基于iOS的智慧井蓋監管系統的設計與實現

李松松

摘? 要：隨著現代智慧型城市的不斷發展，社會公共基礎設施的不斷完善，我國現階段城市發展對排水系統的智能化管理渴求度逐步增加，為了解決基于現代城市中井蓋管理維護中存在的問題，實現對城市地下管網、城市井蓋的穩定監控管理，以現代多重信息編碼理論為基礎，提出了一種基于iOS系統下的智慧井蓋監管系統設計方法，設計探索一套智慧監測管理系統。構建用于管理井蓋事前預警、事中告警、事后指揮各個過程中的應用支撐系統，形成可視化的應用管理。

關鍵詞：智能化管理；iOS系統；智慧井蓋；智慧檢測；應用管理

中圖分類號：TP311.5? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）15-0183-06

Design and Implementation of Intelligent Manhole Cover Regulatory System Based on iOS

LI Songsong

（School of Information Engineering， Shandong Huayu University of Technology， Dezhou? 253034， China）

Abstract： With the continuous development of modern smart cities， social public infrastructure is constantly improving. At this stage of urban development in China， the thirst for intelligent management of drainage system has gradually increased. In order to solve the problems existing in the management and maintenance of manhole covers in modern cities， and realize the stable monitoring and management of urban underground pipe networks and urban manhole covers， based on modern multiple information coding theory， this paper proposes a design method of intelligent manhole cover regulatory system based on iOS system， and designs and explores a set of intelligent monitoring and management system. It builds an application support system for managing the process of manhole cover pre-warning， in-event warning， and post-event command， so as to form a visual application management.

Keywords： intelligent management; iOS system; intelligent manhole cover; intelligent detection; application management

0? 引? 言

城市井蓋是現在社會生活中的基本民生設施，是一個城市必不可少的設備。隨著現代化城市城區面積擴大，現代城市井蓋的數量不斷增加，井蓋的監管難度在逐漸增加，目前的井蓋管理多為人工巡查、維護、防盜，排查補救工作效率不高，社會中存在眾多因井蓋出現的問題，例如：井蓋盜損現象、雨季返水問題、管道排污超標等問題[1]，如何確保及時對井蓋設施進行維護，及早發現和排查出現的各種隱患，是城市井蓋管理工作的一個重要問題。本系統在iOS系統MVC設計模式基礎之上進行APP開發構建[2]，涉及井蓋管理的各個環節，用到的技術有：GIS地圖展示、GPS位置獲取、HttpRequest協議信息通信、iOS-Echarts圖形圖表、GPS導航、二維碼掃描等。

1? 相關開發技術

1.1? GIS地圖展示

APP的設計首先要實現井蓋位置的可視化，因此需要用到手機移動端中的地圖框架，進而實現在APP中進行地圖位置的定位、搜索，為了使用百度的GPS定位、導航等功能，這里使用百度地圖的SDK[3]，通過百度地圖SDK展示井蓋的位置以及相關工作人員的位置，進而實現GIS地圖模塊的井蓋導航、定位、軌跡展示等功能。

1.2? GPS位置獲取

現在的智能手機本身都帶有相關的GPS模塊，無論是安卓系統還是iOS系統，都對廣大的開發人員開放了相關的GPS定位功能，本系統使用百度的GPS定位SDK進而獲取位置信息[4]。

1.3? 井蓋站點展示

使用百度地圖SDK中的繪制點標記功能，通過點標記可以在地圖上標記任何位置，這里用來標記井蓋站點的位置，百度地圖的SDK對Annotation和PaopaoView這兩個類封裝了相應的點擊、長按、拖拽等事件，通過地圖類BMKMapView的BMKMapViewDelegate協議代理方法viewForAnnotation初始化自定義的站點Cell，使用自定義方法didSelectAnnotationView設置每一個站點氣泡下的點擊事件，進而能夠彈出每個井蓋站點的站點名稱、站點地址、責任單位、設備狀態等詳情信息，用戶可以進行下一步井蓋站點詳情的站點導航、聯系責任人、詳情跳轉等操作。

