基于WAP的分布式汛情查詢系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

李為華，李 貞，谷平華

（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 水利建筑工程系，湖南長(zhǎng)沙 410131）

基于WAP的分布式汛情查詢系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

李為華，李 貞，谷平華

（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 水利建筑工程系，湖南長(zhǎng)沙 410131）

為滿足人們隨時(shí)隨地掌握汛情的需求，以WAP無(wú)線通信協(xié)議作為移動(dòng)通信終端與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的橋梁。通過(guò)對(duì)WAP、J2EE平臺(tái)及水利汛情查詢需求深入研究，采用J2EE平臺(tái)的MVC設(shè)計(jì)模式，并同時(shí)支持互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，分四層架構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。實(shí)踐表明，基于WAP的分布式汛情查詢系統(tǒng)不僅使得顯示視圖與業(yè)務(wù)邏輯完全分開(kāi)，為代碼重用、測(cè)試和修改帶來(lái)便利，而且WAP協(xié)議的應(yīng)用大幅度提高了防汛工作的效率。

水利汛情查詢系統(tǒng)；WAP；J2EE；MVC

一、引言

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的水利汛情信息查詢系統(tǒng)越來(lái)越不能滿足人們隨時(shí)隨地掌握汛情信息的需求。無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）架起了移動(dòng)世界與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的橋梁。隨著移動(dòng)通信終端的接入,顯示終端日趨多元化，既保證顯示視圖與業(yè)務(wù)邏輯完全分開(kāi)，又保證平臺(tái)無(wú)關(guān)和分布式應(yīng)用。

二、系統(tǒng)研究

（一）采用WAP與移動(dòng)設(shè)備通信

通過(guò) WAP（Wireless Application Protocal）無(wú)線應(yīng)用協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)各種資源的訪問(wèn)和獲取。WAP網(wǎng)絡(luò)框架由WAP移動(dòng)終端、WAP網(wǎng)關(guān)和WAP內(nèi)容服務(wù)器組成。當(dāng)移動(dòng)終端發(fā)出要訪問(wèn)內(nèi)容服務(wù)器的請(qǐng)求后，信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)議方式發(fā)送請(qǐng)求到網(wǎng)關(guān)，然后通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行解析、翻譯，再以HTTP協(xié)議方式與WAP內(nèi)容服務(wù)器之間進(jìn)行交互，最后通過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)將返回的內(nèi)容進(jìn)行解碼和壓縮，并把結(jié)果返回給移動(dòng)終端。由于WAP終端具有顯示屏小、鍵盤(pán)功能簡(jiǎn)單、CPU內(nèi)存受限、網(wǎng)絡(luò)連接帶寬窄等特點(diǎn)，WAP終端不能夠獲取互聯(lián)網(wǎng)上的任何資源。WAP請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果是以 WML（Wireless Markup Language） 來(lái)表現(xiàn)[1]。WML是與HTML相似的標(biāo)記語(yǔ)言，它繼承了WWW與 HTM和 HDML（Handled Device Markup Language）的特點(diǎn)，并針對(duì)移動(dòng)終端特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。運(yùn)行在智能終端的嵌入式操作系統(tǒng)的WML瀏覽器會(huì)對(duì)該WML文件進(jìn)行解釋并顯示運(yùn)行結(jié)果。

（二）同時(shí)支持WAP和Web應(yīng)用的J2EE平臺(tái)

J2EE（Java2 Platform Enterprise Edition）平臺(tái)提供了多層次結(jié)構(gòu)的分布式應(yīng)用程序模型，典型的四層結(jié)構(gòu)為運(yùn)行在客戶端機(jī)器上的客戶層組件、運(yùn)行在J2EE服務(wù)器上的Web層組件、運(yùn)行在J2EE服務(wù)器上的業(yè)務(wù)邏輯層組件和運(yùn)行在EIS服務(wù)器上的企業(yè)信息系統(tǒng)層軟件[2]。客戶層既可以是基于PC的Web，也可以是基于移動(dòng)終端的WAP。在基于WAP的J2EE應(yīng)用程序中，客戶層運(yùn)行的WML程序、Applet程序或JAVA語(yǔ)言直接編寫(xiě)的客戶端程序，在不經(jīng)過(guò)Web層的情況下訪問(wèn)Enterprise Beans；也可像基于Web方式那樣，使用JavaBeans類(lèi)來(lái)管理輸入，并將該輸入送往業(yè)務(wù)層中運(yùn)行的Enterprise Bean類(lèi)來(lái)處理。Web層組件可以由JSP頁(yè)面以及顯示HTML或WML頁(yè)面的Servlet組成。業(yè)務(wù)邏輯層組件由Enterprise Beans執(zhí)行。數(shù)據(jù)層為系統(tǒng)內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或其他系統(tǒng)中運(yùn)行的程序，最常見(jiàn)的是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。J2EE平臺(tái)多層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)與應(yīng)用、表示與業(yè)務(wù)邏輯都相應(yīng)分開(kāi)；還支持軟件重用和平臺(tái)異構(gòu)，可采用JDBC技術(shù)，很便捷地同各種數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)

