基于物联网技术的设备标识管理系统设计与开发_物联网的标识主要分为哪两大类

通信世界网消息（CWW）综合性运动会、国际比赛等重大赛事，对于网络通信设备的运维保障要求极高。杭州某重大赛事涉及56个竞赛场馆和31个非竞赛场馆，其中专网通信设备2000多台，分布在各场馆的通信机房、井道等不同位置。场院设备数量多、分布散、数据彼此独立，存在信息安全措施不到位、巡检信息化管理手段不足等问题，故迫切需要建立统一的资产管理平台、统一的设备编码以及接入标准，以便实现专网通信设备的统一动态智能管理。为了确保赛事期间场馆通信设备的稳定运行，提高设备管理的效率和质量，中国移动加强了对重大赛事活动基础保障的研究。

随着科技的不断进步，5G、物联网等新一代技术已经广泛应用于各行各业。在重大赛事活动领域，物联网技术的应用有助于实现设备的实时监控、精准定位和智能管理，提高设备管理的效率和安全性。因此，本研究旨在开发一套基于物联网技术架构的场馆设备标识管理系统，以提高设备管理的效率和质量，同时降低运维成本，为重大赛事的成功举办提供有力保障。

技术方案

设计思路

基于物联网技术的设备标识管理系统整体设计思路如图1所示，按照“1+1+1+N”的建设思路，第一个“1”代表1套工业互联网标识解析体系，利用标识赋予设备和物品唯一编码，实现设备资产的快速定位和信息查询，通过标识编码技术和标识解析系统实现物联网标识设备管理和数据共享共用。

图1基于物联网技术的设备标识管理系统整体设计思路

第二个“1”代表1套能力开放平台，包含5G消息能力、AI语音通知能力、闪信能力、VoLTE通信能力。

第三个“1”代表1张图实现场馆、机房、井道内通信设备全生命周期管理，物联网标签标识系统大屏作为统一网管平台的一部分，充分展现物联网标签标识系统对专网设备安全运行的重要作用。

“N”指的是N个特色应用场景，包含标签管理模块、设备巡检模块。其中，标签管理模块具有设备与标签绑定、设备基础数据录入、设备实时位置更新、设备位置异常提醒、设备定时盘点等能力。设备巡检模块的管理平台可按需设定巡检方案，通过手机扫码，快速精准地对设备进行巡检，并上报巡检结果；由系统进行在线自动巡检，快速获得设备巡检结果，通过结果进行复核，若有异常再进行点位巡检。管理者随时可查看巡检结果，如果未按照设定巡检方案进行操作，系统会通过5G消息等方式告知管理人员。

业务架构设计

基于物联网技术的设备标识管理系统业务架构分为接入层、网络层、支撑层、应用层，如图2所示。接入层包括各类工业互联网标识码；网络层通过4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、微波等传输技术，把前端信号传输给后端平台；支撑层包含物联网标识解析子平台、移动能力开放平台、平台基础能力；应用层包含标签管理模块、设备巡检模块、数据驾驶舱。

图2基于物联网技术的设备标识管理系统业务架构

网络架构设计

基于物联网技术的设备标识管理系统网络架构如图3所示，其采用本地化部署的方式。其中，驾驶舱服务器、标签标识解析服务器、等保一体机等均部署在核心机房，接入交换机采用无源标签，部署在井道；汇聚交换机采用蓝牙标签，部署在场馆机房。

图3基于物联网技术的设备标识管理系统网络架构

具体的信号传输过程如下。首先，蓝牙标签通过蓝牙AP把蓝牙信号转换成Wi-Fi信号，Wi-Fi信号通过5G网关转换为5G信号，再通过公网传输到后端平台。其次，井道内的无源标签通过巡检终端扫描，把信号回传给巡检终端，巡检终端再通过公网将信号传输到后端平台。然后，标签标识解析服务器通过公网对接国家标识二级节点，驾驶舱服务器通过公网API接口调用移动能力开放平台的能力。最后，在赛事组委会部署一台电脑，通过公网URL地址调用驾驶舱服务器，将信号以视频流的方式传输到赛事组委会驾驶舱大屏。

系统构建策略

数据采集与解析

杭州移动经过需求调研，结合产品安装要求，将物联网标签标识管理系统的终端安装在赛事的91个场馆内。根据赛事组委会管辖专网通信设备的需求以及现场的实际情况，优先考虑场馆机房内设备，同时兼顾井道设备，总共部署约2000台设备终端。根据场馆设备位置、安装环境及使用方式的不同，数据采集采用蓝牙标签标识部署及无源RFID标签标识部署两种方式，其中蓝牙标签主要部署在机房环境，无源RFID标签主要部署在井道、临时布线环境，以此实现所有设备的信号覆盖。

