劉梅，潘偉鏘，黃國林

（華南理工大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)工程研究中心，廣東廣州510640）

校園IT資源（光纖、線纜、機(jī)房、IT設(shè)備）是校園信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施，規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、完整的管線數(shù)據(jù)是地下管線安全運營的保障。華南理工大學(xué)占地面積294萬多平方米，分為五山和大學(xué)城校區(qū)。五山校區(qū)包含53棟學(xué)生宿舍，共有網(wǎng)絡(luò)弱電間61個，網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜110個，交換機(jī)設(shè)備約1 114臺；大學(xué)城校區(qū)生活區(qū)共有網(wǎng)絡(luò)弱電間146個，網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜150個，交換機(jī)設(shè)備約655臺。弱電管井[1]、光纜線纜及機(jī)房資源等信息分散，無法統(tǒng)一管理和分享，可查詢性差。人工巡檢耗時費力，管理難度大且人工成本高[2]，迫切需要建設(shè)一套IT資源管理系統(tǒng)，使IT資源從紙質(zhì)化管理轉(zhuǎn)向電子化、圖形化、智慧化管理，粗放式管理逐漸轉(zhuǎn)為精細(xì)化管理，實現(xiàn)端口級IT資源管理。從運維人員實際工作出發(fā)，將校園IT資源管理系統(tǒng)[3]運行平臺擴(kuò)展到移動終端，增強(qiáng)了可視化程度[4-5]，方便運維人員在工程現(xiàn)場使用，可輔助定位故障位置，縮短排障時間，減少故障損失，提高了工作效率和管理效率。

目前大多數(shù)高校在設(shè)備管線資產(chǎn)巡檢方面均沒有專人管理，多采用兼任的方式。網(wǎng)絡(luò)運維人員在處理網(wǎng)絡(luò)故障工作的同時兼任巡檢任務(wù)，本身攜帶的工具和設(shè)備眾多，采用專業(yè)定制的PDA掌上設(shè)備無疑是增加成本和增重負(fù)載。手機(jī)是工作人員日常通信必不可少的設(shè)備，體積小易于攜帶。市面上大多數(shù)手機(jī)都配備WiFi、藍(lán)牙及內(nèi)置GPS模塊。本系統(tǒng)是基于市面運用廣泛的Android平臺[6-8]開發(fā)的一款手機(jī)APP。

校園移動IT資源管理系統(tǒng)是一套提供IT資產(chǎn)全生命周期管理的可視化展現(xiàn)的手機(jī)APP。它是基于GIS理論基礎(chǔ)[9-15]，根據(jù)華南理工大學(xué)實際地理信息數(shù)據(jù)提供空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的地理信息服務(wù)平臺應(yīng)用，主要為華南理工大學(xué)提供離線搜索建筑物（機(jī)樓）、光纖、設(shè)備，為建筑物、機(jī)房、設(shè)備、光纜、光纖等提供一個可查詢，可視化展現(xiàn)功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，提供地圖、數(shù)據(jù)的在線/離線使用功能，為運維管理人員在項目決策、圖紙設(shè)計、工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)運營、設(shè)備維護(hù)和安全保障等方面提供支撐環(huán)境。

1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)運維管理人員工作實際出發(fā)，本著實用便捷、直觀可視、智慧管理的原則，校園移動IT資源管理系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容如下：

1）支持離線地圖緩存。運維人員在使用地圖時候，無需連接互聯(lián)網(wǎng)，就可在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用地圖，查詢相關(guān)建筑物資產(chǎn)信息。連接互聯(lián)網(wǎng)后，可選擇上傳及修改。

2）支持校園IT資源定位查詢。通過掌上移動應(yīng)用，資產(chǎn)運維人員在進(jìn)行IT設(shè)備巡檢或者線纜資源維護(hù)時候，可以第一時間定位到對應(yīng)的IT設(shè)備或線纜資源，查詢所需進(jìn)行維護(hù)的資源詳細(xì)信息、線纜走向明細(xì)情況。

3）支持校園IT資源定位導(dǎo)航。利用手機(jī)內(nèi)置GPS導(dǎo)航模塊，運維人員可以定位自身所處位置，并準(zhǔn)確、高效地導(dǎo)航到校園IT資源所處位置。

4）支持備忘錄功能。運維人員可以在現(xiàn)場進(jìn)行運維工作的時候，打開移動端自帶的備忘錄功能，以文字或圖片的形式記錄一些相關(guān)操作，并且同步至數(shù)據(jù)庫。當(dāng)運維人員在PC上進(jìn)行操作的時候，可以打開備忘錄，查詢相關(guān)信息。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

校園移動IT資源管理系統(tǒng)設(shè)計采用C/S模式，由表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層三層組成，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

