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移动警务终端应用需求分析及设计研究

2016-03-19   浏览次数:11722

摘要:为满足公安管理信息应用方式的多元化需求,部分地方公安机关开始应用便于携带的移动通信终端设备,通过市场调研现有移动警务终端系列产品,发现在实战中存在终端集成度不高、便携性不够、故障率高等问题。基于此,结合目前市场上实际生产能力,在已有系列产品的基础上对移动警务专用终端的深层次需求提出解决方案,以促进相关产品在公安机关的推广、普及和应用。

关键词:公安管理信息化 移动警务终端 应用需求

1 引言

通过调研市场上现有移动警务终端系列产品,发现目前各地采用的移动终端多达100多款,采用的操作系统有Windows、Android、Linux、Symbian和Brew,涉及交警、巡警、社区民警等不同警种[1]。跟踪和总结各警种业务工作中使用的移动警务终端发现,现有的移动警务终端在实战中面临的主要问题有:

(1)终端集成度不高,便携性不够。通用终端中与警务工作密切相关的功能未能集成,如二代身份证读取、打印、指纹采集、视频采集等,造成业务工作中需要配套的外设较多,而且没有统一的规格,增加了民警携带装备的负担。

(2)终端缺少防尘、防摔、防水等特殊设计,在实战使用中故障率高。

(3)屏幕显示的背光不佳,在户外阳光下屏幕显示效果差。

(4)缺少有效低功耗设计,终端持续工作时间短,满足不了执勤工作要求。

(5)使用中占用双手,一手握设备,一手采用手写笔,从而影响工作状态,甚至还可能危及到执行警务中民警的人身安全。

为了适应新形势下基层警务活动移动性强、突发性强、任务紧迫性强的特点,进一步提升基层民警综合分析大量复杂信息、研判不同警情的能力,在调研市场已有系列产品的基础上进一步考虑对移动警务终端的需求,并结合目前市场上实际技术生产能力提出设计要求,以促进相关产品在全国各级公安机关的应用、推广和普及[2]

2 术语和定义

(1)移动警务

移动终端通过无线通信网络安全访问公安信息网资源。

(2)移动警务终端

具有计算、存储、通信等功能, 可以通过公安内网实现移动警务应用的智能移动终端,并满足移动警务应用对功能、安全、规格、防护等方面的特定要求。

3 应遵守的设计原则

依据终端可信、实用、稳定、可扩展的原则,实现移动警务终端的易用性、稳定性和安全性,并设计开发出移动警务终端的系列化产品,为公安行业移动警务的实施提供实战装备。设计中应参考以下标准:

GB 4208-2008 《外壳防护等级(IP代码)》(IEC 60529:2001,IDT)

GB 4793.1-2007 《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分:通用要求》(IEC 61010-1:2001,IDT)

GB 4943-2001 《信息技术设备的安全》(eqvIEC 60950:1999)GB/T 18287-2000 《蜂窝电话用锂离子电池总规范》

GB/T 18314-2001 《全球定位系统(GPS)测量规范》

YD/T1214-2002 《900/1800 MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备技术要求:移动台》

YD/T1215-2002 《900/1800 MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备测试方法:移动台》

YD/T 1760.1-2008 《数字移动终端外围接口数据交换 第1部分:数据格式技术要求》

YD/T 1760.2-2008 《数字移动终端外围接口数据交换 第2部分:数据交换文件格式技术要求》

4 技术路线

基于Android系统的可开发性和成熟度,移动警务终端可在Android系统的基础上做二次开发和安全加固工作,通过硬件、软件、外设配件这3方面完成移动警务终端系列产品的定制工作。

5 移动警务终端系列化设计

现有公安行业各警种对移动警务终端的需求迫切,但可直接应用于警务实战的终端在种类、易用性、安全性和便携性等方面都存在诸多问题。在充分考虑各警种实际业务需求的基础上,以全天候、全时段为标准,定制不同警种、不同配件的终端,以达到系列化产品丰富、便携性好、性价比高的效果[3]

移动警务终端按产品形态可以被细分为3类:定制移动警务终端+定制底座+外设;通用移动手持终端+定制底座+外设;通用移动手持终端+外设[4]

根据各警种需求,终端+外设应满足以下需求,具体如表1所示。

6 移动警务终端外观设计

公安业务实战具有全天候的特点,需要移动警务终端具备三防的功能,即达到和超过IP54的要求。通过调研发现三防警务终端体积大、重量沉,使移动警务终端便捷性差、易用性不足,因此不应该过度追求三防,应在考虑三防设计时兼顾时尚外观。三防终端和非三防终端外观分别如图1、图2所示:

