3 国网武汉供电公司 430010；4国网武汉供电公司客户服务中心汉口客户服务分中心 430012）
摘要：本文提出如何有效解决传统供电营业厅建设选址难、投资成本大、服务时间有限的三大难题，如何建设用电服务设施相关设备，平台及软件的同步建设，以达到降低用电服务投入成本，增加覆盖受用人群，并符合时代发展，电子设备使用服务与民的目的。从设备的前端应用软件设计与实现，后台管理子系统设计与实现，交易服务子系统及信息安全设计与实现方案。深入挖掘智能网格e电通服务设备的潜在动能，不断提升供电企业的服务质量，并形成一套标准化、规范化及科学化的模式。
关键词：系统构架；app软件设计；后台管理子系统；信息安全；交易服务子系统
0 引言
为落实国家电网公司对电力改革的统一战略部署和改革发展要求，建立以客户为中心的快速响应服务机制，国网武汉供电公司客户服务中心汉口客户服务分中心首创“供电网格多媒体交互服务终端”——“智能网格e电通”。拟实现业务办理便捷化、网格管理精益化、智电管家可视化、定制服务个性化、企业宣传精准化、信息发布实时化、四表合一平台化等七大功能体验，打造客户身边的移动智能营业厅，建立供电网格内部高效管理运作的新模式，突破供电服务“最后一公里”的壁垒。
1 建设目的
1.1实现“一站式”交互
通过远程可视技术，提供智电管家线上服务，建立从用电客户到供电企业的C2B（Consumer to Business，即消费者到企业）供电服务新模式，实现提出需求、快速响应、流转监控、满足需求、客户评价等环节“一站式”交互。
客户通过一键呼叫网格员功能，实现与客户间的交互。网格员受理答疑电量、电费咨询、起止码查询、欠费停送电答疑、工单复电等常见性需求，降低工单投诉率；通过智能设备，实现友好互动，建立与客户间的媒介体，打通电力网格服务通道，消化需求问题，分流话务接听，提升服务质量。
1.2 实现“一站式”办理
打造客户身边的移动智能营业厅，实现传统营业厅业务现场便捷办理。连接安全开放端口，实现与国家电网公司“掌上电力”、“电e宝”App应用的互联互通。
业务落地办理，可视通话技术，智电管家现场指导客户办理部分简易业务。如更名、过户、业扩报装等业务，避免客户多次往返路程；为多渠道缴费方式提供统一的平台，打通与国网公司“掌上电力”“电E宝”等应用软件的对接端口，客户按习惯和个性可选择，对未来整合多渠道缴费方式起到平台统一化作用；提供缴费查询的平台，电量明细由日至逐月公开透明，增添扫码与被扫码支付方式，免去部分人群操作烦恼，适应人群手机支付、二维码扫码的消费特性；电费短信开通自助，适应不开通智能电管家客户，自主办理或更换短信通知号码，满足租户和房东之间实时掌握缴费信息，号码入库灵活、变通；
1.3 实现“一站式”采集
植入人脸识别、知音信箱、工单处理日志等功能模块，实现客户身份、客户需求、网格员管理、设备运行状况等信息“一站式”采集，运用大数据、云计算等技术，为构建智慧城市、实现智能用电提供信息支持。
设备采集与网格的划分，通过设备自带的地理位置共享，后台监测，实时数据提取，使“一张图”模式朝精益化转变，开发应用，呈现二维网格划分，实现不同于线路、台区划分区域管理的模式，最终达至融合；识别系统采集录入，为城市安防系统铺垫基础采集，提前采集基础信息的实用性功能；“知音信箱”留言功能、服务星级评价功能，客户对专属网格员的服务进行星级评定，开放语音留言信箱，为客户保留反馈通道，后台实时采集，促改进提升方向和质量，提供考核的标准和依据。
1.4 实现“一站式”发布
敷设公共事业建设、停电信息及新媒体宣传“一站式”发布通道。对突发性、紧急事件保留畅通的专用的应急发布通道，为街道社区或小区物业保留公益宣传订制，彰显央企责任。开放运检、配电部门发布通道，推送计划停电通知、临时停电预警等信息。开通供电网格精准定制信息推送通道，经网格员提交、后台审批后推送。预留“电、水、气、暖”四表合一信息发布平台建设通道。
通过终端闲时利用，改善陈旧观点优化用电环境，树立供电企业的品牌公信力。发布公共停电信息通知，计划停电提前通知，临时停电滚屏通知和语音播报，故障停电终端保留设备自身2-4小时的低电耗模式发布故障故障处理进展情况；企业品牌宣传，电力资讯推送宣传，语音和视频播放面向社会推广、发布、宣传广而告之；舆情回应，紧急通告，保留回应舆情和应急防控的专用通道，后台统一权限控制；公益信息发布，开放时段公益信息播放，如小区停电、停水、停气，居民小孩上学、开学时段提醒等类似便民通知，由社区、物业提前提交申请，订制时段内播放，未来可考虑开放增值业务；开发“电、水、气、暖”四表合一的集中缴费通道，为支撑公共事业建设敷设预留平台。
