林知明，陳興鋒，林 響

（華東交通大學1.電氣與電子工程學院；2.圖書館，江西南昌330013）

設備管理工作是企業(yè)日常工作中重要的組成部分，高效的管理模式、良好的管理秩序、規(guī)范的管理方法能夠讓企業(yè)的設備發(fā)揮最大的效能，直接為企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟效益。因此，結合企業(yè)發(fā)展模式，開發(fā)相適應的設備跟蹤管理系統(tǒng)，是當前企業(yè)設備管理信息化的一個趨勢。當前，哈爾濱供電段使用的供電管理信息系統(tǒng)中的設備履歷管理子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設備信息的查詢、錄入、編輯、導出等功能。但是，當前的系統(tǒng)對于設備信息的獲取都是通過PC終端實現(xiàn)，并不能做到設備信息的現(xiàn)場實時獲取。而鐵路部門作為一個公共服務型部門，對于安全生產(chǎn)的要求非常高，因此對于各類設備的情況的實時掌握顯得非常重要。

1 系統(tǒng)管理模式

當前，通過使用設備履歷管理子系統(tǒng)，對于設備的相關情況可以通過系統(tǒng)進行查詢，對于設備的變更也可以通過系統(tǒng)進行編輯修改或錄入。但由于設備的安裝使用地點比較分散，在所有設備附近均實時使用信息系統(tǒng)并不太現(xiàn)實。另一方面，在技術人員對設備進行檢修維護后，通常都需要將現(xiàn)場的作業(yè)情況錄入到信息系統(tǒng)中，形成問題的閉環(huán)銷號。目前現(xiàn)場維修人員的做法通常是用紙筆在現(xiàn)場記錄作業(yè)情況，待維修結束后，再使用信息系統(tǒng)進行現(xiàn)場作業(yè)情況的轉(zhuǎn)錄，不僅增加相關人員的工作量，并且容易發(fā)生設備信息錄入錯誤、遺漏錄入等情況，這些問題無疑阻礙了鐵路供電段提升設備管理水平。

針對以上問題，通過結合當前流行的二維碼技術和移動計算技術，以既有信息系統(tǒng)為平臺，通過移動終端來實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的實時管理。在設備安裝使用前，通過信息系統(tǒng)為設備生成唯一的二維碼，并將二維碼貼于設備上。在設備安裝使用以及維修時，通過移動終端為現(xiàn)場作業(yè)人員向信息系統(tǒng)寫入或讀取相關數(shù)據(jù)提供接口。系統(tǒng)的管理模式如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)管理模式Fig.1 System management mode

2 系統(tǒng)結構與設計

2.1 系統(tǒng)的功能結構

本系統(tǒng)依托既有的鐵路供電管理信息系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、PC終端、二維碼打印機、二維碼、移動終端等幾部分組成。系統(tǒng)功能結構圖如圖2所示。

圖2 功能結構圖Fig.2 Function structure chart

數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器和PC終端組成了LAN，移動終端通過WIFI連接LAN。用戶通過移動終端掃描設備上的二維碼，移動終端對掃描結果進行解析并通過WIFI傳遞給應用服務器，應用服務器將得到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理并完成數(shù)據(jù)庫的讀寫操作，最終將結果通過WIFI發(fā)送回移動終端并進行顯示。本系統(tǒng)主要解決二維碼的生成及移動終端通過二維碼獲取設備信息、更新設備信息等功能。

2.2 二維碼碼制的選擇

二維碼是用某種特定的幾何圖形以黑白相間的圖案形式按一定規(guī)律在二維平面上記錄信息的應用技術。相對于一維碼，二維碼具有信息容量大、容錯能力強等特點。當前，智能移動終端的廣泛使用更是讓二維碼迎來了新的發(fā)展機遇期。由于本系統(tǒng)使用二維碼作為標簽技術，因此，準確選擇二維碼的碼制對于二維碼的生成結果和后期識別至關重要。矩陣式二維碼中的QR Code具有編碼密度高、響應快速、容錯能力強、譯碼可靠性高等特點，因此本系統(tǒng)選擇QR Code作為二維碼的碼制。圖3所示為一個常見的QR二維碼標識牌。

圖3 二維碼標識牌Fig.3 The two-dimensional code label

2.3 移動終端系統(tǒng)平臺的選擇

當前，移動終端使用的操作系統(tǒng)主要有谷歌的Android，蘋果的IOS 和微軟的Windows Phone，蘋果的IOS和微軟的Windows Phone系統(tǒng)提供了更好的用戶體驗，但兩者都相對較為封閉，給用戶的二次開發(fā)造成了一定的困難。同時，由于安裝使用這兩個系統(tǒng)的設備價格都相對較高，從系統(tǒng)成本的角度來考慮，大規(guī)模推廣不太現(xiàn)實。而谷歌的Android 系統(tǒng)，由于其開放發(fā)展的戰(zhàn)略，當前發(fā)展勢頭良好，并且搭載Android系統(tǒng)的設備價格也相對較低，開發(fā)相關應用也較為容易。因此，移動終端最終搭載的系統(tǒng)選擇Android。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 二維碼的生成

