基于BLE的机房巡更管理系统研究与应用

2018-01-15袁绪

智能计算机与应用 2017年6期

袁绪

摘要：关键词：中图分类号：文献标志码： A文章编号： 2095-2163（2017）06-0017-03

Abstract： The management of IT rooms has attracted much attention in recent years， and the patrol system has become an important part. This paper analyzes several kinds of patrol systems and compares them， then discusses the advantages of the patrol system with BLE technology， according to the requirements of IT rooms. After that， the paper briefly expounds the system architecture and the design and implementation. Finally， the principle and the patrolling process are also proposed.

0引言

随着社会信息化的快速发展，各个机关、企事业单位陆续兴建或扩大机房规模，一般机房都配备了动力、环境监控系统以对机房进行24小时实时监控。监控系统主要是依靠各种传感器采集数据传输至监控平台进行集中显示，存在传感器失效、误报以及传输故障或一些监控设备无法识别的安全隐患等情况，一些单位制定管理办法，要求机房管理人员轮班到机房依序巡检，以求通过增加人为参与度來降低运维风险[1]。然而，对于大中型机房而言，一般包含了配电间、电池间、空调间、网络间、服务器间、保密间等分布在多个楼层的多个区域，如何确保机房巡检人员按时到达指定地点展开了巡查？巡查情况如何及时反馈至机房管理人员[2]？最初是采用原始的纸质登记簿的方式，随后许多单位开始陆续引入巡更管理系统，通过技术结合管理的办法，让机房管理工作更加规范化、科学化，有效降低了机房动力环境及信息系统运行风险[3]。本文主要研究基于BLE蓝牙低功耗技术的巡更系统在机房管理中的应用与实现。

1机房巡更系统研究

1.1市面上的巡更系统研究

当前，市面上的巡更系统主要包括：基于巡更棒或卡片的电子式，基于指纹、人脸识别的系统式，以及基于RFID、NFC、GPS或二维码的智能手机式。其中，基于巡更棒的电子式一般仅具备签到功能，主要用于安保场合，无法满足机房巡更需求，而且还要考虑巡更棒或卡片的管理问题[4]；基于指纹等生物识别的系统式一般需要事先综合布线并通过事后登录系统来读记巡更备注信息，灵活性及实时性方面不太理想；基于RFID或NFC的方式一般需要配备具有NFC功能的手机，通用性方面欠佳，比如目前较为流行的苹果手机并未对外开放其NFC功能；基于GPS的方式无法在机房这样的室内应用[5]；基于二维码的方式存在难以防止通过拍照进行作弊的问题。

1.2机房巡更管理功能需求

机房巡更管理系统应满足巡更签到、数据抄报、信息备注、实时上传、统计分析、工作安排等基本功能需求。具体地，巡更签到指的是巡更人员应能在每个指定的巡更点快速地签到；数据抄报指的是巡更人员通过APP将机房供电、温湿度、UPS负荷等数据进行抄报；信息备注指的是巡更人员应能方便地将巡更相关情况以文字或图片的方式制成备注；实时上传指的是签到信息或备注信息应能实时上传至系统并可以在紧急状况下通过系统将相关信息通知管理人员；统计分析指的是管理人员应能通过系统对巡更签到、备注记录、巡更路线以及每个点的巡更时长等情况提供查询展示；工作安排指的是管理人员应能通过系统对巡更工作人员轮班情况进行管理并制定巡更计划。

1.3巡更管理系统性能需求

机房巡更管理系统在性能方面应满足：易部署实施、易维护管理、防止巡更点混淆、杜绝作弊等。研究可知，易部署实施指的是无需专门针对巡更系统进行布线等额外工程；易管理维护指的是系统运行过程中的维护工作量应尽量小且要利于功能扩展；防止巡更点混淆指的是巡更过程应能精确对应每个巡更点；杜绝作弊应能防止巡更人员的作弊行为。

1.4BLE在机房巡更系统中的应用优势

蓝牙低功耗技术（Bluetooth Low Energy， BLE）是低成本、短距离、可互操作的无线技术，鲁棒性较强，已经有很多成熟、经济的iBeacon产品方案就是基于BLE规范[6]。市面上很多iBeacon蓝牙无线发射模块的长/宽/高均只有数厘米，采用锂电池而不需外接电源，可以有长达6年的续航时间，非常方便部署实施和维护更换，采用广播信号，无需配对，连接迅速，并配设有AES加密和CRC验证使得其安全和稳定性得到提高。iBeacon产品当前主要是用于室内定位并配合APP进行商业营销信息推送[7]。根据分析具备的特点，可以通过开发后台系统及APP实现其在机房巡更方面应用。手机的蓝牙功能可以方便快速地与iBeacon模块进行通讯。应用开发方面，主流手机操作系统，诸如iOS7.0及以上、Android 4.3及以上均支持BLE开发规范[8]。

2设计与实现

2.1巡更系统架构

在机房的电池间、配电室、空调间等重点区域分别配置一个iBeacon模块作为巡更点，模块安装在机房不易触碰到的顶部或隐蔽位置，iBeacon相当于通过蓝牙向外广播信号的通讯基站，巡更系统服务器部署在互联网上，装有特定APP的智能手机通过蓝牙与巡更点通讯而成功构建签到流程，并通过3G/4G/WIFI等方式将相关信息传输至系统服务器。文中，研究设计的系统架构如图1所示。

