基于超高频RFID的IT资产巡检应用的设计与实现

陈衍颍

广东电网有限责任公司潮州潮安供电局 广东潮州 515638

随着企业信息化程度的提升，相关的IT基础架构设备也愈加庞大，精细化的管理庞大的IT资产需要借助先进的工具和技术。改进生产方式、提高运行效率、降低经营成本、改善服务质量成为各大企业IT部门工作的重中之重。某单位信息中心拥有大量IT资产，分布范围广、数量大、单位价值高、调整频繁等特点使得IT资产的盘点、维护造成很大困难。资产变更信息在传递过程中因人为因素造成的信息失真和滞后引起的账实无法同步一致，导致大量信息终端资产闲置浪费。所以IT资产的巡检在IT资产管理中就显得尤其重要。

本文首先分析了某单位IT设备的巡检现状，针对巡检中所存在的问题以及实际需求，设计了基于RFID标签的移动巡检系统，该巡检系统由IT终端巡检后台管理系统和IT设备巡检移动应用两部分构成。该系统的设计不仅具备“智能终端”便携通信的技术特征，而且与传统纸质巡检相比，更提高了巡检的效率与准确率。在系统设计开发完成后，笔者组织人员对系统进行了测试，测试取得了令人满意的结果，并解决了原有的问题[1]。

1 某单位IT资产巡检现状分析

目前，某单位IT资产巡检主要采用纸质巡检的方式，由巡检人员携带纸质巡检表格到办公现场寻找设备终端，再对应巡检表逐一比对。传统的纸质巡检方式存在巡检效率低、漏巡、错巡等问题。笔者利用过往三个季度的三次巡检数据进行统计分析，根据调查结果得出，完成一次全面的巡检平均需要161小时，换算成工作日大概需要20天，加上巡检前后的资料准备与整理，还需要额外多一人的工作量。动则一两个月的周期性巡检工作量另信息部门难以应付，由于人力有限，因此一些临时性的专项巡检任务也是难以开展，每年的巡检次数有限，导致资产准确率难以提升。

除了纸质巡检效率低下的问题之外，笔者组织巡检人员开展了多次头脑风暴，与运维人员逐一分析巡检过程存在的其他问题，主要体现在以下几个方面：

（1）巡检到位时间只能靠运维人员手工记录在巡检簿上，对巡检的现场到位率无法进行有效监督，存在管理盲点。

（2）传统巡检中只能在巡检簿添加文字备注，如需要拍照还需要额外携带相机，并且手动整理照片与资产的对应关系，操作繁琐。

（3）纸质文件记录后，还需要重新录入到电脑系统，增加工作量，手工操作会产生信息失真，牺牲时间成本及数据精度。

（4）纸质巡检的历史数据便于存储在信息化系统中，巡检文件及资料过于分散、易丢失、易错、不利于统一管理，后期统计分析难度较大。无法保证数据准确性。

（5）纸质巡检容效率低且容易漏巡设备。

（6）纸质的设备卡片容易因为环境的问题而造成模糊不清甚至损坏，导致无法辨认。

2 基于RFID的移动智能巡检系统设计

2.1 RFID（无线射频识别）的技术特性

无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency Identi fication，RFID）,是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换目的，被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

由于前文所提到的纸质巡检的种种局限性，本设计从巡检的“便利性”、“高效性”、“智能化”的三大需求进行分析，计划采用智能手持终端搭配RFID射频识别标签作为巡检工具，来替代传统的人工巡检数据采集，设计并开发了基于RFID的移动智能巡检系统。本系统主要实现以下功能：

（1）RFID高速巡检，RFID技术依靠电磁波，并不需要连接双方的物理接触。它能够无视尘、雾、塑料、纸张、木材以及各种障碍物建立连接，直接完成通信。RFID系统读写速度极快，高频段的RFID阅读器甚至可以同时识别、读取多个标签内容，极大的提高了信息的传输速率，并且不会出现漏巡的情况[2]。

