基于移動(dòng)終端的通信設(shè)備和線路巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

彭建紅

摘要：基于智能移動(dòng)終端的通訊線路巡檢系統(tǒng)是一個(gè)以智能手機(jī)為終端移動(dòng)設(shè)施進(jìn)行網(wǎng)上傳輸線路維護(hù)的系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信設(shè)備;線路巡檢系統(tǒng);設(shè)計(jì)

當(dāng)前，以移動(dòng)智能終端為載體的移動(dòng)地理信息系統(tǒng)GIS已成為地理信息系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，對(duì)GIS基礎(chǔ)理論，接著介紹了GIS、GPS、嵌入式操作系統(tǒng)、無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)基于GIS的線路巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，然后根據(jù)具體的巡檢業(yè)務(wù)進(jìn)行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提供了應(yīng)用中涉及的關(guān)鍵問(wèn)題的解決方案，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)與展望。

一、移動(dòng)GIS的概念

“數(shù)字城市”是一個(gè)由多種高新技術(shù)支持的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，它不僅能在計(jì)算機(jī)上建立虛擬城市，再現(xiàn)城市的各種資源分布狀態(tài)，更為主要的是：數(shù)字城市能存進(jìn)城市不同部門(mén)、不同層次之間的信息共享、交流和綜合，減少城市資源浪費(fèi)和功能重疊，進(jìn)而可以宏觀、全局地制定城市規(guī)劃和發(fā)展的整體戰(zhàn)略。城市數(shù)字化是一個(gè)系統(tǒng)工程，是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，網(wǎng)絡(luò)將各數(shù)字節(jié)點(diǎn)連接在一起。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善是城市數(shù)字化的必要條件，由此而產(chǎn)生的各類(lèi)應(yīng)用則是“數(shù)字城市”的重要組成部分之一。移動(dòng)GIS系統(tǒng)正是在這一背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)。移動(dòng)GIS是建立在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境、有限處理能力的移動(dòng)終端條件下，提供移動(dòng)中的、分布式的、隨遇性的移動(dòng)地理信息服務(wù)的GIS。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、移動(dòng)定位技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及移動(dòng)設(shè)備共同發(fā)展進(jìn)步的產(chǎn)物。

二、移動(dòng)通信設(shè)備系統(tǒng)需求

電力線路巡檢系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)采集、信息管理和通信于一體的集成應(yīng)用系統(tǒng)，在進(jìn)行系統(tǒng)的需求分析時(shí)應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)自身特點(diǎn)以及用戶要求做出分析。特別指明，由于本系統(tǒng)是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的巡線管理應(yīng)用，故系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的巡檢點(diǎn)，在系統(tǒng)中把這些對(duì)象都按巡檢設(shè)備處理。在要管理所有巡線員信息、線路巡檢信息、巡線任務(wù)信息、巡線員工作調(diào)配及任務(wù)驗(yàn)收等。在巡線員需要在野外工作時(shí)根據(jù)矢量地圖信息及GPS數(shù)據(jù)對(duì)桿塔進(jìn)行巡檢并記錄巡檢信息到PDA上的數(shù)據(jù)庫(kù);GPS信號(hào)接收設(shè)備要隨時(shí)接收GPS信號(hào)并通過(guò)程序指導(dǎo)巡線員巡線工作。

三、移動(dòng)通信設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、移動(dòng)巡檢系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，知道實(shí)際的線路巡檢工作由數(shù)據(jù)采集和日常線路巡檢兩部分組成。

（1）數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集就是在進(jìn)行首次的巡線工作和巡查新線路時(shí)，采集新線路上的所有設(shè)備的位置信息和屬性信息，前者用于創(chuàng)建日后巡檢工作中指導(dǎo)巡檢的工作地圖，后者對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)中的巡視設(shè)備管理。實(shí)際工作要求只有在收集、完善了這兩部分信息后才能進(jìn)行正常的巡檢工作。

（2）日常巡檢。日常巡檢就是巡線員在巡檢過(guò)程中采用GPS接收器獲取當(dāng)時(shí)所在地理位置的經(jīng)緯度信息和當(dāng)前時(shí)間信息，然后與原始巡視點(diǎn)定位信息進(jìn)行比較，并將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的線路缺陷情況一一記錄在PDA中，以便在任務(wù)完成后上傳到桌面進(jìn)行處理。

2、功能模塊。該模塊通過(guò)用戶權(quán)限管理實(shí)現(xiàn)用戶登錄時(shí)的身份驗(yàn)證。巡線員輸入正確的巡檢號(hào)碼和密碼才能夠登錄系統(tǒng)。為了改進(jìn)傳統(tǒng)巡檢方法無(wú)法有效監(jiān)督巡線員巡檢到位的缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用GPS定位信息在巡檢過(guò)程中監(jiān)督、引導(dǎo)巡線員有效的完成巡檢任務(wù)。

