物联网技术的信息资源开发利用研究

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[摘要]论述了航天靶场装备信息资源开发利用的内涵，对靶场装备信息资源开发利用的现状和需求进行了分析。针对航天靶场装备数量多和分布范围广的特点，基于物联网技术对装备信息资源的开发利用进行了研究，内容包括总体设计、信息资源获取、信息资源传输、信息资源汇集与处理等方面，所研究内容有助于提高装备管理部门工作效能，也有助于促进专业人员技术交流，提高装备的利用率。

[关键词]航天靶场；物联网；IP网；装备；信息资源

中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1008-1739（2016）02-71-4

1引言

航天靶场是国家用于进行航天发射活动和战略武器试验的专门场所，其发展建设水平的提高对于国家综合实力的提升具有重要意义。近年来，随着我国航天科技事业不断取得新的进步，航天靶场的发展建设规模也逐步扩大，新型试验设施与试验装备的种类和数量大幅增加，物资器材的流动与消耗也更加频繁，装备信息资源已成为靶场日常管理和任务组织的重要组成部分。如何对试验设施设备、物资器材等参试装备进行高效的精细化管理与使用，随时掌握相关的数量、质量等信息，以便使之以最佳的状态完成任务，一直是各级管理部门和技术人员考虑的问题。在当前的建设规模下，由于靶场地域分布广及设备器材数量多，仅依靠传统的人工操作方式进行装备信息资源管理和应用，已经无法适应靶场的发展进步。随着靶场信息化条件建设的进步，物联网技术在靶场的应用已具备了现实的基础条件，依靠信息技术特别是物联网技术对靶场装备信息资源进行高效整合和开发利用，进而实现对大量的试验装备进行精确管理已成为可能。

2装备信息资源开发利用的内涵

就航天靶场而言，装备是指靶场为了实现所承担的火箭、卫星和战略武器等航天器发射试验活动而使用的各种机械、仪器、仪表、工具和配件等设备和器材的总称。大到一座火箭发射塔架，小到一把螺丝刀，都可以囊括到“装备”这一概念中。装备信息包括了单个装备的编号、名称、类型、材料、组成部分、生产厂家、出厂日期、主要功能、技术性能指标及使用维护记录等等诸多要素。可以说，装备的价值必须通过装备信息才能体现，而对于装备的使用，也必须掌握足够的装备信息才能得以实现。随着时间的推移，装备信息的内容也在不断的发展变化。在当前的形势下，随着职能使命的拓展和任务量的增加，航天靶场装备的数量总的来说呈上升趋势；同时，随着技术的发展进步，装备的复杂度、可靠性和使用寿命也基本上都呈上升趋势，其相应产生的结果是整个装备信息的爆发式增长。大量不断发展变化的装备信息进行汇集，就形成装备信息资源。对于靶场来说，装备信息资源是一笔宝贵的财富，其中包括了整个靶场各类型装备的信息要素，是靶场技术水平和战斗力的重要体现。科学、高效的进行装备信息资源开发利用，就是要将庞杂、零散和枯燥的海量装备信息进行科学统筹，通过数据分析的方法进行规律探索，从而掌握整个航天靶场的装备实力状况，实现持续提高完成任务的能力。

3现状与需求

按照航天靶场现有的管理体制结构和任务组织指挥模式，装备的采购和配发等职能一般由业务机关负责，而装备的使用和维护等职能由基层单位负责。装备正式列装后，即成为使用单位的固定资产，自装备开始使用直至退役报废的整个周期中，产生与装备相关的各类信息资源，主要包括初始信息资源与过程信息资源两大类。初始信息资源在装备出厂时配套产生，具体内容包括装备的研制总结报告、出厂测试记录、技术性能说明和使用/维护说明等；过程信息资源在装备使用过程中产生，具体内容包括装备的安装交付记录、操作规程、操作使用记录、维护保养记录、升级改造记录和故障维修记录等。目前，各类装备信息资源主要采用纸介质记录，大多由岗位专业人员以手工方式进行填写，各种技术资料及记录文件随装备存放。

