物联网技术在不动产登记数据异地备份体系中的应用<br/>——以广州市为例

物联网技术在不动产登记数据异地备份体系中的应用
——以广州市为例

2018-06-04陈利燕张劲泉刘年强

测绘通报 2018年5期

陈利燕，林鸿，张劲泉，刘年强

(1. 广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060； 2. 广州市国土资源和规划委员会，广东广州 510060； 3. 广州迅领信息科技有限公司，广东广州 510620)

不动产登记数据是证明不动产物权归属的基本依据，应当定期进行异地备份，并建立健全安全责任制度。建立不动产登记数据异地备份库工作，既是应对各种毁灭性灾害发生时档案不受毁灭性损失、确保数据安全的一项防范措施，也是今后不动产登记的一项重要工作任务。采取本地和远程相结合的数据存储、备份与恢复手段，建设异地备份容灾系统，能够提升不动产登记数据和系统的高可靠性和安全性，抵御病毒攻击、人为破坏或自然灾害等突发事件所造成的损失[1-2]。

广州市不动产登记信息数据具有存储量大、多源异构、空间时态并存、保密性强等特点[3]，一旦出现风险因素导致登记资料损毁，将严重影响登记业务的开展；同时，不动产登记簿作为不动产权利归属和权利内容的依据，一旦损毁灭失，将对权利人利益造成极大的风险隐患，导致社会秩序混乱。因此，建立广州市不动产异地备份技术支撑，实现不动产登记数据备份介质在本地存储、同城运输、异地运输和异地存储的技术保障，建立备份介质存储传输的流程管理，以保障登记业务系统数据的安全性和不动产登记业务的连续运行，具有重要的现实意义和广阔的应用前景[4-5]。

1 异地备份基础体系架构

所谓数据的异地备份，是指在两个相距一定距离的空间各自保存一份关键业务数据，并提供数据恢复手段的数据安全存储方式[6]。不动产登记异地备份基础体系建设是为了保障不动产登记业务关键数据的存储介质和异地备份运输过程的安全。整个体系架构应用了物联网、射频识别(radio frequency identification，RFID)、GIS等技术手段，贯穿于本地数据中心、运输过程、异地备份中心等各个关键环节，构建提供高安全要求服务[7]，实现存储介质的自动管理和实时信息自动采集，将采集与处理的实时数据提供给可视化的监控管理软件系统，形成一个安全有效、实时准确的数据备份存储介质的出入库、物流运送、库房监管、使用维护等智能管理的数字化平台。异地备份基础体系架构如图1所示，主要包括基础设备支撑、全程实时监控管理系统和人员组织及相应的管理制度。

2 基础设备支撑体系

物联网的核心理念是在普适环境下实现“物—物相联”，即通过对物理世界的信息化、网络化，将传统上分离的物理世界与信息世界实现互联与整合[8]。本系统采用RFID、私有云等技术，将不动产登记数据存储设备和信息通过物联网的手段进行有效的管理。整体设计上采用的是广义物联网和狭义物联网的混合设计模式，即基于移动物联网为基础的移动式的智能物流箱体系，加上WiFi或局域网为基础的智能存储柜及RFID手持读写器体系。基础设备支撑体系如图2所示，包括数据中心设备、物流设备和异地备份中心设备3个部分。其中数据中心和异地备份中心分别配有智能存储柜和配套的手持管理设备，物流设备是专用的智能物流箱。

图1 异地备份基础体系架构

图2 基础设备支撑体系

2.1 RFID电子标签和手持RFID读写设备

RFID技术是物联网体系中一种不可或缺的核心关键技术[9-10]，是将物理对象智能嵌入网络世界的一种有效的、低成本的通信方式。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预。RFID系统具备两个基本器件：RFID标签及RFID读写器，RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。经过广泛比较和研究，本系统设计选择了无源式的超高频(UHF)RFID标签及读写器，具有标签无需外部供电、非接触式(1～2 m读写距离)、多标签并发读写等优异特性。同时本系统对RFID读写器内置软件进行了定制开发，使其具备分布式的数据读写能力，即基于移动物联网(如WiFi等)，可以在不同的操作地点将读取的数据同步到云应用管理平台。

2.2 智能存储柜

智能存储柜是基于物联网的核心识别技术手段——RFID技术设计的，将数据备份介质进行不间断监视，随时了解其状态和行踪，并进行相应管理和控制的设备。为数据的安全可控管理提供了可靠的技术保障。内置软件的功能如下。

