CN111222145B - 一种数据单向输入系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于数据传输技术领域，公开了一种数据单项输入系统及方法。在把管理信息系统的信息模型化，并将数据模型进行离线化，导出到离线作业记录设备，并支持作业人员通过离线作业记录设备输入数据后，通过图像输出和管理信息系统的图像扫描实现作业信息向管理信息系统的单向导入。本发明可应用于安全保密等级较高的生产、实验或其他作业环境，利用单次的模型导出，可支持作业人员在网络物理隔离的情况下，实现日常多频次的作业信息提交，具有易用性和较高的安全性。

Description

一种数据单向输入系统及方法

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，涉及一种数据单向输入系统及方法。

背景技术

数据单向输入技术通常应用于安全保密等级较高的网络中，通常为了保证数据传输过程中内部保密网的数据不被外泄，设置中间机或单向导入设备保证数据只进不出的传输。常见的数据单向输入方法包括使用单向导入设备，光盘刻录，摆渡移动存储设备等方法，这些方法能够有效的支持文件的单向输入，通常企业在实施单向输入时会考虑集中进行数据单向输入，以便降低成本。对于大数据量、底频次的数据单向输入需求而言，这些单向输入技术比较合适。

对于高频次、小数据量的数据单向输入，上述基于数据存储介质的单向输入方法成本过高。目前面向高频词、小数据量的数据单向输入技术有基于OCR文字识别、基于条码识别和基于二维码识别的数据单向输入技术，其中基于OCR文字识别的输入技术可能导致数据失真，不能完整的复原数据，基于条码或二维码识别的数据单向输入技术，每次承载的信息量较小。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种数据单向输入系统及方法，能够支持作业人员在网络物理隔离的情况下，实现日常多频次的作业信息提交，具有易用性和较高的安全性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种数据单向输入方法，通过把管理信息系统的信息模型化，并将数据模型进行离线化，导出到离线作业记录设备，支持作业人员通过离线作业记录设备输入数据后，通过图像输出和管理信息系统的图像扫描实现作业信息向管理信息系统的单向导入。

本发明的技术方案包括在管理信息系统中设置信息模型库、模型导出装置、图像扫描装置、作业信息库，在离线作业记录设备中设置离线模型库、数据输入装置、离线作业信息库、作业信息输出装置。

管理信息系统中设置的信息模型库用于存储信息模型，支持数据模型的导出和离线化，并能够支持图像扫描装置根据扫描到的关键信息复原完整数据信息。

管理信息系统中设置的模型导出装置用于将信息模型库中存放的模型标识和字段信息以可视化表单的形式导出，并能够在离线作业记录设备上使用这些表单模型。

管理信息系统中设置的图像扫描装置用于扫描带有二维码标识的图像信息，识别图像中的二维码并提取模型标识和关键信息，通过根据模型标识从信息模型库中获取模型字段，复原出完整数据信息。

管理信息系统中设置的作业信息库用于存放作业人员提交并经扫描复原后的完整作业信息。

离线作业记录设备中设置的离线模型库用于存放导出的模型信息，并用于提供表单模型和模型标识到数据输入界面。

离线作业记录设备中设置的数据输入装置用于根据离线模型库中的表单信息提供表单式的数据输入界面，并能够将作业人员填写的作业信息存入离线作业信息库。

离线作业记录设备中设置的离线作业信息库用于存放作业人员已录入待提交的作业信息。

离线作业记录设备中设置的作业信息输出装置用于将离线作业信息中的关键信息生成二维码，并与离线作业信息一并输出为图像。

本发明提供了一种数据单向输入的方法，其实现步骤如下：

1)管理员根据作业类型需要，使用模型导出装置从信息模型库中选取信息模型，并为信息模型中的各字段配置表单域，从而为信息模型配置可视表单，随后将模型标识和表单信息导出为离线模型文件，并输出到数据存储介质。

2)将步骤1)所述的数据存储介质中的离线模型文件导入离线作业记录设备的离线模型库。

3)作业人员在离线作业记录设备的数据输入装置中选择数据模型，数据输入装置从离线模型库中读取所选模型的可视表单并进行呈现，作业人员通过可视表单填充作业信息，在执行保存操作后，数据输入装置将填充后的表单信息保存到离线作业信息库。

