楊天宇，趙 力

（1.中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司，遼寧 撫順 113122；2.國家煤礦安全技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 撫順 113122）

智能化設(shè)備隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展正持續(xù)更新?lián)Q代，為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)設(shè)備功能的需求，眾多企業(yè)及個(gè)人持續(xù)增強(qiáng)對(duì)Android 系統(tǒng)的研究，基于Android 系統(tǒng)平臺(tái)尋找更多的移動(dòng)APP 開發(fā)方式。在Android 平臺(tái)上以原有卡車調(diào)度系統(tǒng)功能為參照開發(fā)對(duì)應(yīng)功能的移動(dòng)APP，并通過平板及手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用于礦山中，從而達(dá)到能夠簡(jiǎn)便、快捷地查看礦山運(yùn)行情況。

1 卡車調(diào)度系統(tǒng)APP 需求

卡車調(diào)度系統(tǒng)作為礦山信息化、智能化的綜合應(yīng)用平臺(tái)，其主要應(yīng)用都在PC 端，隨著互聯(lián)時(shí)代、信息時(shí)代的到來，PC 端遠(yuǎn)不能滿足日常管理的需要?；诳ㄜ囌{(diào)度的移動(dòng)APP 是將卡車調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)與生產(chǎn)高度關(guān)聯(lián)的功能提煉出來，在移動(dòng)端進(jìn)行展示，最大限度地還原生產(chǎn)工藝與實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，通過對(duì)車鏟配比、生產(chǎn)過程中車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況、產(chǎn)量情況、設(shè)備出動(dòng)情況、設(shè)備故障情況進(jìn)行匯總展示在移動(dòng)APP 上，并根據(jù)上述信息形成當(dāng)班效率分析以及單臺(tái)設(shè)備的效率分析，為生產(chǎn)管理者以及生產(chǎn)指揮參與者在生產(chǎn)決策過程中提供科學(xué)依據(jù)，打破時(shí)間與空間的限制，高度匹配礦山行業(yè)生產(chǎn)特性，滿足全方位實(shí)時(shí)管理的需求。并按照系統(tǒng)建設(shè)的需求，使整個(gè)系統(tǒng)有個(gè)清晰的規(guī)劃，再結(jié)合APP系統(tǒng)的特點(diǎn)，整理出總體設(shè)計(jì)思路，如系統(tǒng)功能架構(gòu)見圖1。

圖1 卡車調(diào)度系統(tǒng)移動(dòng)APP 功能架構(gòu)

2 卡車調(diào)度系統(tǒng)APP 數(shù)據(jù)來源

卡車調(diào)度系統(tǒng)由車載終端軟件、通訊端及調(diào)度中心軟件組成，車載終端軟件能夠收集卡車的駕駛員姓名、工號(hào)，卡車的實(shí)時(shí)定位信息，卡車的故障、延時(shí)和備用信息，卡車的裝卸車信息。數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇ㄜ囌{(diào)度系統(tǒng)專屬服務(wù)器中并儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中?？ㄜ囌{(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用于露天礦山，將卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)與云服務(wù)器進(jìn)行通訊，設(shè)置網(wǎng)關(guān)對(duì)應(yīng)參數(shù)后可自行組網(wǎng)，從而進(jìn)行卡車調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，通過網(wǎng)絡(luò)上傳至云服務(wù)器，卡車調(diào)度系統(tǒng)移動(dòng)APP 可從云服務(wù)器獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示。

3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 安卓APP 開發(fā)技術(shù)

安卓（Android）是一種基于Linux 內(nèi)核（不包含GNU組件）的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)。已經(jīng)有了成熟的開發(fā)技術(shù)，在現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，企業(yè)需要根據(jù)自身實(shí)際發(fā)展情況及近年來在安卓平臺(tái)開發(fā)的軟件的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)下，開發(fā)屬于自己的開發(fā)技術(shù)。目前，開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)是效率高且低成本的軟件快速開發(fā)框架[1]。圖2 所示為目前比較常用的Android 快速開發(fā)框架。

