CN103229197A - 使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种使用信息识别手段的综合管线管理系统，该系统包括：集成管理服务器，配置为使用与用水和污水管线相关的产品的序列号来生成信息识别码，并处理与所述产品有关且映射到所述信息识别码的信息的存储和传输；信息识别码印刷终端，配置为以可附着到产品的形式来印刷信息识别码；用户终端，配置为从信息识别码所附着的产品上识别信息识别码、从集成管理服务器接收映射到信息识别码中的产品相关信息、输出接收到的产品相关信息，生成通过全球定位系统（GPS）卫星接收到的产品的位置信息和时间信息、并将生成的位置信息和时间信息传输到集成管理服务器；认证服务器，配置为当用户终端向集成管理服务器请求与用水和污水管线有关的信息时对用户终端的权限进行认证；以及数据库（D/B）服务器，配置为映射并存储信息识别码和产品相关信息、响应用户终端对产品信息的请求提供存储的信息、以及当从集成管理服务器接收到产品的位置信息和时间信息时更新并存储产品相关信息。

Description

使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法

技术领域

本发明涉及一种综合管线管理系统，更具体地讲，涉及一种使用例如条形码或快速响应（QR）码、增强现实、以及全球定位系统（GPS）等信息识别手段的综合管线管理系统和方法。

背景技术

通常，管线分为管道和连接器（用于将一个管道与另一个管道连接），其用途随其中所使用的材料而变化。当管线用于输送材料（例如，清洁水、污水、气和油）时，可分别称为水管、污水管、气管和油管。

同时，污水指的是废水、雨水、工业污水等，排污系统指的是管道（污水管线）和安装来排除或处理废水和雨水的其他结构和设施（管线、附加设施、污水处理设施和用于对其进行补充的泵设施）的整体。排污系统包括废水和雨水所流过并被收集的收集和排水设施、通过所述收集和排水设施的废水和雨水所流过的污水处理设施、通过所述污水处理设施的废水和雨水所流过的排放和处置设施、以及连接这些设施以输送废水和雨水的污水管线。

在销售和安装之后，包括用水和污水管线的大部分管线的现行管理仅维持在设计图的层次上，实际施工的确认和管理并没有很好地执行。换句话讲，无法精确地检查与管线有关的产品的信息，例如，生产日期、制造商和状况，并且除了采购产品的人之外也没有人能够知道施工中使用的产品是否是再生产品或者产品是否是用过的产品。

此外，没有能精确地管理产品的库存量、调动路径和存储条件的足够系统，并且无法知晓设计图是否与实际施工的位置和规格对应。因此，如果不在相应的位置挖掘，则无法对这些进行检查。

非常需要可以容易地输入并且检查这些信息的系统，但迄今为止，没有系统恰当地支持这些功能。另外，当能够管理这些信息的系统与全球定位系统（GPS）信息等结合时，可以显著提升相应信息的精确性和扩展性，因此急需一种用于传输气、油等以及用水和污水的管线的综合管理系统。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法，该系统和方法能够通过构建数据库（D/B）和可集成管理管线的系统来有效而主动地管理管线。

本发明还旨在提供一种使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法，该系统和方法能够通过将信息识别手段（例如条形码或快速响应（QR）码）附着在将要管理的每个产品上来对管线进行集成管理。

本发明还旨在提供一种使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法，该系统和方法能够使用安装在产品上的信息识别手段（例如条形码或QR码）来获得各种信息，并且通过将所述各种信息和施工信息存储在数据库中来检查施工信息是否与设计图对应。

本发明还旨在提供一种使用增强现实的综合的用水和污水管线管理系统和方法，该系统和方法能够使用增强现实来显示与所埋用水和污水管线相关的信息并且能直观地使用这些信息。

本发明还旨在提供一种使用增强现实的综合的用水和污水管线管理系统和方法，该系统和方法能对存储有用水和污水管线的集成管理信息的数据库给出访问授权并且实时地控制所述信息的使用。

本发明还旨在提供一种使用基于无线局域网（LAN）的坐标计算的综合的用水和污水管线管理系统和方法，该系统和方法能根据使用无线局域网的相对坐标测量方法来计算用水和污水管线的精确的安装位置。

