海底管道鋼管涂敷多人協(xié)同錄入數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡建飛，焦振峰，張 祥，丁 靖

（1. 中海油能源發(fā)展股份有限公司管道工程分公司，天津 300452；2. 海油發(fā)展珠海管道工程有限公司，珠海 519000）

0 引言

管道涂敷是海底管道建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，海油發(fā)展珠海管道工程有限公司是一家主要從事海底管道涂敷的企業(yè)。在涂敷過(guò)程中需要記錄大量生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，在沒(méi)有計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的時(shí)代使用紙張記錄，造成報(bào)表數(shù)量繁多，數(shù)據(jù)無(wú)法查詢等缺點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的引用，數(shù)據(jù)無(wú)法查詢慢慢得到改善，初期我們使用單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)記錄生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，但新的問(wèn)題隨之而來(lái)：需要配備專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)錄入人員，查詢也只能通過(guò)一臺(tái)電腦。

隨著ASP.NET技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，B/S模式的網(wǎng)站式軟件越來(lái)越受到開(kāi)發(fā)者的關(guān)注，使用ASP.NET開(kāi)發(fā)新一代的數(shù)據(jù)跟蹤軟件成為海油發(fā)展珠海管道工程有限公司2017年的科研項(xiàng)目之一。

1 海底油氣管道涂敷簡(jiǎn)介

海洋中的油氣田通過(guò)管道把油氣輸送到陸地上，管道由鋼管建造，鋼管要在海水中能夠長(zhǎng)期使用，必須要在鋼管表面涂一層防腐層，現(xiàn)在常用的工藝叫做三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐涂層，簡(jiǎn)寫(xiě)做3LPE。另外一種防腐的工藝是安裝犧牲陽(yáng)極，即在鋼管通過(guò)導(dǎo)線連接一定重量的鋁塊，鋼管和鋁塊構(gòu)成原電池，通過(guò)不斷腐蝕陽(yáng)極鋁塊的方式來(lái)保護(hù)鋼管。

鋼管是中空的，整體比重和海水相差不大，為了能讓鋼管穩(wěn)定的沉在海底，需要在鋼管外部加一層混凝土涂層，增大鋼管的整體比重。

鋼管涂敷的第一步工序是接收鋼管，鋼管檢驗(yàn)合格后可進(jìn)行3LPE、安裝陽(yáng)極、配重等各道涂敷工序，涂敷完成后進(jìn)行發(fā)運(yùn)，所有的步驟都要記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

如果所有步驟都使用紙張記錄數(shù)據(jù)的話，這些分布的數(shù)據(jù)要最后通過(guò)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)錄入人員錄入電腦，需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)錄入人員，且抄寫(xiě)紙質(zhì)記錄時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，要解決這些問(wèn)題最佳的方式就是開(kāi)發(fā)B/S模式數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。

2 開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)介

開(kāi)發(fā)B/S模式軟件有很多工具可以供選擇，當(dāng)前企業(yè)開(kāi)發(fā)小型的 B/S模式軟件以 ASP.NET為首選。原因如下：[1,3,4,5]

第一，ASP.NET可以使用多種語(yǔ)言，如 C#、VB script等，都是最常見(jiàn)的編程語(yǔ)言，掌握的人非常多。

第二，ASP.NET學(xué)習(xí)入門(mén)門(mén)檻低，上手快，企業(yè)內(nèi)部交接工作時(shí)可選擇的人力資源比較廣。

本次軟件開(kāi)發(fā)服務(wù)器采用了 windows server 2008，開(kāi)發(fā)工具使用 ASP.NET，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言使用 C#語(yǔ)言，后臺(tái)服務(wù)器使用SQL server2008。

3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到車(chē)間質(zhì)檢員位置不固定，經(jīng)常要走來(lái)走去，所以輸入設(shè)備采用無(wú)線手持設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)主要采用了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。[2]

