郭少勇 張 怡

（1.西安市城市照明管理處，陜西 西安 710016；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十研究所，上海 200063）

0 引言

隨著全國(guó)新型城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐也迅速加快，市政設(shè)施總量日益增多。同時(shí)隨著生活水平的提高，人民群眾對(duì)市政設(shè)施完好率的要求也越來(lái)越高，管養(yǎng)工作任務(wù)也日益艱巨。新時(shí)代的發(fā)展對(duì)市政維護(hù)管理提出了更高的要求，為切實(shí)提高市政維護(hù)管理水平，需要綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)創(chuàng)建市政維護(hù)管理的新模式。遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)用于移動(dòng)作業(yè)，其擁有先進(jìn)的平臺(tái)支持管理工作的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，為城市市政管理部門(mén)的發(fā)展提供了一種全新的且十分優(yōu)秀的維護(hù)管理新思路。

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)主要是充分運(yùn)用先進(jìn)的信息處理技術(shù)，提高外業(yè)人員快速反應(yīng)能力，縮短維護(hù)及維修時(shí)間，提高設(shè)施運(yùn)行可靠性，提高照明管理服務(wù)水平，達(dá)到將信息系統(tǒng)延伸到工作現(xiàn)場(chǎng)的目的。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明數(shù)字化管理事務(wù)流轉(zhuǎn)一體化，實(shí)現(xiàn)基于工作流的指揮中心外業(yè)人員之間協(xié)同工作，減少信息傳遞的中間環(huán)節(jié)，加快應(yīng)急響應(yīng)速度；用戶可通過(guò)移動(dòng)平板電腦查看竣工資料、安全施工手冊(cè)等資料，不僅避免了攜帶大量紙質(zhì)資料至現(xiàn)場(chǎng)，也為資料查詢提供便捷。

系統(tǒng)可在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)安裝在配電箱內(nèi)的照明監(jiān)控控制箱實(shí)施遠(yuǎn)程啟閉操作，并可實(shí)時(shí)獲取工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)即可分析和評(píng)估照明情況。同時(shí)作業(yè)人員可方便地在現(xiàn)場(chǎng)就對(duì)照明監(jiān)控控制箱進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，及時(shí)保證設(shè)施的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)沿用城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有城市照明監(jiān)控系統(tǒng)保持無(wú)縫對(duì)接，并保持即時(shí)更新。

1.2 系統(tǒng)概況

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)運(yùn)行在iPad系列平板電腦上，通過(guò)運(yùn)行在服務(wù)器端的消息中間件與服務(wù)器和控制箱進(jìn)行通信。系統(tǒng)分為兩個(gè)主要過(guò)程：一是路燈控制箱操作過(guò)程，二是數(shù)據(jù)庫(kù)同步過(guò)程。具體運(yùn)行方式如下：系統(tǒng)通過(guò)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)架設(shè)在服務(wù)器上的消息中間件Web Service；通過(guò)調(diào)用消息中間件的接口，發(fā)送指令（如開(kāi)關(guān)燈、選測(cè)、參數(shù)設(shè)置等）；消息中間件收到指令后，將指令轉(zhuǎn)發(fā)給指定路燈控制箱；控制箱接受命令后進(jìn)行操作，然后將操作結(jié)果返回消息中間件；消息中間件再將信息（如開(kāi)燈成功、開(kāi)燈失敗、電壓電流參數(shù)等）返回給系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)控制箱進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后，需通過(guò)消息中間件將本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行同步。

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能模塊介紹

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)由前臺(tái)應(yīng)用層及后臺(tái)處理層組成。如圖1所示，前臺(tái)應(yīng)用層和后臺(tái)處理層分別包含各自的功能模塊。前臺(tái)應(yīng)用層的功能模塊旨在給用戶操作，對(duì)于后臺(tái)處理層，用戶雖然看不到但實(shí)際在整個(gè)系統(tǒng)中也是不可或缺的。在此羅列各個(gè)模塊分別具有的功能：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）用戶登錄模塊：用戶需要登錄方可進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)用戶數(shù)據(jù)資料都已錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，只有認(rèn)證的用戶才會(huì)發(fā)放數(shù)據(jù)庫(kù)權(quán)限給予運(yùn)行系統(tǒng)。