（l）自動(dòng)定位方式。在線路巡檢過(guò)程中，如果選擇了自動(dòng)定位的方式，則系統(tǒng)將按一定的時(shí)間間隔來(lái)讀取當(dāng)前移動(dòng)端位置的GPS定位信息，并提供智能提示功能，即如果當(dāng)前位置的一定范圍內(nèi)有目標(biāo)巡視點(diǎn)出現(xiàn)則向巡線員發(fā)出提示信息，有效的降低了漏檢的可能性。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于智能化，有效提供巡線員的工作效率和任務(wù)完成率;缺點(diǎn)在于移動(dòng)設(shè)備的GPS模塊一直處于工作狀態(tài)，加大了移動(dòng)設(shè)備的電源損耗。

（2）手動(dòng)定位方式。此方式可用于“數(shù)據(jù)采集”和“線路巡檢”兩個(gè)過(guò)程中。當(dāng)任務(wù)類(lèi)型為“數(shù)據(jù)采集”時(shí)，巡線員到達(dá)新建巡視點(diǎn)（如桿塔）或需要重新定位的巡視點(diǎn)后，由巡線員手動(dòng)點(diǎn)擊“GPS定位”按鈕獲取該點(diǎn)的GPS坐標(biāo)，包括經(jīng)度、緯度和時(shí)間信息，然后輸入巡視點(diǎn)的其他屬性信息并保存。這種方式也是數(shù)據(jù)采集過(guò)程中默認(rèn)的定位方式且不可改變。當(dāng)任務(wù)類(lèi)型為“線路巡檢”時(shí)，如果采用手動(dòng)獲取定位信息的方式，巡線員只有到達(dá)巡視點(diǎn)的時(shí)候才獲取當(dāng)前位置信息，能夠有效的改善移動(dòng)設(shè)備的電源損耗問(wèn)題。

3、數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)投入使用或新建線路、線路改道后，巡線員對(duì)日后的巡檢工作線路和沿線電力設(shè)備的位置信息、屬性信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的過(guò)程。采集具體操作如下：

（l）新增巡視點(diǎn)：由GPS接口接收到的信息讀取到該處的經(jīng)、緯度自動(dòng)并填充到設(shè)備的相應(yīng)屬性字段上，然后添加設(shè)備編號(hào)、設(shè)備類(lèi)型、所屬線路編號(hào)（默認(rèn)為登錄時(shí)的線路號(hào)）、啟用時(shí)間、廢棄時(shí)間和當(dāng)前狀態(tài)等屬性信息。輸入完成后，下一步提示巡線員是否在當(dāng)前地圖中插入該設(shè)備對(duì)應(yīng)的地圖元素，巡線員提交“確定”后，系統(tǒng)向數(shù)據(jù)庫(kù)提交新巡視點(diǎn)的屬性信息并修改當(dāng)前工作地圖。

（2）更新巡視點(diǎn)：系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前線路中需要編輯的巡視點(diǎn)的經(jīng)緯度或巡視點(diǎn)的設(shè)備編號(hào)提取目標(biāo)巡視點(diǎn)的屬性信息，然后根據(jù)實(shí)際情況更新巡視點(diǎn)的屬性信息，并且如果巡視點(diǎn)的位置信息發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)同時(shí)完成地圖的修改。

4、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。隨著移動(dòng)存儲(chǔ)硬件的發(fā)展，PDA可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量相應(yīng)的增大，并且隨之而來(lái)的移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展解決了嵌入式設(shè)備的數(shù)據(jù)管理問(wèn)題，但其存儲(chǔ)容量仍然是有限的。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，PDA數(shù)據(jù)庫(kù)不需要擁有桌面數(shù)據(jù)庫(kù)的所有信息，只需要提取與某次巡線有關(guān)的信息供該次任務(wù)的PDA數(shù)據(jù)庫(kù)使用。因此數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)需要兼顧到兩個(gè)不同的系統(tǒng)的應(yīng)用，做到簡(jiǎn)潔、實(shí)用。

PDA數(shù)據(jù)庫(kù)，移動(dòng)巡檢系統(tǒng)需要的信息主要有用戶信息、線路信息、線路設(shè)備信息、巡檢任務(wù)信息、缺陷登記信息、消缺登記信息、缺陷知識(shí)庫(kù)、消缺知識(shí)庫(kù)等。但是，實(shí)際應(yīng)用中并不是需要這些表中的所有內(nèi)容，即PDA數(shù)據(jù)庫(kù)只需要與它本次要完成的任務(wù)相關(guān)的內(nèi)容即可，一方面是PDA存儲(chǔ)系統(tǒng)空間太小的局限性所至;另一方面也是提高系統(tǒng)工作效率的要求。因此，需要通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)中心的這些核心表的操作得到PDA數(shù)據(jù)庫(kù)需要數(shù)據(jù)，并在任務(wù)完成后將更新后的信息導(dǎo)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。經(jīng)過(guò)分析，在每一次的巡線任務(wù)中所需要的信息有：與本次任務(wù)相關(guān)的巡線員的登錄信息對(duì)用戶使用權(quán)限提供確認(rèn)，含用戶編號(hào)、用戶名和用戶密碼信息;與本次任務(wù)相關(guān)的任務(wù)信息，含任務(wù)編號(hào)、任務(wù)類(lèi)型、巡檢類(lèi)型、執(zhí)行時(shí)間信息;每次任務(wù)執(zhí)行前都需要清空表。

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