基于GPS技术的现场工程管理系统的设计应用

　　1 概述
　　
　　1.1 问题的提出
　　通信工程施工具有点多、面广、线长、分散等特点，如何作好现场管理，对项目的建设单位、设计单位、施工单位和项目的监理机构都将面临以下几大难题：

　　第一，现场人员（包括设计、施工和监理人员）是否及时、真实到达现场实施、监理，项目管理机构缺乏有效的、及时的监督手段；
　　
　　第二，现场人员到达现场后，是否能有效的对工程的进度、质量和安全进行把关，确保工程质量合格，项目管理机构无法及时验证，导致工程验收时还存在问题。

　　第三，如何保证工程现场资料规范、完整。

　　为了解决上述，本文提出了一种有效的解决方案。在 android 移动设备上开发基于 GPS技术的工程现场管理系统。该系统面向工程现场人员，提供现场签到、工程进度上报、工程质量和安全的管控平台。通过实施该系统，可以有效的降低工程现场管理的风险，提升项目管理水平。这也是本文课题提出的背景和依据。

　　1.2 GPS技术介绍
　　GPS（ Global Positioning System） 即全球定位系统，由美国国防部研制，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距。GPS 定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。用户设备部分是直接面向用户的部分，主要是接收 GPS 卫星发射的信号，以获得必要的定位信息和观测量，并对数据处理、解算以完成定位工作。GPS 具有全天候、全球覆盖、定位精度高、快速高效等特点，对人类活动的影响极大，应用价值极高。它可以从根本上解决在地球上的导航定位问题，以其简便的观测、精密的全球定位、优异的实时性、丰富的功能、良好的抗干扰性能、极强的保密性等特点，满足了不同用户的需求，使其获得了广泛的应用。

　　2 系统总体设计
　　
　　2.1 业务原型设计
　　1）现场签到：领导层面为及时监控实际施工相关人员是否及时的到达施工现场，施工现场人员需在到达施工现场后及时上报自己的位置信息。项目经理、质检员、安全员、资料员、工程部人员到达现场后，可以关联任务或者关联工程进行定位。

　　2）进度上报：项目经理通过手机登录系统后，可以在指定的工作量清单上，填报每个工作量的实际进度，作为整个项目的形象进度作为依据。

　　3）质量检查：质检员、项目经理、部门经理、工程部主管等角色通过手机登录系统后，系统自动筛选出所选工程的质量检查任务，上传质量检查资料和现场拍摄的照片作为本次质量检查的佐证。

　　4）安全检查：安全员、项目经理、部门经理、工程部主管等角色通过手机登录系统后，在手机上填报工程的安全检查任务，只需勾选各个安全监控点的实际检查是否合格即可。安全员可以上传安全检查资料，必须上传安全现场拍摄的照片作为本次安全检查的佐证。

　　5）企业通讯录：包括客户的通讯录、公司内部的通讯录管理，提供姓名、所在单位、部门、号码、职务等信息。可以加入手机通讯录，同时提供发信息、拨打电话和拨打企业内部短号等功能。

　　3 体系结构框架
　　
　　该系统应适用于所有采用 Android 系统的移动终端，主要包含前端系统和后端服务系统。

　　系统可靠并且易于改进及升级，具备一定的可扩展性。在设计上采用客户端 + 服务器的模块化方法，利用 JAVA 编程在 Android 开发平台中运行程序，创建跟踪读取 GPS 信息获取用户的位置信息，将其存入后台服务器，并显示在 map 中。重点解决 GPS 信号的数据采集和信息处理，以及如何和通信模块建立连接发送位置信息。

　　前端系统主要是客户端，包含GPS 模块，数据采集处理模块以及通信模块。其中，数据采集模块集中采用 Android 的 API 模块，获取GPS 模块中的 GPS 信号；通过数据处理模块对获取的 GPS 信号进行数据封装使其适应于网络传输协议；通信模块最终将已处理完成的数据传输至服务器。后端服务器系统将数据存储记录，以供 GPS 位置服务、通信服务、地图服务和 WEB 服务等。

　　4 关键技术实现方案
　　
　　4.1 定位模块实现
　　整体软件实现使用Andriod 2. 2操作系统，代码编写环境选择了 JAVA 开发中广泛使用的开源 Eclipse.通过界面调用 GPS 设置类的方法，将 GPS 监听器注入。当 GPS 坐标满足设定情况下数据反馈到界面进行显示，同时数据监听调用通信类的方法将坐标值通过无线网络发送，如图 2 所示。【图2】

　　编程中将 GPS 模块和数据采集模块相结合，利用 Android 提供的 API 从平台的 GPS模块，获取设备当前位置。主要包括 3 个功能函数和一个监听器：

　　（1）设置GPS 参数：openGPSSettings（ ）；
　　（2） 获 取 最 新 的 GPS 坐 标 位 置：getLasGpsModel（ ） ;
　　（3）updateWithNewLocation（ Locationlocation）；
　　（4）GPS 监 听 器： LocationListenerll =new LocationListener（） .