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

服務(wù)器安裝在辦公樓機(jī)房，通過(guò)光纜連接到車(chē)間的弱電機(jī)房，由車(chē)間的弱電機(jī)房連接分布在車(chē)間內(nèi)外的數(shù)個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)AP。

服務(wù)器配置兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡連接公司局域網(wǎng)，另外一塊網(wǎng)卡連接中海油的VPN網(wǎng)絡(luò)，這樣可以在任意地點(diǎn)通過(guò) VPN網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)服務(wù)器查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)布線圖Fig.1 Network cabling diagram

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 密碼加密算法[4,8,10]

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)要多人協(xié)同錄入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的安全性非常重要，一定要對(duì)各個(gè)操作者設(shè)置不同的權(quán)限，首先要做的就是通過(guò)登錄確定操作者的身份。

密碼對(duì)于每個(gè)人都是隱私的數(shù)據(jù)，所以一定要加密存儲(chǔ)，一為安全，二為操作者可以放心設(shè)置自己常用的密碼，不用擔(dān)心泄露的問(wèn)題。

密碼加密算法通常是用.NET內(nèi)置的MD5加密算法，雖然MD5加密算法一般無(wú)法破譯，但我們還是對(duì)MD5生成的密碼進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，成為我們獨(dú)有的加密算法，使其被破解變得不可能。

加密函數(shù)如下：

public string GetMD5(string strPwd)

{

string pwd = "";

MD5 md5 = MD5.Create();//實(shí)例化一個(gè)md5對(duì)象

byte[] s = md5.ComputeHash(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strPwd)); // 加密后是一個(gè)字節(jié)類(lèi)型的數(shù)組

s.Reverse();//翻轉(zhuǎn)生成的MD5碼

for (int i = 3; i < s.Length - 1; i++)//通過(guò)使用循環(huán)，將字節(jié)類(lèi)型的數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串，只取MD5碼的一部分，這樣惡意訪問(wèn)者無(wú)法知道取的是哪幾位

{

pwd = pwd + (s[i] < 198 ? s[i] + 28 :s[i]).ToString("X");

//將得到的字符串使用十六進(jìn)制類(lèi)型格式。格式后的字符是小寫(xiě)的字母，如果使用大寫(xiě)（X）則格式后的字符是大寫(xiě)字符

}

return pwd;

}

通過(guò)以上算法，用戶設(shè)置的密碼被轉(zhuǎn)化為一串大寫(xiě)字母存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，除了設(shè)置者本人，任何人無(wú)法得知用戶設(shè)置的密碼。

用戶登錄時(shí)，用戶輸入的密碼通過(guò)相同的算法生成一串大寫(xiě)字母，和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的進(jìn)行比對(duì)，如果相同，則認(rèn)為輸入了正確的密碼，服務(wù)器建立一個(gè)以用戶名稱(chēng)為ID的session對(duì)象，用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作時(shí)，服務(wù)器通過(guò)這個(gè)session對(duì)象辨別用戶身份。

4.2 驗(yàn)證碼技術(shù)[6,7]

企業(yè)的服務(wù)器雖然不會(huì)有黑客來(lái)攻擊，但企業(yè)內(nèi)別有用心之人卻不得不防，如果登錄僅僅輸入一個(gè)用戶名和密碼，那在網(wǎng)絡(luò)上下載一個(gè)暴力密碼破解器就可以破解密碼，而且會(huì)對(duì)服務(wù)器造成比較大的負(fù)擔(dān)，為解決這一問(wèn)題，同大多網(wǎng)站一樣，本系統(tǒng)使用了驗(yàn)證碼技術(shù)。

首先用函數(shù)生成一個(gè)四位的隨機(jī)數(shù)，轉(zhuǎn)化為字符串validateNum，通過(guò)下面的函數(shù)轉(zhuǎn)化為略不清晰圖片，在登錄框的驗(yàn)證碼輸入框后顯示這個(gè)圖片，因隨機(jī)數(shù)函數(shù)每次生成的字符串都不一樣，可以保證每次驗(yàn)證碼都是隨機(jī)的，驗(yàn)證碼圖片生成函數(shù)如下：

private void CreateImage(string validateNum)

{

if (validateNum == null || validateNum.Trim() ==

String.Empty) return;

System.Drawing.Bitmap image = new System.Drawing.

