校園移動IT資源管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

劉梅，潘偉鏘，黃國林

（華南理工大學信息網(wǎng)絡工程研究中心，廣東廣州510640）

校園IT資源（光纖、線纜、機房、IT設備）是校園信息化的重要基礎設施，規(guī)范、標準、完整的管線數(shù)據(jù)是地下管線安全運營的保障。華南理工大學占地面積294萬多平方米，分為五山和大學城校區(qū)。五山校區(qū)包含53棟學生宿舍，共有網(wǎng)絡弱電間61個，網(wǎng)絡機柜110個，交換機設備約1 114臺；大學城校區(qū)生活區(qū)共有網(wǎng)絡弱電間146個，網(wǎng)絡機柜150個，交換機設備約655臺。弱電管井[1]、光纜線纜及機房資源等信息分散，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]，迫切需要建設一套IT資源管理系統(tǒng)，使IT資源從紙質化管理轉向電子化、圖形化、智慧化管理，粗放式管理逐漸轉為精細化管理，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]運行平臺擴展到移動終端，增強了可視化程度[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)絡運維人員在處理網(wǎng)絡故障工作的同時兼任巡檢任務，本身攜帶的工具和設備眾多，采用專業(yè)定制的PDA掌上設備無疑是增加成本和增重負載。手機是工作人員日常通信必不可少的設備，體積小易于攜帶。市面上大多數(shù)手機都配備WiFi、藍牙及內置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APP。它是基于GIS理論基礎[9-15]，根據(jù)華南理工大學實際地理信息數(shù)據(jù)提供空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相結合的地理信息服務平臺應用，主要為華南理工大學提供離線搜索建筑物（機樓）、光纖、設備，為建筑物、機房、設備、光纜、光纖等提供一個可查詢，可視化展現(xiàn)功能，系統(tǒng)結構簡單，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、圖紙設計、工程建設、網(wǎng)絡運營、設備維護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)建設內容如下：

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)絡環(huán)境下使用地圖，查詢相關建筑物資產(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。通過掌上移動應用，資產(chǎn)運維人員在進行IT設備巡檢或者線纜資源維護時候，可以第一時間定位到對應的IT設備或線纜資源，查詢所需進行維護的資源詳細信息、線纜走向明細情況。

3）支持校園IT資源定位導航。利用手機內置GPS導航模塊，運維人員可以定位自身所處位置，并準確、高效地導航到校園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操作，并且同步至數(shù)據(jù)庫。當運維人員在PC上進行操作的時候，可以打開備忘錄，查詢相關信息。

2 系統(tǒng)總體結構

校園移動IT資源管理系統(tǒng)設計采用C/S模式，由表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層三層組成，系統(tǒng)邏輯結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯結構設計圖

采用C/S模式設計具有系統(tǒng)耦合性低的優(yōu)勢，用戶可使用智能手機（表現(xiàn)層）通過應用服務器（業(yè)務邏輯層）與數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)層）進行交互，通過離線下載地圖數(shù)據(jù)可減輕數(shù)據(jù)庫的負擔，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。

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，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資源應用服務器作為中間件，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，并對特殊情況進行備忘記錄。數(shù)據(jù)庫服務器提供用戶登錄時身份認證所需的信息，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)未來的擴展升級，選用無線通訊技術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)軟件設計

基于Android智能手機的校園IT資源管理系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計思想，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)軟件總體架構如圖2所示。其結構包括系統(tǒng)登入、離線地圖下載、校園數(shù)據(jù)下載、機樓離線搜索、機樓離線顯示、機樓在線緩存、機樓信息顯示、房間信息顯示、設備離線搜索、設備離線顯示、設備離線定位、設備信息顯示、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證。其過程如下：運維管理人員通過智能手機開展運維巡檢工作之前首先要進行系統(tǒng)登錄認證，系統(tǒng)需先通過服務器設置的IP進行服務器連接，如果服務器IP填寫正確，提示系統(tǒng)與服務器連接成功，否則提示用戶服務器IP設置不正確，返回服務器IP設置界面重新設置。服務器連接成功后，用戶輸入相應賬號和密碼，服務器對用戶的賬號密碼進行校驗，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。用戶身份認證成功后，系統(tǒng)會根據(jù)用戶相應級別授予相應權限，同時服務器后臺會跟蹤和監(jiān)控用戶在線狀態(tài)。