技术方案

本发明的一方面提供一种使用信息识别手段的综合管线管理系统，所述综合管线管理系统包括：集成管理服务器，所述集成管理服务器配置为使用与用水和污水管线相关的产品的序列号来生成信息识别码，并处理与所述产品有关且映射到所述信息识别码的信息的存储和传输；信息识别码印刷终端，所述信息识别码印刷终端配置为以可附着到所述产品的形式来印刷所述信息识别码；用户终端，所述用户终端配置为从所述信息识别码所附着的产品上识别所述信息识别码、从所述集成管理服务器接收映射到所述信息识别码中的产品相关信息、输出所述接收到的产品相关信息，生成通过全球定位系统（GPS）卫星接收到的所述产品的位置信息和时间信息、以及将所述生成的位置信息和时间信息传输到所述集成管理服务器；认证服务器，所述认证服务器配置为，当所述用户终端向所述集成管理服务器请求与用水和污水管线有关的信息时对所述用户终端的权限进行认证；以及数据库（D/B）服务器，所述数据库服务器配置为映射并存储所述信息识别码和所述产品相关信息、响应所述用户终端对所述产品信息的请求提供所述存储的信息、以及当从所述集成管理服务器接收到所述产品的位置信息和时间信息时更新并存储所述产品相关信息。

这里，在所述用户终端中可以安装一种专用应用程序，所述专用应用程序用于解释所识别的信息识别码并且执行向相应链接的统一资源定位符（URL）请求信息的功能，以及可以将与用水和污水管线相关且安装在相应区域中的所述产品的图像显示为增强现实，以重叠在由所述用户终端中所包含的照相机拍摄的实际图像上。

这里，所述综合管线管理系统还可以包括安装在所述产品所埋藏的区域中的至少三个无线信号传输设备，并且可以通过相对于所述至少三个无线信号传输设备中的一个测量并计算各个设备安装点的三维（3D）坐标、基于所述计算出的三维坐标来确定施工点的相对坐标值、以及从所述作为参考的无线信号传输设备的绝对坐标和所述计算出的相对坐标值来计算所述施工时的实际绝对坐标来生成所述位置信息。

这里，所述信息识别码所附着的目标可以为选自管道、管道相关组件、检修孔、设计图和主要点中的至少一种。

这里，所述信息识别码可以为选自条形码、快速响应（QR）码、智能标签、数据矩阵和彩色地区改进计划（ZIP）码中的至少一种。

这里，所述用户终端的权限可以根据一般人员、施工人员、设计者、检查员和销售经理区别地设置。

这里，所述用户终端可以在与用水和污水管线有关的所述产品的增强现实图像上附加显示为该产品生成的相应的信息识别码，并且当所述显示出的信息识别码被选定时，显示所述数据库服务器中所存储的所述产品的详细信息。

本发明的另一方面提供一种使用上述集成管理服务器、用户终端、信息识别码印刷终端和数据库服务器来综合管理管线的方法，所述方法包括：第一步，使用与用水和污水管线相关的产品的识别信息在所述集成管理服务器生成信息识别码，与用水和污水管线相关的产品的相关信息被映射到所述信息识别码中并被放在所述数据库服务器中；第二步，在所述信息识别码印刷终端以可附着的形式印刷所述生成的信息识别码，所述印刷出的信息识别码被附着在所述用水和污水管线上；第三步，通过所述用户终端识别附着在所述用水和污水管线上的所述信息识别码；第四步，在所述用户终端生成并传输所述产品的位置信息和时间信息到所述集成管理服务器；以及第五步，在所述数据库服务器接收来自所述集成管理服务器的所述产品的位置信息和时间信息，并且根据所述接收到的位置信息和时间信息来更新所述产品相关信息，其中，在所述第三步或所述第五步之后，所述集成管理服务器认证所述用户终端的权限，然后将所述产品相关信息传输到所述用户终端。

这里，在所述用户终端中可以安装一种专用应用程序，该专用应用程序用于解释所识别的信息识别码并执行向相应链接的统一资源定位符（URL）请求信息的功能，可以将与用水和污水管线相关且安装在相应区域中的所述产品的图像显示为增强现实，以重叠在由所述用户终端中所包含的照相机拍摄的实际图像上，在与用水和污水管线相关的所述产品的增强现实图像上可以附加显示为所述产品生成的相应的信息识别码，并且当所述显示出的信息识别码被选定时，可以显示所述数据库服务器中所存储的所述产品的详细信息。

这里，所述第四步生成所述位置信息可以包括：第4-1步，相对于所述至少三个无线信号传输设备中的一个测量并计算所述至少三个无线信号传输设备在所述产品的埋藏区域中的安装点的三维（3D）坐标；第4-2步，基于所述计算出的三维坐标确定施工点的相对坐标值；以及第4-3步，从所述作为参考的无线信号传输设备的绝对坐标和所述计算出的相对坐标值来计算所述施工时的实际绝对坐标。

有益效果

根据本发明，扩展的识别码能使制造商快速收集产品数据并且高效地管理产品。另外，由于通过仅读取所述识别码中的扩展信息就能够知道产品的基本信息，所以防止了在产品信息（例如，产品的生产日期、条件和制造商）上的欺诈，并且实现了高效的质量管理。

