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1、国防交通工程与技术 172009第5期 收稿日期:2009201212 作者简介:胡杰(1985),男,硕士研究生,研究方向为军事交通规划与管理 hujie_85 基于普适计算的军交运输数据采集与信息查询系统模型研究胡杰,白云川,何延涛(军事交通学院研究生大队,天津300161)摘 要:普适计算的出现将大大改善人们与计算机进行交互的方式。基于普适计算理论,利用Web Services技术,通过对军交运输的需求分析,构建了军交运输数据采集与信息查询系统模型,并从系统整体结构和交互模型两方面阐述了工作原理与技术优势,为普适计算理论在军交运输中的应用进行了初步的探索和研究。关键词:普适计算;军交运输
2、;数据采集与信息查询系统;Web Services;射频识别技术中图分类号:TP392;E234 文献标识码:A 文章编号:167223953(2009)05200172041普适计算及特征普适计算(Pervasive/Ubiquitous Computing)是继主机计算、桌面计算之后发展起来的一种新的计算模式。它是信息空间与物理空间的融合,在这个融合的空间中,人们可以随时随地、透明地获得数字化服务。“随时随地”是指不受时间和空间的限制,而“透明”是指获得这种服务不需要花费很多注意力,即所谓蕴涵式的交互(implicit interaction)1。普适计算具有如下特征:无所不在、移动性、自
3、适应性和互联性1。2军交运输数据采集与信息查询系统需求与功能分析2.1数据采集需求分析军交运输保障装备是实施部队快速机动和综合保障的重要载体,是组织军事运输的物质技术基础,是构成军交运输快速反应能力与综合保障能力的基本要素,是我军现代化建设的重要内容。近年来,我军军交运输保障装备建设步伐不断加快,特种条件下专用保障装备的数量越来越多,技术水平也越来越高,因此对装备的运输管理提出了更高的要求。为便于实施运输管理,必须采集装备信息(如长、宽、高、超限等级和特殊要求等)。传统的信息采集方式是在查阅保障装备信息后,逐条录入数据库中。鉴于军交运输保障装备的信息具有类型多样、量化程度高、交换频繁、保密性强
4、等特点,采用传统方式不仅效率低而且安全性也得不到保障。利用射频识别技术(RFID)2对装备信息进行自动识别,并通过无线局域网或数据同步技术将采集到的装备信息传输到中央数据库,将极大地提高数据采集效率和安全性。军用物资作为军事交通运输保障的对象,能够及时、准确地输送到指定地点,对保障军事行动的顺利进行有重要意义。在美军最近的几次军事行动中,由于无法及时掌握物资所在位置及运输情况,致使数以万计的物资不能准确送达,只能申请重复发出,再加上货物标识不清、分类不详、收货单位混乱等,使保障效率大大降低,影响了军事行动的快速进行。从 此,美 军 一 直 致 力 于 联 合 资 产 可 视 化(J TAV)3
5、的研究与开发。借鉴美军经验,结合我国国情,对在运物资进行数据采集和管理,可提高我军后勤保障效益。2.2信息查询需求分析军交运输工作人员在进行现场工作时,离不开军交运输相关信息的查询。这些信息包括:军交运输有关规章制度,如军事运输计划管理规定、军事运输调度规则、军事运输管理办法、危险品运输管理办法、部队战备输送方案和保障方案编制规定、计费付费办法等;铁路、水路、航空运输工具基本情况,包括我军军用船艇、军用运输机情况;我国车站、港口、机场有关基本情况;里程表,铁路运输里程,海上、航空航线里程;时刻表,列车时刻表、班轮时刻表、飞机时刻表;我国铁路、水路沿线军供站基本情况。2.3系统功能研究Resea
6、rch and Design 与设计国防交通工程与技术 182009第5期根据上述分析可以看出,构建面向普适计算的军交数据采集查询系统(如图1所示),目的在于提高数据采集人员的工作效率,并为指挥员和军交运输现场工作人员提供信息支持。图1 军交数据采集查询系统数据采集人员利用移动智能设备读取安装在军交运输保障装备和集装箱上面的电子标签中的内容,把采集到的装备信息(如长、宽、高、超限等级和特殊要求等)和集装箱内物资信息(如物品编号、种类、数量、发货单位和接受单位等)通过无线网络传输到中央服务器。指挥员和军交运输现场工作人员通过移动智能设备向中央服务器发送信息查询请求,经身份验证,中央服务器将数据信
7、息通过无线网络传输到移动智能设备并显示在显示屏上,供指挥员和军交运输现场工作人员查看。基于普适计算的数据采集与信息查询系统包含两方面的信息资源:一种是指挥调度系统中的现有信息资源,这类资源是面向桌面计算的,需要转换才能使用;另一种是利用射频识别技术采集到的信息资源。在构建数据采集查询系统时,必须克服不同硬件和软件环境在数据访问方面的巨大差异,使之通过统一的接口相互通信。Web Services技术良好的跨平台性和异构系统集成能力可以解决这一问题,本文构建了普适计算环境下基于Web Services的军交运输数据采集与信息查询系统模型。3数据采集与信息查询系统模型3.1系统总体架构系统采用基于C
