基于移動終端的供電段設備跟蹤管理系統

林知明，陳興鋒，林 響

（華東交通大學1.電氣與電子工程學院；2.圖書館，江西南昌330013）

設備管理工作是企業日常工作中重要的組成部分，高效的管理模式、良好的管理秩序、規范的管理方法能夠讓企業的設備發揮最大的效能，直接為企業產生經濟效益。因此，結合企業發展模式，開發相適應的設備跟蹤管理系統，是當前企業設備管理信息化的一個趨勢。當前，哈爾濱供電段使用的供電管理信息系統中的設備履歷管理子系統能夠實現設備信息的查詢、錄入、編輯、導出等功能。但是，當前的系統對于設備信息的獲取都是通過PC終端實現，并不能做到設備信息的現場實時獲取。而鐵路部門作為一個公共服務型部門，對于安全生產的要求非常高，因此對于各類設備的情況的實時掌握顯得非常重要。

1 系統管理模式

當前，通過使用設備履歷管理子系統，對于設備的相關情況可以通過系統進行查詢，對于設備的變更也可以通過系統進行編輯修改或錄入。但由于設備的安裝使用地點比較分散，在所有設備附近均實時使用信息系統并不太現實。另一方面，在技術人員對設備進行檢修維護后，通常都需要將現場的作業情況錄入到信息系統中，形成問題的閉環銷號。目前現場維修人員的做法通常是用紙筆在現場記錄作業情況，待維修結束后，再使用信息系統進行現場作業情況的轉錄，不僅增加相關人員的工作量，并且容易發生設備信息錄入錯誤、遺漏錄入等情況，這些問題無疑阻礙了鐵路供電段提升設備管理水平。

針對以上問題，通過結合當前流行的二維碼技術和移動計算技術，以既有信息系統為平臺，通過移動終端來實現對現場設備的實時管理。在設備安裝使用前，通過信息系統為設備生成唯一的二維碼，并將二維碼貼于設備上。在設備安裝使用以及維修時，通過移動終端為現場作業人員向信息系統寫入或讀取相關數據提供接口。系統的管理模式如圖1所示。

圖1 系統管理模式Fig.1 System management mode

2 系統結構與設計

2.1 系統的功能結構

本系統依托既有的鐵路供電管理信息系統，主要由數據庫服務器、應用服務器、PC終端、二維碼打印機、二維碼、移動終端等幾部分組成。系統功能結構圖如圖2所示。

圖2 功能結構圖Fig.2 Function structure chart

數據庫服務器、應用服務器和PC終端組成了LAN，移動終端通過WIFI連接LAN。用戶通過移動終端掃描設備上的二維碼，移動終端對掃描結果進行解析并通過WIFI傳遞給應用服務器，應用服務器將得到的數據進行數據處理并完成數據庫的讀寫操作，最終將結果通過WIFI發送回移動終端并進行顯示。本系統主要解決二維碼的生成及移動終端通過二維碼獲取設備信息、更新設備信息等功能。

2.2 二維碼碼制的選擇

二維碼是用某種特定的幾何圖形以黑白相間的圖案形式按一定規律在二維平面上記錄信息的應用技術。相對于一維碼，二維碼具有信息容量大、容錯能力強等特點。當前，智能移動終端的廣泛使用更是讓二維碼迎來了新的發展機遇期。由于本系統使用二維碼作為標簽技術，因此，準確選擇二維碼的碼制對于二維碼的生成結果和后期識別至關重要。矩陣式二維碼中的QR Code具有編碼密度高、響應快速、容錯能力強、譯碼可靠性高等特點，因此本系統選擇QR Code作為二維碼的碼制。圖3所示為一個常見的QR二維碼標識牌。

圖3 二維碼標識牌Fig.3 The two-dimensional code label

2.3 移動終端系統平臺的選擇

當前，移動終端使用的操作系統主要有谷歌的Android，蘋果的IOS 和微軟的Windows Phone，蘋果的IOS和微軟的Windows Phone系統提供了更好的用戶體驗，但兩者都相對較為封閉，給用戶的二次開發造成了一定的困難。同時，由于安裝使用這兩個系統的設備價格都相對較高，從系統成本的角度來考慮，大規模推廣不太現實。而谷歌的Android 系統，由于其開放發展的戰略，當前發展勢頭良好，并且搭載Android系統的設備價格也相對較低，開發相關應用也較為容易。因此，移動終端最終搭載的系統選擇Android。