当施工时读取识别码时，全球定位系统（GPS）位置信息和时间信息与产品信息结合起来存储。因此，能够自动输入和管理施工信息，检查施工信息是否与设计图对应，并且在后期维护时也容易使用施工信息。

此外，能够开发并提供一种用于现场的综合管理终端和一种条形码生成/附着设备，并且可以基于所述综合管理终端和条形码生成/附着设备在现场实施实时产品管理系统。另外，能够根据权限对将要公开的信息的数量和等级进行控制，并且可以为一般人员提供允许提供的基本信息，且使其能使用这些信息。

另外，通过基于GPS的增强现实技术，能够直观地知道实施施工的位置和产品的信息，并且还能够有效地进行综合施工管理及维护。

此外，给出存储有用水和污水管线的集成管理信息的数据库（D/B）的访问权限，使得可以根据权限对将要公开的信息的数量和等级进行控制，并且也可以为一般人员提供基本信息，并使其根据所提供的信息等级来使用这些信息。

此外，使用无线局域网（LAN）来计算相对坐标，并且从该相对坐标获得绝对坐标信息，使得可以使用高度精确的位置信息来安装和管理用水和污水管线。

附图说明

图1是应用了本发明的使用信息识别手段的综合管线管理系统的示意图；

图2是流程图，示出了应用了本发明的使用信息识别手段的综合管线管理过程；

图3是示意图，示出了应用了本发明的服务服务器的具体构造；

图4是流程图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用无线局域网（LAN）的精确坐标计算过程；

图5是示意图，示出了应用了本发明的快速响应（QR）码生成过程；

图6是应用了本发明的系统的概念图；

图7是示意图，示出了应用了本发明的综合管理系统的用途实例；

图8是示意图，示出了本发明的一个示例性实例所述的通过智能手机显示增强现实的实例；

图9是示意图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用无线局域网进行精确勘察的实例；

图10是示意图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用认证系统的实例；

图11是示意图，示出了本发明的一个示例性实例所述的读码实例。

具体实施方式

本发明提出了一种使用信息识别手段的综合管线管理系统和方法，该综合管线管理系统和方法通过构建数据库（D/B）和能集成管理管线的系统而能够有效地并且主动地管理管线。

换句话讲，将信息识别手段（例如，条形码、快速响应（QR）码、彩色地区改进计划（ZIP）码、智能标签和数据矩阵）植入构成管线的各个产品中。产品的基本信息可以通过所述信息识别手段容易地获得，并且用于管理产品。本发明所采用的信息识别手段可以配置为一维、二维、三维等形式的码或图像。因此，不仅前述类型的编码，而且执行类似功能的任何其他编码都可以应用于本发明。

同时，在信息识别手段模式中，以信息方式提供手段（例如，序列号），该手段能够访问具有每个产品的统一资源定位符（URL）或类似于URL的信息的空间，使得可以立即检查产品的详细的历史和施工信息。此时，在生成编码时结合数据库自动生成提供有URL或类似于URL的信息的空间。

此外，在本发明中，安装在产品中的信息识别手段用于读取信息，例如产品和管道方向的类型和用途以及产品埋入的时间和位置信息，并且将直接涉及信息输入的人员添加并移植到设计图中。

本发明的说明书中使用的术语“管线”是指管道和将管道互相连接的部件。本发明并不局限于管道的管理，并且包括部件以及安装管道所需的其他员工的管理。

此外，管线用于各种领域，包括气、油等以及用水和污水，并且本发明可以应用于安装管线的任何领域和目的。

另外，提供一种本发明的示例性实施例所述的能够利用在智能手机中实施的增强现实来显示与用水和污水管线相关的综合信息并且直观地使用该综合信息的系统，并且也可以将所述综合信息与设计图连接起来。

此外，在本发明的一个示例性实施例中，当需要高精度位置信息时，使用无线局域网（LAN）来获得相对坐标，并且可以使用精确的绝对位置信息。换句话讲，使用无线局域网或信号（无线电波）生成设备来设置可用作位置识别参考的参考点，根据该参考点来识别和记录相对坐标，然后将从相对坐标计算出的所有绝对坐标信息存储在数据库中并且使之能被加载，使得通过简单读取所存储的信息可以使用所述坐标参考点和精确位置信息。

同时，在本发明的另一个示例性实施例中，根据使用者，有差别地给出存储有与用水和污水管线相关的综合信息的数据库的访问权限，并且使用唯一设备标识符（UDID）、登录、信息加密和各种其他方法可以加强安全性。因此，可以实时控制信息的使用。

