物聯網智能設備自動納管應用與實踐

［邱詩鵬 李凌］

1 引言

隨著社會數字化轉型和智能升級步伐加快，物聯網已經成為新型基礎設施的重要組成部分。為推進物聯網新型基礎設施建設，充分發揮物聯網在推動數字經濟發展、賦能傳統產業轉型升級方面的重要作用，國家層面也印發了《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃（2021-2023年）》，預示著我國物聯網發展提速。

物聯網廣泛落地，各界對物聯網、人工智能等新技術保持強勁需求，從應用落地來看，物聯網已廣泛應用于各行各業，從制造業生產車間自動化到智慧城市、智能樓宇、智能小區、智能交通等公共管理，以及家庭場景下的智能家居。

在各種物聯網應用場景下，都存在大量的智能設備，水箱壓力監測、消防栓壓力監測、監控攝像頭、車位壓力感應器等。均屬于低功耗技術設備。低功耗技術設備的主要特點是，為了延長設備免換電使用期，在一定程度上限制了設備的聯網范圍、報文上報頻次和報文的詳細程度，因此如何能夠快速進行設備識別、定位、納管和監控，是亟待解決的問題。

2 總體思路

物聯網低功耗技術設備，基本都是由電池供電驅動使能，同時，通過心跳報文向使能平臺上報設備狀態。

使能平臺，是物聯網設備的綜合管理平臺，主要作用是搜集物聯網設備的心跳報文，通過報文解析，確定設備的健康情況，觸發告警。

數據庫MIS 系統，是運營商的資產/實物管理系統，主要用于在網運行設備的實物/資產管理，結合GIS 地圖，根據設備安裝的地理位置，實現設備的實時位置信息展示。

根據心跳報文的特性，規范心跳報文的格式，設計并增加心跳報文字段，增加字段包括設備廠商、設備類型、經緯度（結合MIB 卡定位信息）、OID（對象標識符鍵值對）；MIS 數據庫系統，預制各類物聯網低功耗技術設備的入庫模版，模版和設備廠商、型號關聯，并與使能平臺實現接口，接收設備的心跳報文；數據庫MIS 系統服務端通過解析報文，自動匹配入庫模版，實現設備自動入庫和設備落圖。

3 關鍵點一：心跳報文改造

設備的心跳報文大體可以分類兩種類型：一種是用于向數據庫MIS 系統服務端上報存活狀態，這種心跳報文，一旦出現心跳報文丟失，就認為設備斷鏈失管，會觸發告警；另外一種心跳報文，攜帶了業務信息，會向服務端上報設備當前的運行狀態信息等數據，比存活心跳的信息更加全面。

物聯網低功耗技術設備，通常都配備了MIB 卡，通過電池供電，設備定期向使能平臺發送心跳信號，報告其運行狀態。一般設備原始心跳報文格式如圖1、表1 所示。

圖1 原心跳報文格式

表1 原心跳報文字段信息

通過分析目前絕大部分在網運行設備的心跳報文，是無法根據心跳報文進行設備的入庫納管，入庫信息所必須的設備廠商、型號、安裝地點等信息仍然缺失，因此，進一步規范心跳報文的格式，設計增加心跳報文格式字段，使心跳報文中攜帶設備廠商、型號、經緯度以及OID 信息，從而讓數據庫MIS 系統（服務端）能夠根據心跳報文快速識別、自動納管物聯網設備。

經過統一規范，完成改造后設備的心跳報文，格式如圖2、表2 所示。

圖2 改造后心跳報文格式

表2 改造后心跳報文字段信息

4 關鍵點二：IT 系統實現流程接口改造

設備心跳報文改造完成后，各類物聯網低功耗技術設備通過使能平臺向數據庫MIS 系統上報的報文中，攜帶了設備的廠商、型號、經緯度信息和運行狀態信息，那么，從管理者角度，已經具備了設備自動化納管、定位、巡檢的基礎。

應用系統設計流程框架如圖3 所示。

圖3 應用系統流程框架示意

數據庫MIS 系統，主要實現物理設備的資產臺賬管理，事先預制好各類物聯網低功耗技術設備的入庫模版，模版與設備廠商、型號關聯，通過與使能平臺的接口，接收并解析物聯網智能設備的心跳報文，識別設備的廠家、型號、經緯度信息，根據設備廠家和型號自動匹配入庫模版后快速入庫，并從報文中解析得到的設備經緯度信息，結合位置糾偏算法，對于經緯度信息重疊（比如：位置在同一棟樓宇，但不同樓層的設備），還需要結合設備初始人工錄入的信息（比如設備安裝樓層信息），使設備定位信息更加精確，從而實現在GIS 地圖上實現設備快速落圖。

5 關鍵點三：報文信息安全

隨著物聯網的持續發展，物聯網設備網絡安全、數據安全的問題得到越來越多的重視。因此，基于此背景，物聯網智能設備自動納管應用也重點考慮這一因素，在物聯網設備心跳報文格式中，增加了目前業界通用的OID-MIB方式，提高了心跳報文的安全。

心跳報文中，增加OID 字段，用于標識每類物聯網智能設備的心跳報文，所有的OID 的描述和解釋，全部保存在使能平臺的私有MIB 庫中，解析心跳報文需要通過設備的OID 值然后結合MIB 庫進行分析，從而實現各個指標對應的解析。

6 應用場景

物聯網低功耗設備完成自動入庫，解決了低功耗技術設備的資產管理和臺賬管理的難點問題，使資產管理、臺賬管理從人工盤點記錄變為系統自動獲取，有效提高資產管理的工作效率。

設備心跳報文的經緯度信息，結合GIS 地圖，使得設備監控、巡檢、配件更換等操作更加直觀，結合智能調度派單系統，更可以實現故障設備快速定位、就近派單的能力，進一步彰顯智慧城市的能力。

7 結束語

隨著物聯網技術以及應用的不斷發展，物聯網市場是電信運營商未來的主要競爭之地，對物聯網低功耗技術設備實現規范化的高效管理，是運營商贏得這場競爭的基石。通過規范物聯網低功耗技術設備的心跳報文，可極大的提高設備的管理精確度、可靠性和納管速度。