基于WAP的大壩施工信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉曉輝，金志剛，孟少卿

（1．天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津，300072； 2．天津大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心，天津，300072）

基于WAP的大壩施工信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉曉輝1，金志剛1，孟少卿2

（1．天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津，300072； 2．天津大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心，天津，300072）

水利施工建設(shè)具有規(guī)模大、技術(shù)條件復(fù)雜、露天作業(yè)等特點，為現(xiàn)場施工人員提供有效的信息服務(wù)一直是工程項目信息管理中的難題。針對相關(guān)技術(shù)需求，本文提出了基于WAP的大壩施工管理系統(tǒng)解決方案。本系統(tǒng)基于QuickWAP進行開發(fā)，采用ASP與WAP結(jié)合的方式，并結(jié)合短信服務(wù)功能，為現(xiàn)場施工人員提供大壩施工管理中的信息發(fā)布、數(shù)據(jù)采集和多級審核等功能，在實際應(yīng)用中替代了原來的紙質(zhì)信息傳遞方式，有效地提高了施工信息管理的工作效率。

WAP；QuickWAP； ASP；數(shù)據(jù)采集；多級審核

Abstract:Hydropower constructions possess characteristics of macro scale, complex technical requirement and field works, so it has been a problem to provide effectual Information service for field workers in construction project information management. According to relevant technical requirements, this paper presents a solution of WAP-Based dam construction management. This system developed from QuickWAP, with the combination of ASP and WAP, and short message service was also used. Accordingly, functions like information query, data-collection and multi-level verification are provided for field workers. In practical application, it replace the original information-transferring by paper, the efficiency of construction information management is significantly improved.

Key words:WAP QuickWAP ASP Data-Collection Multi-Level-Verification

1.引言

在水利建設(shè)項目中，施工人員在現(xiàn)場作業(yè)過程中需要獲得工程信息以及提交施工數(shù)據(jù)[1]，如何保證這些數(shù)據(jù)交互的及時進行一直是項目管理中的難題。目前大部分水利項目都已建立獨立的信息管理系統(tǒng)，但由于施工區(qū)域沒有合適的網(wǎng)絡(luò)接入，依然無法為現(xiàn)場施工人員提供有效的服務(wù)。項目人員獲取信息和提交數(shù)據(jù)主要通過依賴手機、PDA等移動設(shè)備進行訪問，受到無線傳輸流量和屏幕顯示尺寸的限制，傳統(tǒng)的Internet標(biāo)準如HTTP協(xié)議和HTML語言不能很好地適用于手機設(shè)備。如果基于智能手持設(shè)備開發(fā)C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，則需要為項目人員配備大量的智能手持設(shè)備，同時系統(tǒng)的維護和升級成本很高。因此，本文針對大壩施工的具體需求，設(shè)計開發(fā)了基于WAP的大壩施工信息管理系統(tǒng)。

2.WAP概述

WAP是開發(fā)移動網(wǎng)絡(luò)上類似互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一系列規(guī)范的組合，WAP協(xié)議棧[2]包括：WAE、WSE、WTP、WTLS和WDP。其中，WAE層包含微型瀏覽器、WML、WMLSCRIPT解釋器等功能，WTLS層為無線加密數(shù)據(jù)傳輸提供安全方面的支持，WTP層和WDP層為WAP提供一種通用的傳輸服務(wù)。WAP是為網(wǎng)絡(luò)帶寬窄、傳輸時延高、顯示屏幕小、處理能力低的無線環(huán)境量身定制的，具有便捷性和廣泛性等特點。在WAP技術(shù)支持下，用戶可以通過移動電話、PDA或其他無線設(shè)備實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)信息的訪問。

