物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)異地備份體系中的應(yīng)用
——以廣州市為例

陳利燕，林 鴻，張勁泉，劉年強(qiáng)

(1. 廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060； 2. 廣州市國土資源和規(guī)劃委員會，廣東 廣州 510060； 3. 廣州迅領(lǐng)信息科技有限公司，廣東 廣州 510620)

不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)是證明不動產(chǎn)物權(quán)歸屬的基本依據(jù)，應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行異地備份，并建立健全安全責(zé)任制度。建立不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)異地備份庫工作，既是應(yīng)對各種毀滅性災(zāi)害發(fā)生時(shí)檔案不受毀滅性損失、確保數(shù)據(jù)安全的一項(xiàng)防范措施，也是今后不動產(chǎn)登記的一項(xiàng)重要工作任務(wù)。采取本地和遠(yuǎn)程相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲、備份與恢復(fù)手段，建設(shè)異地備份容災(zāi)系統(tǒng)，能夠提升不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的高可靠性和安全性，抵御病毒攻擊、人為破壞或自然災(zāi)害等突發(fā)事件所造成的損失[1-2]。

廣州市不動產(chǎn)登記信息數(shù)據(jù)具有存儲量大、多源異構(gòu)、空間時(shí)態(tài)并存、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)[3]，一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致登記資料損毀，將嚴(yán)重影響登記業(yè)務(wù)的開展；同時(shí)，不動產(chǎn)登記簿作為不動產(chǎn)權(quán)利歸屬和權(quán)利內(nèi)容的依據(jù)，一旦損毀滅失，將對權(quán)利人利益造成極大的風(fēng)險(xiǎn)隱患，導(dǎo)致社會秩序混亂。因此，建立廣州市不動產(chǎn)異地備份技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)備份介質(zhì)在本地存儲、同城運(yùn)輸、異地運(yùn)輸和異地存儲的技術(shù)保障，建立備份介質(zhì)存儲傳輸?shù)牧鞒坦芾?，以保障登記業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和不動產(chǎn)登記業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景[4-5]。

1 異地備份基礎(chǔ)體系架構(gòu)

所謂數(shù)據(jù)的異地備份，是指在兩個(gè)相距一定距離的空間各自保存一份關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)恢復(fù)手段的數(shù)據(jù)安全存儲方式[6]。不動產(chǎn)登記異地備份基礎(chǔ)體系建設(shè)是為了保障不動產(chǎn)登記業(yè)務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)和異地備份運(yùn)輸過程的安全。整個(gè)體系架構(gòu)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、射頻識別(radio frequency identification，RFID)、GIS等技術(shù)手段，貫穿于本地?cái)?shù)據(jù)中心、運(yùn)輸過程、異地備份中心等各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建提供高安全要求服務(wù)[7]，實(shí)現(xiàn)存儲介質(zhì)的自動管理和實(shí)時(shí)信息自動采集，將采集與處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供給可視化的監(jiān)控管理軟件系統(tǒng)，形成一個(gè)安全有效、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)備份存儲介質(zhì)的出入庫、物流運(yùn)送、庫房監(jiān)管、使用維護(hù)等智能管理的數(shù)字化平臺。異地備份基礎(chǔ)體系架構(gòu)如圖1所示，主要包括基礎(chǔ)設(shè)備支撐、全程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)和人員組織及相應(yīng)的管理制度。