在本发明中，使用QR码作为附着或印刷在每个产品上的信息识别手段的实例来进行描述。然而，本发明并不局限于QR码，可以使用条形码、QR码、彩色ZIP码、智能标签、数据矩阵以及能够执行与这些手段的功能相似或相同的功能的任何手段。

本发明具有以下特点。

1.根据产品的识别信息（例如，序列号）自动生成数据库和URL（或用于提供例如URL等信息的窗口），根据该数据库和URL生成识别码，并且使用智能手机通过互联网提供服务。

2.在产品上置有能够用于访问产品信息的一维（1D）识别码（条形码）或包含信息的二维（2D）识别码（例如，QR码），通过包括智能手机的终端识别所述识别码并通过无线局域网传输信息来收集信息。

3.使用识别出的信息来检查产品的特征，并且所述识别出的信息与GPS信息相结合以追踪产品的配送路线、发现产品的数量、以及存储实际的施工位置、管道的前后方向、连接状态等。

4.通过将上述第3项中存储的信息与设计图相联系，可以发现使用GPS无法发现的深度信息，并（当根据各层做出区分时）对设计与实际施工状态进行比较和分析。

5.与产品信息联系的识别码印刷、附着在设计图上使用，或实质上与设计图结合起来工作。

6.产品规格、施工细节、识别码或其他处理过的必要信息基于上述第3项中存储的信息直接显示在实际地图、图形信息系统（GIS）等上，或者使用增强现实直接显示在设备（例如，专用终端或智能手机）的屏幕上。

7.将唯一设备终端号（UDID、移动设备识别码（IMEI）等）、从序列号生成的独有地址和存储在服务器中的值分别设置为个人密匙、公共密匙和安全密匙，并使用这些密匙控制个人专用访问权限和将要公开的信息的等级。

8.当需要高精度位置信息时，使用无线局域网或信号（无线电波）生成设备来设置可用作位置识别参考的参考点，并且根据该参考点来识别和记录相对坐标。

9.从相对坐标计算出的所有绝对坐标信息存储在数据库中并使之能被加载，使得通过简单读取所存储的信息可以使用所述坐标参考点和精确的位置信息。

以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在本发明的描述中，当熟知的技术或与本发明相关的元件的详细描述会不必要地使本发明的精神变得不清楚时，就省略该详细描述。

图1是本发明的一个示例性实施例所述的使用信息识别手段的综合管线管理系统的示意图。参见图1，本发明的一个示例性实施例所述的综合管线管理系统可以包括服务服务器100、智能手机110、网络120、用户终端130、码识别目标150、信息识别手段140等。服务服务器100包括集成管理服务器101、认证服务器102、数据库服务器103等。

首先，将产品生产时所给定的产品序列号、产品信息等存储在数据库服务器103中，并且集成管理服务器101使用存储的信息来生成信息识别手段150，例如QR码。将生成的信息识别手段150印刷或附着在相应的产品上，然后将其掩埋。这里，信息识别手段150所附着的码识别目标可以是检修孔、设计图、主要点等，以及管线所必需的管道和相应的部件。

同时，施工人员在信息识别手段150所附着的相应的码识别目标上使用智能手机110或专用终端，从而扫描信息识别手段150。当扫描所述信息识别手段（例如QR码）时，对相应的编码进行分析，并将映射到相应编码上的信息显示出来，或者使用与所述相应编码链接的URL地址通过网络120向集成管理服务器101请求相应的信息。

作为对请求的响应，集成管理服务器101检查URL地址等，从数据库服务器103提取相应的映射信息，并将所提取的信息提供给智能手机110。这里，所提供的信息包括相应的信息识别手段150所附着的码识别目标（例如，管道）的各种类型的先前输入的信息。例如，所提供的信息可以是产品类型、用途、管道方向、施工时间、施工地点、直接参与输入信息的人员等信息。

同时，当施工人员在掩埋相应产品之际扫描附着在相应产品上的QR码时，GPS位置信息、时间信息等可以与产品信息结合自动地存储在数据库服务器103中。换句话讲，在扫描时间点，智能手机110接收来自GPS卫星的位置信息，并且将接收到的位置信息和时间信息与扫描到的产品信息一起传送到集成管理服务器101，使得该位置信息、时间信息和产品信息存储在数据库服务器103中。以此方式，可以容易地输入并管理精确的施工信息，并且还可以容易地将其用于随后的维护。

图2是流程图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用信息识别手段的综合管线管理过程。参见图2，首先，集成管理服务器101使用码识别目标（例如，产品140）的产品序列码生成QR码（S201和S202）。将生成的QR码信息存储在数据库中（S203）。这里，将生成的QR码输出并且附着或印刷在相应的产品上（S204），以便执行产品的综合管理。