8、lient/Server的三层架构模型(如图2所示)。第1层为表示层,第2层为应用层,第3层为数据层4。图2 数据采集查询系统整体架构图数据层作为数据的载体,负责对军交运输相关信息数据的存储与维护。应用层由Web服务器组成,作为系统的中间层,负责实现表示层与数据层的通信。应用层的搭建可以分为两步:第一,构建Web服务。通过ADO.NET与数据库服务器连接,把数据库服务器中的数据封装为一个统一的服务接口,通过这一接口可以实现对数据库的查询、编辑、删除等维护操作。为便于数据采集查询系统查找Web服务,实现数据采集与信息查询系统和Web服务的交互,Web服务要在UDDI(Universal Desc
9、ription,Discoveryand Integration)中进行注册。第二,建立移动Web站点。移动Web站点一方面通过引用第一步中建立的Web服务实现与数据库的通信,另一方面通过Web页面实现与用户的交互。表示层是由移动智能设备组成。通过客户端程序或者Web浏览器,用户不仅可以对相关信息进行查询浏览,而且还可以把采集到的数据信息提交存储在数据库中。基于Web服务和Client/Server三层架构模型的军交运输数据采集与信息查询系统优势在于:(1)高安全性。采用Client/Server的三层架构模型,与两层架构(数据库服务器层-客户端浏览器层)模型不同,用户查询数据信息时必须要向W
10、eb服务器提交申请,只有在得到Web服务器身份确认的情况下,Web服务器才调取数据库服务器中的数 研究与设计 基于普适计算的军交运输数据采集与信息查询系统模型研究 胡杰等 国防交通工程与技术 192009第5期据信息,并将其显示在用户浏览器的界面中,增加了安全性。(2)高稳定性。采用Client/Server的三层架构模型,避免用户与数据的直接交互,可以降低数据库服务器的工作负荷,保证数据库工作的稳定性。(3)易维护性。基于普适计算的军交运输数据采集与信息查询系统,涉及军代处、车站(港口、机场)、地方政府等多个部门的信息系统,无论各信息系统的平台、数据结构是否相同,利用Web Services
11、技术,都可将其封装为统一的Web接口,实现信息共享。这样,各部门对其各自的信息系统进行维护,只要Web接口不变,用户便不会察觉,极大地提高了系统的易维护性。3.2移动Web客户端与系统交互模型移动Web客户端与系统进行交互5(交互模型如图3所示)是通过以下步骤完成的:图3 移动Web客户端与系统交互模型(1)用户通过客户端Web浏览器向移动Web站点发送请求,移动Web站点创建Web Services代理类的一个实例,调用该实例的Web Services中定义的方法。(2)Web Services代理类将该Web Services方法的请求序列化为一条SOAP请求,并将此请求和服务提供者的网址
12、一起提供给SOAP基础结构,SOAP基础结构与一个底层网络协议交互,然后在网络上将SOAP请求发往Web Services服务器。(3)Web Services服务器接收此SOAP请求,将SOAP请求中的XML消息转换为特定的编程语言的对象,并调用该请求中所调用的Web Services方法在服务器端的代码,通过ADO.NET连接数据库,将返回值组织成SOAP信息发回移动Web站点。(4)Web Services代理接收该SOAP信息,并得到Web Services请求的结果。(5)移动Web站点通过HTTP将结果发回客户端Web浏览器。3.3实例分析为验证系统的跨平台性,本文以铁路军事运输为
13、例,开发铁路军事运输装载标准查询系统。其中,服务器端以XP系统为平台,客户端以WindowsMobile 5.0为平台。下面分三个步骤阐述系统的建立过程:首先,在系统服务器端建立装载标准数据库和装备信息数据库。为体现跨平台性,装载标准数据库利用SQL Server 2005创建,装备信息数据库利用Access创建。其次,借助Web Services技术将上述数据库分别封装为Get_zzbz(zbid)、Get_zb(zbid)两个服务,调用第一个服务时,输入装备代号即可返回该装备的装载标准;调用第二个服务时,输入装备代号即可返回该装备的详细参数信息。第一个服务的封装代码(利用语言进行编写)如下
14、:_Public Function Get_ZZBZ(ByVal zbid As String)As Data.DataSetDim StrCnn As StringStrCnn=data source=sqlexpress;initial catalog=;integrat2ed security=trueDim CNN As New Data.SqlClient.Sql2ConnectionCNN.ConnectionString=StrCnnDim SelectComand As New Data.SqlCli2ent.SqlCommandSelectComand.Connection=
15、CNNSelectComand.CommandText=select3from zzbz where zbid=&zbid&Dim DS As New Data.DataSetDim DA As New Data.SqlClient.SqlData2Adapter(SelectComand)CNN.Open()DA.Fill(DS)CNN.Close()Return DSEnd Function最后,在客户端调用上述服务,并将数据显示出来(界面如图4、图5所示)。调用第一个服务的代码如下:研究与设计 基于普适计算的军交运输数据采集与信息查询系统模型研究 胡杰等 国防交通工程与技术 202009