采用C/S模式設(shè)計具有系統(tǒng)耦合性低的優(yōu)勢，用戶可使用智能手機(jī)（表現(xiàn)層）通過應(yīng)用服務(wù)器（業(yè)務(wù)邏輯層）與數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)層）進(jìn)行交互，通過離線下載地圖數(shù)據(jù)可減輕數(shù)據(jù)庫的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

客戶端采用基于Android系統(tǒng)、具有GPS定位和無線通信功能的智能手機(jī)，通過與校園IT資源管理系統(tǒng)集成，實現(xiàn)查詢定位數(shù)據(jù)交互。校園IT資源應(yīng)用服務(wù)器作為中間件，實現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)庫的中繼功能，完成數(shù)據(jù)完整性校驗和數(shù)據(jù)分析功能，并對特殊情況進(jìn)行備忘記錄。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供用戶登錄時身份認(rèn)證所需的信息，以及存儲客戶端的數(shù)據(jù)，為地圖下載、IT資源歷史數(shù)據(jù)的查詢和分析提供數(shù)據(jù)來源。

系統(tǒng)是以使用者方便為基本出發(fā)點，兼顧系統(tǒng)未來的擴(kuò)展升級，選用無線通訊技術(shù)及移動終端的便捷性，充分發(fā)揮了系統(tǒng)的優(yōu)勢。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

基于Android智能手機(jī)的校園IT資源管理系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，系統(tǒng)主要可分為3大模塊：登錄模塊、地圖模塊和數(shù)據(jù)下載模塊。校園移動IT資源管理系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)如圖2所示。其結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)登入、離線地圖下載、校園數(shù)據(jù)下載、機(jī)樓離線搜索、機(jī)樓離線顯示、機(jī)樓在線緩存、機(jī)樓信息顯示、房間信息顯示、設(shè)備離線搜索、設(shè)備離線顯示、設(shè)備離線定位、設(shè)備信息顯示、線纜離線搜索、線纜離線顯示、線纜在線緩存、線纜信息顯示、光纖離線定位、光纖信息顯示等。

3.1 登錄模塊

該模塊的主要功能是登錄認(rèn)證。其過程如下：運維管理人員通過智能手機(jī)開展運維巡檢工作之前首先要進(jìn)行系統(tǒng)登錄認(rèn)證，系統(tǒng)需先通過服務(wù)器設(shè)置的IP進(jìn)行服務(wù)器連接，如果服務(wù)器IP填寫正確，提示系統(tǒng)與服務(wù)器連接成功，否則提示用戶服務(wù)器IP設(shè)置不正確，返回服務(wù)器IP設(shè)置界面重新設(shè)置。服務(wù)器連接成功后，用戶輸入相應(yīng)賬號和密碼，服務(wù)器對用戶的賬號密碼進(jìn)行校驗，校驗成功則用戶登錄系統(tǒng)成功，否則，提示用戶賬號密碼出錯，返回登入界面重新登錄。用戶身份認(rèn)證成功后，系統(tǒng)會根據(jù)用戶相應(yīng)級別授予相應(yīng)權(quán)限，同時服務(wù)器后臺會跟蹤和監(jiān)控用戶在線狀態(tài)。

圖2 系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)

3.2 地圖模塊

地圖模塊主要功能包含地圖緩存、信息查詢、信息定位和導(dǎo)航。

地圖緩存功能：當(dāng)用戶的智能手機(jī)在戶外接收不到GPRS/3G/4G/wifi網(wǎng)絡(luò)信號時，系統(tǒng)提供了地圖離線緩存功能，包括離線地圖的放大、縮小，地圖搜索，定位上的機(jī)樓、設(shè)備、光纖線纜的顯示和定位等功能。當(dāng)用戶手機(jī)網(wǎng)絡(luò)在線的時候，登入系統(tǒng)，系統(tǒng)會自動緩存用戶當(dāng)前瀏覽界面的地圖數(shù)據(jù)和范圍內(nèi)的設(shè)備數(shù)據(jù)。如需要使用全部的離線地圖和數(shù)據(jù)，用戶需自行在設(shè)置中心對地圖和數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的下載才能使用。

圖3 地圖緩存流程圖

信息查詢功能：為了方便用戶對相關(guān)設(shè)備等資源進(jìn)行巡檢維護(hù)時能夠快速找到需要維護(hù)的設(shè)備，系統(tǒng)提供了信息查詢功能。用戶能夠根據(jù)光纖、線纜、設(shè)備、機(jī)樓等關(guān)鍵詞，快速搜索到想要查詢的信息資源所在位置，并且能夠查看設(shè)備的相關(guān)信息和進(jìn)行備忘功能。信息查詢流程圖如圖4所示。