2 系统架构
国网武汉供电公司客户服务中心汉口客户服务分中心按照网格管理理念将工作人员划分为四级，按级别从低到高依次为：网格员、网格管理员、网格监督员、优质服务中心，依托智能网格e电通用电服务设施及其相关平台和软件，采用嵌入式终端、互联网、数据库技术，建立起客户与网格员之间的连接通道，网格员远程受理答疑电量、电费咨询、起止码查询、欠费停送电答疑、工单复电等常见性需求，降低工单投诉率；通过智能设备，实现友好互动，建立与客户间的媒介体，打通电力网格服务通道，消化需求问题，分流话务接听，提升服务质量。
交互系统图
智能网格e电通用电服务设施及其相关平台和软件包括：终端设备及其应用软件，后台服务器系统，手机客户端软件，电脑客户端软件。下面依次介绍各个配套软件，平台和终端设备的设计和实现。
3 终端设备及其应用软件设计和实现
智能网格e电通终端具备呼叫按键，喇叭，麦克风，呼吸状态灯，二维码扫描模块，身份证识别模块，人脸识别模块，电卡、银行卡插卡模块，触摸液晶屏，摄像头，并使用安卓5.1操作系统主板控制以上各模块。
终端外观结构示意图如下：
结构设计图
机身采用钣金加模具的工艺制作，人体工学设计。整机配有背挂板和整机防盗锁，适用壁挂于于小区门栋室内或半户外的墙上。
终端硬件结构设计示意图如下：
设备系统图
安卓主板CPU采用瑞芯微RK3386（8核 64位ARM Coretex-A53芯片架构），操作系统为：Android 5.1 Lollipop，存储容量为：2G DDR3内存 16G EMMC NAND。板载4G模块用于语音和视频通话。语音通话为基础的网格服务报了保证通话质量走传统2G网络，视频通话采用VOLTE技术语音和视频数据统一走4G LTE网络。
单片机转接板CPU采用STM32F207VE，主频72MHZ，可以提供串口做外接设备通道用。
14寸1980*1080高清LCD液晶屏，亮度可调，该触摸屏选用电容触摸屏具备灵敏的触摸性能。
数字键盘为RS232接口，16键值，具备银联认证，安全可靠。
整机工作环境要求达到民用，工作温度范围：-10℃-60℃，工作湿度：20%RH-95%RH，不可结露
该设备安装于社区户外或者半户外环境，为居民提供便捷高质量的用电服务。
4 手机客户端软件设计和实现
4.1软件设计
4.1.1 界面层设计
使用Eclipse的Android开发插件的布局资源设计器，规划用户界面，设计结果以xml文件保存在应用程序的资源目录下。在界面设计上，简单明了，美观清晰，易于操作。
4.1.2 逻辑控制层设计
对应Android框架中的Activity，负责从界面层获取数据，调用管理层服务，进行业务逻辑处理，处理结果显示到界面。
4.1.3 管理层设计
对设备管理、数据库管理和业务管理进行封装，提供统一调用入口，方便管理和维护。
4.2 软件实现
4.2.1 设备管理实现
实现设备通信协议的处理，包括语音呼叫模块通信协议，条码扫描设备通讯协议、呼叫按键通讯协议和单片机控制板通信协议。
串口通信采用java调用JNI，实现串口通信功能。
按照JNI规范和串口设备交互，生libserial_port.so动态库供java调用，完成串口通信功能，
4.2.2 数据接口实现
手机客户端与交易服务子系统交互，因此采用接口方式实现用户信息、交易流水、短信开通信息、评价信息、用户报装进度等数据流转，同时记录相关系统日志。并预留扩展接口，方便后期升级维护。
4.2.3 功能实现
根据协议监听呼叫按钮状态实现网格员呼叫，根据协议监听语音模块状态动态实现呼叫状态切换。
实现电费短信提醒服务开通/取消/申请、电费查询、业务办理查询、公共信息查询、视频广告播放的功能，方便后期与第三方平台通讯扩展。
5 后台管理子系统设计和实现
5.1 系统设计
5.1.1 分层设计
数据访问层，业务逻辑层和展示层，分层处理，低耦合，各层必须通过接口才能接入并进行参数校验（如：在展示层不可直接操作数据库），保证数据操作的安全。
5.1.2 双重验证设计
用户表单提交双验证：包括服务器端验证及客户端验证，防止用户通过浏览器恶意修改（如：不可写文本域、隐藏变量篡改、上传非法文件等）而跳过客户端验证操作数据库。
