基于物联网应用的广电设备管理系统开发与实现

本文介绍的基于物联网的广播电视设备管理 系统,通过物联网技术和软件开发技术实现 了库存管理、设备借还、定位追踪、财务管 理及用户信息管理等功能,提升了设备管理 智能化水平,促进了资产管理模式从传统管 理向现代化的即时信息管理的转变。

摘要

近年来,浙江广播电视集团加快平台建设,打造重点节目,技术装备实力不断提升,技术支持要求日益提高,原有传统的设备管理模式面临业务挑战,迫切需要一套安全可靠、能精细化管理各种设备的出入库管理系统,以实现对于每个设备的精准管理,记录其使用轨迹,统计其完整生命周期,根据出入库记录智能统计费用,并能主动提出相关维护、采购、资产管理建议,为设备使用部门提供更优质、更精确、更智慧的服务。


设备管理系统利用物联网技术和软件应用开发技术实现智慧管理目标,提升设备管理水平,为广电信息化应用开拓新思路、提供新路径,促进广电资产管理模式从传统管理向现代化的即时信息管理转变,推动集团设备管理类的信息化建设及应用,进一步提升设备管控水平,催生更好的社会效益和经济效益。

一 系统设计

1. 设计原则

(1)安全性

设备管理系统负责广电相关设备的录入、借出、维护等功能,只有系统安全可靠才可以发挥有效作用,因此系统的安全性尤为重要。

(2)兼容性

方案设计应确保系统运行可靠稳定,充分考虑电脑与手机端的兼容性,减少漏洞对于系统运行的影响。

(3)易维护性

易维护性是系统设计和综合性能评估的重要组成部分。此系统由后台数据库、前端管理网页和手机App 组成,系统较为复杂。因此,系统设计时需保证系统实现后易于维护和管理。

(4)灵活性

设备管理系统主要功能位于手机端。所以系统的灵活性是该系统设计的主要因素之一。系统设计应根据实际应用环境,在后续的运用中考虑灵活性,加强系统的用户属性,使得用户使用起来更加灵活和方便。

(5)开放性

设备管理系统的使用不是一成不变的,随着未来设备的不断增加和借还单的不断新增,系统的设计要考虑未来性能的优化以及对于新需求及大量新数据的适应能力,延长系统的有效使用期。

(6)扩展性

系统扩展性是指设备管理系统在保证现有功能已满足日常使用需求的前提下,综合考虑系统的功能需求与功能扩展性,系统在设计过程中需为未来新的功能扩展留有技术性接口,方便为未来可能提出的功能需求提供技术应用场景。

(7)简便美观性

由于设备管理系统手机端的使用率较高,系统的简便美观性将是系统的一个重要部分。本系统的简便、美观性体现在合理的界面布局、人性化的功能交互以及符合大众审美的外观包装,这样有利于提升用户的使用体验。

2. 设计目标

(1)加强物资设备监管

通过物联网技术和软件技术开发应用,无论是设备管理部门还是设备使用部门,都可以及时、准确、有效地获取设备的准确信息,从而有效支撑设备运作。在设备入库前进行检验,并通过系统记录供应商,可以对各设备进行溯源;同时在使用过程中及时发现问题并进行维保。

(2)保障计费过程与结果透明公平

通过新系统的应用,可以规范设备借出与归还行为,提高设备利用率,方便管理和使用部门及时统计查询,提高计费透明度、有力保证计费的公正性、有据可依。

(3)提升集团信息化应用水平

通过基于物联网的广播电视设备管理系统的实现与应用,开拓集团与兄弟单位信息化开发与研究的新思路,促进资产管理从传统管理向现代化的即时信息管理转变,有利于推动整个集团对设备管理类的信息化建设及应用,从而提升管控水平、发挥更大效益。

3. 相关技术

(1)OkHttp 网络传输技术Square 公司开源的OkHttp 是一个专注于连接效率的HTTP 客户端。OkHttp提供了对HTTP/2 和SPDY 的支持,并提供了连接池,GZIP 压缩和HTTP 响应缓存功能。[1]