WAP目前有1.2和2.0兩個版本，前者使用的語言為WML[3]（無線標(biāo)記語言），后者為XHTML MP[3]（可擴展標(biāo)記語言移動概要），它們都可以配合腳本語言如ASP、JSP、PHP等進行開發(fā)。WML是一種從 HTML 繼承而來的標(biāo)記語言，它基于XML，較HTML更嚴格。XHTML MP是XHTML1.0的完全子集，以XHTML BASIC[4]為基礎(chǔ)，加入了一些來自XHTML1.0的元素和屬性，因此支持所有XHTML Basic的元素和屬性。

由于ASP、JSP和PHP技術(shù)的支持，使用WAP可以為用戶提供越來越多的具有交互性和實時性的移動通信業(yè)務(wù)，WAP系統(tǒng)應(yīng)用類型目前主要有WAP網(wǎng)站內(nèi)容管理系統(tǒng)（CMS）[5]、WAP客戶反饋&留言系統(tǒng)（FDS）、WAP論壇&博客（BBS/ BLOG）[6]、WAP個性化搜索系統(tǒng)（SEARCH）等。

3．系統(tǒng)工作模式和功能需求

3.1系統(tǒng)的工作模式

圖1 系統(tǒng)工作模式

本文基于WAP的網(wǎng)站發(fā)布采用“WAP內(nèi)容服務(wù)器 + 公共網(wǎng)關(guān) + 移動設(shè)備”解決方案[7]。系統(tǒng)的工作模型從邏輯上劃分為3層：表現(xiàn)層（客戶端）、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層，如圖1所示。客戶端包括PC和各種手機移動終端，應(yīng)用層在Web服務(wù)器中同時部署Web頁面和WAP頁面，客戶端可以使用HTTP和WAP協(xié)議實現(xiàn)對頁面的訪問。WAP網(wǎng)站系統(tǒng)中的動態(tài)內(nèi)容保存在數(shù)據(jù)庫中，其維護和更新由Web服務(wù)完成。WAP網(wǎng)站可以與Web網(wǎng)站共用同一個服務(wù)器，也可以分開使用。

3.2系統(tǒng)的功能需求

系統(tǒng)采用Web與WAP結(jié)合的方式為施工人員提供便利，實現(xiàn)包括信息查詢與發(fā)布、數(shù)據(jù)采集與分析、多級審核等功能。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

3.2.1 Web信息發(fā)布與WAP信息查詢

管理人員可以通過Web應(yīng)用服務(wù)發(fā)布最新的通知公告，以及對項目施工做出安排。項目人員通過訪問WAP頁面獲取這些信息。Web應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)施工數(shù)據(jù)的綜合管理和分析計算，為用戶提供更有意義的統(tǒng)計信息；現(xiàn)場施工人員則通過動態(tài)WAP頁面實現(xiàn)對這些信息的訪問。現(xiàn)場施工人員可以通過WAP頁面實現(xiàn)對施工信息的查詢，包括混凝土原材料生產(chǎn)運輸、倉面質(zhì)量控制信息、溫度控制信息和動態(tài)灌漿信息的分時間、分類別查詢和瀏覽。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

3.2.2 WAP數(shù)據(jù)采集

施工數(shù)據(jù)采集的目標(biāo)是獲取施工數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計項目的施工質(zhì)量和施工進度。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集使用填寫紙質(zhì)表格的方式，本文針對采集項目設(shè)計動態(tài)WAP頁面用于提交施工數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑹┕?shù)據(jù)即時信息化，避免了使用紙質(zhì)表格的二次錄入。采集內(nèi)容包括：

1.倉面信息：基礎(chǔ)面或施工縫工序質(zhì)量、預(yù)埋件工序質(zhì)量、混凝土澆筑工序質(zhì)量和混凝土外觀質(zhì)量的采集；

2. 施工工序質(zhì)量數(shù)據(jù)：模板工序質(zhì)量、鋼筋工序質(zhì)量、止水片（帶）安裝質(zhì)量、排水設(shè)施安裝質(zhì)量、鐵件安裝質(zhì)量、接地安裝質(zhì)量、內(nèi)部觀測儀器安裝質(zhì)量等工序質(zhì)量的實時采集；