如果管理人员及技术人员需要全面了解掌握装备的相关信息，只能通过到现场查看随机文件和翻阅工作记录，向岗位操作人员进行询问，并现场开机运行以检查装备具体技术状态等方式进行。在这种模式下，装备信息资源的管理和应用水平都较为落后，具体不足表现在：①大量信息以纸质方式保存，未实现数字化和信息化；②信息资源大量分散，相互之间缺乏关联，“碎片化”特征明显；③缺乏信息资源网络，信息难以在岗位间有效共享，资源利用率低；④缺乏信息资源应用平台，信息的检索、查询和保存手段落后，效率低下；⑤缺乏完整的信息资源数据库，无法实时掌握装备实力的整体运行状态。装备信息资源管理和应用水平的落后，直接导致装备自身可能长期闲置，有效利用率不充分，处于分散状态的大量装备难以形成合力；且不同部门、岗位间会因信息障碍而导致重复建设，从而造成资源浪费。根据建设“信息化”航天靶场的总体思路，作为靶场战斗力重要组成部分的装备信息资源，必须朝着数字化、网络化和智能化处理的方向发展。靶场要以信息化手段改变装备信息资源的产生、处理、应用和存储等环节，并深入挖掘装备信息资源的有效价值，从而使装备的建设运行成本和故障率得到降低，装备的管理效率和使用效率得到提高，使其更好的服务于单位战斗力的生成。

4装备信息资源开发利用

物联网建立的初衷就是为了实现“物与物”之间的智能信息交互，从而使其中的关联设备具有“智慧”，实现自动识别和交流，同时大大降低人工劳动强度。物联网从概念推出至今，技术发展和实际应用水平已大大提高，靶场也已具备物联网建设和运行所需的基础网络条件。利用物联网进行航天靶场装备信息资源开发利用是一种先进、合理及可行的实现途径，其中的关键技术环节主要包括信息资源获取、信息资源传输与汇集和信息资源处理等。

4.1总体设计

装备信息资源开发利用的整个系统组成结构包括装备附属的条码或标签、阅读器、用户端PC、传输网络和服务器等，实现过程主要包括注册录入、信息维护和综合利用3个环节。为了实现对装备的全寿命和精细化管理，应在装备配发或经采购到达靶场后，即为其分配一个唯一的、固定的代码，分类根据装备的主要功能和用途进行[1]，代码按照装备标识的编制原则和方法进行[2]。代码确定后，生成条码或标签，将其粘贴固定于装备外表面。同时，设立专门的数据服务器，为每一台套装备建立各自的“电子档案”，实现对装备信息资源的集中处理和存储。装备不论是在库房存放，或是在机房运行，或是进行维修升级，每一次发生信息变更时，在维护端PC机通过多功能阅读器识别装备身份或手工录入装备身份代码后，进入装备信息编辑状态，并将变更结果通过网络上交，存储到服务器端数据库中。系统为维护端PC、浏览端PC和服务器端分配不同的用户权限，对应不同的用户操作界面。

4.2信息资源获取

物联网中信息资源获取的方式除了一维条码识别、二维条码识别和RFID标签识别外，还包括摄像头和传感器等。条码或标签与装备一一对应，用于标识装备的身份信息；摄像头用于实时采集装备工作的现场图像；传感器用于感知装备所处工作环境的特征信息。一维条码由一组黑白相间、粗细不同的条状符号组成。在一个方向上通过“条”与“空”的排列组合来存储信息，所以称为“一维条码”。二维条码用特定的、按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间图形来记录数据符号信息。一维条码识别的缺点是信息容量小，优点是成本低，读取直观，且适合在外表面积较小的装备上粘贴[3]。二维条码可以记录550个以上的汉字信息[4]，同样成本较低，但缺点是读取不直观，只适合在平整的装备外表面粘贴使用。相对于条码技术，RFID标签识别的信息容量大大提高，可进行信息的读取与写入，并能实现远距离非接触式识别，但成本远高于条码识别。根据航天靶场的实际应用环境，对于万用表、示波器和监视器等自身技术状态相对简单，信息变更量较少的一类装备，适合采用一维或二维条码作为身份标识，条码中仅保存装备的编号信息；对于雷达等技术状态复杂和信息变更量较多的一类装备，适合采用RFID标签作为身份标识，标签中保存设备的关键技术状态信息，且与服务器端数据库同步更新。需要进行信息资源获取时，由人工手持便携式多功能阅读器靠近装备上的条码或标签进行扫描，阅读器将所识别的装备代码传输至维护端PC，维护端PC采用C/S（客户端/服务器端）模式或B/S（浏览器端/服务器端）模式与服务器端进行通信。维护端PC主要用于对装备信息进行更新维护。初始状态时，由操作人员将装备的出厂日期、主要功能和技术性能指标等基础信息进行录入；运行状态时，由操作人员将装备的使用操作记录、维护保养记录和维修升级记录等动态信息依时间顺序进行录入。为了更加精准的对装备进行区域定位，每台阅读器也分配不同的特征码，对应相应的工作区[5]。阅读器进行装备代码扫描后，维护端PC向服务器端进行装备信息上报时，同步上报对应的阅读器特征码，实现对装备当前位置的确定。