在設備入庫前，通過生產(chǎn)物料管理系統(tǒng)為每個設備生成唯一的二維碼。通過二維碼打印機進行打印并將標簽粘貼到設備上，之后無論是出入庫還是后期的安裝維修保養(yǎng)，都通過設備上的二維碼進行跟蹤管理。由于服務器端使用的環(huán)境是Windows+Apache+MySQL +PHP，因此，二維碼的生成主要是基于PHP QRCode 類進行實現(xiàn)，將需要生成二維碼的數(shù)據(jù)信息（由設備的唯一id、設備名稱、型號、廠家等組成，其中唯一id用于設備的全程跟蹤）、保存的圖片名稱、錯誤的處理級別、每個黑點的像素以及圖片外圍的白色邊框像素等數(shù)據(jù)以參數(shù)形式傳遞給QRCode 中的png 方法，通過png 方法可以將數(shù)據(jù)信息直接生成二維碼。生成二維碼的方法如下：

QRcode：：png（$data，$filename，$errorCorrectionLevel，$matrixPointSize，$margin）

其中：$data 是待生成二維碼的數(shù)據(jù)信息；$filename 是保存的圖片名稱；$errorCorrectionLevel 是錯誤處理級別。共有4個糾錯級別，L級別，7%的字碼可被修正；M級別，15%的字碼可被修正；Q級別，25%的字碼可被修正；H級別，30%的字碼可被修正；糾錯級別越高，生成的圖片就會越大；

$matrixPointSize 是每個黑點的像素；

$margin 是圖片外圍的白色邊框像素。

3.2 設備信息的獲取

設備信息的獲取通過移動終端掃描二維碼實現(xiàn)。使用Eclipse IDE工具并安裝ADT插件便可完成Android程序開發(fā)平臺的搭建。在識別過程中，主要是通過手機的攝像頭對二維碼標簽進行掃描并將得到的結果送到后臺進行解析。如果解析成功，則停止對二維碼標簽的掃描并將解析得到的結果傳遞給應用服務器進行處理，應用服務器對移動終端傳遞過來的數(shù)據(jù)進行識別并選擇相應的處理程序，處理完成后將結果發(fā)送回移動終端。如果解析不成功，則繼續(xù)進行掃描采集圖像并傳遞到后臺進行解析，直到對二維碼進行了正確的識別。主要的實現(xiàn)代碼如下：

對于二維碼的內(nèi)容，可以通過（Result）message.obj.getText（）來獲取，將二維碼內(nèi)容序列化后通過3G網(wǎng)絡傳遞給應用服務器，由應用服務器上的PHP程序?qū)?shù)據(jù)庫進行操作，獲取設備信息，應用服務器將獲取的數(shù)據(jù)序列化并通過3G 網(wǎng)絡傳遞給移動終端，移動終端對數(shù)據(jù)進行解析并顯示。獲取信息主要代碼如下：

圖4為解碼成功并從數(shù)據(jù)庫服務器讀取數(shù)據(jù)后顯示的結果。

圖4 解碼結果圖Fig.4 Decoding result chart

3.3 上傳設備維修保養(yǎng)情況

通過掃描設備的二維碼，便可獲取關聯(lián)設備的相關信息。在信息查看頁面，可以選擇上報維修情況操作，將設備的現(xiàn)場維修情況通過移動終端進行輸入，移動終端將數(shù)據(jù)進行序列化并通過3G網(wǎng)絡發(fā)送給應用服務器。應用服務器上的PHP程序則進行數(shù)據(jù)庫的記錄添加、查詢、更新操作，將現(xiàn)場維修作業(yè)情況實時與服務器進行交互。應用服務器端的數(shù)據(jù)插入更新主要通過以下代碼實現(xiàn)。

插入數(shù)據(jù)代碼：

更新數(shù)據(jù)代碼：

圖5為提報現(xiàn)場維修情況的界面。

圖5 維修結果圖Fig.5 Maintenance situation chart

4 結論

設計并實現(xiàn)了基于移動終端的供電段設備跟蹤管理系統(tǒng)，達到了預期設計功能。通過本系統(tǒng)的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對重要設備相關信息的實時跟蹤操作，為設備的維修保養(yǎng)工作提供了較好的信息支持，使作業(yè)人員能夠?qū)⒏嗟木ν度氲皆O備維修保養(yǎng)的實質(zhì)性工作中，提高了設備維修保養(yǎng)的工作效率。為設備管理工作帶來了良好的效益，為推動設備跟蹤管理的科學化、信息化提供了重要支持。

［1］孫名奎，王直杰，傅音翔.基于RFID的礦井人員及設備跟蹤管理系統(tǒng)的設計［J］.微計算機信息，2006，22（23）：203-205.

［2］柴明輝，嚴洪森，齊培娣.基于B/S的物料管理信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.計算機技術與發(fā)展，2008，18（1）：52-55.

［3］李欣.手機二維碼在圖書館的應用研究［J］.圖書館學刊，2013（1）：97-98，142.

［4］陳荊花，王潔.淺析手機二維碼在物聯(lián)網(wǎng)中的應用及發(fā)展［J］.電信科學，2010，26（4）：39-43.

［5］王毅.二維條碼技術應用及標準化狀況介紹［J］.中國標準化，2006（5）：24-25，28.

［6］徐玲，蔣欣志，張杰.手機二維碼識別系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.計算機應用，2012，32（5）：1474-1476.

［7］張晶晶.二維碼識別系統(tǒng)在手機端的研究與實現(xiàn)［J］.化學工程與裝備，2013（2）：164-166.

［8］丁振凡，王小明，鄧建明，等.基于Web的貨車檢修工序監(jiān)測系統(tǒng)的研制［J］.華東交通大學學報，2012，29（5）：44-49.

［9］劉宏偉，嚴妍.快速響應碼的識別和解碼［J］.計算機工程與設計，2005，26（6）：1560-1562.