圖2 Android 快速開發(fā)框架

Afinal 是一個(gè)Android 的sqlite orm 和ioc 框架，并且其中包含了http 框架，使其更加簡(jiǎn)單易用。xUtils 是在Afinal 框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量重構(gòu)，使得xUtils 擁有更加靈活的ORM，支持大文件上傳。ThinkAndroid 是遵循Apache2 開源協(xié)議的Android 快速開發(fā)框架，主要是為了進(jìn)行快速、簡(jiǎn)單的Android 應(yīng)用程序的開發(fā)。AndBase 是為Android 開發(fā)者量身打造的一款開源類庫產(chǎn)品。dhroid是基于Android 平臺(tái)，極速開發(fā)框架，其核心設(shè)計(jì)目標(biāo)是開發(fā)迅速、代碼量少、學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、輕量級(jí)、易擴(kuò)展，使你更快、更好地開發(fā)商業(yè)級(jí)別應(yīng)用。KJFrame－ForAndroid 又叫KJLibrary，是一個(gè)Android 的orm 和ioc框架，并在其中封裝了Android 的http 與Bitmap 的框架。

Android 平臺(tái)的移動(dòng)APP 開發(fā)想要從6 種快速開發(fā)框架中選擇不同框架完成自身開發(fā)技術(shù)的升華，就必須找出對(duì)自身APP 功能以及應(yīng)用最適合的框架，并剔除其他多余框架，建立屬于自己的快速框架系統(tǒng)。

3.2 HTML5 技術(shù)選擇

（1）利用HTML5 Application Cache 技術(shù)在APP 中使用Application Cache 功能來減少發(fā)送接收請(qǐng)求的數(shù)量，并將數(shù)據(jù)在緩存中呈現(xiàn)HTML 模版的同時(shí)儲(chǔ)存在本地存儲(chǔ)中，使得程序可以脫機(jī)運(yùn)行。利用HTML5 開發(fā)APP，數(shù)據(jù)傳輸快，實(shí)現(xiàn)迅速，交互體驗(yàn)流暢。

（2）在HTML5 中，通過設(shè)備適配功能可以識(shí)別不同設(shè)備的型號(hào)與屏幕，根據(jù)屏幕的大小選擇性地執(zhí)行CSS來適應(yīng)屏幕的指定需求，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)顯示[2]。

3.3 移動(dòng)端定位技術(shù)

移動(dòng)終端的定位技術(shù)主要指移動(dòng)終端通過計(jì)算得出自己所處位置的地理坐標(biāo)。這種技術(shù)主要有GPS、A-GPS和E-OTD 等幾種。

3.3.1 GPS

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過覆蓋全球的24 顆衛(wèi)星來進(jìn)行定位，在地面任何一個(gè)位置，只要能夠接收到不少于4 顆衛(wèi)星的信號(hào)就可以通過衛(wèi)星信號(hào)獲得該位置的經(jīng)緯度、高程等數(shù)據(jù)。GPS 衛(wèi)星發(fā)射的原始數(shù)據(jù)可以由終端進(jìn)行處理，也可以由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行處理，該數(shù)據(jù)可用于車輛導(dǎo)航和手持設(shè)備。

3.3.2 A-GPS

A-GPS 即輔助GPS 技術(shù)，它可以提高GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)的性能。它是一種結(jié)合了網(wǎng)基站信息及GPS 信息對(duì)網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)設(shè)備終端進(jìn)行定位的技術(shù)，普遍適用于室外等空曠地區(qū)。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為：首次獲取GPS 信號(hào)時(shí)間為幾秒鐘，速度較快，并且在存在不規(guī)則建筑物、樹木等可以干擾正常GPS 信號(hào)定位的情況下，通過基站網(wǎng)絡(luò)也可以實(shí)現(xiàn)快速定位。

3.3.3 E-OTD

E-OTD 定位方法是移動(dòng)終端通過接收周圍至少三個(gè)基站的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過獲取不同基站信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)終端的時(shí)間差和基站與移動(dòng)終端之間的距離通過公式計(jì)算得出的移動(dòng)終端所處的位置坐標(biāo)。當(dāng)用E-OTD 功能的移動(dòng)終端和定位單元接收至少來自于三個(gè)基站發(fā)出的信號(hào)時(shí)，每個(gè)基站信號(hào)到達(dá)移動(dòng)終端和定位單元的時(shí)間差可以計(jì)算出來，根據(jù)這些時(shí)間差值可以得到多組交叉雙曲線，從而獲得移動(dòng)端的近似位置[3]。

3.4 數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)

數(shù)據(jù)同步又分為三種情況：

（1）間接同步：用于無網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)境中的同步方法。

（2）直接同步:通過連接到局域網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的方法。

（3）網(wǎng)絡(luò)同步:通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)先同步到服務(wù)器上，然后再通過服務(wù)器同步給移動(dòng)設(shè)備的同步方法[4]。

