校园移动IT资源管理系统的设计与实现

刘梅，潘伟锵，黄国林

（华南理工大学信息网络工程研究中心，广东广州510640）

校园IT资源（光纤、线缆、机房、IT设备）是校园信息化的重要基础设施，规范、标准、完整的管线数据是地下管线安全运营的保障。华南理工大学占地面积294万多平方米，分为五山和大学城校区。五山校区包含53栋学生宿舍，共有网络弱电间61个，网络机柜110个，交换机设备约1 114台；大学城校区生活区共有网络弱电间146个，网络机柜150个，交换机设备约655台。弱电管井[1]、光缆线缆及机房资源等信息分散，无法统一管理和分享，可查询性差。人工巡检耗时费力，管理难度大且人工成本高[2]，迫切需要建设一套IT资源管理系统，使IT资源从纸质化管理转向电子化、图形化、智慧化管理，粗放式管理逐渐转为精细化管理，实现端口级IT资源管理。从运维人员实际工作出发，将校园IT资源管理系统[3]运行平台扩展到移动终端，增强了可视化程度[4-5]，方便运维人员在工程现场使用，可辅助定位故障位置，缩短排障时间，减少故障损失，提高了工作效率和管理效率。

目前大多数高校在设备管线资产巡检方面均没有专人管理，多采用兼任的方式。网络运维人员在处理网络故障工作的同时兼任巡检任务，本身携带的工具和设备众多，采用专业定制的PDA掌上设备无疑是增加成本和增重负载。手机是工作人员日常通信必不可少的设备，体积小易于携带。市面上大多数手机都配备WiFi、蓝牙及内置GPS模块。本系统是基于市面运用广泛的Android平台[6-8]开发的一款手机APP。

校园移动IT资源管理系统是一套提供IT资产全生命周期管理的可视化展现的手机APP。它是基于GIS理论基础[9-15]，根据华南理工大学实际地理信息数据提供空间数据与属性数据相结合的地理信息服务平台应用，主要为华南理工大学提供离线搜索建筑物（机楼）、光纤、设备，为建筑物、机房、设备、光缆、光纤等提供一个可查询，可视化展现功能，系统结构简单，易于实施，提供地图、数据的在线/离线使用功能，为运维管理人员在项目决策、图纸设计、工程建设、网络运营、设备维护和安全保障等方面提供支撑环境。

1 系统需求分析

根据运维管理人员工作实际出发，本着实用便捷、直观可视、智慧管理的原则，校园移动IT资源管理系统建设内容如下：

1）支持离线地图缓存。运维人员在使用地图时候，无需连接互联网，就可在无网络环境下使用地图，查询相关建筑物资产信息。连接互联网后，可选择上传及修改。

2）支持校园IT资源定位查询。通过掌上移动应用，资产运维人员在进行IT设备巡检或者线缆资源维护时候，可以第一时间定位到对应的IT设备或线缆资源，查询所需进行维护的资源详细信息、线缆走向明细情况。

3）支持校园IT资源定位导航。利用手机内置GPS导航模块，运维人员可以定位自身所处位置，并准确、高效地导航到校园IT资源所处位置。

4）支持备忘录功能。运维人员可以在现场进行运维工作的时候，打开移动端自带的备忘录功能，以文字或图片的形式记录一些相关操作，并且同步至数据库。当运维人员在PC上进行操作的时候，可以打开备忘录，查询相关信息。

2 系统总体结构

校园移动IT资源管理系统设计采用C/S模式，由表现层、业务逻辑层和数据层三层组成，系统逻辑结构如图1所示。

图1 系统逻辑结构设计图

采用C/S模式设计具有系统耦合性低的优势，用户可使用智能手机（表现层）通过应用服务器（业务逻辑层）与数据库（数据层）进行交互，通过离线下载地图数据可减轻数据库的负担，提高了系统的灵活性和可扩展性。