本系統(tǒng)基于開(kāi)放和共享的WAP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，考慮用戶使用手機(jī)上網(wǎng)，訪問(wèn)的系統(tǒng)內(nèi)容具有信息量小，需求變化快的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：一是分層結(jié)構(gòu)清晰，多層化的體系結(jié)構(gòu)可以使業(yè)務(wù)邏輯和信息顯示各司其職，同時(shí)輕松修改業(yè)務(wù)功能。二是跨平臺(tái)部署，支持異構(gòu)環(huán)境的框架、構(gòu)件的互聯(lián)和通信，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)。三是較好的運(yùn)行性能，能夠滿足大量用戶同時(shí)訪問(wèn)汛情數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶的合法性進(jìn)行保護(hù)，確保系統(tǒng)安全等。

（二）設(shè)計(jì)模式

采用合理的開(kāi)發(fā)方法和設(shè)計(jì)模式，有利于縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，簡(jiǎn)化在線應(yīng)用程序代碼。當(dāng)前在J2EE平臺(tái)上開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)系統(tǒng)歸納為兩種模式：模式之一為JSP+JavaBean的結(jié)合，適合于中小型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā);模式之二為JSP+JavaBean+Servlet的結(jié)合，適合于復(fù)雜的經(jīng)常要改動(dòng)的大型應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。本項(xiàng)目采用模式二中的MVC（Model-View-Controller）設(shè)計(jì)模式[3]。

MVC模式是模式二的典型架構(gòu)模式。一般分為三個(gè)部件，即模型——視圖——控制。其中模型(Model)部件是整個(gè)模型的核心，封裝了問(wèn)題的核心數(shù)據(jù)、邏輯和功能的計(jì)算關(guān)系，它獨(dú)立于具體的界面表達(dá)和I/O操作。視圖(View)部件把表示模型數(shù)據(jù)及邏輯關(guān)系和狀態(tài)的信息及特定形式展示給用戶。它從模型獲得顯示信息，對(duì)于相同的信息可以有多個(gè)不同的顯示形式或視圖。控制(Controller)部件處理用戶與軟件的交互操作，其職責(zé)是控制提供模型中任何變化的傳播，是使模型和視圖協(xié)調(diào)工作的部件。MVC模式的實(shí)現(xiàn)通常有三種表現(xiàn)方式，分別是JSP+JavaBean+數(shù)據(jù)庫(kù)、JSP+EJB+數(shù)據(jù)庫(kù)、JSP+Java-Bean+EJB+數(shù)據(jù)庫(kù)。

（三）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用四層架構(gòu)設(shè)計(jì)，工作原理如圖1所示。表示層由移動(dòng)終端和WAP網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。表示層獲取用戶的請(qǐng)求后經(jīng)過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換進(jìn)入WAP服務(wù)器。Web層中Servlet根據(jù)用戶訪問(wèn)機(jī)制，啟動(dòng)相應(yīng)線程，解析請(qǐng)求并向業(yè)務(wù)層調(diào)用已封裝的類(lèi)，返回給表示層，JSP完成頁(yè)面的生成和顯示。業(yè)務(wù)層由汛情應(yīng)用服務(wù)器和JavaBean構(gòu)成。其主要功能是響應(yīng)Web層的請(qǐng)求，通過(guò)JDBC與數(shù)據(jù)庫(kù)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)邏輯[4]。數(shù)據(jù)層由汛情信息數(shù)據(jù)庫(kù)和外部數(shù)據(jù)構(gòu)成。汛情信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理雨情信息、水情信息、天氣預(yù)報(bào)、衛(wèi)星云圖、氣象雷達(dá)、天氣預(yù)報(bào)等汛情數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)，外部數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理用戶、公告、留言等數(shù)據(jù)信息。采用四層結(jié)構(gòu)和MVC設(shè)計(jì)模式后，Web層可以由WML和JSP代碼組合實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)層中由JavaBean將系統(tǒng)中的用戶信息、公告信息、留言信息等封裝成相應(yīng)的類(lèi)，讓每個(gè)類(lèi)都有自己對(duì)應(yīng)的操作類(lèi)，Servlet通過(guò)統(tǒng)一的接口對(duì)這些JavaBean封裝的類(lèi)進(jìn)行調(diào)用，并接受JavaBean返回的對(duì)象，獲取返回對(duì)象中的數(shù)據(jù)并顯示給移動(dòng)終端，這樣數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)表示層來(lái)說(shuō)就完全透明了，組件代碼的重用性也大大提高。