Bitmap(validateNum.Length * 12 + 10, 22); //生成Bitmap圖像

Graphics g = Graphics.FromImage(image);

{

Random random = new Random();

g.Clear(Color.White); //清空?qǐng)D片背景色

for (int i = 0; i < 25; i++)//畫(huà)圖片的背景噪音線

{

int x1 = random.Next(image.Width);

int x2 = random.Next(image.Width);

int y1 = random.Next(image.Height);

int y2 = random.Next(image.Height);

g.DrawLine(new Pen(Color.Silver), x1, y1,x2, y2);

}

Font font = new System.Drawing.Font("Arial", 12,(System.Drawing.FontStyle.Bold |

System.Drawing.FontStyle.Italic));

System.Drawing.Drawing2D.LinearGradientBrush

brush = new System.Drawing.Drawing2D.LinearGrad

ientBrush(new Rectangle(0, 0, image.Width, image.

Height), Color.Blue, Color.DarkRed, 1.2f, true);

g.DrawString(validateNum, font, brush, 2, 2);

//畫(huà)圖片的前景噪音點(diǎn)

for (int i = 0; i < 100; i++)

{

int x = random.Next(image.Width);

int y = random.Next(image.Height);

image.SetPixel(x, y,

Color.FromArgb(random.Next()));

}

g.DrawRectangle(new Pen(Color.Silver), 0, 0, image.

Width - 1, image.Height - 1); //畫(huà)圖片的邊框線

System.IO.MemoryStream ms = new

System.IO.MemoryStream();

image.Save(ms,

System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Gif); //將圖像保存到指定的流

Response.ClearContent();

Response.ContentType = "image/Gif";Response.BinaryWrite(ms.ToArray());

}

用戶提交賬戶密碼時(shí)，必須先正確輸入這個(gè)驗(yàn)證碼，系統(tǒng)才會(huì)去驗(yàn)證賬戶密碼。

4.3 各工序軟件實(shí)現(xiàn)舉例--鋼管垛位圖軟件實(shí)現(xiàn)方式

鋼管的存儲(chǔ)是以鋼管垛的方式進(jìn)行的，如圖 2所示。

圖2 鋼管垛Fig.2 Steel pipe stacking

每垛鋼管數(shù)量不固定，少則幾十根，多則幾百根，如果用軟件直觀的顯示出來(lái)，控件數(shù)組是最好的選擇，下面我們使用 Textbox控件數(shù)組按鋼管堆垛的樣式去顯示，代碼如下[6,9]：

pp.Attributes.Add("style","white-space:nowrap");

pp.Controls.Clear();

//頁(yè)面中建立一個(gè)名為 pp的 panel控件，下面所建立的所有控件數(shù)組都加入到這個(gè) pp中，用 pp指定我們的垛位圖要顯示在網(wǎng)頁(yè)中的位置

ppp = new Panel[Convert.ToInt16(ViewState["y"])];

//根據(jù)垛位圖的行數(shù)y建立panel數(shù)組，每行用一個(gè)panel

TT = new TextBox[Convert.ToInt16(ViewState["x"]),Convert.ToInt16(ViewState["y"])];

//根據(jù)垛位圖的行數(shù)y和列數(shù)x建立textbox二維數(shù)組if (ViewState["x"] != null) //從頁(yè)面別的函數(shù)傳遞過(guò)來(lái)的垛位列x值

{

for (int i = Convert.ToInt16(ViewState["y"]) - 1; i>= 0; i--)

{//每循壞一次，寫(xiě)一行

ppp[i] = new Panel();

pp.Controls.Add(ppp[i]); //加入當(dāng)前行的panel控件

if (i % 2 == 0)