（2）地圖瀏覽模塊：用戶可以在界面中直觀地瀏覽地圖（平移、放大、縮小）。

（3）應(yīng)急開(kāi)關(guān)燈模塊：用戶可以對(duì)指定終端進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈控制，用來(lái)檢查終端故障或檢驗(yàn)維修成效。

（4）控制箱選測(cè)模塊：用戶可以通過(guò)系統(tǒng)選測(cè)指定終端的進(jìn)行狀態(tài)，用來(lái)檢查終端故障或檢驗(yàn)維修成效。

（5）運(yùn)行參數(shù)設(shè)置模塊：用戶可以通過(guò)系統(tǒng)對(duì)指定終端進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

（6）GPS數(shù)據(jù)采集模塊：系統(tǒng)可以自動(dòng)獲得當(dāng)前GPS數(shù)據(jù)，并在地圖上顯示。

（7）數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)模塊：系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)進(jìn)行編寫(xiě)，可方便快捷地調(diào)用所需要的函數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示與操作。

（8）消息中間件模塊：用戶可以將系統(tǒng)隨時(shí)與服務(wù)器進(jìn)行相互同步，使兩邊系統(tǒng)保持一致。

（9）XML解析模塊：系統(tǒng)可以通過(guò)Web Service與任何返回系統(tǒng)的XML格式的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)解析后，得到可在本系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)。

1.4 關(guān)鍵技術(shù)和控件

1.4.1 MapKit控件

MapKit控件是iOS3.0版系統(tǒng)新增的API，它可以在iPad上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接調(diào)用Google Map進(jìn)行顯示。MapKit控件是系統(tǒng)的和諧控件，提供地圖的顯示，可以通過(guò)手勢(shì)實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小、平移、定位等基本功能。

1.4.2 GPS技術(shù)

GPS全球定位系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。GPS在戶外作業(yè)中的應(yīng)用主要有用于城市照明空間基礎(chǔ)信息的采集與更新和最優(yōu)路徑的導(dǎo)航。

系統(tǒng)首先發(fā)送GPS定位的請(qǐng)求，然后調(diào)用GPS模塊來(lái)獲取定位信息，之后得到GPS數(shù)據(jù)顯示在地圖上。這些看似繁瑣的步驟，在系統(tǒng)中的運(yùn)算在一瞬間即可完成。

1.4.3 XML解析模塊

XML解析模塊專(zhuān)門(mén)用來(lái)解析由消息中間件子系統(tǒng)的返回值，將解析后的數(shù)據(jù)傳給路燈控制模塊，顯示操作結(jié)果。

1.4.4 Web Service技術(shù)

Web Service技術(shù)是一種構(gòu)建應(yīng)用程序的普遍模型，可以在任何支持網(wǎng)絡(luò)通信的操作系統(tǒng)中實(shí)施運(yùn)行，它是一種新的應(yīng)用程序分支，是自包含、自描述、模塊化的應(yīng)用，可以發(fā)布、定位、通過(guò)Web調(diào)用。Web Service是一個(gè)應(yīng)用組件，它邏輯性地為其他應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)與服務(wù)。各應(yīng)用程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和規(guī)定的一些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式（Http、XML、Soap）來(lái)訪問(wèn) Web Service，通過(guò)Web Service內(nèi)部執(zhí)行得到所需結(jié)果。Web Service可以執(zhí)行從簡(jiǎn)單的請(qǐng)求到復(fù)雜商務(wù)處理的任何功能。一旦部署以后，其他Web Service應(yīng)用程序可以發(fā)現(xiàn)并調(diào)用它部署的服務(wù)。

系統(tǒng)的主要接口是與消息中間件Web Service之間的接口。主要功能是負(fù)責(zé)傳遞系統(tǒng)與服務(wù)器或路燈控制箱之間的數(shù)據(jù)。如圖2所示，消息中間件部署在服務(wù)器上，由遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)與客戶端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，系統(tǒng)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)可以查看Google Map，而系統(tǒng)的控制箱操作與數(shù)據(jù)同步都將通過(guò)服務(wù)器消息中間件與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)和路燈控制箱進(jìn)行交互。系統(tǒng)只需調(diào)用消息中間件提供的接口，即可進(jìn)行與服務(wù)器或路燈控制箱之間的數(shù)據(jù)交換，而不用去設(shè)計(jì)每條命令的具體格式。這大大減輕了系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，同時(shí)使得系統(tǒng)整體運(yùn)行效率顯著提升。