3 系統功能實現

3.1 二維碼的生成

在設備入庫前，通過生產物料管理系統為每個設備生成唯一的二維碼。通過二維碼打印機進行打印并將標簽粘貼到設備上，之后無論是出入庫還是后期的安裝維修保養，都通過設備上的二維碼進行跟蹤管理。由于服務器端使用的環境是Windows+Apache+MySQL +PHP，因此，二維碼的生成主要是基于PHP QRCode 類進行實現，將需要生成二維碼的數據信息（由設備的唯一id、設備名稱、型號、廠家等組成，其中唯一id用于設備的全程跟蹤）、保存的圖片名稱、錯誤的處理級別、每個黑點的像素以及圖片外圍的白色邊框像素等數據以參數形式傳遞給QRCode 中的png 方法，通過png 方法可以將數據信息直接生成二維碼。生成二維碼的方法如下：

QRcode：：png（$data，$filename，$errorCorrectionLevel，$matrixPointSize，$margin）

其中：$data 是待生成二維碼的數據信息；$filename 是保存的圖片名稱；$errorCorrectionLevel 是錯誤處理級別。共有4個糾錯級別，L級別，7%的字碼可被修正；M級別，15%的字碼可被修正；Q級別，25%的字碼可被修正；H級別，30%的字碼可被修正；糾錯級別越高，生成的圖片就會越大；

$matrixPointSize 是每個黑點的像素；

$margin 是圖片外圍的白色邊框像素。

3.2 設備信息的獲取

設備信息的獲取通過移動終端掃描二維碼實現。使用Eclipse IDE工具并安裝ADT插件便可完成Android程序開發平臺的搭建。在識別過程中，主要是通過手機的攝像頭對二維碼標簽進行掃描并將得到的結果送到后臺進行解析。如果解析成功，則停止對二維碼標簽的掃描并將解析得到的結果傳遞給應用服務器進行處理，應用服務器對移動終端傳遞過來的數據進行識別并選擇相應的處理程序，處理完成后將結果發送回移動終端。如果解析不成功，則繼續進行掃描采集圖像并傳遞到后臺進行解析，直到對二維碼進行了正確的識別。主要的實現代碼如下：

對于二維碼的內容，可以通過（Result）message.obj.getText（）來獲取，將二維碼內容序列化后通過3G網絡傳遞給應用服務器，由應用服務器上的PHP程序對數據庫進行操作，獲取設備信息，應用服務器將獲取的數據序列化并通過3G 網絡傳遞給移動終端，移動終端對數據進行解析并顯示。獲取信息主要代碼如下：

圖4為解碼成功并從數據庫服務器讀取數據后顯示的結果。

圖4 解碼結果圖Fig.4 Decoding result chart

3.3 上傳設備維修保養情況

通過掃描設備的二維碼，便可獲取關聯設備的相關信息。在信息查看頁面，可以選擇上報維修情況操作，將設備的現場維修情況通過移動終端進行輸入，移動終端將數據進行序列化并通過3G網絡發送給應用服務器。應用服務器上的PHP程序則進行數據庫的記錄添加、查詢、更新操作，將現場維修作業情況實時與服務器進行交互。應用服務器端的數據插入更新主要通過以下代碼實現。

插入數據代碼：

更新數據代碼：

圖5為提報現場維修情況的界面。

圖5 維修結果圖Fig.5 Maintenance situation chart

4 結論

設計并實現了基于移動終端的供電段設備跟蹤管理系統，達到了預期設計功能。通過本系統的使用，能夠實現對重要設備相關信息的實時跟蹤操作，為設備的維修保養工作提供了較好的信息支持，使作業人員能夠將更多的精力投入到設備維修保養的實質性工作中，提高了設備維修保養的工作效率。為設備管理工作帶來了良好的效益，為推動設備跟蹤管理的科學化、信息化提供了重要支持。

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