2 基礎(chǔ)設(shè)備支撐體系

物聯(lián)網(wǎng)的核心理念是在普適環(huán)境下實(shí)現(xiàn)“物—物相聯(lián)”， 即通過對物理世界的信息化、網(wǎng)絡(luò)化，將傳統(tǒng)上分離的物理世界與信息世界實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與整合[8]。本系統(tǒng)采用RFID、私有云等技術(shù)，將不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和信息通過物聯(lián)網(wǎng)的手段進(jìn)行有效的管理。整體設(shè)計(jì)上采用的是廣義物聯(lián)網(wǎng)和狹義物聯(lián)網(wǎng)的混合設(shè)計(jì)模式，即基于移動物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的移動式的智能物流箱體系，加上WiFi或局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能存儲柜及RFID手持讀寫器體系?；A(chǔ)設(shè)備支撐體系如圖2所示，包括數(shù)據(jù)中心設(shè)備、物流設(shè)備和異地備份中心設(shè)備3個(gè)部分。其中數(shù)據(jù)中心和異地備份中心分別配有智能存儲柜和配套的手持管理設(shè)備，物流設(shè)備是專用的智能物流箱。

圖1 異地備份基礎(chǔ)體系架構(gòu)

圖2 基礎(chǔ)設(shè)備支撐體系

2.1 RFID電子標(biāo)簽和手持RFID讀寫設(shè)備

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)體系中一種不可或缺的核心關(guān)鍵技術(shù)[9-10]，是將物理對象智能嵌入網(wǎng)絡(luò)世界的一種有效的、低成本的通信方式。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)。RFID系統(tǒng)具備兩個(gè)基本器件：RFID標(biāo)簽及RFID讀寫器，RFID讀寫器通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。?jīng)過廣泛比較和研究，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了無源式的超高頻(UHF)RFID標(biāo)簽及讀寫器，具有標(biāo)簽無需外部供電、非接觸式(1～2 m讀寫距離)、多標(biāo)簽并發(fā)讀寫等優(yōu)異特性。同時(shí)本系統(tǒng)對RFID讀寫器內(nèi)置軟件進(jìn)行了定制開發(fā)，使其具備分布式的數(shù)據(jù)讀寫能力，即基于移動物聯(lián)網(wǎng)(如WiFi等)，可以在不同的操作地點(diǎn)將讀取的數(shù)據(jù)同步到云應(yīng)用管理平臺。

2.2 智能存儲柜

智能存儲柜是基于物聯(lián)網(wǎng)的核心識別技術(shù)手段——RFID技術(shù)設(shè)計(jì)的，將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行不間斷監(jiān)視，隨時(shí)了解其狀態(tài)和行蹤，并進(jìn)行相應(yīng)管理和控制的設(shè)備。為數(shù)據(jù)的安全可控管理提供了可靠的技術(shù)保障。內(nèi)置軟件的功能如下。

2.2.1 數(shù)據(jù)管理功能

介質(zhì)信息管理：介質(zhì)信息與電子標(biāo)簽綁定功能、介質(zhì)信息更新等功能。

用戶信息管理：可以添加、更新、刪除用戶，設(shè)置用戶相關(guān)權(quán)限等。

類別信息管理：可以添加、更新、刪除介質(zhì)類別，介質(zhì)類別位置設(shè)定等。

2.2.2 指紋或人員卡認(rèn)證功能

通過指紋或人員卡驗(yàn)證設(shè)置智能存儲柜的使用權(quán)限，同時(shí)增加了審核環(huán)節(jié)，具有使用權(quán)限，并在審核通過后才能打開智能存儲柜，系統(tǒng)自動記錄開柜人員和開柜時(shí)間。

2.2.3 日志功能

當(dāng)智能存儲柜打開或關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)會對柜內(nèi)介質(zhì)自動掃描一次，完成介質(zhì)出入柜數(shù)據(jù)的自動采集工作，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、客觀性。

2.2.4 統(tǒng)計(jì)功能

通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看當(dāng)前在柜介質(zhì)的數(shù)量、已出柜介質(zhì)的數(shù)量，查看固定時(shí)間內(nèi)介質(zhì)的使用頻率等。