用户终端110在施工时执行专用应用程序（S205），并且扫描产品140中的QR码（S206）。扫描到的QR码识别信息（S207）由所述专用应用程序解释（S208），并且将相应产品的信息输出，或者向存储有产品详细信息的相应URL请求信息（S209）。这里，当使用专用于执行本发明的终端而非上述普通智能手机来实施另一方法时，所述过程可以不通过所述专用应用程序来执行，而通过优化网络服务、所述专用终端可以使用的程序或类似于该程序的手段来执行。

集成管理服务器101响应所述信息请求对用户执行用户认证（S210）。当用户具有授权时，集成管理服务器101从数据库读出相应产品的信息（S211），并且将该信息传送到用户的用户终端110（S212）。如上所述，根据本发明的一个示例性实施例，自动生成与施工相关的信息（例如，GPS中的位置信息以及时间信息）（S213），并且将该自动生成的信息以及产品的添加和修正信息（S214）传送到集成管理服务器101（S215）。集成管理服务器101将接收的附加信息和与施工相关的信息存储在数据库中（S216）。

图3是示意图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的服务服务器的详细构造。参见图3，集成管理服务器101可以包括QR码生成器311、QR码管理器312、数字地图制图器313、信息输入单元314和认证处理器315。另外，数据库服务器103可以包括QR码信息数据库321、产品信息数据库322、配送信息数据库323、销售信息数据库324、设计信息数据库325、施工信息数据库326等。

QR码生成器311的功能是，使用每个产品的序列号等来生成QR码。QR码管理器312的功能是，将映射到相应QR码中的产品的各种信息存储在数据库中并且对该信息进行修正。数字地图制图器313的功能是，当埋入并安装附有相应QR码的产品时，将相应的施工位置信息绘制并且显示在数字地图上。信息输入单元314的功能是，接收通过用户终端、智能手机等输入的产品相关信息、施工相关信息、配送相关信息和销售相关信息。认证处理器315的功能是，当相应产品的数据被请求时，通过智能手机等扫描QR码，从而通过认证服务器等处理用户认证。

参照图5，以下将描述基于产品的生产序列号生成数据库、URL和信息识别码的方法。

首先，使用产品生产时给出的产品序列号以及产品信息来生成数据库数据，同时生成用于提供与相应数据库相连接的服务的URL（或类似功能）。

此时，通过加密算法对所有或部分数值进行调制，并且单从所述信息不可能知道产品的序列号。所述相应数值变成主要的保密手段，以防止通过强制输入随机序列号等进行访问，并且使得无法访问相应的页面，除非获得了正确的URL或根据URL的数值。

另外，所述相应的数值用作公共密匙，并且随后可以用在安全过程等中。在同时完成这些过程之后，就生成了包含产品的基本信息和可访问的URL的二维识别码或可以用于访问所述URL的一维识别码。将生成的信息识别码附着或印刷在需要进行管理的物体或地方上，并按照上述方式对其进行使用。

参照图6，以下将描述使用产品上的条形码来收集和管理信息的方法。

如上所述，在二维条形码上设有产品的基本信息和用作公共密匙的URL。能够读码的智能手机识别所述二维条形码，然后使用有线或无线信息网来获得访问，从而收集和管理相应产品的信息。

当（使用专用终端、专用于包括认证功能的智能手机的应用程序等）认证了安全性时，甚至在不访问相应URL或类似功能的情况下，单使用公共密匙就能够进行信息收集和管理。安全性没有得到认证的终端（例如，智能手机）要访问相应的URL或类似的功能并使用信息收集和管理功能，通过安全认证来确定信息的权限和等级。

这里，收集的信息存储在数据库中。本发明可应用于生产管理、配送管理、销售管理、施工管理等的领域，并且通过将生产管理、配送管理、销售管理、施工管理等与现有系统（例如，生产自动化系统或企业资源规划（ERP））结合，本发明可以进行综合管理。

接下来将参照图7描述使用例如位置、时间和用户等信息生成处理过的信息的方法。

包括智能手机在内的几乎所有移动终端都具有能识别并使用时间和位置的嵌入式设备。在对识别码进行识别时，同时对这种信息进行收集，并且生成处理过的信息。具体地讲，通过检查并记录施工时使用产品的位置和时间以及产品自身的信息，能够改进现有的蛮力方法，在蛮力方法中，不挖掘就无法进行检查。

此外，使用各个产品的特性（直管、十字管、Y形管、T形管、接头、阀门及其他）来确定管道和其他产品的连接方向、连接状态和其他特性，并在通过识别码的识别来完成输入时，用其获得实际施工状态的精确信息。这些信息可以收集/存储在数据库中，进行系统化，并用于随后的管理。除此之外，这些信息还可以应用于追踪配送路径、测量存储位置和储存时间、以及配送管理。

