基于二維碼資產全生命周期智能管理系統的研制

葉水勇，程 前 ，王文林，齊微微，雍文濤，洪海霞，汪淑芬

(1. 國網黃山供電公司，安徽 黃山 245000；2.國網休寧供電公司，安徽 黃山 245400)

隨著電網規模的不斷擴大，信息通信網絡設備也不斷增加，對保障信息通信設備的安全穩定運行提出了更高要求。目前生產設備、通信設備、網絡設備設施等種類繁多，易發故障點多，有必要加強設備的巡檢力度來減少設備突發故障的機會，使設備處于良好的運行狀態，最終達到減輕巡檢人員的巡檢量、降低維修費用。提升故障異常檢測能力和減小日常巡檢工作的壓力，將能夠很好地節約人力資源，緩解公司人力資源短缺的實際困難。

傳統的設備巡檢方法都是靠人工拿著紙張跟相機到機房、變電站等場所進行設備巡檢,需要靠人工記錄檢查內容及檢查結果，最終如果需要做統計分析時，還需人工把數據錄入電腦用Excel表格來做統計分析。 如果遇到不合格的檢查項目需要保留證據，需要額外帶一部相機進行拍照，并且要手動記錄好照片及不合格項目的對應關系，在錄入時依次上傳照片，操作相當繁瑣[1-3]。

1 系統的設計

1.1 整體設計

系統整體利用省公司外網移動互聯網平臺，通過相關接口導出包含設備唯一標識的臺賬信息，并生成二維碼標簽，通過在智能手機上安裝巡檢APP應用，通過掃描設備上的二維碼，獲取省公司外網移動互聯網平臺數據，在手機上展示設備相關信息，協助用戶完成設備巡檢任務。系統整體的工作流程示意圖如圖1所示。

圖1 系統整體的工作流程示意圖

1.2 PC端功能設計

二維碼生成：通過調用省公司外網移動互聯網平臺接口，獲取所有設備信息，并生成含二維碼文本的EXCEL文件，提供給標簽打印機；

二維碼打?。篜C機上安裝標簽打印機和打印機軟件，即可打印帶二維碼的標簽。

1.3 手機APP功能設計

開發專門的掃描插件APP(Android版本)，對二維碼進行識別解析，防止任意手機通過微信或其他掃描軟件讀取二維碼內的信息,造成信息泄露[4-5]。手機端掃描信息展示效果如圖2所示。

手機APP主要功能包括：用戶登錄、掃一掃、填寫巡檢記錄三大功能。

用戶登錄：使用APP時必須經過授權認證，防止匿名用戶使用；

掃一掃：掃描二維碼，展示設備信息，除顯示設備基本信息外，還能顯示如廠商聯系方式、巡檢注意事項要求等內容；

填寫巡檢記錄：用戶填寫設備具體巡檢情況，如是否存在隱患、異常等。

圖2 手機端掃描信息展示效果圖

1.4 系統安全設計

為了確保數據安全和防止信息泄露，設備標簽上的二維碼是加密的，普通的掃描APP(微信、支付寶等)是無法掃描到任何有效信息。手機上的任何設備信息也是加密存儲[6]。具體設計如下。

整個報文由三部分組成：私鑰、分隔符和設備信息密文三部分組成。

服務器加密過程：從0～9、a-z隨機選取8位字符作為私鑰，然后Base64加密，作為密文第一部分，設備信息通過3DES加密算法形成密文最后一個部分，通過分隔符組合成一個完整的二維碼密文報文格式。

手機APP解密過程：首先取出私鑰密文部分，解密后的明文作為設備信息密文解密的密鑰。

意義和目的：保證一次生成時每個二維碼的私鑰不一樣(隨機8位密鑰)，進一步增加數據安全。

2 系統的實施

2.1 機柜標簽實施方案

由原來的國網機柜標簽變更為帶二維碼的機柜標簽，原有機柜標簽的信息和樣式不變，同時附有機柜二維碼，通過掃機柜右上方的二維碼，顯示機柜內所有設備的U數、設備名稱、型號、IP地址、掩碼、網關、管理員、上線時間、更新時間等參數。

2.2 服務器標簽實施方案

在原有設備標簽的基礎上，另打印一張設備的二維碼標簽，通過掃描服務器或設備的二維碼信息，獲取這臺設備的名稱、型號、運維等級、物理位置、負責人、電話、IP地址、網關、掩碼、上線時間、負責人、備案編號、更新時間等參數。

2.3 網絡設備標簽實施方案

在原有網絡設備標簽的基礎上，另打印一張設備的二維碼標簽，通過掃描服務器或設備的二維碼信息，獲取這臺設備的名稱、型號、運維等級、物理位置、負責人、電話、IP地址、管理地址、網關、掩碼、上線時間、負責人、備案編號、更新時間等參數。