4.3信息资源传输

信息资源的传输包括维护端PC上报至服务器端、服务器端反馈至维护端PC、服务器端反馈至浏览端PC三种方式，均依托靶场IP网进行。维护端PC需要进行信息上报时，先从阅读器中获取装备代码，由代码进行程序驱动后打开对应的录入界面，操作人员将需要上报的信息按约定格式进行录入后，通过网络提交至服务器进行存储。为了实现装备信息资源的共享，系统可为维护端PC和浏览端PC分配全局访问权限，实现对整个系统中所有注册装备信息资源的开放式浏览。出于保密和信息安全的考虑，进行资源访问前需先使用预先分配的认证用户身份进行登录，且只具备信息浏览权限，不能对信息进行任何形式的更改。用户浏览可采用树状结构浏览和条件检索浏览等多种方式。按树状结构浏览时，所有注册装备可按“区域—系统—专业”三级结构进行归类，用户可依次浏览所需了解装备的履历、配置和性能等所有信息；按条件检索浏览时，用户可以装备代码和装备名称等作为条件按需检索浏览相关信息。

4.4信息资源汇集与处理

装备信息资源的汇集与处理主要在服务器端完成，具体包括装备信息的接收存储、请求响应和数据统计等方面功能，所有信息资源以数据库的形式进行集中存储。服务器端配置装备信息资源管理软件，实现对数据库的访问控制和数据管理。装备信息自维护端PC上报之后，服务器便以装备代码作为特征量在数据库中进行检索，将上报信息增加到该装备代码所对应的存储区，同时保存信息的上报时间。信息来源于不同的阅读器及维护端PC，可以说，服务器是整个装备信息资源开发利用系统的核心要素。为了实现数据安全，必须采用磁盘镜像对数据进行实时热备份，确保数据资源的可靠存储。PC机对服务器提出浏览请求后，服务器端的管理软件先对请求的合法性进行判断，将非法用户的访问拒绝，对合法用户的请求按照其类型进行相应响应，反馈所需的信息内容。服务器端集中了整个靶场的装备信息资源数据库，通过专用的数据处理软件，可从专业、系统、列装时间、归属单位、存放区域、生产厂家和故障率等等多个角度进行直观的数据分析与统计，从而掌握整个靶场装备的全时域信息，并寻找出装备管理工作中的科学规律。

5结束语

基于物联网技术进行航天靶场装备信息资源开发利用研究，既符合信息化建设的发展要求，也具备可行的现实条件。物联网技术的应用，降低了人员的工作强度，减小了差错的发生率，有利于提高值勤维护和装备管理水平。通过装备信息资源的开发利用，一方面大大提高了装备管理部门的工作效能，便于快捷掌握靶场装备的整体状态；另一方面也极大方便了各级专业人员学习、了解和掌握靶场装备的相关信息，使分散在不同区域和岗位的人员能够通过网络实现全方位的技术交流。当然，装备信息资源的开发利用不仅仅是技术层面的工作，也需要相应的工作制度做保障。

参考文献

[1]GJB7000-2010,军用物资和装备分类[S].

[2]GJB7001-2010,军用物资和装备品种标识代码编制规则[S].

[3]李俊宏,湛邵斌.条码技术的发展及应用[J].计算机与数字工程,2009(12):116-117.

[4]高彦受,许春根.安全实用的二维码研究与实现[J].技术研究,2012(10):48.

[5]王竹萍.基于条形码和RFID技术的高校固定资产管理系统设计[J].杭州师范大学学报(自然科学版),2009(1):57.

作者：杨晓东 郑树强 单位：太原卫星发射中心