1.4? 協議信息通信

在基礎通信部分，使用第三方AFNetworking框架的SDK，對于開發者而言，在開發過程中訪問使用iOS系統自帶的NSURLConnection就可以完成任何一個請求[5]，由于iOS開發中心要求，必須使用POST請求來請求數據，并且APP在開發過程中會使用大量的數據請求功能，所以簡化移動端與后臺服務器的網絡請求相關的功能可以大大提高開發效率，這里對AFNetworking進一步封裝為數據請求類HttpRequest的公用方法postParametErsWithAct，在正常的開發過程中，可以直接調用此方法進行數據獲取。

1.5? iOS-Echarts圖形圖表

在統計分析模塊，使用iOS-Echarts的SDK進行展示相關數據，對于iOS開發框架，其本身并沒有提供相應的圖表類的功能，iOS-Echarts這個插件可以實現數據的可視化，將井蓋站點的各類數據進行不同形式的展示，Echarts工具其底層是Web原理實現，插件開發人員將Echarts工具進一步封裝成對應的iOS的控件形式，將JavaScript的屬性封裝成對應的對象，iOS開發人員可以直接調用相應功能的對象，例如井蓋站點單指標和氣體濃度曲線變化圖、水質質量TOP10柱狀圖、水質報警數量占比和設備分類型報警占比扇形圖。

1.6? GPS導航

在GIS地圖模塊、站點管理等模塊，用戶在維修或者查找站點的工作中需要用到相應的導航功能，iOS開發框架并沒有提供相應的GPS導航功能，這里使用百度地圖SDK的導航功能[6]，進行進一步封裝為NavigationMapVC類，導航時直接調用跳轉控制器功能pushViewController進行頁面跳轉[7]，并傳遞數據，進行導航。

1.7? 二維碼掃描

在設備管理模塊，新增設備時需要使用二維碼掃描技術，對設備的信息進行讀取，現在社會對于掃描二維碼的功能使用比較多，技術較成熟，開發一個SGQRCode的類，實現對于二維碼的掃描以及數據解碼等功能[8]。

2? 系統總體設計

本文章設計了一套基于iOS端的智慧井蓋監管系統，該系統包括服務端和手機移動端兩部分，服務端為手機移動端提供數據存儲、數據維護等功能，手機移動端分為三個權限：安裝人員權限、管理人員權限、檢維人員權限。

安裝人員權限提供給安裝人員使用，通過對安裝人員的APP使用操作培訓，安裝人員可以輕松操作此權限下的功能。此權限下，安裝人員操作兩個模塊的功能，分別是井蓋站點的管理功能、相關設備的管理功能，解決在井蓋的安裝初始化過程中設備的屬性設定和數據的采集收錄。

管理人員權限提供給管理人員使用，此權限下，管理人員通過GIS地圖模塊，可視化管理井蓋的站點以及站點的實時狀態，站點信息一分鐘刷新一次，保證了信息的時效性、及時性。通過統計分析模塊，管理人員可以查看并分析相應井蓋站點的監測信息、數據排名、報警占比、水質/氣體濃度曲線分析等功能，實現數據的可視化。通過報警記錄模塊，管理人員可以實時查看相應的井蓋站點設備的報警信息，對于井蓋站點的異常情況，管理人員通過任務追蹤模塊，可以創建相應的任務，并指派檢維人員及時地做出相應的處理。

檢維人員權限提供給檢維人員使用，此權限下，檢維人員通過檢維任務模塊，實時地查看管理人員指派的任務，并對相應檢維站點進行線下的檢維處理，通過異常報警模塊，檢維人員對于管區下井蓋站點進行相應的檢維處理等操作。

智慧井蓋監管系統APP的架構如圖1所示。

整個系統中，各個模塊的操作流程主要依靠前端的用戶操作來完成，對于軟件主頁面設計三種權限的切換，三種權限切換依靠用戶在登錄時根據賬號獲取接口數據，根據登錄數據區分三種權限，進而進入不同權限的主頁面，不同權限的頁面分別發揮不同的作用。系統軟件部分具體功能組成如圖2所示。

