基于二維碼和WEB 技術(shù)的圖紙存儲(chǔ)及查找系統(tǒng)

王蒙

（ 國網(wǎng)黑龍江牡丹江墾區(qū)興凱湖電業(yè)局有限公司，黑龍江 密山158308）

1 圖紙存儲(chǔ)現(xiàn)狀與局限性

工程圖紙多為復(fù)制圖(藍(lán)圖)，紙質(zhì)纖維比較脆弱，易老化，易斷裂。如果利用頻繁，多次折疊，圖紙很容易破損，大大降低其壽命。而且藍(lán)圖的紙質(zhì)特別厚，折痕相當(dāng)深且不易復(fù)原。據(jù)了解，很多變電站對于工程圖紙的保管與一般文書檔案保管方法相同。將大于十六開的工程圖紙均折疊成十六開大小，裝訂成薄冊式、盒裝式案卷，然后保存。維護(hù)人員在使用圖紙過程中存在諸多不便，生產(chǎn)技術(shù)部門在對這部分檔案進(jìn)行復(fù)制時(shí)也增加了一定的困難。檢修工區(qū)在現(xiàn)場處理故障時(shí)，由于變電站工程圖紙沒有專人保管等原因造成歸類不明等問題，導(dǎo)致檢修人員很難及時(shí)的找到準(zhǔn)確的施工圖紙，往往很多時(shí)間都浪費(fèi)在尋找圖紙的過程中。同時(shí)在檢修人員在查閱圖紙的過程中也很容易對圖紙?jiān)斐蓴嗔鸦蛘呶廴镜葐栴}。

2 總體設(shè)計(jì)思路

為了解決圖紙存儲(chǔ)查找使用的問題?？傮w設(shè)計(jì)思路如圖1。利用一個(gè)小型服務(wù)器將圖紙存儲(chǔ)在其中，小型服務(wù)器通過分析決定使用經(jīng)過硬件升級的路由器搭配OpenWrt 系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)過程中克服了硬改路由存儲(chǔ)器小的問題。利用手機(jī)和電腦的攝像頭掃描二維碼即可精確調(diào)取每個(gè)裝置屏的位置地址，在由服務(wù)器通過有線和無線的通信方式發(fā)送到用戶的手機(jī)和電腦上。將服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)，在辦公室的生產(chǎn)技術(shù)人員就可以與現(xiàn)場維護(hù)人員同步使用圖紙，這樣有利于解決系統(tǒng)內(nèi)人才斷層的問題，老師傅根據(jù)現(xiàn)場故障匯報(bào)，利用圖紙同步，在單位組成一個(gè)智囊團(tuán)，而新員工在經(jīng)過簡單培訓(xùn)后即可去處理故障。有利于系統(tǒng)內(nèi)專業(yè)技術(shù)的傳幫帶。并且該系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用組在國內(nèi)合尚屬首例。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與原理

