手機二維碼識別技術在大型儀器設備管理中應用

王文俊, 殷曦敏

(上海海洋大學 實驗室與設備管理處，上海 201306)

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手機二維碼識別技術在大型儀器設備管理中應用

王文俊, 殷曦敏

(上海海洋大學 實驗室與設備管理處，上海 201306)

通過二維碼技術的基本應用原理闡述和業務應用領域探索，結合高校智能化校園平臺建設，提出了手機二維碼技術在大型科學儀器設備信息化管理中應用的途徑，探討了其在儀器生命周期檔案管理、用戶碎片式學習和互動交流、費用便捷支付、檢測資質監控等方面的應用模式，并經過實踐提出一些建設性的研究思路，從而優化和改進了地方高校大型儀器設備管理水平。

二維碼； 大型儀器設備； 設備管理

0 引 言

近年來，二維碼技術由于其特有的優勢，已被廣泛應用到各個行業領域，例如生產線零件自動追蹤、食品溯源、廣告、醫療、票務及稅務上報系統等等[1]。隨著第四代移動通信技術(4 G網絡技術)的興起，手機擁有了超高的數據傳輸速度，二維碼又很自然的與手機結合到了一起，形成了手機信息獲取與交換便捷的途徑。

在高校大型科學儀器設備管理中，由于教學科研實力的不斷增長，設備的數量和種類急劇增加，常規的管理方式已不太適應現代的需求，加快推進信息化、智能化管理，最大限度地發揮大型儀器設備信息、資源共享的工作已刻不容緩。二維碼技術的應用和普及為適應這一要求帶來了革命式的改變，也為高校大型儀器設備管理提供了新的研究方向。通過二維碼技術的基本原理和業務應用領域的概述，圍繞手機二維碼識別技術在高校大型科學儀器設備管理中的創新應用模式，提出一些建設性的探索思路。

1 二維碼技術基本應用原理

1.1 二維碼技術架構

二維碼是用特定的幾何圖形按規律在平面分布的黑白相間的圖像來記錄信息的條碼，并在圖像被識讀后利用特定圖形與二進制的對應規則實現數據符號的自動識別處理。在二維碼出現之前被廣泛應用的一維碼，必須搭配電腦資料庫才能讀取詳細的產品資訊，僅能實現對產品的“標識”，而二維碼則可以做到對產品實現“描述”，并且具有高密度編碼、信息量大，防偽保密性好，譯碼及糾錯能力強，制作易、成本低等優點。

常見的二維條碼制格式有MaxiCode、PDF417、Code16K、Code49、QR Code等，其中在行業內應用最為成功和廣泛的是QR Code碼，全稱為快速響應碼[2]。如圖1所示， 呈正方形，在像“馬賽克”般形態各異的花紋的3個角上，各有個“回”字的正方形圖案是定位圖案，使用者不需要對準，無論以任何角度掃描，資料都可被正確讀取。其數據存儲時以矩陣形式排列，除支持一般的數字、中英文字符以外，還支持音頻和視頻、指紋和圖像等信息的存儲。

圖1 QR Code組成圖[3]

1.2 二維碼技術的應用

二維碼技術應用根據業務形態不同，可分為被讀類和主讀類兩大類[4]。

(1) 被讀類業務。業務信息經應用方加密、編制成二維碼圖像后，將二維碼圖像發送至用戶的移動終端上，用戶使用時通過專用識讀設備對移動終端上的二維碼圖像進行識讀認證，作為識別、交易業務的憑證來支撐各種應用。

(2) 主讀類業務。用戶使用安裝有二維碼客戶端的移動終端，通過掃描識讀媒體、報紙等介質上的二維碼圖像，解碼后獲取二維碼所存儲內容并觸發相關應用，如快速便捷地瀏覽網頁、下載圖文和查詢產品信息等。

2 手機二維碼識別技術在大型儀器設備管理中應用

手機二維碼識別技術是指以移動終端和移動互聯網作為二維碼的存儲解讀處理和傳播渠道而展開的編碼、譯碼、識別、被識別相結合的綜合性技術[5]。

在大型儀器設備管理之中，根據手機客戶端承擔存儲二維碼信息或解讀二維碼信息的功能區別，將這兩種功能進行融合，使得儀器設備的管理模式從傳統的面向儀器設備“靜態管理”轉變為“動態管理”，從而有效地提高管理者的工作效率和服務水平。架構功能基本模塊如圖2所示，分為客戶端和服務器端，其中JSON(JavaScript Object Notation)是一種輕量級的數據交格式，易于閱讀編寫和解析生成，主要是便于智能手機客戶端與服務器端通信[6]。