（2）巡检记录方便，媒介丰富、依靠手持PDA终端上的移动APP可以实现巡检资料快速查找、快速录入，增加照片、地理信息位置等多个维度记录方式。

（3）巡检过程可追溯、可监督，巡检人员巡检过程的每一步操作都会被日志记录下来，包括每一个巡检操作的时间、地理位置信息等。监督人员可以通过日志对巡检过程进行追溯和监督。

（4）巡检资料的自动化同步到系统，依靠IT巡检后台管理系统，无需再人工制作巡检表单、巡检完的资料也可以自动同步至系统台帐，并生成巡检报告，实现巡检智能化。

2.2 基于RFID的移动智能巡检系统的设计与实现

由上文分析可知，基于RFID的移动智能巡检系统相比于传统的纸质巡检不但可以提升巡检效率，更能解决传统巡检中无法避免的各种问题，极大的提高巡检质量。因此，针对企业IT终端设备的巡检现状和任务需求，为了实现巡检的高速化、精准化，录入资料便捷化，同步系统自动化，巡检过程可追溯等功能。本文设计了基于RFID标签的移动巡检应用。巡检人员通过手持PDA作为巡检终端，通过巡检APP读取安装在IT设备上的RFID标签获取数据，通过填写巡检终端中预设好的巡检表单进行巡检，最后通过网络或者导出的方式与巡检管理系统和数据库做数据处理，最终形成巡检设备台帐和巡检报告[3]。

基于RFID标签的移动巡检应用由IT设备巡检移动APP、IT终端巡检后台管理系统构成，本文将围绕这两部分的软件设计及功能实现做详细阐述。

2.3 IT设备巡检移动APP的设计

本系统客户端软件采用原生Android技术进行开发，客户端被分为了表现层、业务逻辑层和数据访问层三个层面：

表现层：主要通过Android应用页面来展示数据，以及一系列事件响应和完成交互UI控件。在表现层笔者利用XPage开源框架进行前端界面处理，界面简洁友好，动画流畅。

业务逻辑层：主要用于业务逻辑的处理。通常由业务服务Service类和业务实体类Entity组成。

数据访问层：本系统采用的数据库是M y S Q L，采用SpringBoot+Mybatis进行服务器搭建和后台数据接口编写，采用Okhttp3开源库和JSON实现网络数据的交换传输，以达到Android客户端与服务器之间的数据传输。

本软件采用传统的软件瀑布流自顶向下、逐步求精的结构化设计方法，本软件主要有巡检任务、设备变更、设备台帐查询、RFID设置、系统设置、个人设置六大模块，实现了巡检单列表、巡检信息、巡检设备的展示；巡检操作、设备变更操作，生成变更单等；为RFID模块的频率、灵敏度、标签读写进行设置；清楚本地缓存，检测版本更新，设置用户信息等功能。

主要的开发的功能亮点在于RFID巡检模块，该模块利用Web Socketd和Spring BootLock实现了巡检进度的实时响应，如果采用多个巡检终端进行巡检可以实现巡检信息实时更新至终端数据，并保证巡检资料不会被重复修改；除了RFID巡检模式外，笔者业开发了二维码巡检模式作为备用巡检方式，以保证在不同的条件下也能完成巡检工作。

系统处理流程：一线工程师通过服务端后台系统导入巡检表格生成巡检单，由一线工程师派单给指定的二线工程师进行巡检，利用巡检智能终端到办公现场进行RFID扫描巡检，采用RFID超高频标签和手持PDA设备来获取设备终端的资产编号，实现资产比对。设备RFID辐射范围达到3至5米，一次性可以读出多个设备信息，点击扫描到的设备进行巡检操作，逐项标注巡检情况、拍照记录并提交。也可以开启一键快速巡检功能，只要巡检终端扫描到的设备都自动默认勾选完成巡检，极大的提高巡检效率。最后通过检漏流程确认巡检单的所有设备没有遗漏后，就可以提交巡检单完成巡检。最后提交回服务器进行巡检结果分析比对，再产生巡检报告及巡检明细[4]。