4)作业人员使用作业信息输出装置，从离线作业信息库中选择填充后的表单信息执行提交操作，令作业信息输出装置对所选填充后的表单信息进行信息提取和压缩，与模型标识合并，作为表单关键信息，并将表单关键信息生成为二维码，放置到表单的图像输出中，并以显示或打印形式对表单及二维码进行图像输出。

5)作业人员将表单及二维码的图像输出置于管理信息系统的图像扫描装置前，图像扫描装置通过二维码读出并解压缩步骤4)所述的表单关键信息，根据表单关键信息中的模型标识，到信息模型库中读取信息模型，信息模型库根据模型标识返回信息模型中的字段信息，图像扫描装置根据信息模型库返回的与模型标识相对应的信息模型中字段信息，以及表单关键信息中的表单填充信息，合成完整的数据信息，并存入作业信息库。

如步骤1)所述的为信息模型配置可视表单，具体方法特征为，为信息模型中的每一个字段，配置可供输入的表单域，或，设计一组表单，将其中的表单域与信息模型关联，覆盖到信息模型中的所有字段。

如步骤1)所述的离线模型文件，其特征为文件中包含信息模型的逻辑关系、信息模型的所有字段、信息模型对应的可视表单、信息模型的标识信息。

如步骤4)所述令作业信息输出装置对所选填充后的表单信息进行信息提取和压缩，其信息提取具体特征为，从填充后的表单信息中提取填充信息与填充信息对应的表单域，其压缩具体特征为，对表单域字段名和填充信息进行文本压缩，减少字符长度。

如步骤4)所述将表单关键信息生成为二维码，放置到表单的图像输出中，其具体特征为，在表单中预留放置二维码的区域，用于放置表单关键信息生成的二维码。

如步骤5)所述图像扫描装置通过二维码读出并解压缩步骤4)所述的表单关键信息，其具体步骤为，图像扫描装置通过摄像头或扫描仪等图像采集设备，获取图像信息，并使用二维码解析程序得到字符串，利用与步骤4)所述的压缩相逆的算法解压缩此字符串，得到表单关键信息。

如步骤5)所述合成完整的数据信息，其具体特征为，将表单关键信息中各表单域的填充信息填充到数据模型文件中相应字段的值域，得到完整的数据信息。

所述步骤3)、步骤4)为作业人员进行作业信息记录的步骤，可以独立执行。

所述步骤5)为作业人员进行作业信息提交的步骤，可以独立执行。

本发明的有益效果：

本发明可应用于安全保密等级较高的生产、实验或其他作业环境，利用单次的模型导出，可支持作业人员在网络物理隔离的情况下，实现日常多频次的作业信息提交，具有易用性和较高的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种数据单向输入系统的系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种数据单向输入方法的时序流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施方式提供了一种利用红外二维码扫描枪实现图像输入、利用平板电脑作为离线作业记录设备、利用文件作为存储方式的一种数据单向输入方法的实施方法。实施方法如下：

在管理信息系统中以C/S方式设置服务器和客户端，服务器中设置信息模型文件库、模型导出软件、作业信息文件库，在客户端中设置二维码扫描枪、图像识别和分析程序。在平板电脑中设置离线模型文件库、数据输入软件、离线作业信息文件库、作业信息阅读软件。

管理信息系统服务器的信息模型文件库用于存储信息模型文件。

管理信息系统服务器的模型导出软件用于读取信息模型文件库中存放的数据模型文件，并提供可视化表单配置功能，把模型标识和字段信息以可视表单的形式导出。

管理信息系统客户端设置的二维码扫描枪用于扫描带有二维码标识的图像信息，识别图像中的二维码为文本，图像识别和分析程序以二维码扫描枪为输入，根据二维码扫描枪传入的文本提取模型标识和关键信息，根据模型标识从信息模型库中获取模型字段，复原出完整数据信息。

管理信息系统服务器的作业信息文件库用于存放作业人员提交并经扫描复原后的完整作业信息。

平板电脑中设置的离线模型文件库用于存放导出的模型信息文件。

平板电脑中设置的数据输入软件用于根据离线模型文件库中的表单信息提供表单式的数据输入界面，并能够将作业人员填写的作业信息存入离线作业信息文件库。

平板电脑中设置的离线作业信息文件库用于存放作业人员已录入待提交的作业信息文件。

平板电脑中设置的作业信息阅读软件用于读取离线作业信息文件库中离线作业信息文件，并读取其中的关键信息生成二维码，并与离线作业信息文件一并输出为图像。

在使用本实施方式时，具体工作流程如下：

1)管理员根据作业类型需要，使用模型导出软件从信息模型文件库中选取信息模型文件，并在模型导出软件中为信息模型中的各字段配置表单域，从而为信息模型配置出可视表单，随后将模型标识和表单信息导出为离线模型文件，并通过安全传输技术将离线模型文件复制到SD卡。

