基于二维码资产全生命周期智能管理系统的研制

叶水勇，程 前 ，王文林，齐微微，雍文涛，洪海霞，汪淑芬

(1. 国网黄山供电公司，安徽 黄山 245000；2.国网休宁供电公司，安徽 黄山 245400)

随着电网规模的不断扩大，信息通信网络设备也不断增加，对保障信息通信设备的安全稳定运行提出了更高要求。目前生产设备、通信设备、网络设备设施等种类繁多，易发故障点多，有必要加强设备的巡检力度来减少设备突发故障的机会，使设备处于良好的运行状态，最终达到减轻巡检人员的巡检量、降低维修费用。提升故障异常检测能力和减小日常巡检工作的压力，将能够很好地节约人力资源，缓解公司人力资源短缺的实际困难。

传统的设备巡检方法都是靠人工拿着纸张跟相机到机房、变电站等场所进行设备巡检,需要靠人工记录检查内容及检查结果，最终如果需要做统计分析时，还需人工把数据录入电脑用Excel表格来做统计分析。 如果遇到不合格的检查项目需要保留证据，需要额外带一部相机进行拍照，并且要手动记录好照片及不合格项目的对应关系，在录入时依次上传照片，操作相当繁琐[1-3]。

1 系统的设计

1.1 整体设计

系统整体利用省公司外网移动互联网平台，通过相关接口导出包含设备唯一标识的台账信息，并生成二维码标签，通过在智能手机上安装巡检APP应用，通过扫描设备上的二维码，获取省公司外网移动互联网平台数据，在手机上展示设备相关信息，协助用户完成设备巡检任务。系统整体的工作流程示意图如图1所示。

图1 系统整体的工作流程示意图

1.2 PC端功能设计

二维码生成：通过调用省公司外网移动互联网平台接口，获取所有设备信息，并生成含二维码文本的EXCEL文件，提供给标签打印机；

二维码打印：PC机上安装标签打印机和打印机软件，即可打印带二维码的标签。

1.3 手机APP功能设计

开发专门的扫描插件APP(Android版本)，对二维码进行识别解析，防止任意手机通过微信或其他扫描软件读取二维码内的信息,造成信息泄露[4-5]。手机端扫描信息展示效果如图2所示。

手机APP主要功能包括：用户登录、扫一扫、填写巡检记录三大功能。

用户登录：使用APP时必须经过授权认证，防止匿名用户使用；

扫一扫：扫描二维码，展示设备信息，除显示设备基本信息外，还能显示如厂商联系方式、巡检注意事项要求等内容；

填写巡检记录：用户填写设备具体巡检情况，如是否存在隐患、异常等。

图2 手机端扫描信息展示效果图

1.4 系统安全设计

为了确保数据安全和防止信息泄露，设备标签上的二维码是加密的，普通的扫描APP(微信、支付宝等)是无法扫描到任何有效信息。手机上的任何设备信息也是加密存储[6]。具体设计如下。

整个报文由三部分组成：私钥、分隔符和设备信息密文三部分组成。

服务器加密过程：从0～9、a-z随机选取8位字符作为私钥，然后Base64加密，作为密文第一部分，设备信息通过3DES加密算法形成密文最后一个部分，通过分隔符组合成一个完整的二维码密文报文格式。

手机APP解密过程：首先取出私钥密文部分，解密后的明文作为设备信息密文解密的密钥。

意义和目的：保证一次生成时每个二维码的私钥不一样(随机8位密钥)，进一步增加数据安全。

2 系统的实施

2.1 机柜标签实施方案

由原来的国网机柜标签变更为带二维码的机柜标签，原有机柜标签的信息和样式不变，同时附有机柜二维码，通过扫机柜右上方的二维码，显示机柜内所有设备的U数、设备名称、型号、IP地址、掩码、网关、管理员、上线时间、更新时间等参数。

2.2 服务器标签实施方案

在原有设备标签的基础上，另打印一张设备的二维码标签，通过扫描服务器或设备的二维码信息，获取这台设备的名称、型号、运维等级、物理位置、负责人、电话、IP地址、网关、掩码、上线时间、负责人、备案编号、更新时间等参数。

2.3 网络设备标签实施方案

在原有网络设备标签的基础上，另打印一张设备的二维码标签，通过扫描服务器或设备的二维码信息，获取这台设备的名称、型号、运维等级、物理位置、负责人、电话、IP地址、管理地址、网关、掩码、上线时间、负责人、备案编号、更新时间等参数。

2.4 光配、数配设备标签实施方案

在现有的信息和通信机房中，一般配置了大量的光纤跳线和通信2 M线缆，目前的标签实现方式是：在光纤跳线的两端粘贴国网规范化标签，在数配面板上粘贴自制的标签标注通信2 M线缆的走向[7]。但目前存在如下问题。