2.2.1 数据管理功能

介质信息管理：介质信息与电子标签绑定功能、介质信息更新等功能。

用户信息管理：可以添加、更新、删除用户，设置用户相关权限等。

类别信息管理：可以添加、更新、删除介质类别，介质类别位置设定等。

2.2.2 指纹或人员卡认证功能

通过指纹或人员卡验证设置智能存储柜的使用权限，同时增加了审核环节，具有使用权限，并在审核通过后才能打开智能存储柜，系统自动记录开柜人员和开柜时间。

2.2.3 日志功能

当智能存储柜打开或关闭时，系统会对柜内介质自动扫描一次，完成介质出入柜数据的自动采集工作，实现介质数据采集的实时性、准确性、客观性。

2.2.4 统计功能

通过系统实时查看当前在柜介质的数量、已出柜介质的数量，查看固定时间内介质的使用频率等。

2.2.5 联网审核功能

支持远程审核授权功能，取用人员必须填写取、还申请，申请通过后才能开启介质管理柜进行取、还操作。

2.2.6 自动同步至云管理应用平台

智能存储柜的信息实时同步到云管理应用平台，包括介质的数量变化、报警信息等。

2.3 智能物流箱

智能物流箱电子电路设备是一款通过无线网络技术实现对物流箱进行定位与监管的系统。以定制式的嵌入式电路板为核心，搭载具备广泛通用性的基于ARM架构的单板机MPU，并将各种传感器、移动通信部件、定位部件、电子锁、蓝牙部件等外围部件接入核心电路板，通过嵌入式的实时操作系统对各种事件进行反馈处理，并显示到智能物流箱自带的显示屏，同时将各种数据指令同步到集中的云管理应用平台。内置软件的功能如下。

2.3.1 物流箱实时监控

设备带有GPS/北斗双模定位模块，在室外可实时获取GPS/北斗联合定位数据信息，定位更加准确；同时设备也配有专用3G模块，可实现LBS基站定位，在GPS/北斗双模块在室内等特殊场景获取不到位置信息时，可利用基站定位数据实现监控。

2.3.2 蓝牙防丢失

设备配有nrf51822低功耗蓝牙模块，当手机与物流箱电子设备距离过远时，蜂鸣器将会告警。

2.3.3 温湿度检测

因数据存储介质对温湿度有一定要求，智能物流箱设备配有温湿度模块，可实时检测环境的温度和湿度。

2.3.4 屏幕显示

设备配有一块2.8寸高清彩色显示屏，以数据化和图像表盘化等方式显示温湿度、时间、信号格数、定位卫星颗数、在库或在途等信息。

2.3.5 蜂鸣器告警

物流箱出现异常情况，如非法被拆、蓝牙未连接等时，蜂鸣器将进行告警。

2.3.6 红外检测防拆卸

物流箱盖上配有人体红外感应模块，当物流箱被非法打开时，设备的红外模块会立即检测到人体，进而告警。

2.3.7 控制电子锁

设备与监控相关系统通过TCP连接，系统可发送开锁及关锁命令给设备，设备收到指令后，控制电子锁的开和关。

2.3.8 判断在途在库

智能物流箱设备可通过TCP/IP获取实时的定位数据，通过与数据中心地理坐标进行对比，判断在途或在库。

2.3.9 信息实时上报

设备获取温湿度、定位数据、电量等一系列数据后，与监控系统建立TCP/IP连接，将一系列数据上报至服务器。

3 平台功能结构

物联网价值在于网，须建立一个综合性管理平台,把各种传感信息进行汇总和分门别类[11]。为了实现对不动产异地备份介质、设备和流程的可视化管理和监控，建立基于浏览器/服务器(B/S)的不动产数据异地备份安全保障系统，采用表示层、业务逻辑层、数据访问层3层体系结构，功能结构如图3所示。基于用户权限和角色方面的考虑，把平台分成GIS实时监控管理模块、本地数据中心管理模块、运输管理模块、系统管理模块4个子系统，各模块在逻辑结构上相互关联。

图3 异地备份安全保障系统功能结构

3.1 GIS实时监控模块

物联网是互联网应用的延伸，是集成感知、传输、智能决策与控制功能一体化的网络系统[12-13]。物联网基于节点的监测技术能够及时地获取一定区域内离散点的、时间连续的数据，但存在空间上不连续的问题。因此，将物联网与GIS技术相结合，建立物联网基于“点”的实时监测数据与GIS基于“面”的空间数据相应的融合分析方法，可实现监测信息在时间和空间上的表达[13]，实现对存储库的实时可视化管理，以及本地和异地运输过程全程定位跟踪和监控的管理。GIS实时监控模块包括数据中心设备管理、同城备份监控管理和异地备份监控管理3个子模块。