2)将步骤1)所述的SD卡置入平板电脑，复制其中的离线模型文件到平板电脑的离线模型文件库。

3)作业人员在平板电脑的数据输入软件中选择数据模型文件，数据输入软件从离线模型文件中读取所选模型的可视表单并进行呈现，作业人员通过可视表单填充作业信息，在软件界面上执行保存操作后，数据输入软件以文件形式将填充后的表单信息文件保存到离线作业信息文件库。

4)作业人员提交作业时，使用作业信息阅读软件，从离线作业信息文件库中选择填充后的表单信息文件打开，作业信息阅读软件根据表单样式和填充内容显示表单内容，并令作业信息阅读软件对所选填充后的表单信息进行信息提取和压缩，与模型标识合并，作为表单关键信息，并将表单关键信息生成为二维码，在表单指定的二维码显示区域进行显示，作业人员也可以在此步骤选择打印该表单内容的显示图像。

5)作业人员打开管理信息系统图像识别和分析程序，利用管理信息系统客户端设置的二维码扫描枪对步骤4)所述平板电脑中作业信息阅读软件显示的图像或利用信息阅读软件打印的纸质图像中的二维码进行扫描，图像识别和分析程序通过二维码读出文本，并解压缩步骤4)所述的表单关键信息，根据表单关键信息中的模型标识，到信息模型文件库中读取相应标识的信息模型文件，从信息模型文件中读取信息模型中的字段信息，图像识别和分析程序根据信息模型中字段信息，以及表单关键信息中的表单填充信息，合成完整的数据信息，并以文件形式存入作业信息文件库。

实施例2：

本实施例是某保密要求较高的企业下车间工人提交作业信息的实施案例，在本案例中，由于工人作业信息需要频繁提交到物理隔离企业园区网的生产管理系统，故应用了本发明提供的方法实施了数据单向输入。

本实施例的管理信息系统为生产管理系统，生产管理系统的生产作业单为文件形式，本实施例中，对生产管理系统进行了二次开发，为其设置了作业单模型文件库，以文件夹形式存放所有作业单模型文件；设置了作业单文件库，以文件夹形式存放所有作业单文件；针对作业单模型文件格式，以C#.NET开发了模型表单化导出软件、开发了以二维码扫描枪为输入的图像识别和分析程序。

为车间作业工人配备平板电脑，平板电脑采用android操作系统，在平板电脑中设置离线作业单模型文件库，以文件夹形式存放所有离线作业单模型文件；设置离线作业信息文件库，以文件夹形式存放所有离线作业单文件；为平板电脑开发专用数据输入应用app“生产现场作业单”，为平板电脑开发专用作业信息阅读app“作业单阅读器”。

为生产管理系统配置的作业单模型文件库，以文件夹形式存放所有作业单模型文件，作业单模型文件为XML格式，其中包括模型标识定义modelid、模型所有字段定义、文件组装逻辑定义，具体格式样例为：

<model modelid＝"2">

<fields>

<field name＝"check_date"type＝"date"/>

<field name＝"step1_checked"type＝"bool"/>

……

</fields>

<filemodel ext＝"csv">

检查时间，${check_date}

工艺步骤1……，${step1_checked}

</filemodel>

</model>

为方便查询，作业单模型文件的文件名以modelid开头，比如“2.XX装配工艺检查单”。

为生产管理系统配置的模型表单化导出软件，以C#.NET开发，为管理员提供模型表单化导出软件，具体实现方式为，使用富文本编辑器ueditor设计表单布局和样式，在此基础上列出作业单模型文件中每个<field>节点的字段和类型，根据类型为每个<field>节点生成输入框，并支持输出框拖拽到ueditor编辑器中，配置完成后，将所配置的富文本html进行处理，抽取其中的form标签，并加入modelid模型标识和二维码显示区，随后存为html文件，具体样例如下：