5.1.3 安全编码设计
用户表单提交所有数据，在服务器端都进行安全编码，防止用户提交非法脚本及SQL注入获取敏感数据等，确保数据安全。
5.1.4 密码加密设计
登录用户密码进行SHA1散列加密，此加密方法是不可逆的。保证密文的安全问题。
5.1.5 访问验证设计
系统对所有管理端链接都进行用户身份权限验证，防止用户直接通过URL进行未授权页面。
5.1.6 数据验证设计
对指定数据集权限进行过滤。
5.2 系统实现
5.2.1 系统权限管理实现
网格的管理基于权限的管理，系统完成用户的配置，对用户设置机构归属并进行树结构展现，对用户设置区域并进行网格单位划分按层次展现，对用户设置菜单操作权限、按钮权限，对用户设置角色菜单分配、设置角色按机构进行数据范围权限划分。
5.2.2 系统安全实现
系统整合安全框架Apache Shiro，提供认证、授权、加密和会话管理等功能，认证即用户身份识别，常被称为用户“登录”；授权即访问控制；密码加密即保护或隐藏数据防止被偷窥；会话管理即每用户相关的时间敏感的状态。
服务端验证采用Hibernate Validator 验证，来保证数据的合理性和正确性。
5.2.3 功能实现
采用spirngMVC和mybatis架构实现业务层和数据层分离，完成用户管理、角色管理、机构管理、区域管理、菜单管理、日志查询、公共信息发布、广告推送等功能。
相同业务可以灵活复用，方便与后期维护和扩展。
6 交易服务子系统设计和实现
6.1 系统设计
6.1.1 长连接设计
由于交易服务子系统处理请求频繁，通讯及时，短连接数不能满足。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就行了。
6.1.2 接口设计
交易服务子系统是为了接收手机客户端和终端的请求和处理请求，分离手机客户端和终端直接与数据库的直接操作，在接口做验证保证数据库的安全。分离手机客户端和终端直接与第三方平台的直接请求，这样以保障第三方平台不被频繁的请求。
6.1.3 编码解码
接口数据的采用报文输入输出，在客户端传入时进行编码，在服务端传出时进行解码，保证通信的安全性。不同的请求我们称之为一个交易，在报文中设置交易码来区别不同的请求。
6.2 系统实现
6.2.1 Socket 通讯实现
手机端与交易服务子系统、终端与交易服务子系统和交易服务子系统与第三方平台的通讯方式采用的都是Socket。
通讯服务端，负责接收终端发送的请求报文，并将响应报文返给终端。
编码解码器，负责对接接收到的socket帧信息进行解码，转换为交易请求对象，便于业务操作。
由于基于TCP/IP协议的网络传输本身就具有无规模的特性，无规模的意思就是无发控制传输指定长度的数据。这样就会导致报文接收方有时候会出现断包（不足一个帧）或者粘包（超出了一个帧）的问题。
帧协议以“电文长度”判断帧是否结束。如果接收到的帧内容小于“电文长度”，需要继续接收，接收到完整包后才触发调用真正的业务逻辑。
6.2.2 功能实现
采用spirngMVC和mybatis架构实现业务层和数据层分离，采用socket 的mina框架完成数据的传输，配合手机端和终端一起完成电费短信提醒服务开通/取消/申请、电费查询、业务办理查询、公共信息查询、视频广告播放等功能。
7 结语
智能网格e电通用电服务设施及其相关平台和软件同比供电营业厅建设，解决了传统供电营业厅建设时选址难，投资大，服务时间有限三大难题，大大降低了传统营业厅扩建投资成本。移动式微型营业厅“智能网格e电通”具有投入成本低，建设分布辐射面广，服务人群覆盖区域与网格区域成正比，符合当下大数据信息互联互通的交互特性，适应社会人群对电子设备的热衷关注潮流。节约企业“硬件”适用投资成本，功能实用，管理集控，满足“智慧社区互联网+”模式，符合客户多元化生活要求，实现供电企业智能电管家服务的实体投放。以分布式移动“微型营业厅”逐步以网格为单位替代传统供电营业厅，经济效益与优质服务效益显著。
论文作者:黄智明1,陈君2,程剑3,向阳4
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：网格论文; 终端论文; 数据论文; 子系统论文; 客户论文; 营业厅论文; 用户论文; 《电力设备》2017年第23期论文;