3? 系統詳細設計

3.1? 系統基礎模塊

3.1.1? 用戶登錄模塊

用戶使用賬號和密碼通過登錄頁面的登錄功能，可以從服務端獲取登錄權限以及賬號、名稱、性別、所屬單位、所屬部門、手機號碼、電子郵箱等個人信息，手機頁面可以進入相應權限的首頁，進行下一步操作。登錄頁面如圖3所示。

3.1.2? 個人信息模塊

登錄之后，APP首頁左側菜單欄有個人信息頁面入口，點擊進入，通過自動請求登錄接口獲取用戶的賬號、名稱、性別、所屬單位、所屬部門、手機號碼、電子郵箱等個人信息并展示出來，并可修改用戶個人信息。

3.1.3? 修改密碼模塊

登錄之后，APP首頁左側菜單欄有修改密碼頁面入口，點擊進入，修改密碼頁面可以通過接口修改密碼。

3.1.4? 退出登錄模塊

根據登錄操作之后，APP首頁左側菜單欄中有退出登錄按鈕，點擊按鈕彈出確認退出登錄的彈窗，確定則退出，取消則彈窗消失。

3.2? 安裝人員系統

3.2.1? 井蓋管理模塊

井蓋管理模塊展示井蓋站點的信息，首頁展示井蓋信息列表，信息列表包括：井蓋名稱、井蓋編號、責任單位、搜索框（模糊搜索，快速定位井蓋站點信息）。井蓋管理頁面如圖4所示。

首頁提供新添井蓋功能和刪除井蓋功能，新添井蓋站點功能，通過按鈕跳轉新添頁面，填寫/選擇井蓋站點的屬性信息，包括名稱、位置坐標（按鈕，調用GPS定位功能，自動定位當前位置）、解布防（下拉選擇框按鈕：選擇解防、布防狀態，代表是否投入使用）、解防原因。解布防下拉選擇框。

首頁列表點擊可以查看井蓋的詳細信息，詳情頁面提供信息的查看與修改。詳情信息包括：名稱、編號、位置坐標、地址、安裝人員、解防人員、解布防、解防原因、設備綁定（跳轉按鈕，點擊跳轉可綁定當前未綁定的設備）、導航（按鈕）。

3.2.2? 設備管理模塊

設備管理模塊展示設備的信息，首頁展示設備信息列表，信息列表包括：設備編號、設備類別搜索框（模糊搜索，快速定位井蓋下設備信息）、設備識別號、設備類別。設備管理頁面如圖5所示。

首頁提供新添設備功能和刪除設備功能，新添設備功能，通過按鈕跳轉二維碼掃描頁面，安裝人員現場設備上掃描設備自帶二維碼，掃描完跳轉新添設備頁面，設備信息包括：設備類別（水質檢測設備、水位檢測設備）、設備編號，所屬井蓋（非必填）、維護狀況（維修中、使用中）、是否帶GPS定位、氣體/水質/水位檢測、指標警戒值。

首頁列表點擊可以查看設備的詳細信息，詳情頁面提供信息的查看與修改。詳情信息包括：設備類別、設備編號，所屬井蓋、維護狀況、是否帶GPS定位、氣體/水質/水位檢測、指標警戒值。

3.3? 管理人員系統

3.3.1? GIS地圖模塊

GIS地圖模塊標注管轄區域內所有井蓋站點位置；點擊懸浮站點圖標時，顯示該井蓋基本信息；導航按鈕跳轉導航頁面，電話按鈕通過網絡電話通知責任人員井蓋設備報警信息，詳情按鈕跳轉井蓋設備詳細頁面，查看實時監測數據等信息。GIS地圖頁面如圖6所示。

3.3.2? 統計分析模塊

井蓋污染指標變化曲線圖：利用曲線圖統計各個井蓋的同時期內水質的變化。

各井蓋水質質量TOP10：統計所有井蓋水質質量，并羅列出前十名水質指標較高的井蓋。

水質報警數量占比：用餅狀圖統計各個井蓋水質監測報警占比。

設備分類型報警占比：通過設備類型與報警類型兩個維度統計所有報警類型。

井蓋間氣體濃度曲線變化對比：利用曲線圖統計各個井蓋的同時期內氣體濃度的變化。

統計分析頁面如圖7所示。

3.3.3? 報警記錄模塊

定時掃描各井蓋站點實時監測數據及設備在線狀況，及時發送指標超標和設備掉線報警信息。實現對井蓋內水污染、氣體濃度超標、水位超標及設備異常等事件的快速響應、實時查看與管控。報警記錄頁面如圖8所示。