圖2 消息中間件

1.4.5 GDataXML庫(kù)

由Web Service返回系統(tǒng)的是XML格式的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要進(jìn)行解析后，才能得到有用的信息。

GDataXML庫(kù)是iOS系統(tǒng)下性能十分優(yōu)秀的XML解析庫(kù)，它封裝了多種XML解析算法，使用起來(lái)非常方便。

1.4.6 數(shù)據(jù)同步算法

由于系統(tǒng)可同時(shí)運(yùn)行在多個(gè)移動(dòng)設(shè)備上，故數(shù)據(jù)同步功能是必不可少的。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步通過(guò)消息中間件Web Service進(jìn)行。對(duì)于需要同步的數(shù)據(jù)，在本地的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)均有一個(gè)記錄上次同步時(shí)間的字段。iPad端每次讀取服務(wù)器端最新任務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)這個(gè)時(shí)間進(jìn)行判斷，如果服務(wù)器端的時(shí)間較新，則同步；而在iPad端每進(jìn)行一次任務(wù)完成上報(bào)等操作，則將新的任務(wù)信息強(qiáng)制同步給服務(wù)器端，以保持服務(wù)器端最新。

具體同步流程：系統(tǒng)首先通過(guò)Web Service轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送的同步請(qǐng)求給服務(wù)器，然后服務(wù)器進(jìn)行判斷，如果需要同步則同步數(shù)據(jù)并通過(guò)Web Service轉(zhuǎn)發(fā)回系統(tǒng)，此時(shí)數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)XML解析，隨后把返回的結(jié)果顯示在iPad的系統(tǒng)上；如果不需要同步則返回?zé)o效應(yīng)答，同樣由Web Service轉(zhuǎn)發(fā)并經(jīng)過(guò)XML數(shù)據(jù)解析顯示在iPad的系統(tǒng)上。

2 用戶體驗(yàn)

系統(tǒng)用戶為路燈維修人員及市政人員。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明數(shù)字化管理事務(wù)流轉(zhuǎn)一體化，實(shí)現(xiàn)基于工作流的指揮中心外業(yè)人員之間協(xié)同工作，減少信息傳遞的中間環(huán)節(jié)，加快應(yīng)急響應(yīng)速度；用戶可通過(guò)移動(dòng)平板電腦查看竣工資料、安全施工手冊(cè)等資料，不僅避免了攜帶大量紙質(zhì)資料至現(xiàn)場(chǎng)，也為資料查詢提供便捷。

圖3所示的圖片即為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的主界面。用戶登錄的小對(duì)話框里，只有當(dāng)用戶名和密碼都填寫(xiě)正確方可解鎖整個(gè)系統(tǒng)界面，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行地圖瀏覽等各項(xiàng)功能的操作。系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔明了，節(jié)省了用戶的系統(tǒng)熟悉時(shí)間，提高了用戶對(duì)系統(tǒng)的體驗(yàn)感受。

圖3 系統(tǒng)主界面

3 結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)使路燈控制系統(tǒng)更具人性化，為維護(hù)人員外出作業(yè)提供了便捷，可以在任何有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的地方迅速通過(guò)操控iPad對(duì)終端進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)通過(guò)平板電腦和已經(jīng)非常穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使維修人員在城市照明維護(hù)管理中實(shí)現(xiàn)真正的移動(dòng)作業(yè)，該系統(tǒng)將成為已經(jīng)跨入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和便捷操作時(shí)代的領(lǐng)頭先鋒。

［1］Joe Conway,Aaron Hillegass.iOS編程［M］.第 2版.夏偉頻譯.華中科技大學(xué)出版社，2012

［2］Mark Dalrymple.Objective-C基礎(chǔ)教程［M］.高朝勤，楊越，劉霞譯.人民郵電出版社，2009

［3］拉哈萬(wàn)蒂夫.iOS 4編程經(jīng)典實(shí)例［M］.侯榮濤，韓進(jìn)，侯碩楠譯.中國(guó)電力出版社，2012