基于.Net的WAP水文信息查詢系統(tǒng)的架構(gòu)與實現(xiàn)

此里能布 ，談曉珊 ，高 軍

（1.云南省水文水資源局，云南 昆明 650106；2.水利部南京水利水文自動化研究所，江蘇 南京 210012）

0 引言

隨著水利信息化的進一步發(fā)展，移動通信、Internet、數(shù)據(jù)庫及分布式計算等信息技術(shù)與水利行業(yè)有機融合，促進了水利信息化水平全面提升。以手機為首的移動通信產(chǎn)品性能的日益提升，為移動水文監(jiān)測的廣泛應用奠定了良好的基礎(chǔ)[1]。向這些持有移動設(shè)備的用戶群提供水利 Web 服務已經(jīng)是趨勢所在?！耙苿铀笔钱斀窀咚侔l(fā)展的通信業(yè)與 IT 業(yè)交融的產(chǎn)物，通過 WAP（無線應用協(xié)議）進行移動應用開發(fā)，很好地實現(xiàn)手機的 Internet 接入，訪問和獲取 Internet 信息及服務，擺脫了必須在固定場所和設(shè)備上進行水利辦公的限制，為水利工作者和管理者提供了極大的便利，為水利信息化提供了全新的思路和方向。借助手機通信的便利，讓使用者無論身處何種緊急情況，都能高效便捷地開展工作，對于應急性事件的部署、突發(fā)性事件的處理有極為重要的意義。

本文提出的水文信息查詢系統(tǒng)是在移動互聯(lián)網(wǎng)上針對手機用戶利用 ASP .Net 開發(fā)的移動水文業(yè)務平臺。用戶可以通過手機上網(wǎng)，利用手機瀏覽器訪問水文信息手機網(wǎng)站獲取水文信息，并能對相關(guān)業(yè)務進行直接查詢操作。

1 水情 WAP 網(wǎng)站構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)

目前構(gòu)建手機網(wǎng)站的技術(shù)方式主要有 2 種：WAP 和 Web。WAP 使用 WML（無線標記語言）顯示一些簡單的界面。目前各種不同操作系統(tǒng)的智能手機可支持 Html（文本標記語言） 的瀏覽器，例如瀏覽器 Safari，遨游 Opera Mini，谷歌手機瀏覽器 Chrome，甚至能很好地支持 Ajax 所需的JavaScript。因此，WAP 方式不僅適用智能手機，而且適用于非智能手機，界面很簡單。手機使用普通的網(wǎng)站模式，用瀏覽器就可以方便地瀏覽和操作。經(jīng)研究比較，WAP 對開發(fā)輕量級的實時信息查詢具有瀏覽速度快，消耗流量少，手機支持率高的優(yōu)勢，適合用于水文行業(yè)信息的實時查詢系統(tǒng)。

1.1 WAP 手機網(wǎng)頁標記語言的選擇

早期的手機上網(wǎng)只能通過 WAP 網(wǎng)站，WML 是用來制作手機 WAP 網(wǎng)站的主要標記語言，比 HTML消耗更少內(nèi)存和 CPU。但是因為 WML 大部分針對非智能手機，已經(jīng)逐步被其他技術(shù)取代，如今很多手機網(wǎng)頁設(shè)計制作忽略 WML。

考慮到智能手機的市場份額越來越大，現(xiàn)在進行手機網(wǎng)頁設(shè)計制作時，采用 XHTML（可擴展超文本置標語言）。目前大部分智能手機的瀏覽器都能正確處理 XHTML，會識別以下 2 種類型的 HTML：與桌面瀏覽器相同的 XHTML 和針對智能手機的XHTML-MP[2]。

制作 WAP 網(wǎng)頁，首先要確定 WAP 網(wǎng)站的版本是 WAP 1.2 還是 2.0。它們所使用的網(wǎng)頁語言的標準是不同的，WAP 1.2 采用 WML 語言，WAP 2.0 采用的是 XHTML MP 語言[3]。通過對當前手機市場及2 種標記語言的研究分析，本水文信息查詢系統(tǒng)選用WAP 2.0 制作網(wǎng)頁，既保證大多手機用戶能正常運行系統(tǒng)，有較好的用戶體驗，又可以實現(xiàn)水情測報系統(tǒng)的復雜分析查詢功能。

1.2 WAP 水文信息查詢系統(tǒng)的架構(gòu)

WAP 水文信息查詢系統(tǒng)是基于 .Net 平臺的 B/S結(jié)構(gòu)，以手機終端為代表的移動載體，通過 WAP 無線通信與服務器進行連接，建立 1 套可移動應用的水文業(yè)務 WAP 網(wǎng)站，可使用戶隨時隨地查詢水文信息。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 WAP水文信息查詢系統(tǒng)體系架構(gòu)圖