(1) 数据中心设备管理：包括各中心库房信息、库房地理位置的展示，库房中相应智能存储柜、智能柜格子、存放介质存放操作、库房信息预警列表和提示灯状态等信息查看和管理。

(2) 同城备份监控管理：包括广州市内同城备份运输路线地图实时展示、智能物流箱实时状态显示、配送单运输路线围栏展示，运输信息预警列表、提示灯状态等查看，历史运输轨迹查看和分析等功能。

(3) 异地备份监控管理：与异地备份运输路线地图动态展示、智能物流箱实时状态显示、配送单运输路线围栏展示、运输信息预警列表和提示灯状态。

3.2 数据中心管理模块

该模块包括库房信息管理、智能存储柜管理、智能柜格子、数据备份介质管理和智能箱管理5个子模块。

(1) 数据中心信息管理：数据中心信息基本维护操作，包括增加、删除、更改、查询数据中心，并提供整体搜素的功能。

(2) 智能存储柜管理：智能存储柜信息基本维护操作，包括增加、删除、更改、查询智能存储柜，并提供高级查询功能。

(3) 智能存储柜格子管理：智能存储柜内部的存储格子(本系统一个智能存储柜具有8个独立的存储格子)信息基本维护操作，包括增加、删除、更改、查询智能存储柜格子。

(4) 数据备份介质管理：数据备份介质信息基本维护操作，包括增加、删除、更改、查询数据备份介质等功能。

(5) 智能物流箱管理：智能物流箱信息维护操作，包括增加、删除、更改、查询智能物流箱，并提供整体搜素的功能。

3.3 运输保障模块

实现不动产登记数据备份(同城备份和异地备份)出入库和配送的管理，包括介质存放、出入库单、配送单和签收表4个子模块。

(1) 介质存放：对介质存放位置进行操作。

(2) 出入库单：对介质进行出库入库信息管理，并对出入库单进行增删改查等操作。

(3) 配送单：对配送单详情进行增删查改，以及查看配送单相应路径地图位置。

(4) 签收表：对签收表信息的增删查改等操作。

3.4 系统管理模块

对系统用户角色和日志等基础信息管理，包括角色管理、用户管理、组织管理和系统日志管理4个子模块，并对具体用例进行增删查改等相应操作。

4 基于物联网的不动产异地备份全程实时监控设计

本系统设计的不动产登记数据异地备份主要流程如图4所示，具体过程如下：

(1) 数据入库：数据备份管理员将数据进行备份并填写数据入库单。数据备份介质管理员审核入库资料，审核通过后将介质放入数据中心智能存储柜。

(2) 数据出库申请：数据备份介质管理员在云管理应用平台中填写数据备份介质出库单。

(3) 数据出库：数据备份介质管理员将数据备份介质从智能存储柜中取出，或通过RFID手持设备扫描数据备份介质进行出库操作。数据备份介质出库单自动更新为“已出库”状态。

(4) 运输准备：数据备份介质管理员在云管理应用平台中填写数据备份介质配送单，选择可用的智能物流箱和数据备份介质清单。

(5) 介质交付物流：确定配送车辆和押运人员，将智能物流箱关锁后交付给押运人员。

(6) 过程监控：数据备份介质管理员全程通过云管理应用平台监控押运地理轨迹和相应的报警信息(效果如图5所示)。

(7) 介质签收：押运人员将智能物流箱送达目的地后，由目的地异地备份数据中心相应的管理员进行签收，并将签收记录单更新至云管理应用平台。

(8) 异地备份入库：异地备份中心介质管理员在云管理应用平台中填写数据备份介质入库单。并将数据备份介质放入智能存储柜，或通过RFID手持设备扫描数据备份介质进行入库操作，数据备份介质出库单自动更新为“已入库”状态。

图4 不动产异地备份基本流程

5 结语

广州市不动产异地备份基础体系是基于RFID和物联网等技术，对每份不动产登记备份数据进行RFID标签标识，并设计了专用的智能存储柜、智能物流箱、手持RFID读写器等设备，开发了不动产异地备份安全保障系统，实现了不动产登记数据从数据备份、数据存储、数据运输和异地(同城)备份中心入库的全程监控和管理。目前全国大部分城市已基本实现不动产登记业务网上办理，并为政府相关部门及社会公众提供不动产登记信息共享、查询服务[14]，数据的安全备份管理需求是非常迫切的。本文的研究工作为不动产登记数据的备份提供了一个快捷、高效的管理模式，可为其他城市建设数据管理和备份中心提供参考和借鉴。