{

TextBox tempt = new TextBox();

tempt.Width = 50;

tempt.Height = 20;

tempt.BorderWidth = 0;

ppp[i].Controls.Add(tempt);

tempt.Enabled = false;

// 偶數(shù)行建立一個(gè)長(zhǎng)度為 50且不可使用的textbox控件用來(lái)調(diào)整本行控件位置，以達(dá)到鋼管兩層之間互相交叉的效果

}

for (int j = 0; j < Convert.ToInt16(ViewState["x"]); j++)

{

TT[j, i] = new TextBox();

ppp[i].Controls.Add(BB[j, i]);

ppp[i].Controls.Add(TT[j, i]);

TT[j, i].BorderWidth = 1;

TT[j, i].Width = 98;

TT[j, i].Height = 18;

//將這一行所有的textbox控件加入到這一行的pannel控件ppp。

TT[j, i].TextChanged += new EventHandler(TextBox1_TextChanged);

//為每一個(gè)textbox控件添加相應(yīng)方法

TT[j, i].Text = "";

TT[j, i].ID = "T_" + j.ToString() + "_" +i.ToString();}}}

//初始化textbox控件顯示的內(nèi)容和ID

圖3是代碼運(yùn)行并寫(xiě)入管號(hào)后的樣式，數(shù)據(jù)庫(kù)記錄下每個(gè)管號(hào)的行y和列x值，在需要的時(shí)候可以將鋼管垛位圖顯示在網(wǎng)頁(yè)上，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢可以精確知道任意一個(gè)鋼管的位置。建立新的垛位時(shí)，我們可以通過(guò)調(diào)整行數(shù)y和列數(shù)x調(diào)整鋼管垛的大小。

需要注意的是，控件數(shù)組在網(wǎng)頁(yè)每次刷新時(shí)都需要重新加載一次，就是說(shuō)我們上面顯示控件數(shù)組的代碼每次頁(yè)面加載都要運(yùn)行一次，這和我們大多數(shù)人的認(rèn)識(shí)不同，重新加載這些控件數(shù)組，控件顯示的內(nèi)容并不會(huì)丟失，服務(wù)器使用viewstate對(duì)象記錄每個(gè)控件的信息。

圖3 鋼管垛Fig.3 Steel pipe stacking

5 結(jié)語(yǔ)

海油發(fā)展珠海管道工程有限公司使用ASP.NET自主研發(fā)的數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)軟件將鋼管涂敷數(shù)據(jù)記錄實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化多人協(xié)同錄入，每個(gè)用戶可以設(shè)置不同的權(quán)限，保證了數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)取消了紙質(zhì)報(bào)表的記錄，減輕了數(shù)據(jù)記錄的工作量。批量減少紙質(zhì)報(bào)表的數(shù)量，為后期完工文件的整理節(jié)省大量人力物力。數(shù)據(jù)共享在服務(wù)器上，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器上查詢生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，信息流轉(zhuǎn)加快，初步實(shí)現(xiàn)了這一工作的信息化。

[1] 龐婭娟, 房大偉, 呂雙. ASP.NET從入門(mén)到精通, 清華大學(xué)出版社.

[2] JavaScript從入門(mén)到精通, 清華大學(xué)出版社.

[3] 蔣順業(yè). ASP.NET應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].軟件, 2017, 37(10): 95-97.

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[5] 余翠蘭. 基于ASP.NET的學(xué)生住宿管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件, 2014, 35(4): 37-41.

[6] 賈志先. 袁芳. 基于ASP.NET數(shù)據(jù)分頁(yè)導(dǎo)航的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 軟件, 2015, 36(12): 60-62.

[7] 周瑞. 從零開(kāi)始學(xué)JavaScript, 電子工業(yè)出版社.

[8] VB.NET 2005程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通, 人民郵電出版社.

[9] Java從入門(mén)到精通, 清華大學(xué)出版社.

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