圖2 架構功能模塊

2.1 實現大型儀器設備生命周期管理

大型儀器設備生命周期管理貫穿設備使用壽命的全過程，是指從設備的申購到報廢的整個過程中，對設備實施的必要的、全面的管理[7]，因其在全過程中實行一體化的動態管理理念，目前在各行業中都廣泛受到重視。在儀器設備生命周期中，設備本身的檔案資料是處在一種不確定的變化狀態中，建立設備生命周期的動態管理數據庫，可以了解每臺設備在其生命周期中的經歷環節、使用績效、培訓人數、維修部件、功能改造等等，從而提高設備的可靠性、穩定性等方面的跟蹤管理水平。

生命周期全動態管理的數據是鑒別同類設備不同品牌之間產品質量、操作性能、使用壽命、能源消耗等指標的重要依據，也為高校今后購置同類設備提供可靠的數據進行參考。同時，淘汰設備在面向社會進行拍賣處理或者有償轉讓時，完整的生命周期管理數據檔案還可以提高設備殘值，使原所有方受益[8]。

二維碼與儀器設備管理服務器數據庫相結合，通過手機掃描二維碼關聯查詢，相對于傳統的PC操作，是建立儀器設備生命周期全動態管理的一種更加便捷的方法。通過手機掃描設備上的二維碼標簽，直接點擊就能訪問設備管理數據庫網站，方便地查閱設備生命周期中的各項檔案信息。同時，管理者對設備的每個過往記錄，通過手機等移動終端可以不斷地補充和細化，完善其全動態管理功能。

2.2 開啟設備技術檔案碎片式學習“微時代”

儀器設備技術檔案是指設備在使用、維修、改造過程中形成的檔案材料，包括設備使用說明書和圖紙等原始資料、基礎信息、標準操作程序(SOP)、使用維護記錄、用戶反饋等，是實驗技術人員對設備長期積累下來的實驗技術﹑使用管理及其經驗的總結，也是實現設備管理維護規范化、條理化、形象化和簡單化最基本的管理工具和技術數據[9]。

傳統的設備技術檔案，信息和數據多限于文字和圖片等紙質材料，內容名目繁多，又受時間和空間的局限，用戶在查閱和學習過程中，時常覺得不便與枯燥；特別對設備操作與步驟要求往往會不得要領。4 G網絡技術的興起,為手機高速數據傳輸提供了堅實的技術平臺，手機體積小、隨身攜帶的特點，使其成為年輕人移動學習的首選工具，從而開啟了教育的“微時代”。手機作為客戶平臺，二維碼掃描技術為進入數據庫，查詢設備技術檔案和操作程序提供了快捷的信息搜索途徑，所視界面不再是簡單的文字，而是一個包含了圖片、文字、聲音、視頻等內容圖形兼備的多媒體數據平臺，用戶可以根據需求方便地查閱相關信息，也使得用戶在接受知識和信息的過程中不受空間、時間的約束，完成碎片式學習過程，適應當代年輕人工作、學習的習慣和節奏[10]。

2.3 促進設備用戶和技術管理員之間交流互動

高校傳統的儀器設備使用和操作的培訓常常表現為一名設備技術管理員要面對多位學員進行單向式傳授，因人數較多及時間、空間的局限，缺乏與學員即時有效的互動過程；同時，學員掌握設備使用的反饋信息大部分又缺乏即時性和直接性，極大地影響了學習和培訓的效果。手機二維碼技術與大型儀器設備使用管理的結合，使得儀器設備的操作培訓由靜態單向傳授向動態交互發展、課堂內向課堂外延伸，提供了學員多渠道學習的選擇性。

學員通過手機掃描二維碼直接進入設備信息管理平臺，通過與設備管理員、實驗技術人員評論回復、經驗共享等方式，直接便捷地進行互動交流，獲取知識、解決問題、發表見解，從而實現即時地互動溝通；另外，設備技術管理人員也根據用戶的反饋和建議，不斷改進工作方式方法，優化服務質量。

2.4 實現大型儀器設備手機預約和便捷支付

高校大型儀器設備有償使用是解決開放共享資源的最有效的管理方式，經濟手段是提高儀器設備經濟效益和社會效益的最佳結合點，它促使設備管理部門和實驗室人員積極主動地為校內外開放和服務，打破封閉式的消極管理方式[11]。但較為繁瑣的使用預約和高校財務電子支付平臺不健全，又成了學校建立設備開放、資源共享現代化服務體系的一個瓶頸，許多協作單位和臨時用戶希望通過更加便捷的方式進行儀器設備的預約和相關費用的支付。

隨著手機二維碼技術的普及應用和移動支付方式迅猛發展，大型儀器設備預約使用和有償支付這兩個環節，通過二維碼技術特有的認證功能，用戶通過手機足不出戶就可以便捷地完成整個流程，減少了往返耗費時間和不必要的等待麻煩，最大程度上滿足用戶多樣性和個性化的需求。目前手機支付使用較多是“即拍即付”的方式，用戶只需打開支付寶或者微信客戶端中的“掃一掃”功能，掃描儀器設備的二維碼標簽后，手機上自動出現賬號及關聯訂單，用戶只需輸入相應金額，點擊確認支付，即可完成服務的購買[12]。這種方式免去了原來用戶搜索、人工預約下單的繁瑣，使用戶真正體驗到移動支付給工作帶來的改變。