同时，当完成施工时，现有技术只取决于设计图。然而，设计图并不与实际的施工状态对应，并且经常发生不挖掘就无法知道实际施工状态的情形。当使用上述方法精确地检查施工信息时，就可以解决这个问题。因此，通过将施工时获得的位置信息与实际的设计图进行比较并且显示该位置信息和设计图，能够更加有效地提供信息。另外，通过实际测量的设计图而不是通过亲自检查地图，可以通过码识别来输入信息。

这里，不能从GPS获得深度（或高度）信息，这个问题通过结合分成层单元的设计图获得深度信息来解决。最后，通过设计时将各部件分成单元模块来生成信息，并且可以使生成的信息与通过实际的条形码识别获得的施工信息之间直接结合。

以下将描述结合有产品信息的识别码的印刷方法、附着方法或虚拟互动方法。

使用可以与便携式终端等连接并且可以直接使用的印刷设备，将正常掩埋的部件的识别码存储在服务器中并同时将其印刷，使得该印刷的识别码可以根据需要直接附着在设计图、检修孔和主要点上。

在另一个方法中，一旦对识别码进行识别就将其直接放在设计图文件中，并且可以将其和在文件状态中一样输出或存储，以用在设计管理和维护过程中。另外，该识别码存储在服务器中，使得需要的人员可以方便地亲自管理施工状态。

这样，当另一个终端识别附着/记录的识别码时，任何人都可以获得与识别实际附着在相应部件上的识别码相同的结果，并且根据授权将该识别码用于管理和维护中。

以上描述了应用了本发明的使用信息识别手段的综合管线管理系统，以下将参照图8和图10描述本发明的一个示例性实施例所述的使用增强现实和基于授权的数据库访问以及用户认证方法的综合管线管理系统。

图8是示意图，示出了本发明的一个示例性实例所述的通过智能手机显示增强现实的实例。如上所述，基于存储的用于管线（例如用水和污水管线）综合管理的信息，可以将产品的类型、使用条件、施工地点和方向、深度等显示在一般地图、设计地图、GIS等上。这里，作为显示的内容，根据需要可以有选择地使用所有的相关信息，例如识别码、产品汇总信息和使用条件。

参见图8，使用可以由便携式终端（例如，智能手机）、专用终端等实现的增强现实功能，可以三维显示用户当前通过照相机观察的位置处的用水和污水管线的相关信息，并且利用所显示的信息，用户可以容易地找出用水和污水管线所埋藏的实际位置。

例如，可以在相应便携式终端的屏幕上所显示的实际相机图像上重叠显示管道的安装位置、方向等。另外，在相应的管道或部件上一起显示如上所生成的各个信息识别手段（例如，QR码）等图像。此时，通过选择每个QR码，可以附加显示相应产品的各种信息，包括生产信息和施工信息。换句话讲，当用户选择显示在屏幕上的信息时，能够提供与相应产品对应的识别码的识别结果，或在需要时提供附加信息。

同时，当如上所述附加地包括了相应产品的深度信息时，也可以基于该信息显示出深度。换句话讲，尽管不能知道用户的绝对高度，但使用深度信息可以计算相对高度，从而可以将所述信息用在3D显示中。

图10是示意图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的认证系统的使用的实例。一般的信息识别手段（例如，QR码）具有的缺点是：具有读码器的任何第三方人员都可以使用该读码器来查阅信息。然而，在用水和污水管线的信息之中，有些信息根据国家的法律法规是需要保密的。

因此，通过检查从产品序列号等生成的调制URL、便携式终端的独有的设备号、以及在服务器注册的唯一值，能够认证相应用户是否是注册用户以及该用户具有何种权限。换句话讲，为了使用这个系统，必须注册独有的设备号，并且必须给出使用该系统的权限。

根据各个用户被查出的权限，例如简单检查、生产信息、供给信息、施工信息的输入、以及维护等，屏幕在访问URL或专用终端访问时发生变化，从而能够防止侵犯用户的权限、不必要地公开信息等。

同时，可以为没有权限的一般用户提供附加服务，例如，相应产品的基本描述以及公司和产品促销的信息连接等。

换句话讲，参见图10，优选地，给一般用户只能浏览产品、产品促销的基本信息、以及维修公司的联系信息的权限，而当用户被确认为是施工人员时，优选地，使施工人员能输入并管理施工位置以及浏览设计图。

此外，在设计者的情形中，优选地，设置权限以检查施工位置、与设计进行比较、修改设计以及采用修改，而在检查员的情形中，优选地，设置权限以检查施工位置、增强现实、产品销售历史和详细信息。另外，在销售经理的情形中，优选地，设置权限以输入产品信息、管理异常事情、管理施工历史等。

