1系统应用方案设计
1.1系统工作流程简述
在以往对现场的设备进行巡检过程中，主要采取巡检人员手工填表统计的方法，对设备的情况进行逐一的检查。为实现对现场设备的自动化管理，本系统方案采用以二维码为中间介质，直接进行系统集成。在本文中的方案中，现场的巡检人员通过使用手持设备，通过布置在厂区范围内的无线网络或3G4G移动网络登录厂区设备管理系统，从服务器中领取并下载任务至手持设备中。在现场扫描设备上的二维标识码，则可获取到该设备的相关巡检信息，将巡检参数填写后，再通过无线网络上传至服务器中，最后由服务器将巡检数据处理后汇总成报表及隐患通知单以邮件的形式发送给相关人员。
1.2系统架构
随着科技的发展，多计算机协同作业已经成为主流的系统架构方式。目前系统架构技术主要分为两种，分别是C/S架构与B/S架构。C/S架构是服务器-客户端模式，由客户机采集数据经过客户机的处理后，通过网络发送给服务器，之后服务器将处理后的数据再返回至客户端显示出来。由于其维护成本高，需要安装客户端等特点逐渐被B/S结构所取代。B/S架构是服务器-浏览器模式，是现代互联网技术兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端的主要应用软件。B/S的优点主要是可以在任何有浏览器的设备上进行操作而不用安装任何专门的客户端软件就能使用，系统维护方便。基于以上，结合化工设备管理的自身需求，我们选取B/S架构做为本系统的架构。在B/S架构的系统中，多设备之间的通信如图2所示，应用服务器中的数据可以通过企业内网和Internet网络进行交换。手持设备则可以通过企业内的无线网络和移动网络访问应用服务器中的数据。企业内的客户机使用浏览器通过企业内网与服务器通信，当人员外出办公时则可以使用浏览器通过Internet网络与应用服务器通信。
1.3关键技术
(1)二维码技术：二维码按照生成原理可以分为矩阵式二维码或行列式二维码，常用的是矩阵式二维码.矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码[3]。二维码的生成与解析方法有很多种，由于本文方案中服务器采用C#语言编写，而手持设备端在android下采用java编写，为了更好的兼容两种开发语言，所以我们使用了Google开源Zxing二维码管理类库。Zxing二维码类库可以以java语言进行开发而且还对多种语言进行了有效的兼容(包括C#语言)，同时又可以高效的生成和解析二维码。(2)嵌入式系统使用Google的Android系统作为内置系统，Android系统的稳定性为手机终端的实现提供了可能，由于有完整的androidAPI可以使用，这样就可大量节约手持终端设备的开发及维护成本。(3)WebService是一个独立的，松耦合的，自包含的、基于可编程的Web应用程序[4]。它为分布式系统应用之间通信提供了一种标准化的解决方案，通过使用WebServic提高了巡检手持设备与服务器之间通信时的安全性和稳定性。保证了巡检数据传输过程的可靠性。
2系统流程
2.1服务器端主要流程
服务器端系统平台在windows平台下，使用ASP.NET进行开发，数据库使用与.NET配套的SQLServer。由于三层架构的设计可以软件系统实现分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准定义等目的[5]，所以我们选取三层架构对其进行开发设计，将表示层、业务逻辑层、数据操作层分离开发，为系统后期提供了良好的扩展性。服务器流程主要包含三大功能。一是巡检任务的定时生成，二是巡检数据的接收，三是录入设备基本信息及相关参数标准并制作设备二维码标识。(1)巡检任务生成功能是通过windows服务进行管理的，当windows服务中的定时器每隔一个小时从数据库中读取巡检任务计划表中的数据，当巡检任务周期对应的时间与当前系统时间一致时则发出指令在巡检任务数据库中自动生成一个巡检任务。(2)当巡检人员对现场的设备巡检完成后，点击手持设备中的上传数据按钮。则服务器开始接收数据。在接收数据的过程中，服务器自动对所接收的设备参数值与数据库中设备参数的标准值进行比较，当发现异常参数时则会将异常参数检出，并保存在隐患数据表中。然后会自动生成一份Excel格式的巡检报告单和一份Excel格式的设备隐患记录表并将相关报告以邮件的形式发送给相关责任人。(3)首先参考化工设备分类目录，对化工设备进行分类并针对本文的方案为设备建立台账。然后将设备基本数据及相关的参数标准值上传至服务器，同时服务器会自动为每一台设备生成一串唯一的二维码标识码。最后通过Google的Zxing二维码管理类库生成二维码并与设备信息一同生成所需的设备二维码标签。
2.2手持设备主要流程
手持设备端使用android系统，通过Google的Zxing二维码类库完成对设备二维码的解码功能。再通过与手持设备中的设备信息进行对比后将设备的基本信息及参数信息显示在手持设备中。手持端主要完成巡检任务的领取，设备信息的下载及二维码扫描确定设备三个功能。(1)当服务器端生成巡检任务后，巡检人员先登录管理系统，然后领取巡检任务。在领取任务的同时，开始从服务器中下载当前巡检任务的路线及相关设备所需检查的参数。(3)巡检人员持手持设备到达指定设备后，通过扫描设备上的二维码，手持设备会自动识别，并与手持设备中保存的设备数据进行对比，如发现该设备则将设备的信息及相关巡检参数显示在手持设备中要求巡检人员对比填写。如未发现该设备则提示设备不在此次巡检范围后返回到任务界面等待下一次二维码扫描。当完成一次设备巡检后如果当前任务没有完成则返回到巡检任务界面继续任务，如已经全部完成，则可点击上传数据将巡检数据传至服务器中。
3二维码技术在化工设备管理应用的优势
基于二维码的化工设备管理系统主要分为两部分，服务器端软件主要完成对设备的管理，实现设备的标准化管理，可针对不同的化工设备进行定时定点的巡检任务管理，进一步的规范点检巡检过程，对巡检的工单实现电子化，减少人为因素的干预，保证数据的准确性。通过手持设备实现对化工设备实时数据的检测与保存，并最终上传至服务器，有效防止巡检数据的丢失，方便后期对化工设备的参数进行优化。在对化工设备的巡检过程中，通过二维码定位设备，并准确读取设备的各项参数，可以有效的保证数据记录的准确性，防止误检、漏检。同时二维码为平面标签，只需要使用打印机将标签打印出后，便可以设置至巡检点，其成本为基本为零，不怕损坏，并可以随时的增加或变更巡检区域。