圖2 系統(tǒng)軟件總體架構

3.2 地圖模塊

地圖模塊主要功能包含地圖緩存、信息查詢、信息定位和導航。

地圖緩存功能：當用戶的智能手機在戶外接收不到GPRS/3G/4G/wifi網(wǎng)絡信號時，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，定位上的機樓、設備、光纖線纜的顯示和定位等功能。當用戶手機網(wǎng)絡在線的時候，登入系統(tǒng)，系統(tǒng)會自動緩存用戶當前瀏覽界面的地圖數(shù)據(jù)和范圍內的設備數(shù)據(jù)。如需要使用全部的離線地圖和數(shù)據(jù)，用戶需自行在設置中心對地圖和數(shù)據(jù)進行相關的下載才能使用。

圖3 地圖緩存流程圖

信息查詢功能：為了方便用戶對相關設備等資源進行巡檢維護時能夠快速找到需要維護的設備，系統(tǒng)提供了信息查詢功能。用戶能夠根據(jù)光纖、線纜、設備、機樓等關鍵詞，快速搜索到想要查詢的信息資源所在位置，并且能夠查看設備的相關信息和進行備忘功能。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中，巡檢維護人員工作時將此數(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GPS導航功能，巡檢人員能夠快速抵達巡檢維護現(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。當用戶智能手機在戶外接收不到GPRS/3G/4G/wifi網(wǎng)絡信號時，系統(tǒng)提供了地圖/數(shù)據(jù)的離線下載功能。用戶需在手機網(wǎng)絡在線時候，進入設置中心，對地圖或數(shù)據(jù)進行下載，下載的時候，提供下載進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，即使用戶手機網(wǎng)絡不在線，用戶也可以正常的使用地圖相關功能以及數(shù)據(jù)維護工作。

4 數(shù)據(jù)庫設計

校園移動IT資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構關系如圖5所示。數(shù)據(jù)模型主要分為機樓、機房、設備、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、建設日期及備注等。根據(jù)光纜的建設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)絡運營整體規(guī)劃提供科學合理的依據(jù)。

5 接口設計

校園移動IT資源管理系統(tǒng)是基于統(tǒng)一身份認證接口集成方式完成身份認證的。系統(tǒng)采用用戶角色權限設置，建立用戶與功能模塊之間的關聯(lián)。系統(tǒng)使用用戶為運維人員、相關網(wǎng)絡管理人員和領導等，這些用戶的詳細信息和權限控制由管理系統(tǒng)后臺進行錄入和管理。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限進行數(shù)據(jù)展示。

圖5 緩存數(shù)據(jù)庫結構E-R圖

校園IT資源綜合管理系統(tǒng)移動端通過調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)庫中訂閱組織機構信息、建筑物信息等數(shù)據(jù)同步到移動終端本地來進行展示。

下面以光纜接口設計為例，調用程序代碼如下：

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鍵詞即可，以搜索“宿舍”為例，點擊搜索得到所有和“宿舍”有關的線纜結果。點擊第二條數(shù)據(jù)中心到北十二學生宿舍光纜信息，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)為機樓、機房、設備、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 結束語

校園移動IT資源管理系統(tǒng)是校園信息化基礎設施朝監(jiān)測智能化、管理精細化、數(shù)據(jù)接口標準化、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，應用云計算和大數(shù)據(jù)挖掘技術，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鍵。系統(tǒng)可運用到校園水電、天燃氣、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。下一步改進和研究的方向是系統(tǒng)融合高精度定位技術，如基于北斗定位技術[16]。

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