2.2.5 聯(lián)網(wǎng)審核功能

支持遠(yuǎn)程審核授權(quán)功能，取用人員必須填寫取、還申請，申請通過后才能開啟介質(zhì)管理柜進(jìn)行取、還操作。

2.2.6 自動同步至云管理應(yīng)用平臺

智能存儲柜的信息實(shí)時(shí)同步到云管理應(yīng)用平臺，包括介質(zhì)的數(shù)量變化、報(bào)警信息等。

2.3 智能物流箱

智能物流箱電子電路設(shè)備是一款通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對物流箱進(jìn)行定位與監(jiān)管的系統(tǒng)。以定制式的嵌入式電路板為核心，搭載具備廣泛通用性的基于ARM架構(gòu)的單板機(jī)MPU，并將各種傳感器、移動通信部件、定位部件、電子鎖、藍(lán)牙部件等外圍部件接入核心電路板，通過嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對各種事件進(jìn)行反饋處理，并顯示到智能物流箱自帶的顯示屏，同時(shí)將各種數(shù)據(jù)指令同步到集中的云管理應(yīng)用平臺。內(nèi)置軟件的功能如下。

2.3.1 物流箱實(shí)時(shí)監(jiān)控

設(shè)備帶有GPS/北斗雙模定位模塊，在室外可實(shí)時(shí)獲取GPS/北斗聯(lián)合定位數(shù)據(jù)信息，定位更加準(zhǔn)確；同時(shí)設(shè)備也配有專用3G模塊，可實(shí)現(xiàn)LBS基站定位，在GPS/北斗雙模塊在室內(nèi)等特殊場景獲取不到位置信息時(shí)，可利用基站定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

2.3.2 藍(lán)牙防丟失

設(shè)備配有nrf51822低功耗藍(lán)牙模塊，當(dāng)手機(jī)與物流箱電子設(shè)備距離過遠(yuǎn)時(shí)，蜂鳴器將會告警。

2.3.3 溫濕度檢測

因數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)對溫濕度有一定要求，智能物流箱設(shè)備配有溫濕度模塊，可實(shí)時(shí)檢測環(huán)境的溫度和濕度。

2.3.4 屏幕顯示

設(shè)備配有一塊2.8寸高清彩色顯示屏，以數(shù)據(jù)化和圖像表盤化等方式顯示溫濕度、時(shí)間、信號格數(shù)、定位衛(wèi)星顆數(shù)、在庫或在途等信息。

2.3.5 蜂鳴器告警

物流箱出現(xiàn)異常情況，如非法被拆、藍(lán)牙未連接等時(shí)，蜂鳴器將進(jìn)行告警。

2.3.6 紅外檢測防拆卸

物流箱蓋上配有人體紅外感應(yīng)模塊，當(dāng)物流箱被非法打開時(shí)，設(shè)備的紅外模塊會立即檢測到人體，進(jìn)而告警。

2.3.7 控制電子鎖

設(shè)備與監(jiān)控相關(guān)系統(tǒng)通過TCP連接，系統(tǒng)可發(fā)送開鎖及關(guān)鎖命令給設(shè)備，設(shè)備收到指令后，控制電子鎖的開和關(guān)。

2.3.8 判斷在途在庫

智能物流箱設(shè)備可通過TCP/IP獲取實(shí)時(shí)的定位數(shù)據(jù)，通過與數(shù)據(jù)中心地理坐標(biāo)進(jìn)行對比，判斷在途或在庫。

2.3.9 信息實(shí)時(shí)上報(bào)

設(shè)備獲取溫濕度、定位數(shù)據(jù)、電量等一系列數(shù)據(jù)后，與監(jiān)控系統(tǒng)建立TCP/IP連接，將一系列數(shù)據(jù)上報(bào)至服務(wù)器。