7 移动警务终端结构设计

(1)防摔设计

在触摸屏方面,传统的触摸屏材质选用玻璃产品,而玻璃产品最大的缺点是不抗摔。可选择市场最新研发的坚硬塑胶材料触摸屏,强度好且表面耐摩擦,特别抗摔。

在显示屏方面,一般的耐摔手机通过增加前后壳的厚度,外观设计一层软橡胶对显示屏进行保护,缺点是增加了手机的厚度、长宽尺寸。可采用行业最先进制造工艺:塑胶+金属支架的模内注塑工艺,金属材料为航空用钛铝合金,既可对显示屏进行有效保护,又能减轻手机的重量,更使整机的厚度变薄,缩小了整机的长宽尺寸。

(2)防水和防尘设计

传统防水结构设计一般在终端四周打螺丝将机壳锁死,其结构复杂,外观笨重,更换T卡、SIM卡比较麻烦,民警使用繁琐。可采用新型防水结构设计,将使移动警务终端更加易用、集成化和小型化。

在整机结构方面,上下机壳四周设计O型密封圈进行防水设计。具体实现方法:外壳长宽度比1:2,高度约20mm,底壳做凹槽,底部装O型硅胶绳直径1.0mm,前后壳组装后压缩O型密封圈防水,压缩量0.8mm左右。

在侧键方面,设计一层橡胶圈密封防水,如图3所示。

在新型材料使用方面,电池盖可采用双色注塑工艺材料,结合U型槽防水结构设计方式。在外部接口方面,所有接口全部用带O型圈的双色注塑工艺的橡胶圈密封,如图4所示。

在外部声学器件方面, 所有声学器件可采用防水透气的防尘、防水网设计,接插孔使用防水橡胶塞子,如图5所示:

8 移动警务终端硬件设计

移动警务实战中对信息、数据的获取与回传一直有及时性和实时性的要求,这就对警务终端的硬件提出了要求,对硬件的反应速度、可靠性做了明确的界定[5]

移动警务实战中对警务终端的全天候、全时段和耐用度的要求,使移动警务终端的硬件在原器件选择、生产工艺、可靠性方面提高了要求和选择标准。

(1) 核心硬件设计

移动警务终端在核心硬件的选择上应以器件性能高、加工工艺精湛、厂家技术支持好、售后服务及时为标准,以警务实战中对核心功能器件的要求为指导,对移动警务终端的核心器件做了选型,应充分应用到系列终端的研发设计中,如表2所示:

(2)主板可靠性设计

主板制成方面:可采用Any Layer HDI板,任意层高密度连接板。为了在极小PCB的面积内,正反两面装入所有的晶片,采用Any Layer HDI板可以避开钻孔所造成的空间浪费,以及做到任一层可以导通的目的。主板工艺方面:PCB板化学镀镍/浸金处理,电性能良好的镍合金可长期保护PCB,能在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能,具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性,保证PCB在长年工作中不会被氧化或功能失效。

9 移动警务终端兼容性设计

移动警务终端在实战中不是单独运行的独立个体,而是拥有前台软件支持、系统安全加固和后台管理服务的综合性终端,其在使用和开通相关服务的过程中,对警务终端的部署、外设的连通、数据的传输、安全的管控、应用的审核等方面都需要做详细的考虑和周全的设计。

(1)移动警务终端部署

移动警务终端可全部部署在移动终端区,通过安全接入区与公安网进行业务和数据的互通,所有警用业务、数据服务只允许在公安内网内获得和传输,不允许连通至移动互联网。

(2)移动警务终端与外设连通

移动警务外设系列如二代身份证识读器、POS机、打印机等外部设备,可以采用数据线连接、Wi-Fi连接、蓝牙连接这3种方式与移动警务终端进行数据和业务的连接。

(3)移动警务终端数据传输

当警务终端内数据往外传输时,应通过预装在终端内部的VPN客户端进行数据加密,再将加密后的数据传输给后台。当警务终端接收后台业务数据时,应通过预装在终端内部的VPN客户端进行数据解密,经过解密后的数据方可读取使用。

10 移动警务终端存在的问题和解决措施

在移动警务终端的开发工作中可能会面临较多问题,其中主要是高通芯片专利费的问题,具体如下:

(1)目前市场上应用广泛、制式支持全的高通芯片专利费用动辄上百万美金,将会成为制约项目推进的主要问题。解决措施:与拥有高通专利资质的手机方案公司合作,共同开发移动警务终端,规避专利费带来的壁垒。

(2)目前行业里智能手机的开发、生产、上市和停产的周期越来越短,芯片更新换代的速度在加快,移动警务终端将面临规划和开发周期与实际核心资源生命周期不符的问题。

解决措施:与核心资源的源头提供商保持密切联系,掌握行业发展动态,在终端开发过程中多考虑核心资源和器件的兼容性设计。

11 总结

规划和开发一系列适合移动警务需求的系列化终端设备,需满足在终端安全、共性应用服务、应用管控和安全管控等方面的实际需求,并提供易用性、可靠性和安全性全面保障的基础组件,以促进相关产品在全国各级公安机关的应用、推广和普及。

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