基于BLE的iBeacon模块可以实现巡更点定位，但如果同一区域内出现多个iBeacon信号，可能无法判断实际巡更点信号发送方，导致巡更点易混淆的问题。为此，可将iBeacon模块的MAC地址生成二维码并在每个巡更点张贴对应的二维码标识，通过BLE结合二维码技术，解决了巡更点难以精确定位问题。endprint

2.2系统设计与实现

针对苹果和安卓两大主流手机分别开发APP，管理系统采用B/S架构，Web后台系统基于Java EE、tomcat来调试开发[9]，使用DB2数据库。APP开发中调用iBeacon的SDK，对iBeacon的广播功率、广播间隔等进行配置。

后台系统的功能结构则如图2所示。基于此，进一步可知：人员管理主要包括巡更人员信息管理、巡更手机信息以及角色权限管理；巡更点管理主要包括巡更点全局管理、各个巡更点iBeacon设备信息注册、蓝牙MAC地址和二维码地址管理；计划安排主要包括巡更人员排班表以及巡更路线、巡更点距离、每个巡更点巡更时长、巡更时间段要求等规则设置；查询统计主要处理巡更记录查询、巡更回放、巡更报表查询统计等功能；信息推送主要实现巡更情况通知、巡更安排提醒以及巡更点信息故障提示等功能。

APP包含的功能：本人信息、巡更签到、巡更统计、巡更管理。

2.3原理及巡更流程

首先，在系统后台将每个巡更点iBeacon的MAC地址输入注册，并和巡更点名称进行绑定，便于巡更时在APP上显示巡更点相关信息和实施统一管理维护。然后添加巡更人员信息和巡更人员对应的手机EMEI码，添加巡更工作安排，系统会将巡更工作计划表推送至值班巡更人员。

巡更人員进入机房后开启手机蓝牙并打开巡更签到APP，APP读取EMEI码发往后台服务器验证通过后自动登录。巡更人员按照巡更路线到达某个巡更点后，手机通过蓝牙接收到巡更点iBeacon设备发出的信号，通过报文交换分析可以得出当前手机与巡更点iBeacon设备的距离。如果此时手机收到多个巡更点的蓝牙信号，则选取距离最近的巡更点并记录下其距离及MAC地址。巡更人员使用APP扫描巡更点附近张贴的二维码，得出当前指定巡更点的MAC地址，将此地址与距离当前手机最近巡更点的MAC地址相比较，如果一致则代表巡更签到成功，APP自动显示签到成功，如果不一致则提示再次进行扫描，如果连续两次扫描二维码测出距离最近的巡更点皆不是当前二维码对应的MAC地址，则说明当前巡更点发生故障。此时，APP自动反馈至系统后台并通过信息推送功能发送信息提示，便于机房管理人员及时进行检查处理。

巡更过程中，巡更人员在每个巡更点签到成功后，APP上显示系统后台推送的当前巡更点效果内容的重要提示，巡更人员按提示逐一检查确认。还可以用拍照或文字的方式记录下当前巡更位置的一些备注信息，比如发现巡更点的门禁系统异常、存在消防隐患等情况时，记录下具体情况并拍照作为证据，通过APP一并发送至后台服务器，系统将会及时通过APP推送至机房管理人员客户端，管理人员通过APP或者Web端登录后台系统就可具体查看详情信息。

3结束语

实践表明，基于BLE的机房巡更管理系统具有良好的用户体验和实用性，满足了现代机房巡更管理的功能和性能需求。接下来，将会深入探索其与机房动环监控系统的交互功能[10]，同时将探索基于BLE技术的巡更签到系统在其他方面的应用，比如探索在单位考勤方面的应用，进一步推动信息化建设。

参考文献：

[1] 李新. 加强机房管理，提升巡检质量[J]. 科技风，2017（5）：211.

[2] 顾逢乐. 电子巡更系统在设备巡检中的管理与应用[J]. 设备管理与维修，2009（2）：4-5.

[3] 洪道鉴，洪蕾，华国祥. 关于机房巡检管理系统的研究[J]. 科技经济导刊，2016（3）：37.

[4] 梁静，申文栋，焦广旭. 设备点巡检管理系统在机房标准化巡检中应用探讨[J]. 科技资讯，2011（6）：56，58.

[5] 柳卫林，官洪运，张颖，等. GPRS/RFID技术在巡更系统中的应用[J]. 微型机与应用，2010（1）：34-36，40.

[6] 迎九. Beacon对蓝牙低功耗（BLE）芯片提出挑战 [J]. 电子产品世界，2016（5）：6-7.

[7] 石志京，徐铁峰，刘太君，等. 基于iBeacon基站的室内定位技术研究[J]. 移动通信，2015（7）：88-91.

[8] 陈晨. 基于微信与iBeacon的图书馆室内定位的研究与实现 [J]. 图书情报工作，2016，60（1）：32-36，44.

[9] 苏婕，王忠. 基于NFC技术的巡更巡检管理系统的设计与实现[J]. 计算机工程与设计，2015，36（4）：1068-1072.