WAP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由 WAP 網(wǎng)關(guān)、移動客戶端和水情服務器 3 個部分組成。其中 WAP 網(wǎng)關(guān)起著解析協(xié)議，并對傳輸內(nèi)容進行編碼的作用，是移動通訊網(wǎng)與萬維網(wǎng)聯(lián)系的橋梁；移動客戶端為用戶提供上網(wǎng)功能的手機瀏覽器、查詢輸入方式及展示等；水情服務器存儲著大量的信息，以提供移動客戶端，即手機用戶查詢、瀏覽等。當用戶通過移動客戶端發(fā)送請求后，經(jīng)過 WAP 網(wǎng)關(guān)的解碼，轉(zhuǎn)換成標準的基于 HTTP 的請求，再將其發(fā)送至服務器；服務器調(diào)用相關(guān)頁面，連接數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)具體的業(yè)務，將結(jié)果反饋回去；WAP 網(wǎng)關(guān)對響應內(nèi)容編碼，并把信息反饋給用戶。

1.3 WAP 服務器的構(gòu)建

由于 ASP.Net 開發(fā)手機網(wǎng)站，最終輸出結(jié)果是WML 或 XML 的字符串流，因此，服務器應能支持WML。本例的 WAP 服務器建立在 Windows Server的 IIS（互聯(lián)網(wǎng)信息服務）上，該服務器就可以支持WML 和 WMLScript，為 IIS 增加 Mime（多用途互聯(lián)網(wǎng)郵件擴展）類型，需要添加的 WAP 文件類型主要有 6 種，具體如表1 所示。

2 WAP 水文信息查詢系統(tǒng)功能和實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)的功能需求

水雨情信息對于水利防汛起著至關(guān)重要的作用。建立一個能夠及時傳輸這些信息的 WAP 水文信息查詢系統(tǒng)平臺對于加強水雨情測報、洪水預警、應急搶險等方面能力都是非常有必要的[4]。

WAP 水文信息查詢系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡(luò)快捷、跨地域的優(yōu)勢進行信息傳遞，通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)各時間段的水雨情、雨量站、水文站等信息的查詢，統(tǒng)計和分析；提供便利、直觀的水文數(shù)據(jù)及相關(guān)資料共享和查閱，反饋水情的最新動態(tài)和情況分析，優(yōu)化水利政務管理，強化水文服務社會職能，推廣水利信息化。WAP 水文信息查詢系統(tǒng)主要包括以下 6 個功能模塊：

1）雨量站信息查詢。提供各時區(qū)降雨量信息，以日、月、年的形式進行查詢和分析。

2）水文站信息查詢。提供逐日、月的水位和流量信息查詢。考慮到水文信息涉及的水文測站非常多，把所有測站按流域劃分為若干個區(qū)域，用戶可按區(qū)域選擇測站。這樣既方便了用戶的選擇，也提高了測站選擇的速度[5]。

3）實時水雨情信息查詢。提供實時水雨情工況信息的查詢和管理。

4）實時水雨情信息統(tǒng)計。統(tǒng)計各站點的水雨情情況，檢索可以從時間（歷史均值、實時值）、空間（測站）進行統(tǒng)計分析。以柱狀圖的形式展示各站點不同月份的雨情，以曲線圖的形式展示各站點72 h 內(nèi)水位變化情況。

5）測站統(tǒng)計報表。提供測站基本信息，測點基本狀態(tài)，暢通率、故障率等情況，以及關(guān)系曲線查詢等。

表1 WAP所需的文件類型

6）對外服務。提供對外的水文信息發(fā)布和服務。

WAP 水文信息查詢系統(tǒng)網(wǎng)站的部分功能如圖2所示。其中，a 是實時雨情信息查詢時的局部截圖；b 是實時雨情統(tǒng)計效果圖，實時雨情可以按雨量站或月份進行統(tǒng)計。

2.2 信息的實時發(fā)布

圖2 WAP水文信息查詢系統(tǒng)水雨情監(jiān)測功能圖

WAP 水文信息查詢系統(tǒng)提供的服務可以分為 2 大類：基于Pull技術(shù)的水文信息檢索功能和基于Push 的水文信息實時發(fā)布更新。WAP Push 是 Push 技術(shù)和移動通信結(jié)合的產(chǎn)物，提供了 1 種在沒有用戶請求時發(fā)送信息的方法。WAP利用移動網(wǎng)絡(luò)和 Push 技術(shù)的特點，能夠及時、準確地將消息傳給用戶。WAP Push的體系結(jié)構(gòu)主要分為 Push 發(fā)起者 PI、推送代理網(wǎng)關(guān)PPG 和 WAP 客戶端 WAP Client 等 3 個部分。為實現(xiàn) WAP 網(wǎng)站的推送服務，選用集成了 PPG 功能的Ericsson WAP Gateway/Proxy 作為 WAP 網(wǎng)關(guān)。

基于 Push 技術(shù)的水文信息的實時發(fā)布更新是對 WAP 水文信息查詢系統(tǒng)的功能擴展。運用 WAP Push 技術(shù)，當有實時性較強的水文信息需要通知用戶時，系統(tǒng)會向持有 WAP 手機的水利工作者推送相關(guān)提示信息。在 WAP 服務器中將要推送的水文信息服務內(nèi)容以 WML 網(wǎng)頁形式存儲，在用戶地址信息表中搜索適合條件的通知對象及其手機號碼，通過 PI向 PPG 發(fā)送包括水雨情信息的鏈接。具體實現(xiàn)流程如下：