<form modelid＝"2">

<table>

……

<input fieldname＝"check_date"type＝"date"/>

……

<input fieldname＝"step1_checked"type＝"check"/>

……

<img qrcode src＝""/>

</table>

</form>

为生产管理系统配置的二维码扫描枪用于扫描带有二维码标识的图像信息，识别图像中的二维码为文本，为生产管理系统二次开发的图像识别和分析程序以二维码扫描枪为输入，根据二维码扫描枪传入的文本提取模型标识和关键信息，根据模型标识从信息模型文件库中获取模型字段，根据信息模型文件的xml中的field域的信息复原出完整数据信息。

为生产管理系统配置的作业单文件库设置了作业单文件库，以文件夹形式存放所有作业单文件，作业单文件以excel文件形式存放。由图像识别和分析程序负责根据作业单模型文件的字段信息复原。

平板电脑中设置的离线作业单模型文件库，以文件夹形式存放所有离线作业单模型文件。具体为上述带有form标签的html文件。

平板电脑中设置的数据输入软件app“生产现场作业单”，采用java语言开发，使用Java的android控件中的WebView呈现表单，作业人员可以在WebView中填写数据，比如勾选检查单或填写工艺卡片，当用户选择保存时，java程序读取WebView中的DOM，并将其保存为html文件，放入离线作业单文件库的文件夹。

平板电脑中设置的离线作业单文件库用于存放作业人员已录入待提交的作业单文件，以文件夹形式存放，文件为上述WebView的DOM保存出的html文件。

平板电脑中设置的作业信息阅读软件app“作业单阅读器”，采用Java开发，用于读取离线作业单文件库中离线作业单文件，利用android控件webView呈现表单内容，并将整个表单置为不可修改状态，读取所有带有fieldname的DOM节点取其中的值，以及模型id，并形成如下格式类似form表单提交的格式，例：

modelid＝2&check_date＝2019-4-22&step1_checked＝1

将上述格式的字符串使用Java的QrCode类库生成二维码图片，并将生成的图片路径放置到表单的img[qrcode]的src属性中，使WebView显示表单的同时，使表单的二维码显示区显示出二维码。

本实施例的具体工作流程实例如下步骤：

1)管理员打开模型表单化导出软件，模型表单化软件列出所有可以打开为作业模型的xml文件，管理员在界面上选择一个要导出的模型，模型表单化软件读取xml文件中的所有<fields>下的子节点，以可拖拽控件形式列到界面上，管理员在ueditor界面上编辑表单布局，并将所有控件布局到界面中，随后执行导出操作，导出编辑的模型表单html文件。并通过企业单向导出流程，将模型表单html文件导出到SD卡中。

2)管理员将SD卡分发给作业人员，作业人员将SD卡置入平板电脑，随后将模型表单html文件复制到离线作业单模型文件库的文件夹。

3)作业人员完成生产工艺卡片或完成质检单后，打开数据输入软件app“生产现场作业单”，该app列出离线作业单模型文件库的文件夹中所有的模型表单html文件，作业人员选择需要填充的表单后，软件打开html文件并展示到界面上，作业人员在界面上填写或选择信息，随后执行保存操作，将软件中WebView的DOM结构保存为作业单html文件至离线作业单文件库的文件夹。

4)作业人员打开作业信息阅读软件app“作业单阅读器”，软件从离线作业单文件库的文件夹中列出所有可以打开的作业单html文件，软件将其呈现到WebView界面上，并从中读取所有所有带有fieldname的DOM节点以及模型id，取其中的值，并以form提交的格式如modelid＝2&check_date＝2019-4-22&step1_checked＝1，形成关键信息字符串，将该串生成二维码图像文件，并将其路径置于界面DOM结构中的img[qrcode]节点，使其显示图像。如果平板电脑连接了打印机，作业人员可以选择打印此图像。

5)作业人员打开为生产管理系统二次开发的图像识别和分析程序，转到扫描输入界面，将二维码扫描枪对准步骤4)所述的界面中的二维码图像或打印纸张中的二维码图像，图像识别和分析程序识别到文本，并将其以post请求方式发送到图像识别和分析程序后台，获取到所有字段信息，利用modelid字段的值，从作业单模型文件库文件夹中取出模型文件，并利用模板引擎，将各字段的值注入模型文件的文件模板，并根据文件模板定义的扩展名保存到作为作业单文件库的文件夹中，形成完整的数据信息。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种数据单向输入系统，其特征在于，所述系统包括：管理信息系统和离线作业记录设备；管理信息系统至少包含：信息模型库、模型导出装置、图像扫描装置、作业信息库；离线作业记录设备包含：离线模型库、数据输入装置、离线作业信息库、作业信息输出装置；