圖1

根據(jù)傳統(tǒng)圖紙易于損壞、污染以及查找不便捷等問題，提出利用WEB 服務(wù)器對圖紙進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，使用二維碼技術(shù)為精確查找所使用圖紙?zhí)峁┯行肟凇Ｄ壳拔揖肿冸娬竞笈_(tái)機(jī)主要是基于Linux 和windows 兩種操作系統(tǒng)為內(nèi)核進(jìn)行二次開發(fā)的后臺(tái)系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)采用不同的系統(tǒng)架構(gòu)，對于各自所使用的軟件也是互不相同的。而我們?nèi)粘Ｖ兴玫囊苿?dòng)電話主要是Android 和IOS 系統(tǒng)，以及占有少量份額的Windows 手機(jī)操作系統(tǒng)。同樣這幾種系統(tǒng)的內(nèi)核不同，所支持的軟件開發(fā)環(huán)境與軟件市場也是不同的。本著方便操作，本著節(jié)約開發(fā)成本，減少開發(fā)周期和優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)的原則，所以系統(tǒng)采用B/S 結(jié)構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式）。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，一來是減輕了服務(wù)器的運(yùn)行負(fù)荷，二來也方便了后期進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)、更新。同時(shí)，在客戶機(jī)上提供一個(gè)瀏覽器。該結(jié)構(gòu)能夠有效的解決客戶機(jī)配置低和系統(tǒng)不統(tǒng)一的問題，也能夠克服不同手機(jī)廠商之間系統(tǒng)不兼容的問題。同時(shí)，為了解決用戶對新系統(tǒng)的使用不熟練和對新鮮事物適應(yīng)時(shí)間長的問題，本系統(tǒng)使用瀏覽器作為用戶客戶端，不用使用者重復(fù)安裝其余軟件，降低使用者對于本系統(tǒng)熟悉和適應(yīng)的時(shí)間。利用WEB 服務(wù)器存儲(chǔ)和管理圖紙能夠有效的防止圖紙?jiān)谑褂眠^程中的損壞與污染的情況，以及可以對圖紙進(jìn)行長期的妥善保存。同時(shí)，使用WEB 服務(wù)器對系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)不同手機(jī)系統(tǒng)的訪問，在使用過程中不論用戶是安卓系統(tǒng)還是IOS 系統(tǒng)都能夠訪問，電腦訪問效果如圖2所示。另外，不論用戶使用手機(jī)還是電腦或者平板電腦等不同設(shè)備都可以訪問。以及，在有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式中自由切換。WEB 系統(tǒng)的雖然被廣認(rèn)知和使用，但是日常生活中我們也很少會(huì)特意去記憶相關(guān)服務(wù)器地址。本著用戶操作的高效性和便捷性，提出利用二維碼技術(shù)為精確查找所使用圖紙?zhí)峁┯行肟冢S碼具有高密度編碼，信息容量大；編碼范圍廣；容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能；譯碼可靠性高；可引入加密措施；成本低，易制作，持久耐用等優(yōu)點(diǎn)。特別是容錯(cuò)能力強(qiáng)，有糾錯(cuò)功能的特點(diǎn)，這個(gè)特點(diǎn)可以顯著提升二維碼的可辨識度，并且保證讀碼精確。在實(shí)際使用時(shí)，即便二維碼的局部受到了污損，理論上只要污損面積不超過50%，都可以正常識讀并且獲得90%以上的信息。除此之外，在譯碼精度上，二維碼的錯(cuò)誤率通常在千萬分之一，相比之下條形碼的錯(cuò)誤率在百萬分之一，兩者相差一個(gè)數(shù)量級。二維碼在信息保密方面也明顯優(yōu)于普通條形碼，從而穩(wěn)定以及有效的為該系統(tǒng)提供精確查找的入口。該系統(tǒng)運(yùn)行需要可以配置服務(wù)器的電腦以及無線網(wǎng)絡(luò)，但是考慮到空間和成本的問題，決定編譯Openwrt 系統(tǒng)。將WEB 平臺(tái)嵌入到安裝了Openwrt 系統(tǒng)的路由器當(dāng)中。OpenWrt 基于Linux系統(tǒng)開發(fā)，適用于現(xiàn)階段的絕大多數(shù)路由器設(shè)備。從實(shí)際應(yīng)用效果上看，OpenWrt 具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性能，后期隨著使用需求的增長，可以靈活、方便、低成本的進(jìn)行功能擴(kuò)展，滿足了系統(tǒng)開發(fā)和升級的需要。在OpenWrt 系統(tǒng)內(nèi)部，提供了多種類型的軟件包，例如工具鏈、根文件系統(tǒng)等，無論是系統(tǒng)的開發(fā)者還是使用者，都可以利用這些軟件包對該系統(tǒng)進(jìn)行靈活操作。OpenWrt 系統(tǒng)編譯環(huán)境搭建如圖3。

圖2

圖3

從應(yīng)用效果上來看，OpenWrt 使用命令行接口，為用戶提供了良好的編寫體驗(yàn)；簡化了人機(jī)交互界面，基于Web 制作的圖形化界面不僅可以一目了然的展示所有功能圖標(biāo)，而且支持自定義排序，更好的迎合了用戶的操作習(xí)慣。同時(shí)，OpenWrt 具有較強(qiáng)的開放性，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要自由的進(jìn)行功能配置，進(jìn)一步增強(qiáng)了路由器軟件系統(tǒng)的實(shí)用性。對于系統(tǒng)開發(fā)人員來說，OpenWrt 為系統(tǒng)開發(fā)提供了相對封閉的環(huán)境，整個(gè)框架內(nèi)包含了搭建應(yīng)用程序的所有工具，而不需要開發(fā)者重新創(chuàng)建單獨(dú)的固件鏡像，既可以減輕工作上的壓力，同時(shí)也能夠在框架之內(nèi)完成應(yīng)用程序的開發(fā)、運(yùn)行，方便開發(fā)者測試應(yīng)用程序的各項(xiàng)功能。對于系統(tǒng)的使用者來說，OpenWrt 提供的個(gè)性化系統(tǒng)，降低了用戶的操作門檻，并且定制功能可以讓用戶使用起來更加流暢，間接的降低了誤操作的概率。OpenWrt 的功能定制界面如圖4 所示。

