基于移动终端的通信设备和线路巡检系统设计

彭建红

摘要：基于智能移动终端的通讯线路巡检系统是一个以智能手机为终端移动设施进行网上传输线路维护的系统进行了需求分析设计。

关键词：移动通信设备;线路巡检系统;设计

当前，以移动智能终端为载体的移动地理信息系统GIS已成为地理信息系统研究的热点，对GIS基础理论，接着介绍了GIS、GPS、嵌入式操作系统、无线通信技术、嵌入式数据库的基本知识，在此基础上对基于GIS的线路巡检系统的架构进行研究和设计，然后根据具体的巡检业务进行需求分析、系统设计，并提供了应用中涉及的关键问题的解决方案，最后对整个系统进行了总结与展望。

一、移动GIS的概念

“数字城市”是一个由多种高新技术支持的计算机网络信息系统，它不仅能在计算机上建立虚拟城市，再现城市的各种资源分布状态，更为主要的是：数字城市能存进城市不同部门、不同层次之间的信息共享、交流和综合，减少城市资源浪费和功能重叠，进而可以宏观、全局地制定城市规划和发展的整体战略。城市数字化是一个系统工程，是以计算机网络为基础的，网络将各数字节点连接在一起。网络基础设施的不断完善是城市数字化的必要条件，由此而产生的各类应用则是“数字城市”的重要组成部分之一。移动GIS系统正是在这一背景下产生并发展起来。移动GIS是建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供移动中的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务的GIS。它是计算机技术、地理信息系统技术、移动定位技术、无线通信技术以及移动设备共同发展进步的产物。

二、移动通信设备系统需求

电力线路巡检系统是一种集数据采集、信息管理和通信于一体的集成应用系统，在进行系统的需求分析时应该结合系统自身特点以及用户要求做出分析。特别指明，由于本系统是电力系统配电网的巡线管理应用，故系统的采集数据，系统的巡检点，在系统中把这些对象都按巡检设备处理。在要管理所有巡线员信息、线路巡检信息、巡线任务信息、巡线员工作调配及任务验收等。在巡线员需要在野外工作时根据矢量地图信息及GPS数据对杆塔进行巡检并记录巡检信息到PDA上的数据库;GPS信号接收设备要随时接收GPS信号并通过程序指导巡线员巡线工作。

三、移动通信设备系统设计

1、移动巡检系统。根据系统的需求分析，知道实际的线路巡检工作由数据采集和日常线路巡检两部分组成。

（1）数据采集。数据采集就是在进行首次的巡线工作和巡查新线路时，采集新线路上的所有设备的位置信息和属性信息，前者用于创建日后巡检工作中指导巡检的工作地图，后者对应于系统中的巡视设备管理。实际工作要求只有在收集、完善了这两部分信息后才能进行正常的巡检工作。

（2）日常巡检。日常巡检就是巡线员在巡检过程中采用GPS接收器获取当时所在地理位置的经纬度信息和当前时间信息，然后与原始巡视点定位信息进行比较，并将现场检测的线路缺陷情况一一记录在PDA中，以便在任务完成后上传到桌面进行处理。

2、功能模块。该模块通过用户权限管理实现用户登录时的身份验证。巡线员输入正确的巡检号码和密码才能够登录系统。为了改进传统巡检方法无法有效监督巡线员巡检到位的缺点，本系统采用GPS定位信息在巡检过程中监督、引导巡线员有效的完成巡检任务。

（l）自动定位方式。在线路巡检过程中，如果选择了自动定位的方式，则系统将按一定的时间间隔来读取当前移动端位置的GPS定位信息，并提供智能提示功能，即如果当前位置的一定范围内有目标巡视点出现则向巡线员发出提示信息，有效的降低了漏检的可能性。这种方式的优点在于智能化，有效提供巡线员的工作效率和任务完成率;缺点在于移动设备的GPS模块一直处于工作状态，加大了移动设备的电源损耗。

（2）手动定位方式。此方式可用于“数据采集”和“线路巡检”两个过程中。当任务类型为“数据采集”时，巡线员到达新建巡视点（如杆塔）或需要重新定位的巡视点后，由巡线员手动点击“GPS定位”按鈕获取该点的GPS坐标，包括经度、纬度和时间信息，然后输入巡视点的其他属性信息并保存。这种方式也是数据采集过程中默认的定位方式且不可改变。当任务类型为“线路巡检”时，如果采用手动获取定位信息的方式，巡线员只有到达巡视点的时候才获取当前位置信息，能够有效的改善移动设备的电源损耗问题。

3、数据采集。数据采集是系统投入使用或新建线路、线路改道后，巡线员对日后的巡检工作线路和沿线电力设备的位置信息、属性信息等数据进行采集的过程。采集具体操作如下：

（l）新增巡视点：由GPS接口接收到的信息读取到该处的经、纬度自动并填充到设备的相应属性字段上，然后添加设备编号、设备类型、所属线路编号（默认为登录时的线路号）、启用时间、废弃时间和当前状态等属性信息。输入完成后，下一步提示巡线员是否在当前地图中插入该设备对应的地图元素，巡线员提交“确定”后，系统向数据库提交新巡视点的属性信息并修改当前工作地图。

（2）更新巡视点：系统根据当前线路中需要编辑的巡视点的经纬度或巡视点的设备编号提取目标巡视点的属性信息，然后根据实际情况更新巡视点的属性信息，并且如果巡视点的位置信息发生变化时，系统同时完成地图的修改。

4、数据库的设计与实现。随着移动存储硬件的发展，PDA可存储的数据量相应的增大，并且随之而来的移动数据库的发展解决了嵌入式设备的数据管理问题，但其存储容量仍然是有限的。根据业务需求，PDA数据库不需要拥有桌面数据库的所有信息，只需要提取与某次巡线有关的信息供该次任务的PDA数据库使用。因此数据库的设计需要兼顾到两个不同的系统的应用，做到简洁、实用。

PDA数据库，移动巡检系统需要的信息主要有用户信息、线路信息、线路设备信息、巡检任务信息、缺陷登记信息、消缺登记信息、缺陷知识库、消缺知识库等。但是，实际应用中并不是需要这些表中的所有内容，即PDA数据库只需要与它本次要完成的任务相关的内容即可，一方面是PDA存储系统空间太小的局限性所至;另一方面也是提高系统工作效率的要求。因此，需要通过对数据中心的这些核心表的操作得到PDA数据库需要数据，并在任务完成后将更新后的信息导入后台数据库中。经过分析，在每一次的巡线任务中所需要的信息有：与本次任务相关的巡线员的登录信息对用户使用权限提供确认，含用户编号、用户名和用户密码信息;与本次任务相关的任务信息，含任务编号、任务类型、巡检类型、执行时间信息;每次任务执行前都需要清空表。

参考文献

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