OkHttp 支持SPDY, 允许连接同一主机的所有请求分享一个socket。使用连接池技术减少请求的延迟( 如果SPDY 是可用的话),使用GZIP 压缩减少传输的数据量,缓存响应避免重复的网络请求、拦截器等等。OkHttp 框架的事务处理流程如图1 所示。


image.png


(2)TBS 在线预览技术

传统系统内核(WebView)存在适配成本高、不安全、不稳定、耗流量、速度慢、文件能力差等问题。TBS 技术能够有效解决传统移动Web 技术面临的普遍问题,同时能极大扩展应用内浏览场景的服务能力。TBS 为应用浏览场景提供完善的安全保障体系,包括云安全方案:保障数据安全,防恶意劫持(DNS 劫持、HTTP 劫持等),防恶意网址,防恶意文件下载等;端安全方案:及时解决系统内核无法解决的各类风险和漏洞,支持热修复。TBS 技术为应用浏览场景提供完善的安全保障体系,在云端对网页及资源流进行压缩,在终端优化网页加载全流程,并提供完善的HTML5 能力支持,在运用过程中具有安全、极速、省流、易兼容的特点,且支持42 种文件格式,帮助应用实现应用内文档浏览,无需跳转调用其他应用。TBS 技术特点如图2 所示。


image.png


(3)感知哈希算法感知哈希算法通过计算电子签名的64 个像素的灰度平均值构成一个含有64 位整数的hash 指纹。[2]先计算保存好的原始签名和现场签名的hash 指纹,也就是64 位0或1值,然后计算不同位的个数(汉明距离)。如果这个值为0,则表示这两次签名笔迹非常相似,如果汉明距离小于5,则表示笔迹有些不同,但比较相近,如果汉明距离大于10 则表明是完全不同的签名笔迹。即使签名图的大小和长宽有所改变结果值也不会随之改变。增加或减少亮度或对比度,或改变颜色,对hash 值都不会有太大的影响,而且它的计算速度极其快。

(4)基于语音听写技术的语音备注语音备注使用了科大讯飞语音听写库,它具有准确率高、信息响应快、语音服务人性化、识别个性化等特点。语音备注支持垂直领域和应用级听写,能够清晰分辨和识别广电领域的各种专有名词,而且指令识别通过本地调用,无需网络,反应速率快。

4. 系统架构

image.png

本项目的系统框架如图3 所示,整体架构分为五个基础层级,通过有效的层级划分可以全面展示本系统的设计思路。

(1)硬件层

硬件层的搭建主要是为了保障系统的正常运行,具体包括了服务器、PC 端以及智能手机等。通过完善的硬件搭建能够为系统的全面建设提供良好的基础。

(2)网络层

网络层为系统提供了正常的网络环境,它主要由互联网及移动通信网组成。由于本系统大部分功能是需要获取数据库实时数据的,所以网络层在系统的正常运行中起着极其重要的作用。

(3)存储层

存储层是整体系统数据资源的保障。本系统的搭建需要实现全面的数据资源共享,所以存储层的建设显得尤为重要。

从整体结构划分,本系统的数据资源分为设备信息数据、借还单信息数据、财务信息数据、个人信息数据及其他信息数据等多个部分。系统对于数据进行了严格的信息保密操作,将各个数据模块存放在集团的中国蓝云中,有效地防止信息的泄露和被破坏。并且还对这些数据进行了专门分类,具体包括借还单方面的借还单明细数据、计费信息数据等,设备信息方面的设备名称数据、设备定位数据、存放位置数据、集团条码数据等,财务方面的计费标准数据、财务报表数据以及个人信息方面的个人姓名、个人账号ID、所属部门、个人权限等。通过对存储层数据的有效分类,能够建立更加完善的数据管理规范,从而更加合理地进行数据交互与数据共享。

(4)接口层

接口层主要由服务器端的各个数据接口组成。这些数据接口主要分成设备接口、财务接口、借还单接口与用户接口四类,每类接口模块又包含十几种不同的详细数据接口。系统的前端主要通过接口层与存储层数据进行数据交互。各个前端功能的具体展现都离不开接口层的数据获取,由此可见,它是本系统非常重要的一个组成部分。

(5)应用层

应用层是整体系统建设的重中之重,也是系统的核心部分。应用层主要由系统的各个前端功能模块组成,用于展现系统的具体功能界面与用户的实际功能操作。

按照系统的业务逻辑对应用层进行了划分,主要分为借还单模块、设备信息及设备定位模块、财务模块、个人信息模块五个部分。借还单模块分为设备借出、设备归还、借还单明细查看等功能,设备信息及设备定位模块包含设备信息管理、设备定位管理、设备地理位置历史移动轨迹查询等,财务模块根据使用者不同权限分为总监财务查看、制作中心财务查看、用户个人财务查看及管理员财务查看与Excel 导出等功能,个人信息模块主要由个人信息查询与修改、头像更改、人脸识别、NFC及账号密码管理等功能组成。