以下将参照图4和图9描述本发明的一个示例性实施例所述的精确的用水和污水系统施工及管理所需的高精度位置测量方法。

图4是流程图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用无线局域网的精确坐标计算过程。参见图4，将多个无线信号传输（或无线局域网）设备安装在施工范围内的空间中（S401），然后相对于一个点计算各个点的相对3D坐标（S402）。此后，使用计算值来确定施工位置的相对坐标值（S403）。这里，使用参考点的绝对坐标来计算施工时实际的绝对坐标（S404），并可以将施工位置的精确位置信息存储在数据库中（S405）。

更具体地讲，甚至在如上所述综合管理用水和污水管线时，由于GPS的技术限制，仍然存在GPS的误差范围会变得很实际、并且不能使用高度值（或3D空间中的Z坐标值）的缺陷。

为了解决这些问题，根据本发明的一个示例性实施例，安装用于传送一种无线信号的设备，该无线信号可由无线便携式终端用作位置识别的参考。

然后，在每个设备都安装在施工范围内的适当空间中之后，相对于一个点测量并计算每个点的相对3D坐标，并基于该相对3D坐标确定施工时的相对坐标。为此，优选地，施工范围在所述设备的信号范围内。

虽然理论上能够使用三个参考点来计算3D坐标，但是实际上需要至少四个设备来减少由无线电波的传输时间上的差异引起的误差。换句话讲，每个点应当接收至少四个信号。

图9是示意图，示出了本发明的一个示例性实施例所述的使用无线局域网进行精确勘察的实例。参见图9，当在施工范围内安装了四个无线局域网设备时，可以测量并计算各个设备之间的相对3D坐标。例如，当设备1的坐标设置成（0，0，0）作为参考点时，可以测量设备2、设备3和设备4的相对坐标。换句话讲，设备2、设备3和设备4的相对坐标分别被测量为（0，100，10）、（100，35，20）和（120，95，0）。因此，工人的相对坐标可以计算为（64，47，2）。

通过使用以此方式测量的相对坐标来计算绝对坐标，能够提供精确的位置信息。更具体地讲，从参考点的绝对坐标（纬度和经度）计算出的施工时的绝对坐标、各个设备之间测量到的方向和距离值、以及先前测量到的相对坐标存储在与相应产品的序列号对应的数据库列表中。

当使用特定码向数据库请求信息时，连同与请求信息相对应的值一起提供产品序列号、或位置信息、绝对坐标值和相对坐标值。此时，提供上述方法中确定的精确的绝对坐标值，使得显示出埋藏在相应位置附近的所有产品的精确的当前位置信息和相对位置信息。

由于一般无线终端的GPS值并不精确，因此，将使用能感测用户移动的设备（例如，嵌入该设备中的加速度计和电子指南针）计算出的移动位移和相对坐标进行比较，以计算用户的精确位置，并且基于该位置来提供服务。

具体地讲，根据本发明的一个示例性实施例，当提供增强现实、虚拟现实或3D图形时，可以应用3D坐标。

图11是示意图，示出了本发明的一个示例性实例所述的读码实例。参见图11，当如上所述在特定位置扫描附着在产品上的QR码时，显示当前信息，并且通过网络浏览器或应用程序获得访问。此时，根据本发明的各种示例性实施例，结合地图、设计图、3D图形、增强现实等来提供精确的施工信息。

尽管根据本发明的某些示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员会理解，在不偏离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节上的修改。

Claims (14)

1.一种使用信息识别手段的综合管线管理系统，包括：

集成管理服务器，所述集成管理服务器配置为使用与用水和污水管线相关的产品的序列号来生成信息识别码，并且处理与所述产品相关且映射到所述信息识别码的信息的存储和传输；

信息识别码印刷终端，所述信息识别码印刷终端配置为以可附着到所述产品的形式来印刷所述信息识别码；

用户终端，所述用户终端配置为从所述信息识别码所附着的产品上识别所述信息识别码、从所述集成管理服务器接收映射到所述信息识别码中的产品相关信息、输出所述接收到的产品相关信息、生成通过全球定位系统（GPS）卫星接收到的所述产品的位置信息和时间信息、并将所述生成的位置信息和时间信息传输到所述集成管理服务器；

认证服务器，所述认证服务器配置为，当所述用户终端向所述集成管理服务器请求与用水和污水管线有关的信息时，对所述用户终端的权限进行认证；以及

数据库（D/B）服务器，所述数据库服务器配置为映射并存储所述信息识别码和所述产品相关信息、响应所述用户终端对所述产品信息的请求提供所述存储的信息、以及当从所述集成管理服务器接收到所述产品的位置信息和时间信息时更新并存储所述产品相关信息。