客户端采用基于Android系统、具有GPS定位和无线通信功能的智能手机，通过与校园IT资源管理系统集成，实现查询定位数据交互。校园IT资源应用服务器作为中间件，实现客户端与数据库的中继功能，完成数据完整性校验和数据分析功能，并对特殊情况进行备忘记录。数据库服务器提供用户登录时身份认证所需的信息，以及存储客户端的数据，为地图下载、IT资源历史数据的查询和分析提供数据来源。

系统是以使用者方便为基本出发点，兼顾系统未来的扩展升级，选用无线通讯技术及移动终端的便捷性，充分发挥了系统的优势。

3 系统软件设计

基于Android智能手机的校园IT资源管理系统软件设计采用模块化设计思想，系统主要可分为3大模块：登录模块、地图模块和数据下载模块。校园移动IT资源管理系统软件总体架构如图2所示。其结构包括系统登入、离线地图下载、校园数据下载、机楼离线搜索、机楼离线显示、机楼在线缓存、机楼信息显示、房间信息显示、设备离线搜索、设备离线显示、设备离线定位、设备信息显示、线缆离线搜索、线缆离线显示、线缆在线缓存、线缆信息显示、光纤离线定位、光纤信息显示等。

3.1 登录模块

该模块的主要功能是登录认证。其过程如下：运维管理人员通过智能手机开展运维巡检工作之前首先要进行系统登录认证，系统需先通过服务器设置的IP进行服务器连接，如果服务器IP填写正确，提示系统与服务器连接成功，否则提示用户服务器IP设置不正确，返回服务器IP设置界面重新设置。服务器连接成功后，用户输入相应账号和密码，服务器对用户的账号密码进行校验，校验成功则用户登录系统成功，否则，提示用户账号密码出错，返回登入界面重新登录。用户身份认证成功后，系统会根据用户相应级别授予相应权限，同时服务器后台会跟踪和监控用户在线状态。

图2 系统软件总体架构

3.2 地图模块

地图模块主要功能包含地图缓存、信息查询、信息定位和导航。

地图缓存功能：当用户的智能手机在户外接收不到GPRS/3G/4G/wifi网络信号时，系统提供了地图离线缓存功能，包括离线地图的放大、缩小，地图搜索，定位上的机楼、设备、光纤线缆的显示和定位等功能。当用户手机网络在线的时候，登入系统，系统会自动缓存用户当前浏览界面的地图数据和范围内的设备数据。如需要使用全部的离线地图和数据，用户需自行在设置中心对地图和数据进行相关的下载才能使用。

图3 地图缓存流程图

信息查询功能：为了方便用户对相关设备等资源进行巡检维护时能够快速找到需要维护的设备，系统提供了信息查询功能。用户能够根据光纤、线缆、设备、机楼等关键词，快速搜索到想要查询的信息资源所在位置，并且能够查看设备的相关信息和进行备忘功能。信息查询流程图如图4所示。

图4 信息查询流程图

定位导航功能：校园通信管网数据可通过离线地图缓存在用户智能手机中，巡检维护人员工作时将此数据带出户外，通过信息查询功能可定位巡检区域的地理信息，通过智能手机GPS导航功能，巡检人员能够快速抵达巡检维护现场和确定管线的位置。

3.3 下载模块

下载模块主要分为离线地图下载模块和离线数据下载模块。当用户智能手机在户外接收不到GPRS/3G/4G/wifi网络信号时，系统提供了地图/数据的离线下载功能。用户需在手机网络在线时候，进入设置中心，对地图或数据进行下载，下载的时候，提供下载进度的显示和下载完成后的提示信息。用户对地图或数据下载完成后，即使用户手机网络不在线，用户也可以正常的使用地图相关功能以及数据维护工作。

4 数据库设计

校园移动IT资源管理系统的数据结构关系如图5所示。数据模型主要分为机楼、机房、设备、光缆和光纤五大模块。其中光缆属性包括编号、型号、规格、芯数、占用情况、建设日期及备注等。根据光缆的建设时间和备注可提供光缆全生命周期管理；根据光缆的芯数和占用情况可了解目前光缆使用整体情况，为网络运营整体规划提供科学合理的依据。

