二维码在天然气集输计量器具管理中的应用

廖德云，王存伟，张智，吕素芳，聂仁峰

(中国石化股份有限公司中原油田分公司 天然气产销厂，河南 濮阳 457162)

根据中国石油化工集团公司企业标准《油田企业计量管理与考核规范》中对计量器具管理的规定，现场计量器具应根据其使用情况粘贴合格、准用和封存三色标识，依次用绿色、黄色、红色表示，标识上注明出厂编号、有效日期、确认人等信息。管理人员通过对照器具台账信息人工手写标识，针对现场上百台甚至上千台计量器具，人工手写任务量大、工作效率低，标识信息出错率高，并且根据器具的检定情况标识更换频繁，给管理部门的监督和现场操作人员的更换造成很大的不便。

为加强对现场计量器具的管理，引入二维码在三色标识中的应用，通过扫描二维码得到的URL地址链接可以直接得到器具的基础信息；如果使用移动3G无线路由器或Wifi覆盖联入远端服务器，可以在手持器下载更多详细信息，增加了对现场计量器具的管理手段，实现现场计量器具的受控管理。

1 技术要求

1.1 基于二维码的三色标识

设计计量器具台账系统，包含计量器具基础信息、管理信息、检定信息、分类信息等，以便自动生成二维码图片。二维码图片链接地址中携带计量器具名称、出厂编号、安装使用存放地点、使用状态、分类管理、有效日期等基础信息。

1.2 二维码扫描软件

设计基于Android和WP8操作平台的二维码扫描软件，通过扫描二维码得到链接地址。一是可以从链接地址中得到计量器具基础信息；二是通过扫描软件由链接地址跳转访问后台服务器，调取该计量器具详细信息并在手持器上显示。扫描软件要求扫描二维码后实现自动访问后台服务器，并形成扫描历史记录。

1.3 三色标识批量打印

计量工程师根据计量器具台账系统调取相关信息，通过二维码生成驱动可自动单独或批量生成带有二维码信息的三色标识图片；可打包下载全部计量器具的二维码三色标识图片；要求图片上印有的信息包括计量器具出厂编号、有效日期、确认人和二维码图案等，通过打印软件可单独或批量打印带有二维码信息的三色标识；可根据合格、准用和封存状态打印不同颜色标识。

1.4 计量器具管理

现场操作人员扫描器扫描二维码得到计量器具的基础信息后将二维码标签快速粘贴至现场计量器具，保证准确无误；并可通过手持器对该计量器具信息进行修改编辑，通过移动3G无线路由器或Wifi覆盖连入远端服务器，对计量器具台账信息进行实时更新。

1.5 计量器具送检

计量管理工程师通过二维码手持扫描器扫描三色标识，可以实现到期计量器具及时扫描并自动在后台数据库登记。同时，检定人员通过扫描枪扫描样品，实现快速收样。检定部门通过计量管理器具台账系统自动调取该计量器具的二维码图片印在出具的检定证书上。

1.6 三色标识三防

带有二维码图案的三色标识要求防水、防晒、防撕扯，至少保证1 a以上的使用寿命。

2 系统设计

针对以上技术要求，基于二维码标识的现场计量器具管理系统包括生成二维码标识驱动程序、热转印打印机、二维码扫描手持器、移动3G无线路由器和计量器具台账信息系统等，管理单位通过调取计量器具台账信息自动生成带有二维码信息的三色标识，并使用热转印打印机批量打印，系统结构如图1所示。

图1 二维码现场计量器具管理系统结构示意

2.1 建立计量器具台账信息系统

针对上千台计量器具，为实现计量器具标签自动生成，使用目前流行的ASP.NET技术、Component One控件技术和Oracle数据库技术搭建基于B/S模式的计量器具台账信息系统，该信息系统主要用于存储显示所有计量器具出厂编号、有效日期、确认人和其他信息，并产生该计量器具的二维码图案。