圖1 四層架構(gòu)的工作原理圖

四層架構(gòu)用戶請(qǐng)求及其信息反饋如圖2所示。WAP手機(jī)用戶通過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)，發(fā)送請(qǐng)求至Web服務(wù)器，Web服務(wù)器的Jsp/Servlet程序收到該請(qǐng)求，對(duì)其進(jìn)行初步的驗(yàn)證和處理后，將此請(qǐng)求發(fā)往后方應(yīng)用服務(wù)器，后方應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求類(lèi)型調(diào)用容器內(nèi)相應(yīng)的Beans進(jìn)行相應(yīng)操作，如查詢雨情信息、水情信息等。如果調(diào)用成功，Beans將結(jié)果返回Jsp/Servlet程序，并由它們將內(nèi)容組織成符合手機(jī)微瀏覽器規(guī)范的WML文件，通過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)送回WAP手機(jī)終端。

圖2 WAP手機(jī)用戶請(qǐng)求與信息反饋示意圖

（四）系統(tǒng)角色功能劃分

本系統(tǒng)若按角色不同可以劃分為兩個(gè)子系統(tǒng)，即前臺(tái)用戶訪問(wèn)信息子系統(tǒng)和后臺(tái)信息管理子系統(tǒng)。用戶訪問(wèn)子系統(tǒng)包括用戶登錄、信息查詢、災(zāi)情上報(bào)、查看公告、在線留言等。后臺(tái)信息管理子系統(tǒng)包括用戶信息管理、汛情信息管理、災(zāi)情信息管理、留言信息管理等。根據(jù)相關(guān)功能劃分若干模塊。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇

采用Eclipse3.2.1+myEclipse作為系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。Eclipse是一種開(kāi)源的Java程序開(kāi)發(fā)工具，采用tomcat5.5作為服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle,開(kāi)發(fā)時(shí)在服務(wù)器端要先安裝運(yùn)行環(huán)境并配置好相應(yīng)的環(huán)境變量。

（二）業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)按照MVC模式開(kāi)發(fā)，其中用Servlet作為Controller,用JSP+WML作為view,業(yè)務(wù)邏輯層用JavaBean實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)層包括的多個(gè)接口由業(yè)務(wù)組件構(gòu)成，為了使組織結(jié)構(gòu)清晰易懂，根據(jù)共同特點(diǎn)把這些組件整化成若干包，這些包實(shí)際上是一些類(lèi)的集合。其中，基類(lèi)存放各種實(shí)體的基本屬性；Bean類(lèi)存放各個(gè)業(yè)務(wù)模塊，它接受Servlet的控制，同時(shí)也是連接數(shù)據(jù)庫(kù)的接口渠道;Servlet包中的組件主要是對(duì)獲取頁(yè)面參數(shù)進(jìn)行處理，調(diào)用bean類(lèi)的各種函數(shù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的交互，是通用類(lèi)的包，包括參數(shù)獲取處理類(lèi)ParaProcess()、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池類(lèi)DataVisit()，用戶密碼加密處理類(lèi)PossProcess()。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，考慮到經(jīng)常涉及與用戶交互，要從request對(duì)象中提取Parameter和參數(shù)attribute，首先要對(duì)獲取值判斷是否為空，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)類(lèi)型。ParaProcess()函數(shù)實(shí)現(xiàn)把涉及到此操作的方法全部封裝在這個(gè)類(lèi)中，減少代碼的重用。

（三）汛情查詢網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)