　　工作流程是：首先打开系统的实用 GPS设置；然后在获取最新坐标的时候，将重新构建过的 GPS 坐标监听器注入到软件中。当GPS 坐标发生变化时候，监听器即可获取该坐标数值，在 public voidonLocationChanged（Location arg0） 方法中进行处理。这里的处理包括两部分：一个是更新界面上的坐标数值和地理位置数值；另一个是调用通信模块的处理，将坐标值发送到服务器端。

　　数据处理模块将数据封装后送至通信模块传输，因此编程中将数据处理和通信模块结合实现为软件提供与服务器之间的通信服务。其中，通信协议采用超文本传输协议 （HTTP:HyperText TransferProtocol） .

　　主要采用 4.2 种方法：

　　（1） 构建通信消息内容模型：CreateMsg（Location） ;
　　（2） 发送消息： SendMsg（ ） .

　　当 GPS 定位模块获取到新的坐标时，即调用本模块的构建消息模型方法，将 GPS 数据构建成本软件所需要的格式，然后在调用消息发送方法来发送数据到远程的服务器。

　　5 基于地图的签到查询
　　访问地图 API 需要申请一个通行证地图密钥。在 Dos 模式下获得 MD5 码：

　　keytool -list-alias androiddebugkey-keystore“x”-store-pass android-keypassandroid
　　
　　apiKey 可通过MD5加密的认证指纹获得，无论是模拟器，还是真实设备都需要apiKey 作为以后每次加载地图的钥匙。填入认证指纹（MD5）即可获得apiKey了，在以后需要加载地图时，在工程文件中的布局文件layout 中的 main.xml 文件中表明 apikey:

　　<com.google.android.maps.MapView
　　android:id=“@+id/mapViewId”
　　android:
　　apiKey=“0Tz8NqhUrI6Z8FQHCr9Cr-TPT9-crkr2qUJhyifkw”/>

　　为了正常使用 Google 的地图服务，需要MapView（com.google.android.maps.MapView）将 Google 地图嵌入到 Android 应用程序中。MapView 提供了三种模式图：卫星地图，交通地图和街道地图，通过实现地图视图模式的切换，便于从不同角度显示定位，满足不同的需求，文中设置为街道地图：mapView.setTrafc（true）。

　　为进一步完善地图信息，可在 MapView上 添 加 图 层，MyOverlay myOverlay=newMyirstOverlay （drawable,this）；增加个性化的设置，在指定位置添加注解，绘制图像或处理点击事件。图标会让地图上的位置更清晰。

　　6 拍照和上传文件模块实现
　　
　　拍照和文件上传是手机应用中最显着的功能，作为现场管理，用户最关心的是工程现场的情况是怎样，包括进度、质量和安全。通过调用手机的拍照功能，能够将现场的情况实时记录下来，然后通过网络上传到服务器。

　　拍照处理过程：调用 android.hardware.Camera 接口，进行图片抓拍，然后根据手机设备的内存和网络带宽，自动对图片进行压缩；生成上传任务，由后台服务进行通信连接，完成异步文件上传。关键代码如下：

　　mCamera.take Picture（shutter2,raw,jpegCallback）；// 抓取图片resizeBitmap（Bitmap map, int dstW）；// 压缩图片u p L o a d F i l e （ E n t i t y e n t i t y ,AsyncHttpResponseHandler hander）；// 上传文件
　　
　　7 系统测试与效果分析
　　
　　在手机客户端，对现场管理的功能进行测试。包括现场定位，进度上报，质量和安全检查的填报。
　　
　　在本系统的设计中，充分考虑了Android系统易扩展性和高效率等优点，集中使用了Android系统各接口API模块，使系统从开发效率和运行效率上都有较大的提升，并能够稳定运行于所有 Android系统，具有很强的适应性，在一定程度上满足了现场管理对位置的需求。同时，本系统可有效地运用手机拍照模块实时记录现场情况，并通过3G网络模块，为其它应用提供了相应的接口，具有可扩性和可维护性。

　　8 总结与展望
　　
　　本文结合工程本身特点和现场管理的实际需求，提出了基于移动互联网的工程现场管理系统设计方案，介绍了系统的业务原型和功能框架结构，以及定位模块和地图展示等关键技术的实现方案。为现场管理提供有效的、及时的监督手段，对工程项目的进度、质量和安全进行把关，确保工程顺利实施。通过全面的系统测试，目前已经集成到实际的工作中，并取得了较好的应用效果。

　　工程现场管理是工程建设领域中的一大难题，在移动互联网盛行的时代，如何利用移动终端便携设备做好现场管理的工作，本文提出了一种新的思路。下一步重点完善在现场视频监控和现场情况及时的多方共享等功能，同时逐步推广应用到其他工程建设行业，本系统在未来社会中将会得到越来越广泛的应用，极具参考价值。

　　参考文献
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　　[2]杨丰盛。Android应用开发揭秘[M].北京：机械工业出版社,2010.
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　　[5]叶达峰.Eclipse编程技术与实例[M].北京:人民邮电出版社,2006.