二 平台实现

本系统运行包括手机App 端、Web 端及后台数据库等,研发了设备信息模块、设备借还管理模块、财务管理模块、设备定位模块、数据统计模块、权限管理模块等功能模块。

1. 设备信息模块

设备信息模块主要对设备信息及设备库存进行管理,记录设备的相关状态及信息。

◆设备入库:设备通过扫描特定条码方式进行入库操作,通过设备信息界面记录仪器设备以及配件的基本信息维护,图4 为设备信息管理界面图。

image.png

◆设备报废:根据设备的使用周期, 进行设备的报废管理。

◆设备维修:通过特定条码或设备名称对设备进行维修记录查询。

◆盘存管理:检查在库设备的实际数量,核对系统数据,保持对设备库存数据的更新。

2. 设备借还管理模块

该模块是本系统的核心功能模块,主要通过信息录入、拍照、手写电子签名等存储手段进行广播电视设备管理的借用和归还。

◆设备借用单管理:可详细记录每次借用时间、借用部门、借用机器数量、机型、预计归还时间等信息,同时提供多维度、全方面的信息查询功能。

◆设备借出管理:输入人员信息、现场图片、设备条码等并在签名后实现设备借出并创建借还单。设备借出界面图如图5所示。

image.png

◆人脸识别:通过人脸识别功能实现设备借出人员的信息填写。[3]

◆手写笔迹签名:在手机App中进行电子手写笔迹签名,上传签名并显示在借还单上。

◆ NFC 识别:通过NFC 识别获取集团卡个人信息,实现设备借出人员的信息填写。[4]

◆设备归还管理:通过输入或者扫描中心条码实现设备归还操作。

3. 财务管理模块

该模块通过经济模型对设备租赁进行定价,出具财务报表,挖掘设备流转效益,指导固定资产采购业务,提升部门经济效益。

◆计费管理:根据新的定价模型用于计算设备借用周期内所产生的费用,按一定的计算公式,在财务出账日进行结算。

◆财务报表统计:计录所有设备有偿使用产生的费用,可按任意时间段对应收、应付的账款进行查询和统计,能实时查看本部门的收支情况,出具财报,各项数据都可通过Excel 表格导出。

4. 设备定位模块

该模块通过北斗、GPS、基站等混合定位模式对设备进行定位,了解设备租借过程中的去向,有效防止广播电视设备的非合理使用或丢失。

◆定位管理:通过编辑定位器绑定相关重要设备,调用百度地图进行设备实地显示。[5]

◆轨迹回放:支持定位设备根据历史数据进行过往轨迹记录回放功能。图6 为设备定位的轨迹回放界面图。

image.png

5. 数据统计模块

该模块主要通过服务器获得设备数据,并通过分析数据,为设备采购、设备维护、设备管理提供数据支撑,提高内部设备的使用效率,创造收益最大化。图7为数据统计的界面图。

image.png

◆设备库存率统计:可查询所有设备的使用与在库情况,为设备的采购提供数据上的支持与依据。

◆部门借用率统计:统计各部门的设备借用量,反映各部门的设备工作量情况。

◆设备故障率统计:通过数据统计出不同设备发生故障的情况,同类设备故障点分析,不同品牌的故障率分析,此类数据对供应商的筛选提供相应的参考,同类设备进行横向比较,为后期类似设备采购方向、数量提供参考模型。

6. 权限管理模块

该模块主要进行用户权限管理,让系统以分类分级的方式进行运行。

◆系统管理员:系统管理员是本系统的最高权限人员,拥有用户账号管理、权限分配功能、财务计费类型设定以及字段自定义设定等高级功能。

◆管理员:管理员可以负责各自频道的设备信息管理、借还单管理等。

◆节目负责人:节目负责人可以更好地把控设备租借的相关情况,了解自己所在节目的设备借还情况和财务支出情况。

◆财务管理员:财务管理员可以查看不同频道、不同部门的财务报表并对其进行Excel 导出,方便对该系统的财务情况进行统计和管理。

◆用户:用户可以通过系统进行设备借还单查看、计费规则查看以及相关设备的操作手册查看,让用户在借出和使用设备时更加方便。

◆总负责人:总负责人有查看所有功能及页面的权限等。具体权限规则如表1 所示。

image.png

三 结束语

创建基于物联网的广播电视设备管理系统,构建设备信息、设备借还管理、财务管理、设备定位、数据统计、权限管理等模块,创新采用集中式管理中台架构,应用物联网技术、优化经济核算模型,提升了设备管理信息化水平,为集团发展提供了更为高效、精细的技术服务。通过数据积累强化精确管理,引入合理竞价助推充分共享,进一步提高设备使用率、周转率和完好率,提升设备维护更新的科学性,实现设备管理效能的最大化,较好地契合了当前智慧广电技术发展的主流方向。

转载请注明来源:《现代电视技术》 作者:浙江广播电视集团 王靖傅 潘永杰 章跃庭