标签标识的部署方式如图4所示，根据场馆专网通信设备安装使用环境的差异进行整体规划，通过机房部署、井道部署、临时布线部署三种方式完成对前端设备标签标识的部署。三种部署方式均采取五级层级架构，一级为场馆所在地市，二级为场馆名称，三级为设备所在楼层，四级及五级根据部署方式的不同有所区分。最终通过不同层级的划分生成唯一的五级地址编码，与设备实际位置一一对应，以更加精准、便捷、全面地完成点位的部署。

图4物联网设备标签标识的部署方式

物联网标签标识管理系统采用蓝牙标签和无源RFID标签两种模式，其中，机房部署设备通过蓝牙标签实现数据采集，提供约91个场馆中184个点位设备的标签标识部署服务，将所绑定设备的位置、数据等信息低成本、稳定可靠地上传，满足上层的数据信息要求，实时报告上层所绑定设备的位置信息。井道部署及临时布线部署设备采用无源RFID标签模式，对赛事的井道光缆等设备进行定位、跟踪和状态信息上传，实时监测光缆等设备的动态信息，实现查点自动化，提高查询效率及准确性。通过使用非接触式自动识别技术，基于感应式无线射频信号自动识别目标对象，从而获取相关需要采集分析的数据，为巡检、管理等部门提供实时的信息共享，以全面闭环的方式采集设备信息，减少差错损失、节省人力、提高管理效率，确保业务流程平稳运行。

通过构建面向重大赛事的通信设备物联网标签标识管理系统，接入国家物联网标识解析体系二级节点，可以优化通信设备物联网数据采集体系，推动赛事通信设备的全要素互联互通，为做好重大赛事通信设备的智能转型提供支撑。与此同时，通信设备物联网标签标识管理系统可实现所有通信设备的解析与管理，数据解析系统如图5所示，以标识信息资源库为核心，建设标识注册服务、标识关联知识服务、标识信息资源运维、身份认证权限管理等模块。

图5物联网标签标识数据解析系统

基于工业互联网标识解析体系，新建一套物联网标识解析子平台，其中包括物联网管理软件平台、蓝牙AP、5G/Wi-Fi、AP、蓝牙标签等硬件。平台对蓝牙标签标识提供的数据进行信号转换，提供信号采集、距离测算和部署密度扩展等功能，满足信号转换要求，同时提供扫描功能、连接功能以及数据传输功能。通过扫描周边的蓝牙设备及5G设备，将收集的数据经由Wi-Fi或者以太网发送给服务器，实现远程监控管理。

通过标识解析系统，赛事组委会可获取场馆设备的位置、状态等详细信息。首先，客户端发送解析请求，根据解析系统中保存的标识编码与设备资源地址之间的映射关系，客户端再通过匹配到的URL地址向标识信息资源系统发送重新定向请求；其次，标识信息资源系统向解析系统发送资源访问权限查询请求，获取当前访问用户的身份权限；再次，标识信息资源系统根据请求的访问信息生成XML格式的资源信息，并将其发送至客户端。

标识信息资源系统记录了对应设备的详细信息，包括设备位置、巡检内容、维护信息等，也可通过对接赛事通信设备物联网标识管理系统接口，获取更详细的数据。因此，无论设备的服务资源地址等状态发生何种动态变化，使用唯一稳定的标识编码都可获取对应的资源信息。

主数据管理平台提供了核心交换机、汇聚交换机、接入交换机等不同类型通信设备的共享静态数据及基础编码，实现物码分类。各场馆作为标识数据的所有者，需按照行业标准规范对设备进行编码，使用序列号作为后缀，并加入预申请的前缀以确保其全球唯一性，从而实现对该设备的赋码，即“一物一码”。同时，与现有的业务系统进行对接，并从接口中调用有效数据，按照XML格式进行数据解析处理，从而生成更详细的资源信息，通过标识注册服务批量上传标识数据，发送设备映射信息到标识解析系统进行分析处理，并将资源详细信息发送到标识信息资源系统中进行存储，通过标识注册服务批量上传注册标识数据，实现标识申请、发放和回收的全生命周期管理。

能力开放平台

本标识标签系统新建了一套能力开放平台，包含5G消息能力、VoLTE通信能力、AI语音通知能力。基于能力开放平台，可以提供业务数据多元化通信手段高效分发，提升整个系统的运作效率。借助该能力平台，可实现日常工作提醒、重要信息发布和传达等。

日常巡检：系统可每天定时通过5G消息自动将设备日常巡检任务推送给巡检人员，巡检人员只需在移动端查看并按照要求完成巡检工作，上传巡检数据和结果，对于超时未巡检的人员用AI语音通知自动进行强触达提醒，确保日常巡检任务的完成。