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1) ASP.NET技术。采用C#语言搭建基于B/S的Web平台，便于二维码手持扫描器远程访问，服务器上搭建专用的Web服务，开通用于访问的外网地址。

2) Component One控件技术。采用业内成熟的表格控件，可以显示信息的多字段内容，便于检索、排序，对于展示计量器具详细信息提供方便，便于计量工程师对各单位计量器具台账信息进行维护。

3) Oracle数据库技术。采用Oracle10数据库搭建专用的数据库，存储计量器具所有信息，该系统存储容量大，处理速度快，为二维码标签扫描提供快速的访问响应。

2.2 二维码生成驱动

针对建立的计量器具台账系统，生成带有二维码图案的计量器具标签，需要开发生成产生二维码图案的驱动程序。生成二维码的驱动集成在Web页面完成，该驱动在用户访问计量器具台账时根据器具状态(合格、准用、封存)自动生成二维码图案，可满足单独生成、批量生成，并提供批量下载带有二维码的三色标识图片。驱动程序生成的二维码图片大小控制在1.5 cm×1.5 cm，便于印制在3.5 cm×2.5 cm的标签上，如图1所示。二维码驱动程序同时能够生成访问后台服务器页面的链接，该链接包含一个访问服务器的外网地址，地址中携带该计量器具简要信息： 名称、出厂编号、有效日期、安装使用存放地点。需要注意的是： 此类信息通过程序处理避免了包含信息量太大、产生二维码图案密集无法扫描识别的问题，即链接地址中既包含了所需的基础信息，又避免了大量信息转换成图案密集的二维码标识，解决了在小尺寸标签打印位置受限和图案不清晰的问题。

2.3 二维码扫描软件

针对生成带有二维码图案的三色标识，开发扫描软件，适用于二维码手持扫描器、各种扫描枪和手机摄像头扫描的驱动程序，满足随时随地随扫即得。

软件设置扫描得到地址自动在手持器浏览器上打开，通过得到的链接地址由移动3G无线路由器或Wifi覆盖联入远端服务器访问后台Oracle数据库，通过表格控件显示计量器具详细信息，访问页面设计针对该条计量器具信息修改的编辑功能和送检登记功能，并且根据不同单位不同人员设置访问和登记权限。访问页面采用AjaX无刷新技术，增强了用户的操作体验，扫描软件每扫描一次会自动保存到历史记录中。

2.4 打印软件

3 应用效果

二维码在计量器具管理中的应用取得了良好的效果，应用在现场满足了三防要求。

1) 基于二维码的三色标识自动生成、批量打印大幅减轻了操作人员的工作强度，提高了工作效率，避免了人为手写造成的错误，解决了三色标识定制周期长、费用高等问题。

2) 在计量器具标识维护中，现场操作人员通过扫描后获取二维码携带的基础信息，将二维码标识快速粘贴至现场计量器具，保证定位准确无误；根据现场实际运行情况，通过二维码手持器访问后台服务器实时修改计量器具台账信息，保证信息及时维护和更新。

3) 对于送检的计量器具，通过手持器扫描计量器具上的二维码可以实现送检样品在台账系统上自动登记，形成送检明细单，实现快速送样；检定部门通过扫描收样的样品，实现快速收样，提高了送样和收样的工作效率。

4) 上级管理部门通过访问台账系统及时了解现场计量器具使用和维护情况，实现对现场计量器具的有效管理。另一方面，管理人员检查现场时通过二维码扫描链入远端服务器，获取对应计量器具详细信息，在手持器上显示，便于现场监督检查工作。

4 结束语

二维码在计量器具管理中的应用是为了克服现有计量器具管理上的不足，提供一种自动化程度高、工作效率高的管理系统，实现现场计量器具三色标识快速打印、快速定位、信息快速获取和更新，以满足对现场计量器具精细化管理的要求。

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