管理信息系统中的信息模型库用于存储信息模型，以及数据模型的导出和离线化，并根据图像扫描装置扫描到的关键信息复原完整数据信息；管理信息系统中的模型导出装置用于将信息模型库中存放的信息模型中的标识和字段信息以可视化表单的形式导出，并在离线作业记录设备上使用这些表单模型；管理信息系统中的图像扫描装置用于扫描带有二维码标识的图像信息，识别图像中的二维码并提取模型标识和关键信息，并根据模型标识从信息模型库中获取模型字段，复原出完整数据信息；管理信息系统中的作业信息库用于存放作业人员提交并经扫描复原后的完整作业信息；离线作业记录设备中的离线模型库用于存放导出的模型信息，并提供表单模型和模型标识到数据输入界面；离线作业记录设备中的数据输入装置用于根据离线模型库中的表单信息提供表单式的数据输入界面，并将作业人员填写的作业信息存入离线作业信息库；离线作业记录设备中的离线作业信息库用于存放作业人员已录入待提交的作业信息；离线作业记录设备中的作业信息输出装置用于将离线作业信息中的关键信息生成二维码，并与离线作业信息一并输出为图像。

2.一种数据单向输入方法，应用于如权利要求1所述的系统中，其特征在于，所述方法包括：S1，管理员根据作业类型需要，使用模型导出装置从信息模型库中选取信息模型，并为信息模型中的各字段配置表单域，从而为信息模型配置可视表单，随后将模型标识和表单信息导出为离线模型文件，并输出到数据存储介质；S2，将步骤S1所述的数据存储介质中的离线模型文件导入离线作业记录设备的离线模型库；S3，作业人员在离线作业记录设备的数据输入装置中选择数据模型，数据输入装置从离线模型库中读取所选模型的可视表单并进行呈现，作业人员通过可视表单填充作业信息，在执行保存操作后，数据输入装置将填充后的表单信息保存到离线作业信息库；S4，作业人员使用作业信息输出装置，从离线作业信息库中选择填充后的表单信息执行提交操作，令作业信息输出装置对所选填充后的表单信息进行信息提取和压缩，与模型标识合并，作为表单关键信息，并将表单关键信息生成为二维码，放置到表单的图像输出区域中，并以显示或打印形式对表单及二维码进行图像输出；S5，图像扫描装置通过二维码读出并解压缩步骤S4所述的表单关键信息，根据表单关键信息中的模型标识，到信息模型库中读取信息模型，信息模型库根据模型标识返回信息模型中的字段信息，图像扫描装置根据信息模型库返回的与模型标识相对应的信息模型中字段信息，以及表单关键信息中的表单填充信息，合成完整的数据信息，并存入作业信息库。

3.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S1所述的为信息模型配置可视表单，具体为：为信息模型中的每一个字段，配置可供输入的表单域；或，设计一组表单，将其中的表单域与信息模型关联，覆盖到信息模型中的所有字段。

4.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S1所述的离线模型文件中包含信息模型的逻辑关系、信息模型的所有字段、信息模型对应的可视表单、信息模型的标识信息。

5.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S4所述令作业信息输出装置对所选填充后的表单信息进行信息提取和压缩过程中，信息提取具体为：从填充后的表单信息中提取填充信息与填充信息对应的表单域；信息压缩具体为：对表单域字段名和填充信息进行文本压缩，减少字符长度。

6.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S4所述将表单关键信息生成为二维码，放置到表单的图像输出中，具体为：在表单中预留放置二维码的区域，用于放置表单关键信息生成的二维码。

7.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S5所述图像扫描装置通过二维码读出并解压缩步骤S4所述的表单关键信息，其具体步骤为：图像扫描装置通过摄像头或扫描仪获取图像信息，并使用二维码解析程序得到字符串，利用与步骤S4所述的信息压缩相逆的压缩过程解压缩此字符串，得到表单关键信息。

8.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，如步骤S5所述合成完整的数据信息，具体为：将表单关键信息中各表单域的填充信息填充到数据模型文件中相应字段的值域，得到完整的数据信息。

9.根据权利要求2所述一种数据单向输入方法，其特征在于，在执行步骤S2后，可重复执行步骤S3，所述步骤S3为作业人员进行作业信息记录的步骤；在执行步骤S3后，可随时执行步骤S4、步骤S5，所述步骤S4、步骤S5为作业人员进行作业信息提交的步骤。

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