中，浮標(biāo)錨鏈?zhǔn)呛降腊踩闹匾Ｕ?，鏈系外觀相似，數(shù)量多、重量大，沒(méi)有穩(wěn)固的身份標(biāo)識(shí)，且傳統(tǒng)的視覺(jué)標(biāo)識(shí)在航標(biāo)鏈應(yīng)用和作業(yè)期間腐蝕磨損,難以分類?，F(xiàn)實(shí)中由于場(chǎng)地限制，航標(biāo)鏈大多采取堆放方式，一直存在統(tǒng)計(jì)難、跟蹤難、易混亂等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致航標(biāo)鏈管理難度大，使用不便的問(wèn)題。本文針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行探討，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)研發(fā)具備身份標(biāo)識(shí)的新型鏈系全生命周期的管理系統(tǒng)，解決燈浮標(biāo)標(biāo)鏈系統(tǒng)計(jì)難、跟蹤難、易混亂的管理難題，保障燈浮標(biāo)效能的穩(wěn)定發(fā)揮。

應(yīng)用該系統(tǒng)，在錨鏈上采用JY-K9522 抗金屬標(biāo)簽（無(wú)源標(biāo)簽），使用JY-U7920 超高頻手持機(jī)進(jìn)行掃描識(shí)別，在2-4 米的范圍內(nèi)可以搜索到產(chǎn)品信息源（包括產(chǎn)品型號(hào)、長(zhǎng)度、規(guī)格）。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括APP 超高頻智能手持終端、后臺(tái)管理系統(tǒng)。

APP 超高頻智能手持終端基于Android 6.0 操作系統(tǒng)，后臺(tái)管理系統(tǒng)則是基于Web 瀏覽器。

管理員：擁有系統(tǒng)資源的最高管理權(quán)限，通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)，管理員可以對(duì)所有資源進(jìn)行管理操作，即包括對(duì)燈浮標(biāo)、鏈系和系統(tǒng)維護(hù)進(jìn)行管理維護(hù)。

完成主要功能模塊：

2.1 入庫(kù)管理

管理人員可根據(jù)入庫(kù)申請(qǐng)內(nèi)容，即入庫(kù)燈浮標(biāo)鏈系是否已經(jīng)完成電子身份標(biāo)識(shí)，若未完成標(biāo)識(shí)，則管理人員可將電子標(biāo)簽粘貼于燈浮標(biāo)鏈系，并將兩者的關(guān)聯(lián)信息記錄于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成入庫(kù)；若該燈浮標(biāo)鏈系已經(jīng)完成身份標(biāo)識(shí)，則管理人員可根據(jù)燈浮標(biāo)鏈系相關(guān)信息于管理系統(tǒng)中作記錄，并完成入庫(kù)。

入庫(kù)后，系統(tǒng)可根據(jù)此次真實(shí)入庫(kù)情況對(duì)庫(kù)存信息進(jìn)行自動(dòng)更新。

2.2 出庫(kù)管理

管理人員可根據(jù)燈浮標(biāo)鏈系出庫(kù)內(nèi)容，生成當(dāng)前燈浮標(biāo)鏈系的相關(guān)信息，管理系統(tǒng)根據(jù)該信息驗(yàn)證燈浮標(biāo)鏈系的關(guān)聯(lián)信息等是否正確，若驗(yàn)證通過(guò)，則管理系統(tǒng)可記錄當(dāng)前燈浮標(biāo)鏈系的出庫(kù)信息，并完成出庫(kù)；若驗(yàn)證未通過(guò)，則管理人員可根據(jù)燈浮標(biāo)鏈系的電子身份標(biāo)識(shí)，于管理系統(tǒng)中修正當(dāng)前燈浮標(biāo)鏈系的關(guān)聯(lián)匹配信息，并重新申請(qǐng)出庫(kù)，直至完成出庫(kù)。

出庫(kù)后，系統(tǒng)可根據(jù)此次真實(shí)出庫(kù)情況對(duì)庫(kù)存信息進(jìn)行自動(dòng)更新。

2.3 盤點(diǎn)管理

燈浮標(biāo)鏈系盤點(diǎn)的目的是掌握真實(shí)的燈浮標(biāo)鏈系的關(guān)聯(lián)信息，以修正燈浮標(biāo)鏈系之間的匹配關(guān)系。盤點(diǎn)傳統(tǒng)上是個(gè)難點(diǎn)，因其涉及到逐個(gè)檢查，手工清點(diǎn)，耗費(fèi)大量人力和時(shí)間。采用RFID 超高頻智能手持終端盤點(diǎn)可以提高盤點(diǎn)效率，大大降低工作強(qiáng)度。

根據(jù)盤點(diǎn)作業(yè)內(nèi)容，管理人員持手持終端可進(jìn)行燈浮標(biāo)鏈系標(biāo)簽識(shí)別，并能獲得燈浮標(biāo)鏈系的相關(guān)信息，管理系統(tǒng)可根據(jù)該信息自判斷當(dāng)前的燈浮標(biāo)與當(dāng)前的鏈系是否匹配關(guān)聯(lián)，若匹配則完成本次盤點(diǎn)，否則管理員根據(jù)燈浮標(biāo)鏈系電子身份對(duì)兩者的信息進(jìn)行再維護(hù)。

2.4 報(bào)表打印

管理員可于管理系統(tǒng)應(yīng)用中選擇相關(guān)燈浮標(biāo)鏈系信息導(dǎo)出打印報(bào)表。

2.5 用戶管理

管理員可于管理系統(tǒng)應(yīng)用中對(duì)有權(quán)使用該系統(tǒng)的用戶的基本情況數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、查詢等操作，實(shí)現(xiàn)用戶管理功能。分級(jí)管理，分別具有不同的權(quán)限；具有分組管理用戶的功能。可以針對(duì)用戶分配軟件模塊使用權(quán)限。