圖4

嵌入式設(shè)備的軟件開發(fā)體系結(jié)構(gòu)所運(yùn)用的Linux 內(nèi)核都含有和設(shè)備硬件所匹配的屬性。因此，在為某種設(shè)備開發(fā)嵌入式的操作系統(tǒng)時(shí)，需要把原始嵌入式Linux 內(nèi)核重新編譯，使得能夠與目標(biāo)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)匹配。再此之前，需要給目標(biāo)系統(tǒng)生成一個(gè)新的編譯器，利用新生成編譯器可以產(chǎn)生與新的硬件平臺(tái)匹配的代碼，上述這個(gè)過程被稱作交叉編譯，同時(shí)這也是實(shí)現(xiàn)路由器軟件系統(tǒng)的一個(gè)開始。這種路由系統(tǒng)可以支持無線中繼，在系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以中繼任何路由器，而傳統(tǒng)的路由器中繼需要兩個(gè)路由都具備WDS功能才能進(jìn)行橋接，這就有可能對家中原有設(shè)備造成浪費(fèi)。同時(shí)OpenWrt 系統(tǒng)與傳統(tǒng)的路由器系統(tǒng)相比具有更好的安全性，價(jià)格也相對較低。但是即便是硬改后路由器的閃存容量也很小在寫入系統(tǒng)后就所剩無幾了，雖然該系統(tǒng)支持配置Web 服務(wù)器但是卻要受到閃存容量的限制。針對OpenWrt 系統(tǒng)路由器內(nèi)存小的問題，通過對Linux 系統(tǒng)學(xué)習(xí)和對OpenWrt 系統(tǒng)的深入了解后，利用OpenWrt 的特性安裝了USB 控制器、存儲(chǔ)設(shè)備驅(qū)等軟件。并對U 盤進(jìn)行了格式的轉(zhuǎn)換和處理，將U 盤通過路由器的USB 端口與路由器連接，讓OpenWrt 系統(tǒng)通過U 盤進(jìn)行啟動(dòng)。該方法不僅解決了路由器內(nèi)存小的問題，同時(shí)留有大量存儲(chǔ)空間，方便日后對圖紙查詢管理系統(tǒng)中的圖紙進(jìn)行更新修改以及內(nèi)容的添加。同時(shí)也為保證圖紙的品質(zhì)提供了有效的保證。

4 結(jié)論

在變電站電圖紙存儲(chǔ)和使用過程中，需要高效的管理和快速的查找，目前圖紙主要以藍(lán)圖和白圖的存儲(chǔ)建立庫，但該方式具有不易查找、易損壞、易污染和丟失等問題，容易給變電站維護(hù)帶來困難。WEB 系統(tǒng)具有技術(shù)成熟，擴(kuò)展性強(qiáng)，維護(hù)便捷，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。而二維碼提供的入口具有使用便捷，生成方便，識別率高等優(yōu)點(diǎn)。因此二者結(jié)合能夠達(dá)到與傳統(tǒng)的圖紙存儲(chǔ)和使用相同的效果。將該系統(tǒng)嵌入在安裝了Openwrt 系統(tǒng)的路由器內(nèi)，不僅外觀小巧美觀，也便于維護(hù)和使用。同時(shí)該系統(tǒng)隨著通信網(wǎng)絡(luò)不斷的完善，能夠簡便的擴(kuò)展為分布式圖紙存儲(chǔ)查詢系統(tǒng)。本文通過試驗(yàn)性的研究與分析，驗(yàn)證了利用二維碼和WEB 技術(shù)對圖紙存儲(chǔ)及查找能夠高效的查詢和使用。本系統(tǒng)能夠輔助甚至替代原有圖紙管理使用模式進(jìn)行變電站圖紙的查詢以及使用?？梢钥闯觯撓到y(tǒng)對于變電站的維護(hù)過程中能有有廣闊的應(yīng)用前景。