有報警信息時，系統會彈出通知，通知用戶有報警情況，如果沒有收到系統的通知，服務器后臺會發送短信到用戶手機，提醒用戶報警情況。

數據篩選區域可以篩選未處理/已處理兩種狀態下信息并展示。

3.3.4? 任務追蹤模塊

管理員通過發布任務，給指定檢維人員發布任務，對該井蓋設備進行巡檢或者維修，任務的狀態分為待審批、待處理、處理中、已完成，分別展示各個狀態下的任務列表與詳情。任務追蹤頁面如圖9所示。

以下是各個狀態下功能介紹：

待審批：展示待審批狀態下的任務列表以及詳情，審批派發。

待處理：展示待處理狀態下的任務列表以及詳情，提醒檢維人員報警信息。

處理中/已完成：展示處理中/已完成狀態下的任務列表以及詳情，查看檢維人員的行動軌跡。

刪除任務：批量刪除任務。

添加任務；添加任務。選擇任務類型，指定開始時間和任務狀態，選擇所要巡檢/維修的井蓋站點。發布該任務。

任務詳情：查看各個狀態下的任務詳情，包括任務基本信息，任務下井蓋的名稱、地址、作業狀態、檢維日志、現場圖片等信息。

3.4? 檢維人員系統

3.4.1? 檢維任務模塊

檢維人員對井蓋設備進行巡檢或者維修，任務的狀態分為待處理、處理中、已完成，分別展示各個狀態下的任務列表與詳情。檢維任務頁面如圖10所示。

以下是各個狀態下功能介紹：

待處理/處理中：展示待處理/處理中狀態下的任務列表以及詳情，通過詳情頁面對該任務進行處理。

已完成：展示已完成狀態下的任務列表以及詳情，通過詳情頁面查看檢維人員的檢維日志和現場圖片。

查看各個狀態下的任務詳情，包括基本信息，以及任務下各個井蓋站點名稱、地址、作業狀態、檢維日志、現場圖片等信息。

3.4.2? 異常報警模塊

定時掃描各井蓋站點實時監測數據及設備在線狀況，及時發送指標超標或設備掉線報警信息。實現對井蓋內水污染、氣體濃度超標、水位超標、設備異常、設備定位異常等事件的快速響應以及實時查看與管控。異常報警頁面如圖11所示。

以下是各個狀態下的功能介紹：

未處理：展示未處理狀態下的報警信息列表以及詳情，通過導航按鈕，解布防按鈕，對報警信息進行處理，導航完成后進入檢維日志的填寫等操作。

已處理：展示已處理狀態下的報警信息列表以及詳情，查看報警信息的檢維日志以及詳細內容。

有報警信息時，系統會彈出通知并通知用戶；如果未收到系統的通知，服務器后臺會發送短信到用戶手機提醒用戶。

數據篩選區域：能夠篩選未處理/已處理兩種狀態下的信息并進行展示。

4? 結? 論

本方案設計了一款智慧監管系統——基于iOS的智慧井蓋監管系統，為井蓋管理人員、安裝人員和檢維人員搭建了一個智能化的工具平臺，并且實現了井蓋工作的智能化和可視化。目前中國是一個發展中國家，城市化的進程正在穩定前進，未來城市化范圍會不斷擴大，所以對于井蓋工作的智能化研究有重大的意義，井蓋的智能化管理能夠滿足當前智慧型城市的需求。此方案進一步解決了井蓋在管理過程中遇到的一系列問題，在網絡高度發展的今天，與傳統的井蓋管理相比，井蓋的智能化管理對數據的智能分析更加快速便捷，提高了工作人員的工作效率，未來將是現代化城市發展的必然，這也是本系統設計與研究的意義。

參考文獻：

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