3.施工澆筑高程以及GPS位置等測量數(shù)據(jù)。

3.2.3 WAP多級審核

大壩施工的質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)需要經(jīng)過多級審核，即采集數(shù)據(jù)需要經(jīng)過不同角色之間多次審核。初檢人員采集數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)送到復(fù)檢人員，復(fù)檢人員檢查通過后發(fā)送給終檢人員，然后發(fā)送給監(jiān)理人員審核，最終通過后錄入數(shù)據(jù)庫，生成驗收報告。每一個環(huán)節(jié)必須審核通過并給予評價才能繼續(xù)向上提交；否則，將直接駁回到初級檢驗人員，提供反饋信息并作相關(guān)處理。多級審核的業(yè)務(wù)邏輯如圖3所示。

圖3 多級審核業(yè)務(wù)邏輯

4．系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 WAP頁面開發(fā)

系統(tǒng)基于QuickWAP進行開發(fā)，采用ASP技術(shù)與WML語言結(jié)合開發(fā)WAP動態(tài)頁面[8]，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005。在WML文件中，程序代碼放在<%...%>標(biāo)簽內(nèi)的代碼塊中[9]，在代碼塊中可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的讀取，而獲取用戶的輸入使用input標(biāo)簽，為了頁面的美觀，可以引入CSS樣式表。下面以倉面施工信息采集頁面為例介紹WAP頁面開發(fā)的具體實現(xiàn)。

首先編寫WAP網(wǎng)站框架，使用QuickWAP提供的函數(shù)Server.CreateObject()創(chuàng)建網(wǎng)站的實例化對象，并使用Wap. AutoHeader智能型的WAP框架。同時將網(wǎng)站的標(biāo)題、地址等信息寫入WapConfig.asp中，并用ASP的Include函數(shù)加入到WML文件中。

網(wǎng)站框架搭建以后，將倉面采集項目（基礎(chǔ)面質(zhì)量、施工縫質(zhì)量、預(yù)埋件質(zhì)量、混凝土澆筑質(zhì)量）加入到頁面中，使用RequestText函數(shù)接收用戶的輸入。服務(wù)器得到用戶的輸入以后，自動生成SQL語句，將采集的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)采用M3Gate模擬器進行測試，M3Gate對WML標(biāo)簽的檢測最為嚴格，并與大多數(shù)手機上的顯示效果一致。系統(tǒng)的功能主菜單和倉面信息錄入界面如圖4所示。

4.2 多級審核的實現(xiàn)

為了多級審核的需要，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中必須保存施工數(shù)據(jù)當(dāng)前的審核狀態(tài)和所有審核人員以及他們的角色關(guān)系。數(shù)據(jù)庫中增加3個實體：用戶實體、審核角色實體和SMS實體，分別用來保存用戶信息、審核人員角色和短信相關(guān)內(nèi)容。同時為所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表單中增加審核狀態(tài)字段，審核狀態(tài)字段的取值和意義：0（被駁回）、1（采集數(shù)據(jù)等待復(fù)檢）、2（復(fù)檢通過等待終檢）、3（終檢通過等待監(jiān)理）、4（監(jiān)理通過）。

審核人員登錄WAP系統(tǒng)，輸入用戶名和密碼，獲取自身權(quán)限。登錄成功后，從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中獲取自己的角色權(quán)限和待審數(shù)據(jù)，不同等級審核人員的操作界面有所不同。審核人員在手機上查看數(shù)據(jù)并做出操作后，將結(jié)果提交到服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)審核結(jié)果修改數(shù)據(jù)狀態(tài)，并返回結(jié)果。