3 平臺功能結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值在于網(wǎng)，須建立一個(gè)綜合性管理平臺,把各種傳感信息進(jìn)行匯總和分門別類[11]。為了實(shí)現(xiàn)對不動產(chǎn)異地備份介質(zhì)、設(shè)備和流程的可視化管理和監(jiān)控，建立基于瀏覽器/服務(wù)器(B/S)的不動產(chǎn)數(shù)據(jù)異地備份安全保障系統(tǒng)，采用表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層3層體系結(jié)構(gòu)，功能結(jié)構(gòu)如圖3所示?；谟脩魴?quán)限和角色方面的考慮，把平臺分成GIS實(shí)時(shí)監(jiān)控管理模塊、本地?cái)?shù)據(jù)中心管理模塊、運(yùn)輸管理模塊、系統(tǒng)管理模塊4個(gè)子系統(tǒng)，各模塊在邏輯結(jié)構(gòu)上相互關(guān)聯(lián)。

圖3 異地備份安全保障系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.1 GIS實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸，是集成感知、傳輸、智能決策與控制功能一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[12-13]。物聯(lián)網(wǎng)基于節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測技術(shù)能夠及時(shí)地獲取一定區(qū)域內(nèi)離散點(diǎn)的、時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)，但存在空間上不連續(xù)的問題。因此，將物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)相結(jié)合，建立物聯(lián)網(wǎng)基于“點(diǎn)”的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與GIS基于“面”的空間數(shù)據(jù)相應(yīng)的融合分析方法，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息在時(shí)間和空間上的表達(dá)[13]，實(shí)現(xiàn)對存儲庫的實(shí)時(shí)可視化管理，以及本地和異地運(yùn)輸過程全程定位跟蹤和監(jiān)控的管理。GIS實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊包括數(shù)據(jù)中心設(shè)備管理、同城備份監(jiān)控管理和異地備份監(jiān)控管理3個(gè)子模塊。

(1) 數(shù)據(jù)中心設(shè)備管理：包括各中心庫房信息、庫房地理位置的展示，庫房中相應(yīng)智能存儲柜、智能柜格子、存放介質(zhì)存放操作、庫房信息預(yù)警列表和提示燈狀態(tài)等信息查看和管理。

(2) 同城備份監(jiān)控管理：包括廣州市內(nèi)同城備份運(yùn)輸路線地圖實(shí)時(shí)展示、智能物流箱實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、配送單運(yùn)輸路線圍欄展示，運(yùn)輸信息預(yù)警列表、提示燈狀態(tài)等查看，歷史運(yùn)輸軌跡查看和分析等功能。

(3) 異地備份監(jiān)控管理：與異地備份運(yùn)輸路線地圖動態(tài)展示、智能物流箱實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、配送單運(yùn)輸路線圍欄展示、運(yùn)輸信息預(yù)警列表和提示燈狀態(tài)。

3.2 數(shù)據(jù)中心管理模塊

該模塊包括庫房信息管理、智能存儲柜管理、智能柜格子、數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理和智能箱管理5個(gè)子模塊。

(1) 數(shù)據(jù)中心信息管理：數(shù)據(jù)中心信息基本維護(hù)操作，包括增加、刪除、更改、查詢數(shù)據(jù)中心，并提供整體搜素的功能。

(2) 智能存儲柜管理：智能存儲柜信息基本維護(hù)操作，包括增加、刪除、更改、查詢智能存儲柜，并提供高級查詢功能。

(3) 智能存儲柜格子管理：智能存儲柜內(nèi)部的存儲格子(本系統(tǒng)一個(gè)智能存儲柜具有8個(gè)獨(dú)立的存儲格子)信息基本維護(hù)操作，包括增加、刪除、更改、查詢智能存儲柜格子。

(4) 數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理：數(shù)據(jù)備份介質(zhì)信息基本維護(hù)操作，包括增加、刪除、更改、查詢數(shù)據(jù)備份介質(zhì)等功能。

(5) 智能物流箱管理：智能物流箱信息維護(hù)操作，包括增加、刪除、更改、查詢智能物流箱，并提供整體搜素的功能。

3.3 運(yùn)輸保障模塊

實(shí)現(xiàn)不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)備份(同城備份和異地備份)出入庫和配送的管理，包括介質(zhì)存放、出入庫單、配送單和簽收表4個(gè)子模塊。