故障处理：系统出现异常时，会及时通过5G消息、AI电话或闪信等形式推送异常巡检任务至运维人员进行复核，运维人员可快速响应、处理、反馈；突发重要紧急问题时，后台可通过管理员手机端或者大屏管理系统，借助VoLTE高清通话能力立刻与现场人员进行视频对话，开展远程协助。

5G消息服务是一种基于GSMA统一标准的基础通信业务，是对传统短信形态的全面革新，支持文本、图片、音视频、文件等多媒体消息传输，实现了消息服务的智能交互，提供易用便捷、安全可靠、内容丰富的万物信息化服务，以满足用户对全方位内容服务和沟通价值的需求。用户可在聊天机器人消息窗口中完成一站式体验，实现新型定制化人机智能交互。

VoLTE高清通话服务是运营商基于4G网络及IP传输技术，统一整合数据、音视频通话及短信提供的业务。用户可以体验更清晰的语音、更短的响应时间；同时可进行视频通话，满足整体巡检方案中的远程巡检、问题咨询、业务沟通等多种业务场景需求。

语音通知是以电话呼叫的方式，将文字通过语音播报的形式通知给用户，内容可以是数字、汉字或英文字母、单词的组合，具备到达性强的优势，通知方式及时有效。

驾驶舱呈现

物联网标签标识驾驶舱以设备接入、设备管理、设备运维为核心，利用多种图形化的展示手段，呈现物联网标签标识设备在各横向维度中的数据指标，为物联标签标识设备发展提供有效数据支撑。用户通过大屏可以直观了解物联网标签标识设备全局监控的实时运行状态，同时以可视化效果实时展示设备故障信息，提供设备故障处理信息及时反馈的展示能力，利用告警实时列表滚动展示组件设备运维进度，进一步把控物联标签标识设备运行总体态势。在地理维度上，从浙江省到区域再到个体设备展示各层次物联标签标识设备统计信息。驾驶舱通过数据处理模块，把接口数据转换为图表所需要的结构，完成图表数据渲染和展示。

物联网标签标识驾驶舱大屏中间直接以地图的形式显示每个场馆信息，并能够清晰地展现物联网设备分布情况，如有场馆设备发生异常，大屏上将出现不同颜色显示，起到警示作用。大屏左侧按照场馆使用标签以及在线设备数量进行前五排序，并通过饼状图、柱状图、折线图等可视化形式显示不同类型设备数量比、场馆和井道设备数量比。大屏右侧主要展示设备相关巡检参数分析数据，利用已有设备上传的基本信息，轮播显示巡检业务操作数据以及一周内5G消息日触发数量比。

总结

该赛事使用物联网标签标识系统，保障场馆专网设备安全运行和运维。通过该系统，管理人员可实时了解专网设备的位置、分布、维护情况等；实现“一物一码”，运维人员只需扫码即可获取设备信息、巡检信息、维修记录等；借助数字化巡检，能够有效降低假巡检的风险。根据巡检记录，系统自动更新设备状态或报修服务，确保专网的正常运行，确保有问题及时发现、发现问题及时解决。

赛事使用该系统后，可快速进行自动巡检和盘点，节约工作人员的时间；可实时掌握设备位置情况，出现异常时，工作人员可快速作出反应，解决问题；借助5G消息功能，工作人员可快速发布重要信息，设备巡检发现异常后可快速反馈。通过该系统还可实现对非法替换设备、非法转移设备等操作的监管。

按照科学化领导决策、精细化场馆管理、便捷化自动巡检的要求，借助运维驾驶舱，可对场馆管理乃至浙江全省场馆设备的动态信息进行全面感知，形成融合的“大数据”。在“大数据”的基础上，注重信息的共建共享和深度分析利用，实现场馆设备精细化管理。

物联网标签标识管理系统可助力赛事组委会通信保障组对不同运营商的通信网络设备进行集中管理，为设备类型管理、数量管理、位置管理、更换管理、运维管理等提供了解决方案，为专网通信提供了强大的保障，为成功举办本届赛事奠定了坚实的基础。

本研究旨在构建一套覆盖所有场馆的专网通信设备标识管理系统，实现设备的实时监控和精准定位，提高设备管理的效率和质量，降低运维成本，为赛事的成功举办提供有力保障，具备一定的经济效益及社会效益。同时，本研究也为其他学者在基于物联网技术的场馆设备管理领域的应用研究提供了重要的参考依据。

下一阶段，杭州移动将对设备的采购、运输、安装、验收及运维等各个环节开展全流程管理，通过微信、支付宝等智能化软件扫码的方式，实时掌握设备位置、性能指标、操作说明、运维记录等信息。同时，杭州移动也将不断地探索、实践，解决存在的问题，加强管理技术、完善管理方案，以提高设备的管理水平。