1）通過實時信息查詢模塊從數(shù)據(jù)庫中獲取最新的水雨情信息；

2）WAP 服務器將雨量或者水位超過警戒值的水雨情信息發(fā)給 Push 代理網(wǎng)關(guān)；

3）Push 代理網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)從有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換，最后數(shù)據(jù)將以 WML網(wǎng)頁形式發(fā)送到水利工作人員的手機或者其他移動通訊設(shè)備上。

2.3 系統(tǒng)網(wǎng)站的調(diào)試

用 .Net 開發(fā)的手機網(wǎng)站可以根據(jù)客戶訪問終端的不同做出不同的響應，為了讓手機網(wǎng)頁達到最好的實用效果，需要進行詳密的測試，主要包括瀏覽器、模擬器、實體手機測試 3 個步驟[6]。調(diào)試內(nèi)容包括：頁面顯示效果、動態(tài)網(wǎng)頁的反饋結(jié)果、頁面間的跳轉(zhuǎn)等。首先用瀏覽器調(diào)試手機網(wǎng)站測試程序的邏輯性。Windows 對瀏覽器的腳本限制比較少，因而測試效果與在手機上測試的效果可能會有一定的差別。接著再進行手機模擬器測試，如 UP.SDK，Opera 等。最后在手機上進行調(diào)試，由于手機存在差異性，顯示的效果可能會有不同。同時不同手機瀏覽器也有差異，對腳本語言的支持效果也不一致。在 WAP 的開發(fā)過程中需要不斷調(diào)整，使 WAP網(wǎng)站做到盡量兼容大多數(shù)設(shè)備?？傊?，越是智能的手機，瀏覽器性能越接近電腦，例如谷歌瀏覽器Chrome，Opera 等，使用效果更貼近實際系統(tǒng)。另外在設(shè)計時，考慮到手機輸入數(shù)據(jù)不方便，因此主要采用點選的方式。根據(jù)測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，不斷調(diào)整網(wǎng)站，最終滿足業(yè)務應用的需求。

3 應用實例

以下以云南省大理分局水文信息查詢系統(tǒng)為例進行闡述。系統(tǒng)選用 SQL Server 2005 為實時水雨情數(shù)據(jù)庫，按照 SL323-2011《實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標識符》設(shè)計庫表結(jié)構(gòu)。利用 WAP 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)輸入水文信息發(fā)布的服務器的 URL 后，信號經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)，以 WAP 協(xié)議方式發(fā)送請求至 WAP 網(wǎng)關(guān)，經(jīng)翻譯后再以 HTTP 協(xié)議方式與服務器交互，服務器把處理過的頁面返回 WAP 網(wǎng)關(guān)處理壓縮成二進制流返回給客戶端手機瀏覽器。

WAP 水文信息查詢系統(tǒng)提供的是重要信息和近期數(shù)據(jù)的查詢。查詢時限設(shè)為 12 個月，即只開放近12 個月數(shù)據(jù)的檢索服務。大理 WAP 水文信息查詢功能項有系統(tǒng)登錄審核，實時水情信息、水位和雨量過程的查詢，以及數(shù)據(jù)檢索等功能?？紤]到大理區(qū)域涉及的水文測站非常多，把所有測站按流域劃分為若干個區(qū)域，用戶可按區(qū)域選擇測站。

4 結(jié)語

通過 ASP .Net 和 WAP 2.0 建立 WAP 水文信息查詢系統(tǒng)，在有手機或者無線網(wǎng)絡(luò)信號的地方，相關(guān)領(lǐng)導和技術(shù)人員可以隨時隨地地查詢該手機網(wǎng)頁上的實時動態(tài)信息，而不受當時當?shù)貤l件的限制，第一時間獲得水文信息，做出快速準確的決策。隨著 Web 開發(fā)技術(shù)的日益更新，智能手機的普及，未來將結(jié)合 GPS 和 GIS 技術(shù)，進一步探索并完善對 Ajax，JavaScript 支持比較好的手機網(wǎng)站系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已投入試用，基本滿足行業(yè)工作需要。

[1]石靜. 淺談 WAP 及水利水文自動化中的應用展望[J]. 水利水文自動化，2001 (1): 41.

[2]張仁良. 基于自動生成技術(shù)的衫達學院 WAP 網(wǎng)站的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 上海：上海交通大學，2009: 8-9.

[3]侯迎春，耿白強. .Net 技術(shù)在 WAP 中的應用[J]. 河南教育學院學報（自然科學版），2003, 12 (3): 47-48.

[4]張述嵩. 基于 WAP 應用的陜西實時水雨情無線服務平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 西安：西安理工大學，2007: 11.

[5]苗蔚，高勇，張永進，等. 基于 J2EE 的水利 WAP 信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 水利水電技術(shù)，2005, 36 (7): 146.

[6]何迪，蔣國華. 基于 .Net 的氣象信息手機網(wǎng)站建設(shè)[J].廣東氣象，2010, 32 (1): 58-59.