視圖View代表系統(tǒng)的界面顯示，實(shí)際上它的功能相當(dāng)于動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的生成。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能只要在工程的WebRoot下建立*.JSP文件，這些文件結(jié)合了JSP標(biāo)記和WML語(yǔ)言。當(dāng)移動(dòng)終端訪問(wèn)JSP網(wǎng)頁(yè)的請(qǐng)求時(shí)，WAP服務(wù)器就會(huì)經(jīng)過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)進(jìn)行譯碼，然后將執(zhí)行結(jié)果以WML格式返回給用戶。下面是實(shí)現(xiàn)查詢頁(yè)面的代碼。

（四）數(shù)據(jù)庫(kù)連接

數(shù)據(jù)庫(kù)連接池建立。系統(tǒng)采用Tomcat自帶的連接池來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。創(chuàng)建好連接池后，需要建立一個(gè)公用的連接Database類(lèi)，用來(lái)初始化連接環(huán)境，有了這個(gè)類(lèi)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增加、刪除、修改、查看等操作只要調(diào)用該類(lèi)就可以了，因?yàn)镈atabase打了包，引用時(shí)前面加上包名。訪問(wèn)完畢后調(diào)用該類(lèi)關(guān)閉連接。

連接池配置文件Web.xm l

4.5環(huán)境測(cè)試

以O(shè)penwave SDK 6.2.2作為開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，如圖3所示。運(yùn)行調(diào)式時(shí)需選擇實(shí)際手機(jī)測(cè)試環(huán)境。

圖3 Openwave SDK手機(jī)模擬器

五、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)為省防汛部門(mén)有關(guān)人員提供防汛信息查詢服務(wù)，并在有緊急情況時(shí)主動(dòng)通知相關(guān)責(zé)任人，從而使防汛人員可以隨時(shí)隨地掌握最新防汛信息，提高了防汛工作效率。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)、PAD等小型設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)接入，J2EE平臺(tái)具有高分布式性能，支持無(wú)線應(yīng)用協(xié)議，采用多層結(jié)構(gòu)，適合大型復(fù)雜系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

[1]陳靜,龔健雅,朱欣焰,李清泉.基于J2EE的分布式Web GIS[J].測(cè)繪通報(bào),2004,(2).

[2]吳敏,劉萍.基于J2ME和J2EE的手機(jī)銀行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2006,(22):294-296.

[3]張璞,文登敏.基于J2ME和J2EE的移動(dòng)電子商務(wù)系統(tǒng)研究[J].成都信息工程學(xué)院,2006(8):505-507.

[4]J.Puchinger and G.R.Raidl,“An Evolutionary Algorithm forColumn Generation in Integer Programm ing:an Effective Approach for 2D Bin Packing”.In X.Yao et al.,editor,Parallel Problem Solving from Nature-PPSN VIII,volume 3242 of LNCS,pages642–651.Springer,2004.

The Research and Im plementation of the Distributed Water Flood Query System Based on WAP

LIWei-hua,LIZhen,GU Ping-hua

（Water Resourcesand Architecture Engineering Department;Hunan TechnicalCollegeofWater ResourcesanfHydro Power,ChangshaHunan 410131）

Tomeet the needsofmastering the floodmessage for the people atanytime anywhere,thispaper conducted an experimentbased on in-depth study ofWAP the J2EE platform and water flood query requirements,taking theWireless Application Protocalasa bridge between themobile communication term inaland the Internet,adopted theMVC design pattern of the J2EE platform and supported both Internetand w irelessnetwork protocols,fram ing up sub-four-tier structure design system.It show s that the system is fully in line with the need for anytime,anywhere flood message.WAP-based distributed flood query system did not clearly separate the view from business logic for reusing,testing and modifying for the code,but the application of the Wireless Application Protocal substantially increased the efficiency of the flood prevention work.

water flood query system;WAP;J2EE;MVC

TP311.52

A

1674-831X（2012）04-0117-04

2012-03-12

李為華（1978-），女，湖南常德人，湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事水利工程研究；李貞（1973-），女，湖南邵陽(yáng)人，湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級(jí)工程師；谷平華（1975—），男，湖南茶陵人，湖南省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)綜合研究室副主任。

在Tomcat中定義的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池資源，數(shù)據(jù)庫(kù)生成后要與網(wǎng)頁(yè)建立動(dòng)態(tài)鏈接，還需在Web應(yīng)用的部署描述符中進(jìn)行配置，在建立的Web應(yīng)用的WEB-INF下找到Web.xml，在Web.xml文件里增加下面代碼:

[責(zé)任編輯：胡 偉]