16、第5期图4 装备信息界面 图5 装载标准界面Module Module1Public zbid As String 定义一个全局变量,用以保存所查询的装备代码Public DT As New Data.DataTable 定义一个全局数据表,用以保存从服务器端下载的数据Public Sub DataTable()返回数据表Dim WS As New localhost.Service 定义一个Web Service变量WSWS.Url=http:/zzbz/serv2ice.asmx 为WS赋于Url地址DT=WS.Get _ ZZBZ(zbid).Tables(0)通过WS调取服务器端的数据
17、,并将其保存在DT中End SubEnd Module第二个服务的封装代码、调用代码,与第一个服务类似,考虑到篇幅限制,本文未再赘述。由此可见,无论服务器端基于什么平台,采用什么数据库结构,系统都可以轻松调用相关数据。4结束语普适计算作为近年来出现并迅速发展的新计算模式,给人们的工作和生活带来了极大的方便,目前已经在移动性很强的行业如邮政、电力、公安和交通,一些移动性强的业务环节如销售,与物流管理相关的行业如海关、超市、零售和仓储等多个行业得到广泛的应用。本文通过分析军交运输的需求,研究并构建了军交运输数据采集与信息查询系统模型。通过引入Web Services技术解决当前各信息系统平台不同带
18、来的交互困难问题。该系统的研究可以提高军交运输工作的效率和质量,但仍有若干问题需要进一步研究和改进,比如信息安全方面的问题将是下一步工作的重要内容。随着无线网络通信技术和移动计算技术的不断成熟,基于普适计算的系统将更加成熟和普遍,移动智能设备将会成为军交运输保障中必不可少的工具。参考文献1宋敏,张水平,谢必昌,等.基于普适计算的军用智能终端系统模型研究J.微计算机信息,2008,24(03):122142王爱玲,盛小宝,夏志君.美军军事物流领域中RFID应用研究J.物流科技,2007(05):16021623陈晓,卜淮原,路翔,等.后勤在运物资可视系统研究J.物流技术,2006(11):872
19、894辛鑫,王东.基于RFID的智能终端导览系统J.微计算机信息,2008,24(02):19922005顾宁,刘家茂,柴晓路,等.Web Services原理与研发实践M.北京:机械工业出版社,2006Study of the Model for Military T raffic and T ransportation Data G atheringand Information Inquiring B ased on Pervasive ComputationHu Jie,Bai Yunchuan,He Yantao(Postgraduate Brigade,Academy of Mil
20、itary Transportation,Tianjin 300161,China)Abstract:The appearance of pervasive computation will greatly improve the way that human beings inter2act with the computer.According to the theory of pervasive computation,and upon the basis of analyzingthe demand of military traffic and transportation with
21、 the help of the technology of Web Services,a modelfor military traffic2transportation data gathering and information inquiring is established in the paper,withits operating principle and technical superiority in systematic architecture and communication mode elabora2ted on.Thus,a preliminary study
22、is made of the application of the pervasive computation theory to militarytraffic and transportation.Key words:pervasive computation;military traffic and transportation;web services of the data gatheringand information inquiring system;radio frequency identification(RFID)研究与设计 基于普适计算的军交运输数据采集与信息查询系统模型研究 胡杰等