圖4 信息查詢流程圖

定位導(dǎo)航功能：校園通信管網(wǎng)數(shù)據(jù)可通過離線地圖緩存在用戶智能手機(jī)中，巡檢維護(hù)人員工作時將此數(shù)據(jù)帶出戶外，通過信息查詢功能可定位巡檢區(qū)域的地理信息，通過智能手機(jī)GPS導(dǎo)航功能，巡檢人員能夠快速抵達(dá)巡檢維護(hù)現(xiàn)場和確定管線的位置。

3.3 下載模塊

下載模塊主要分為離線地圖下載模塊和離線數(shù)據(jù)下載模塊。當(dāng)用戶智能手機(jī)在戶外接收不到GPRS/3G/4G/wifi網(wǎng)絡(luò)信號時，系統(tǒng)提供了地圖/數(shù)據(jù)的離線下載功能。用戶需在手機(jī)網(wǎng)絡(luò)在線時候，進(jìn)入設(shè)置中心，對地圖或數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，下載的時候，提供下載進(jìn)度的顯示和下載完成后的提示信息。用戶對地圖或數(shù)據(jù)下載完成后，即使用戶手機(jī)網(wǎng)絡(luò)不在線，用戶也可以正常的使用地圖相關(guān)功能以及數(shù)據(jù)維護(hù)工作。

4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

校園移動IT資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖5所示。數(shù)據(jù)模型主要分為機(jī)樓、機(jī)房、設(shè)備、光纜和光纖五大模塊。其中光纜屬性包括編號、型號、規(guī)格、芯數(shù)、占用情況、建設(shè)日期及備注等。根據(jù)光纜的建設(shè)時間和備注可提供光纜全生命周期管理；根據(jù)光纜的芯數(shù)和占用情況可了解目前光纜使用整體情況，為網(wǎng)絡(luò)運營整體規(guī)劃提供科學(xué)合理的依據(jù)。

5 接口設(shè)計

校園移動IT資源管理系統(tǒng)是基于統(tǒng)一身份認(rèn)證接口集成方式完成身份認(rèn)證的。系統(tǒng)采用用戶角色權(quán)限設(shè)置，建立用戶與功能模塊之間的關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)使用用戶為運維人員、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理人員和領(lǐng)導(dǎo)等，這些用戶的詳細(xì)信息和權(quán)限控制由管理系統(tǒng)后臺進(jìn)行錄入和管理。對于移動端來說僅僅是通過固定用戶身份接入到后臺獲取普通的用戶權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)展示。

圖5 緩存數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)E-R圖

校園IT資源綜合管理系統(tǒng)移動端通過調(diào)用后端暴露的接口接入到校園IT資源綜合管理系統(tǒng)后端獲取和上傳數(shù)據(jù)。比如：自動從共享數(shù)據(jù)庫中訂閱組織機(jī)構(gòu)信息、建筑物信息等數(shù)據(jù)同步到移動終端本地來進(jìn)行展示。

下面以光纜接口設(shè)計為例，調(diào)用程序代碼如下：

6 系統(tǒng)測試與實現(xiàn)

圖6是首頁線纜界面點擊輸入框，彈出一個新的搜索界面，輸入您想要搜索的線纜關(guān)鍵詞即可，以搜索“宿舍”為例，點擊搜索得到所有和“宿舍”有關(guān)的線纜結(jié)果。點擊第二條數(shù)據(jù)中心到北十二學(xué)生宿舍光纜信息，彈出如圖7所示的光纜路由情況；圖8是搜索圖書館出現(xiàn)的定位界面；同時系統(tǒng)為機(jī)樓、機(jī)房、設(shè)備、線纜、光纖提供了備注功能，如圖9所示。

圖6 查詢界面

圖7 光纜路由

圖8 定位界面

圖9 備注界面

7 結(jié)束語

校園移動IT資源管理系統(tǒng)是校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施朝監(jiān)測智能化、管理精細(xì)化、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化、決策可視化方向發(fā)展的重要一大步，將所有IT資源統(tǒng)一管理與維護(hù)，應(yīng)用云計算和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將成為校園信息化管理部門實施創(chuàng)新、提升信息化管理水平的關(guān)鍵。系統(tǒng)可運用到校園水電、天燃?xì)?、電力、視頻安防監(jiān)控、房產(chǎn)資源管理等方面。

本系統(tǒng)存在欠缺的地方是精準(zhǔn)度不夠高，原因是位置漂移、環(huán)境原因等使得基于GPS衛(wèi)星定位存在誤差可能超過10 m。下一步改進(jìn)和研究的方向是系統(tǒng)融合高精度定位技術(shù)，如基于北斗定位技術(shù)[16]。

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