在將卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步到云端服務(wù)器數(shù)據(jù)庫后，將同步到云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)與原有卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在比對(duì)存在不一致情況時(shí)再次進(jìn)行同步數(shù)據(jù)操作，直至數(shù)據(jù)對(duì)比無誤。

4 移動(dòng)APP 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)接收模塊

當(dāng)軟件APP 啟動(dòng)時(shí)，該模塊的功能主要是接收從車載終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析獲取其中的車輛數(shù)據(jù)信息，同時(shí)將解析后的數(shù)據(jù)存入云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)傳輸過程中使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是UDP協(xié)議，UDP 協(xié)議是一種非連接的、不可靠的通信協(xié)議[5]。UDP 協(xié)議只要有客戶端的請(qǐng)求，服務(wù)端就會(huì)將所需數(shù)據(jù)一次性全部發(fā)送給客戶端，所以UDP 協(xié)議適合少量數(shù)據(jù)的傳輸，并且UDP 協(xié)議傳輸速度快、延遲低、實(shí)時(shí)性更好，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)和通訊。

4.2 地圖導(dǎo)航顯示模塊

通過Android 平臺(tái)開發(fā)導(dǎo)航地圖過程中，主要采用Android 提供的MapView 和EditView 兩個(gè)類實(shí)現(xiàn)。通過MapView 來實(shí)現(xiàn)地圖的移動(dòng)和縮放功能。通過EditView實(shí)現(xiàn)地理資料以及位置的呈現(xiàn)。

4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

根據(jù)客戶需求設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，并建立數(shù)據(jù)庫。為了更好地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與管理，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)遵循一對(duì)一設(shè)計(jì)原則進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)及維護(hù)，來避免數(shù)據(jù)大且數(shù)據(jù)雜的情況出現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)遵循獨(dú)特命名原則，從而減少數(shù)據(jù)冗雜，維護(hù)數(shù)據(jù)一致性。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)遵循雙向使用原則，索引功能原則和事物使用原則，索引功能原則的運(yùn)用能夠提高數(shù)據(jù)查找效率靈活地排列數(shù)據(jù)，事物使用原則的運(yùn)用可以提高數(shù)據(jù)資源的更新和獲取速度。

由于云服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫是以原有卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為依據(jù)建立的數(shù)據(jù)庫，在原有數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上新增移動(dòng)APP 所需的表并刪除其他不需要的表。

4.4 報(bào)表系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，提供延時(shí)、故障、作業(yè)統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)備可用、實(shí)動(dòng)等數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)比。

建立一套快速、完整、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息查詢系統(tǒng)，以圖表、曲線的形式展示設(shè)備的產(chǎn)量、里程、時(shí)間等信息，為管理者決策提供數(shù)據(jù)支持。

4.5 界面展示模塊

界面展示是利用HTML5 相關(guān)的Web 技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。該技術(shù)可對(duì)不同內(nèi)容提供豐富的、互動(dòng)性強(qiáng)的界面交互展示，使得內(nèi)容的呈現(xiàn)更精美，并且數(shù)據(jù)提取速度快?？蛻舳私缑嫒鐖D3 所示。

圖3 界面顯示

5 APP 運(yùn)行效果

卡車調(diào)度系統(tǒng)的移動(dòng)APP 系統(tǒng)上線運(yùn)行至今，解決了許多生產(chǎn)管理中相關(guān)的問題，如現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況需要在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了解后方可做決定時(shí)，可在移動(dòng)設(shè)備上使用APP 軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況進(jìn)行查看，這樣既減少了由于不及時(shí)處理而導(dǎo)致的隱患，又提高了辦事效率。并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的管理人員給出不同的軟件使用權(quán)限，便于現(xiàn)場(chǎng)人員簡(jiǎn)便了解實(shí)際的設(shè)備運(yùn)行情況。

6 結(jié)束語

技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們生活更加便捷，對(duì)移動(dòng)設(shè)備更加依賴，移動(dòng)設(shè)備APP 的設(shè)計(jì)為了滿足人們的使用習(xí)慣也在不斷完善。因此，移動(dòng)終端的APP 相關(guān)工作都有著較大發(fā)展空間?；诳ㄜ囌{(diào)度系統(tǒng)開發(fā)的移動(dòng)APP 將會(huì)被廣泛應(yīng)用于露天礦，提高生產(chǎn)工作效率的同時(shí)也對(duì)礦山智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。