2.如权利要求1所述的综合管线管理系统，其中，在所述用户终端中安装一种专用应用程序，该专用应用程序用于解释所识别的信息识别码并且执行向相应链接的统一资源定位符（URL）请求信息的功能，并且

将与用水和污水管线相关并安装在相应区域中的所述产品的图像显示为增强现实，以重叠在由所述用户终端中所包含的照相机拍摄的实际图像上。

3.如权利要求1所述的综合管线管理系统，还包括安装在所述产品所埋藏的区域中的至少三个无线信号传输设备，

其中，通过相对于所述至少三个无线信号传输设备中的一个测量并计算各个设备安装点的三维（3D）坐标、基于所述计算出的三维坐标确定施工点的相对坐标值、并从所述作为参考的无线信号传输设备的绝对坐标和所述计算出的相对坐标值计算所述施工时的实际绝对坐标来生成所述位置信息。

4.如权利要求1或3所述的综合管线管理系统，其中，所述信息识别码所附着的目标为选自管道、管道相关组件、检修孔、设计图和主要点的至少一种。

5.如权利要求1或3所述的综合管线管理系统，其中，所述信息识别码为选自条形码、快速响应（QR）码、智能标签、数据矩阵和彩色地区改进计划（ZIP）码的至少一种。

6.如权利要求1或3所述的综合管线管理系统，其中，所述用户终端的权限根据一般人员、施工人员、设计者、检查员和销售经理来区别地设置。

7.如权利要求2或3所述的综合管线管理系统，其中，所述用户终端在所述与用水和污水管线所相关的产品的增强现实图像上附加显示为该产品生成的相应的信息识别码，并在所述显示出的信息识别码被选定时，显示所述数据库服务器中所存储的所述产品的详细信息。

8.一种使用权利要求1中公开的所述集成管理服务器、所述用户终端、所述信息识别码印刷终端和所述数据库（D/B）服务器来综合管理管线的方法，所述方法包括：

第一步，使用与用水和污水管线相关的产品的识别信息在所述集成管理服务器中生成信息识别码，与用水和污水管线相关的产品的相关信息被映射到所述信息识别码中并且被放在所述数据库服务器中；

第二步，在所述信息识别码印刷终端以可附着形式印刷所述生成的信息识别码，所述印刷出的信息识别码被附着在所述用水和污水管线上；

第三步，通过所述用户终端识别附着在所述用水和污水管线上的所述信息识别码；

第四步，在所述用户终端生成并传输所述产品的位置信息和时间信息到所述集成管理服务器；以及

第五步，在所述数据库服务器接收来自所述集成管理服务器的所述产品的位置信息和时间信息，并且根据所述接收到的位置信息和时间信息来更新所述产品相关信息，

其中，在所述第三步或所述第五步之后，所述集成管理服务器认证所述用户终端的权限，然后将所述产品相关信息传输到所述用户终端。

9.如权利要求8所述的方法，其中，在所述用户终端安装一种专用应用程序，该专用应用程序用于解释所识别的信息识别码并执行向对应链接的统一资源定位符（URL）请求信息的功能，

将与用水和污水管线相关并且安装在对应区域中的所述产品的图像显示为增强现实，以重叠在由所述用户终端所包含的照相机拍摄的实际图像上，

在所述与用水和污水管线相关的产品的增强现实图像上附加显示为该产品生成的相应的信息识别码，以及

当所述显示出的信息识别码被选定时，显示所述数据库服务器中所存储的所述产品的详细信息。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第四步生成所述位置信息包括：

第4-1步，相对于所述至少三个无线信号传输设备中的一个测量并计算所述至少三个无线信号传输设备在所述产品的埋藏区域中的安装点的三维（3D）坐标；

第4-2步，基于所述计算出的三维坐标确定施工点的相对坐标值；以及

第4-3步，从所述作为参考的无线信号传输设备的绝对坐标和所述计算出的相对坐标值来计算所述施工时的实际绝对坐标。

11.如权利要求8或10所述的方法，其中，所述信息识别码所附着的目标为选自管道、管道相关组件、检修孔、设计图和主要点中的至少一种。

12.如权利要求8或10所述的方法，其中，所述信息识别码为选自条形码、快速响应（QR）码、智能标签、数据矩阵和彩色地区改进计划（ZIP）码中的至少一种。

13.如权利要求8或10所述的方法，其中，所述用户终端的权限根据一般人员、施工人员、设计者、检查员和销售经理区别地设置。

14.如权利要求10所述的方法，其中，所述计算出的三维坐标用于实施增强现实、虚拟现实或三维绘图。

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