2.5 強化大型儀器設備檢測資質有效監控

在教學科研的工作中，實驗室大型儀器設備檢定管理工作是影響儀器設備所測定數據可靠程度和科學研究質量的關鍵因素。按照ISO10012《測量管理體系》的規定，檢定部門在校檢時必須出具檢定證書，并在設備的明顯位置貼上合格確認標簽，注明設備編號、確認日期、確認人和有效日期，并在有效日期前及時送檢[13]。事實上由于實驗設備種類和數量繁多，加上管理人員崗位變換，設備的出借和搬動，經常出現設備信息不對稱而漏檢。一方面，實驗室的設備檢定/校準證書屬于重要資料，一般由專人集中收納管理，不跟隨設備放置，證書上關于設備的檢定結果、有效期和使用建議易被忽視遺忘；另一方面，傳統合格確認標簽由于空間限制，只能記錄非常有限的基礎信息，如需獲取詳盡信息，需進入相關數據庫檢索，較為不便[14]。

采用二維碼識別技術，可以有效改善上述缺陷。傳統合格確認標簽結合二維碼表達，除保留原有標簽的基礎信息以外，用戶使用手機掃描識別，可隨時登錄相關數據庫進一步查詢檢定/校準證書相關信息，設備也不用每次周檢都更換二維碼標簽，其強大的信息容量可以使設備歷次周檢更新信息都一目了然。另外，二維碼識別技術由于其特有防偽性和在線實時查詢的功能，降低了部分實驗室為應付檢定巡查、私貼合格確認標簽的風險。

2.6 提高維修效率、轉變維護方式

儀器設備的檢修和日常維護是保持其完好率、延長使用壽命的重要環節，可以防止和減少突發性故障和非正常停機，使設備發揮最大效能。

一般儀器設備出現故障時，檢修人員先是根據用戶所說的故障現象做出初步判斷，到現場后觀察現象憑經驗來判斷確認故障，常常要花費較多的時間才能解決問題。而當二維碼標簽與設備生命周期中故障信息檔案關聯以后，檢修人員通過手機掃描即可登陸設備維護管理平臺，查詢該設備歷次故障維修記錄、故障現象、更換部件等[15]，為本次故障提供診斷比對。管理平臺根據每次維護維修的記錄進行檔案更新，便于供以后維修參考。

有二維碼信息化管理手段的輔助，使設備管理人員還可以根據設備使用年限、檢修周期以及設備自身的技術狀況、使用性能，按照相應設備維護保養規程，在數據庫中制定出設備年度、季度檢修及維護保養計劃，手機掃描二維碼時，會出現對應的保養日志及備注提醒，保證在用設備始終能正常工作，保障教學和科研工作的順利進行。

3 結 語

積極推進高校大型儀器設備智能化管理，對優化配置分析儀器資源、提高儀器設備使用率和投資效益具有重要的意義，同時，也是落實科學發展觀、實現集約式發展的重要措施。

近年來，我校通過智能化校園平臺規劃與建設，針對其中大型科學儀器設備開放共享管理難題，正在建立和探索“體制加機制、管理加信息”的體系化建設思路，積極運用如手機二維碼識別技術等信息領域新手段來改善教學科研服務環境，并在部分學院的課題組、實驗室進行了試運行和進一步探索，從效果來看，促進了大型儀器設備的宣傳推廣，增進了校內外用戶對設備的了解，提高了儀器設備的使用績效。在今后的工作中，我校將進一步結合體制、機制的創新，充分調動各方技術管理人員的積極性，持續研究和深入實踐，不斷改善和提升大型科學儀器設備的開放共享效益。

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The Application of Two-dimensional Code Recognition Technology of Mobile Phone to the Large-scale Equipment Management

WANGWen-jun,YINXi-min

(Administrative Office of Laboratory and Equipment， ShangHai Ocean University)

With the improvement of teaching, research and lab equipment management in universities, the use, maintenance and management of the large-scale instrument and equipment has turned out to be the focus on management of instrument and equipment. Through elaborating the basic principles of the qr code scanning technology and its business application, this paper, based on the construction of digital campus platform, puts forward with approaches of applying mobile phone qr code scanning technology to the information management of large-scale instrument and equipment and provides some ideas.

two-dimension code; large scale and instrument equipment; equipment management

2014-10-15

王文俊(1982-)，男，江蘇宜興人，碩士，工程師，從事大型儀器設備管理。Tel.：021-61900006；E-mail：wj-wang@shou.edu.cn

殷曦敏(1963-)，男，江蘇鎮江人，碩士，副研究員，實驗室與設備管理處處長，從事高教研究。

Te.l：021-61900007；E-mail：xmyin@shou.edu.cn

G 482.0

A

1006-7167(2015)05-0278-04