5 接口设计

校园移动IT资源管理系统是基于统一身份认证接口集成方式完成身份认证的。系统采用用户角色权限设置，建立用户与功能模块之间的关联。系统使用用户为运维人员、相关网络管理人员和领导等，这些用户的详细信息和权限控制由管理系统后台进行录入和管理。对于移动端来说仅仅是通过固定用户身份接入到后台获取普通的用户权限进行数据展示。

图5 缓存数据库结构E-R图

校园IT资源综合管理系统移动端通过调用后端暴露的接口接入到校园IT资源综合管理系统后端获取和上传数据。比如：自动从共享数据库中订阅组织机构信息、建筑物信息等数据同步到移动终端本地来进行展示。

下面以光缆接口设计为例，调用程序代码如下：

6 系统测试与实现

图6是首页线缆界面点击输入框，弹出一个新的搜索界面，输入您想要搜索的线缆关键词即可，以搜索“宿舍”为例，点击搜索得到所有和“宿舍”有关的线缆结果。点击第二条数据中心到北十二学生宿舍光缆信息，弹出如图7所示的光缆路由情况；图8是搜索图书馆出现的定位界面；同时系统为机楼、机房、设备、线缆、光纤提供了备注功能，如图9所示。

图6 查询界面

图7 光缆路由

图8 定位界面

图9 备注界面

7 结束语

校园移动IT资源管理系统是校园信息化基础设施朝监测智能化、管理精细化、数据接口标准化、决策可视化方向发展的重要一大步，将所有IT资源统一管理与维护，应用云计算和大数据挖掘技术，将成为校园信息化管理部门实施创新、提升信息化管理水平的关键。系统可运用到校园水电、天燃气、电力、视频安防监控、房产资源管理等方面。

本系统存在欠缺的地方是精准度不够高，原因是位置漂移、环境原因等使得基于GPS卫星定位存在误差可能超过10 m。下一步改进和研究的方向是系统融合高精度定位技术，如基于北斗定位技术[16]。

参考文献：

[1]刘梅，贺前华，邝细超，等.智慧校园智慧井盖系统的设计与应用[J].电子设计工程，2017，25（6）：1-4.

[2]刘梅.RFID技术在高校资产盘查中的应用研究[J].电子设计工程，2015，23（9）:5-7，11.

[3]黄国林.华南理工大学基于GIS有效管理校园IT资源[J].中国教育网络，2016（Z1）:67-68.

[4]曹艳杰.校园光缆资源可视化管理系统的设计与实现[D].西安：西北大学，2016.

[5]曹艳杰，种兰祥，李阳，等.校园光缆资源的可视化管理研究[J].中国教育信息化，2016（9）:64-67.

[6]孟超越，李宏伟，许栋浩，等.基于Android的地下管线三维可视化关键技术研究[J].地理空间信息，2017，15（7）:93-96.

[7]夏磊.Android平台下光缆线路巡检系统的研究与实现[D].北京：华北电力大学，2016.

[8]袁鲜维.基于android平台的电信资源管理系统设计与实现[D].西安：西安电子科技大学，2014.

[9]潘东林.基于GIS电信光纤资源管理系统的设计与实现[D].厦门：厦门大学，2015.

[10]张岚.基于地理信息的电力通信光缆资源管理系统的建设方案研究[J].智能电网，2017，5（1）:107-110.

[11]戴万瑞，代侦勇，杨明兴.基于GIS的地下管线管理系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2017（10）：99-101.

[12]李兢.基于GIS技术的光纤网络资源管理系统的研究与设计[J].电信工程技术与标准化，2016，29（2）:88-92.

[13]卢洪刚，李红清，刘善伟.基于GIS的校园地下管线管理系统研究[J].测绘与空间地理信息，2015（5）:145-147.

[14]李恒利.供水管网移动GIS巡检系统的建设与实现[J].北京测绘，2017（1）:110-113.

[15]倪志，康停军，古敏聪，等.基于移动GIS的地下管线应用的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2016（7）:34-35.

[16]靳志军，刘涛，马晓峰，等.基于北斗的高精度管网巡检系统的设计与实现[J].自动化应用，2017，（6）:69-71.