4.3 SMS短信提示

出現(xiàn)特殊情況需要向施工人員示警時，管理人員可以通過SMS短信提示向現(xiàn)場施工人員發(fā)送信息。同時，為了保證多級審核等工作業(yè)務(wù)的及時進行，服務(wù)器自動使用SMS服務(wù)，操作短信Modem向指定的審核人員發(fā)送提示信息：復(fù)檢審核通過，給終檢人員發(fā)送；終檢審核通過，給監(jiān)理人員發(fā)送。

圖4 功能主菜單和倉面信息采集界面

圖5 短信發(fā)送流程圖和短消息參數(shù)結(jié)構(gòu)體

示警短信由管理人員通過Web服務(wù)控制，管理人員填寫信息內(nèi)容，并向指定人員發(fā)送。多級審核的提示由服務(wù)器進行，服務(wù)器定時掃描數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫讀出審核數(shù)據(jù)內(nèi)容，并查詢指定的審核人員，向其發(fā)送短信提示。短信發(fā)送是通過AT命令串口操作短信modem進行的，首先設(shè)置信息結(jié)構(gòu)體，包括信息內(nèi)容、接收號碼和短信中心號碼等，然后將其加入發(fā)送隊列[10]。短信發(fā)送串口操作流程和短消息參數(shù)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

5．結(jié)論

本文介紹了大壩施工管理中的業(yè)務(wù)需求和WAP的技術(shù)特點，設(shè)計開發(fā)了基于WAP的大壩施工信息管理系統(tǒng)。項目人員可以通過手機無線接入大壩施工信息管理系統(tǒng)，獲取項目安排和大壩施工信息，并可以通過手機WAP實施遠程數(shù)據(jù)采集以及多級審核。管理人員可以通過Web對WAP系統(tǒng)實施管理，發(fā)布信息或者定制短信發(fā)送到特定的用戶。本系統(tǒng)具有很強的易用性、實時性和交互性，為現(xiàn)場施工人員提供一個便捷的移動信息平臺。系統(tǒng)的投入使用取代了原來大量的紙質(zhì)信息傳遞工作，為提高施工信息化水平和工地工作效率提供有力支持。

[1] 趙志仁, 趙永. 大壩安全監(jiān)測設(shè)計和施工技術(shù)的分析研究[J]. 大壩觀測與土木測試, 2001, 25(1). Zhiren Zhao and Yong Zhao. Some problems in dam safety monitoring system design and construction technology[J]. Dam Observation and Geotechnical Tests 2001, 25(1).

[2] D Singelée and B Preneel. The wireless application protocol (WAP)[J]. International Journal of Network Security (IJNS), 2005.

[3] Martin Frost. Learning WML and WMLScript - Programming the Wireless Web[M]. O'Reilly Media, October 2000.

[4] Baker M, Ishikawa M, Matsui, et al. XHTML Basic[s]. World Wide Web Consortium, 2000. http://www.w3.org/TR/xhtml-basic/.

[5] Hwang G J, Tseng J C R and Huang Y S I - WAP: An Intelligent WAP Site Management System[J]. IEEE, Transactions On Mobile Computing, 2002, 2(1) .

[6] T S H Teo and Siau Heong Pok. Adoption of WAP-enabled mobile phones among Internet users[J]. Omega, 2003, Volume 31, Issue 6.

[7] Eija Kaasinen， et al. Two approaches to bringing Internet services to WAP devices[J]. Computer Networks, June 2000, Volume 33, Issues 1-6.

[8] Soo Mee Foo, Christopher Hoover and Wei Meng Lee. Dynamic WAP Application Development[M]. Manning Publications Co., 2001.

[9] H Evans, P Ashworth. Getting Started with WAP and WML[M]. SYBEX Inc., 2001.

[10] 趙大成, 賈海燕. 手機短信收發(fā)的AT指令控制[J]. 信息工程大學(xué)學(xué)報, 2004, 5(2). Dacheng Zhao and Haiyan Jia. Short Message transmission and receiving with AT commands. Journal of Information Engeering University, 2004，5(2).