2.4 安全保密设计

考虑到不同用户的权限不同，当用户登录系统时，只有当帐号和密码相匹配时才能进入该用户权限所允许的操作界面。如一线工程师只能有查询所有巡检单权限，而不能修改和删除；二线工程师只能够查询和操作自己的巡检单。

后台采用shiro安全框架机制与jwt身份令牌技术来保障系统权限和安全，用户做系统登录操作时由服务器产生TOKEN（一串随机字符串组成的身份令牌）返回给客户端，作为客户端的请求标识，客户端将此token加入HTTP请求的header中，以后每次请求都需要携带相应的TOKEN，服务器才会接受该请求。

2.5 IT终端巡检后台管理系统设计

IT终端巡检后台管理系统主要包含系统管理、巡检管理、资产管理三大模块。本系统实现了基本的用户管理、角色管理、权限管理；IT资产方面实现了包括新增、入库、变更、退运、报废等资产生命周期管理；在巡检模块方便实现了包括巡检单的创建、审批、巡检设备明细的管理，巡检结果的分析，巡检报告的生成和同步巡检资产。并且采用的在线表格框架Luckysheet实现了终端资产的在线excel版本，可以实现多用户的协同编辑，极大的提高了巡检资料整理的效率。

本系统采用JAVA语言进行巡检系统的后台开发，基于经典技术组合（Spring Boot、Spring Security、MyBatis、Jwt、Vue）实现了前后端分离完全响应式布局（支持电脑、平板、手机等所有主流设备），使用MySQL 5.7版本的数据库，开发环境采用CentOS7+JDK8+Redis3+Node10，系统正常运行需要JVM8（Java虚拟机）以上的版本。

本系统主要实现的功能是IT资产的巡检，我们探究资产巡检的全过程，包括资产的增删查改，资产的变更历史记录、巡检记录、巡检单的创建、巡检报告的生成、巡检结果的导出和同步资产模块等过程，关于资产的任何变更历史，都可以从后台系统查询得到，方便追溯。前后端、移动端紧密互联，后台系统为前端APP提供了稳定的RESTFUL服务支持，通过Shiro权限设计与TOKEN令牌加密，保证了数据传输的安全性。

3 系统运行情况

为了测试巡检移动终端对巡检工作的提升效果，我们开展了本部办公大楼的巡检测试，我们组织两组巡检人员分别采用传统巡检方式与RFID巡检方式对同一设备进行巡检，进而对比两者的巡检效果，经过几天的测试，纸质巡检小组共巡检了1156台终端设备，巡检时间约28.8小时，RFID小组共巡检出了1160台终端设备，花费了11.2个小时的时间。从数据可知RFID巡检模式在巡检效率上比传统纸质巡检效率有显著的提高，在巡检时间上缩短了约61%。除此之外，RFID巡检还可以从技术上避免漏巡等情况。从本次测试中，RFID小组通过巡检终端查找出了额外4台之前被忽略设备，更好的保证了巡检的质量。接下来我们会将该系统投入生产环境进行运行，并且在实践中继续优化升级该系统，提高IT资产管理水平。

4 结语

本文设计并实现了基于超高频RFID的IT资产巡检应用，该系统由IT巡检移动应用和IT巡检后台管理系统构成，移动端采用Android设计规范进行开发，设计界面友好、简洁，对巡检人员技术要求低，极大的方便用户的维护和使用。与传统的纸质巡检相比，更具有便携性、高效性、智能化的属性，弥补了传统巡检模式的缺陷，并且可以实现对巡检过程的全面监控、保证了巡检到位率与巡检质量。该巡检方案已经在某大型供电企业进行了现场的实施与运行，达到企业预期的要求，进一步降低巡检成本和提高巡检效率，应用前景广泛。