(1) 介質(zhì)存放：對介質(zhì)存放位置進(jìn)行操作。

(2) 出入庫單：對介質(zhì)進(jìn)行出庫入庫信息管理，并對出入庫單進(jìn)行增刪改查等操作。

(3) 配送單：對配送單詳情進(jìn)行增刪查改，以及查看配送單相應(yīng)路徑地圖位置。

(4) 簽收表：對簽收表信息的增刪查改等操作。

3.4 系統(tǒng)管理模塊

對系統(tǒng)用戶角色和日志等基礎(chǔ)信息管理，包括角色管理、用戶管理、組織管理和系統(tǒng)日志管理4個(gè)子模塊，并對具體用例進(jìn)行增刪查改等相應(yīng)操作。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的不動產(chǎn)異地備份全程實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)異地備份主要流程如圖4所示，具體過程如下：

(1) 數(shù)據(jù)入庫：數(shù)據(jù)備份管理員將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份并填寫數(shù)據(jù)入庫單。數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員審核入庫資料，審核通過后將介質(zhì)放入數(shù)據(jù)中心智能存儲柜。

(2) 數(shù)據(jù)出庫申請：數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單。

(3) 數(shù)據(jù)出庫：數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)從智能存儲柜中取出，或通過RFID手持設(shè)備掃描數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行出庫操作。數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單自動更新為“已出庫”狀態(tài)。

(4) 運(yùn)輸準(zhǔn)備：數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)配送單，選擇可用的智能物流箱和數(shù)據(jù)備份介質(zhì)清單。

(5) 介質(zhì)交付物流：確定配送車輛和押運(yùn)人員，將智能物流箱關(guān)鎖后交付給押運(yùn)人員。

(6) 過程監(jiān)控：數(shù)據(jù)備份介質(zhì)管理員全程通過云管理應(yīng)用平臺監(jiān)控押運(yùn)地理軌跡和相應(yīng)的報(bào)警信息(效果如圖5所示)。

(7) 介質(zhì)簽收：押運(yùn)人員將智能物流箱送達(dá)目的地后，由目的地異地備份數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的管理員進(jìn)行簽收，并將簽收記錄單更新至云管理應(yīng)用平臺。

(8) 異地備份入庫：異地備份中心介質(zhì)管理員在云管理應(yīng)用平臺中填寫數(shù)據(jù)備份介質(zhì)入庫單。并將數(shù)據(jù)備份介質(zhì)放入智能存儲柜，或通過RFID手持設(shè)備掃描數(shù)據(jù)備份介質(zhì)進(jìn)行入庫操作，數(shù)據(jù)備份介質(zhì)出庫單自動更新為“已入庫”狀態(tài)。

圖4 不動產(chǎn)異地備份基本流程

5 結(jié) 語

廣州市不動產(chǎn)異地備份基礎(chǔ)體系是基于RFID和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對每份不動產(chǎn)登記備份數(shù)據(jù)進(jìn)行RFID標(biāo)簽標(biāo)識，并設(shè)計(jì)了專用的智能存儲柜、智能物流箱、手持RFID讀寫器等設(shè)備，開發(fā)了不動產(chǎn)異地備份安全保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)運(yùn)輸和異地(同城)備份中心入庫的全程監(jiān)控和管理。目前全國大部分城市已基本實(shí)現(xiàn)不動產(chǎn)登記業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦理，并為政府相關(guān)部門及社會公眾提供不動產(chǎn)登記信息共享、查詢服務(wù)[14]，數(shù)據(jù)的安全備份管理需求是非常迫切的。本文的研究工作為不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)的備份提供了一個(gè)快捷、高效的管理模式，可為其他城市建設(shè)數(shù)據(jù)管理和備份中心提供參考和借鑒。

圖5 異地運(yùn)輸過程監(jiān)控

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