(1) 一对光纤在插入光配时，必然有1个短，1根长，导致长的一根光纤会弯曲，贴光纤标识时容易不牢固；

(2) 光配满配时，如没有及时维护标签，则会导致光配混乱，即使贴了标签也无法得知标签上的信息是否更新，是否正确。光配、数配的现状效果如图3所示。

图3 光配、数配的现状效果图

(3)通过在光配和路径、责任人、联系方式和更数配面板上粘贴带有二维码的标识，把光配、数配内的走线情况、更新时间等信息通过二维码展示出来，主要内容包括光配、数配每个端口的起始端、终止端、跳转新时间等。

便于在日常查找线路和设备运维时，快捷方便地找到线路路由，并且通过更新时间字段信息，辅助现场人员对标签上的信息正确与否加以判断。

2.5 变电站、机房内其他设备标签实施方案

除了机柜、服务器、网络设备和光配设备之外，机房和变电站内的其他基础应用设备如：屏柜、配线架、UPS等，也都统一按照标准进行二维码标签的升级。

3 关键技术

3.1 二维码标签数据的生成

二维码是用某种特定的几何图形按照一定的规律在平面分布的黑白相间的图形[8]，设备主人巡检系统，利用二维码这一存储特性，采用先进的3DES加密算法，即使用3条56位的密钥对数据进行三次加密，最终生成了具备安全防护的二维码标签，大大提高了设备信息的私密性与安全性。

3.2 手机扫码巡检功能

手机端只有安装设备巡检系统APP，才能正确地读取出二维码扫描后的数据[9]，每台手机设备都有固定的登录账号和登录密码，必须正确输入，才能登录到APP中进行扫描操作。

3.3 数据的同步策略

采用离线模式进行数据同步，手机端APP只能通过USB连接到内网指定设备巡检服务器，进行数据同步[10]。在同步时，由服务端程序主动检测接入的手机设备是否具备数据同步的权限，如果不具备，则不会同步数据到手机中。

同步到手机中的数据仍然以密文模式呈现，只能通过设备巡检APP软件进行解密，这样可以进一步防止数据泄密，提高数据的安全性。

4 实施效果

(1)建立基于二维码资产编码体系，实现跨部门、跨系统的资产编码统一管理。通过对资产二维码进行统一规划和管理，制定资产二维码编码规则和管理规定，统一规范资产智能标签样式、材料、制作、粘贴及使用流程，资产二维码编码信息中体现资产的基本属性，包括资产信息、使用信息和管理信息等，实现资产在不同部门、不同系统和全生命周期“身份证编码”的唯一性，便于各部门、各系统都通过资产二维码进行资产信息归集和管理，确保管理上的跟踪监管和自动识别。

(2)建立资产信息统一管理工具，实现资产全生命周期智能化管理和资产状态综合评估。利用外网移动应用平台，采用智能手机或平板电脑作为移动终端，研制面向不同部门不同业务领域的资产信息现场管理移动式应用工具，集资产二维码扫描、使用跟踪、现场信息收集、现场核查、资产盘点、现场巡检、资产变动预警、运维处理等功能于一体，面向财务部门、业务部门和实物管理部门提供资产信息核查一致应用，现场识别预警资产变更情况，有效理清和跟踪资产实际状况，对资产实物从实现对资产实物从立项、采购、领用、转移、盘点、报废等环节进行全方位精确监管，实现资产及其信息全生命周期的智能化、移动化、精细化管理。

根据不同资产类型的基本属性和使用性质，建立不同类型资产设备状态评估分析模型，通过工具本身的采集功能以及结合I6000、ERP等外部系统，集合资产的实时状态、核查、巡检、故障、检修、变更等数据，并结合资产配置标准、使用年限及寿命等，对资产当前使用情况进行综合分析评估，确定资产当前所处状态并提出评级，为资产检修、更换和报废提供依据。

资产信息统一管理工具作为资产信息采集的统一归集入口，为I6000、ERP等系统资产信息提供数据来源和信息同步更新机制，提高信息维护效率和及时性，确保资产信息在不同部门和系统之间的一致性、完整性和准确性。

5 结语

国网黄山供电公司通过采用最新二维码技术研发出了一款高效智能的设备巡检系统,可以做到巡检记录无纸化、高效化,同时可以大大节省巡检时间及人力成本。 该技术避免了原来纸质手写、手抄这样的烦琐过程，通过自动生成巡检项目,自动生成巡检结果,为管理人员提供丰富的数据统计分析功能。