2.4 光配、數配設備標簽實施方案

在現有的信息和通信機房中，一般配置了大量的光纖跳線和通信2 M線纜，目前的標簽實現方式是：在光纖跳線的兩端粘貼國網規范化標簽，在數配面板上粘貼自制的標簽標注通信2 M線纜的走向[7]。但目前存在如下問題。

(1) 一對光纖在插入光配時，必然有1個短，1根長，導致長的一根光纖會彎曲，貼光纖標識時容易不牢固；

(2) 光配滿配時，如沒有及時維護標簽，則會導致光配混亂，即使貼了標簽也無法得知標簽上的信息是否更新，是否正確。光配、數配的現狀效果如圖3所示。

圖3 光配、數配的現狀效果圖

(3)通過在光配和路徑、責任人、聯系方式和更數配面板上粘貼帶有二維碼的標識，把光配、數配內的走線情況、更新時間等信息通過二維碼展示出來，主要內容包括光配、數配每個端口的起始端、終止端、跳轉新時間等。

便于在日常查找線路和設備運維時，快捷方便地找到線路路由，并且通過更新時間字段信息，輔助現場人員對標簽上的信息正確與否加以判斷。

2.5 變電站、機房內其他設備標簽實施方案

除了機柜、服務器、網絡設備和光配設備之外，機房和變電站內的其他基礎應用設備如：屏柜、配線架、UPS等，也都統一按照標準進行二維碼標簽的升級。

3 關鍵技術

3.1 二維碼標簽數據的生成

二維碼是用某種特定的幾何圖形按照一定的規律在平面分布的黑白相間的圖形[8]，設備主人巡檢系統，利用二維碼這一存儲特性，采用先進的3DES加密算法，即使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密，最終生成了具備安全防護的二維碼標簽，大大提高了設備信息的私密性與安全性。

3.2 手機掃碼巡檢功能

手機端只有安裝設備巡檢系統APP，才能正確地讀取出二維碼掃描后的數據[9]，每臺手機設備都有固定的登錄賬號和登錄密碼，必須正確輸入，才能登錄到APP中進行掃描操作。

3.3 數據的同步策略

采用離線模式進行數據同步，手機端APP只能通過USB連接到內網指定設備巡檢服務器，進行數據同步[10]。在同步時，由服務端程序主動檢測接入的手機設備是否具備數據同步的權限，如果不具備，則不會同步數據到手機中。

同步到手機中的數據仍然以密文模式呈現，只能通過設備巡檢APP軟件進行解密，這樣可以進一步防止數據泄密，提高數據的安全性。

4 實施效果

(1)建立基于二維碼資產編碼體系，實現跨部門、跨系統的資產編碼統一管理。通過對資產二維碼進行統一規劃和管理，制定資產二維碼編碼規則和管理規定，統一規范資產智能標簽樣式、材料、制作、粘貼及使用流程，資產二維碼編碼信息中體現資產的基本屬性，包括資產信息、使用信息和管理信息等，實現資產在不同部門、不同系統和全生命周期“身份證編碼”的唯一性，便于各部門、各系統都通過資產二維碼進行資產信息歸集和管理，確保管理上的跟蹤監管和自動識別。

(2)建立資產信息統一管理工具，實現資產全生命周期智能化管理和資產狀態綜合評估。利用外網移動應用平臺，采用智能手機或平板電腦作為移動終端，研制面向不同部門不同業務領域的資產信息現場管理移動式應用工具，集資產二維碼掃描、使用跟蹤、現場信息收集、現場核查、資產盤點、現場巡檢、資產變動預警、運維處理等功能于一體，面向財務部門、業務部門和實物管理部門提供資產信息核查一致應用，現場識別預警資產變更情況，有效理清和跟蹤資產實際狀況，對資產實物從實現對資產實物從立項、采購、領用、轉移、盤點、報廢等環節進行全方位精確監管，實現資產及其信息全生命周期的智能化、移動化、精細化管理。

根據不同資產類型的基本屬性和使用性質，建立不同類型資產設備狀態評估分析模型，通過工具本身的采集功能以及結合I6000、ERP等外部系統，集合資產的實時狀態、核查、巡檢、故障、檢修、變更等數據，并結合資產配置標準、使用年限及壽命等，對資產當前使用情況進行綜合分析評估，確定資產當前所處狀態并提出評級，為資產檢修、更換和報廢提供依據。

資產信息統一管理工具作為資產信息采集的統一歸集入口，為I6000、ERP等系統資產信息提供數據來源和信息同步更新機制，提高信息維護效率和及時性，確保資產信息在不同部門和系統之間的一致性、完整性和準確性。

5 結語

國網黃山供電公司通過采用最新二維碼技術研發出了一款高效智能的設備巡檢系統,可以做到巡檢記錄無紙化、高效化,同時可以大大節省巡檢時間及人力成本。 該技術避免了原來紙質手寫、手抄這樣的煩瑣過程，通過自動生成巡檢項目,自動生成巡檢結果,為管理人員提供豐富的數據統計分析功能。