3 系統(tǒng)用例分析

3.1 APP 超高頻智能手持終端數(shù)據(jù)管理模塊

在該功能模塊中（如圖1），管理員可利用智能手持終端完成對(duì)燈浮標(biāo)鏈系的電子身份標(biāo)識(shí)以及掃描識(shí)別。

圖1 智能手持終端數(shù)據(jù)管理模塊用戶用例圖

3.2 后臺(tái)信息管理模塊

在后臺(tái)信息管理系統(tǒng)中，管理員用例（圖2）可以實(shí)現(xiàn)燈浮標(biāo)鏈系入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤點(diǎn)、報(bào)表打印以及用戶管理。

圖2 后臺(tái)信息管理系統(tǒng)管理員用例圖

4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架模型（如下圖3）從下到上劃分為四個(gè)層次，分別是標(biāo)簽部署層、采集及交互層、RFID 數(shù)據(jù)服務(wù)層、系統(tǒng)應(yīng)用層：

圖3 系統(tǒng)框架模型圖

標(biāo)簽部署層：針對(duì)在管燈浮標(biāo)鏈系實(shí)行“標(biāo)至于錨”的1：1 綁定管理模式，對(duì)燈浮標(biāo)以及鏈系進(jìn)行標(biāo)簽部署工作，并寫入對(duì)應(yīng)信息，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)予以記錄。

數(shù)據(jù)采集層：含各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和用戶交互設(shè)備，包括 RFID 手持終端等。主要提供用戶操作指引，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入等。為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和交互操作指引。

RFID 中間件：對(duì)系統(tǒng)中的 RFID 設(shè)備及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行管理，采集數(shù)據(jù)的收集、緩存、過(guò)濾，控制指令及相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、分發(fā)等，提供應(yīng)用互交窗口。數(shù)據(jù)服務(wù)層以系統(tǒng)軟件服務(wù)的方式運(yùn)行在系統(tǒng)服務(wù)器，提供對(duì)用戶應(yīng)用層及數(shù)據(jù)采集交互層的 RFID 數(shù)據(jù)及相關(guān)控制指令的數(shù)據(jù)服務(wù)。

系統(tǒng)應(yīng)用層：提供給燈浮標(biāo)鏈系的用戶管理交互界面，同時(shí)提供報(bào)表和數(shù)據(jù)查詢等服務(wù)。管理中心對(duì)出庫(kù)任務(wù)單、入庫(kù)任務(wù)單以及數(shù)據(jù)監(jiān)控等均通過(guò)系統(tǒng)應(yīng)用層提供。

總體系統(tǒng)由業(yè)務(wù)管理軟件、RFID 標(biāo)簽發(fā)行子系統(tǒng)和RFID 標(biāo)簽識(shí)別采集子系統(tǒng)等組成，這幾個(gè)子系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成該系統(tǒng)的各個(gè)流程。

后臺(tái)管理系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)服務(wù)器和管理終端組成，是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)與手持機(jī)通訊，將手持機(jī)上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并插入到后臺(tái)燈浮標(biāo)鏈系管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)標(biāo)簽管理信息、發(fā)行標(biāo)簽和采集的標(biāo)簽信息集中進(jìn)行儲(chǔ)存和處理。

4.1 燈浮標(biāo)鏈系入庫(kù)管理模塊

管理人員提交燈浮標(biāo)鏈系入庫(kù)申請(qǐng)后，若管理系統(tǒng)未記錄燈浮標(biāo)鏈系相關(guān)信息，則管理人員將燈浮標(biāo)鏈系標(biāo)簽寫入信息、完成粘貼，并將兩者關(guān)聯(lián)信息記錄于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并完成入庫(kù)。若管理系統(tǒng)中已存在該燈浮標(biāo)鏈系的相關(guān)信息，則將該燈浮標(biāo)鏈系的當(dāng)前生命周期信息記錄于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并完成入庫(kù)。

圖4 燈浮標(biāo)鏈系入庫(kù)業(yè)務(wù)流程圖

圖5 燈浮標(biāo)鏈系出庫(kù)業(yè)務(wù)流程圖

4.2 燈浮標(biāo)鏈系出庫(kù)管理模塊

管理人員根據(jù)出庫(kù)任務(wù)生成出庫(kù)申請(qǐng)，系統(tǒng)根據(jù)申請(qǐng)出庫(kù)燈浮標(biāo)鏈系關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行匹對(duì)驗(yàn)證，如驗(yàn)證通過(guò)，則完成出庫(kù)，如驗(yàn)證不通過(guò)，管理人員重新校正燈浮標(biāo)鏈系關(guān)聯(lián)信息，重新驗(yàn)證。

4.3 燈浮標(biāo)鏈系盤點(diǎn)管理模塊

圖6 燈浮標(biāo)鏈系盤點(diǎn)業(yè)務(wù)流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展成熟，為航標(biāo)鏈現(xiàn)代化管理提供了技術(shù)基礎(chǔ)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新型燈浮標(biāo)鏈系管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用，將改善錨鏈管理困難的現(xiàn)狀，極大減少錨鏈管理的人力、物力成本，有較強(qiáng)的實(shí)用性和較高的經(jīng)濟(jì)效益。以此類推，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在航標(biāo)器材管理中得到更多的應(yīng)用，提高航標(biāo)器材管理水平，保障燈浮標(biāo)效能的穩(wěn)定發(fā)揮，不斷提升助航服務(wù)效能。