LDAWYZ-I型压力水位仪网站设计与实现

燕 云，高业欣，邹天鸣，赵龙梅，卢 山

LDAWYZ-I型压力水位仪网站设计与实现

燕 云，高业欣，邹天鸣，赵龙梅，卢 山

（辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110031）

对LDAWYZ-1型压力水位仪的网站设计与制作以及功能的实现进行介绍，详细阐述了实时监测功能以及数据下载功能的设计思路以及实现过程。

网络控制；JAVA语言；数据下载

0 引言

水位仪是地震监测中的重要的仪器之一，现在运行的水位仪普遍传输的是电压信号，随着电缆线的增长电压信号会出现衰减，导致接收到的数据不准确，LDAWYZ-I型压力水位仪传输的是频率信号，它不会随着距离的增长而衰减；另外，现行的水位仪大多需要放置在水井旁边，容易受潮损坏仪器，仪器会经常出现断电等现象，LDAWYZ-I型压力水位仪采用投入工作方式，无机械随动系统，可以放置在观测室，隔绝潮湿环境；LDAWYZ-I型压力水位仪其观测精度不受水位埋深、井斜等因素影响，并具有很高的水位跟踪速度。

现行的仪器网站多数只能够通过IP地址访问到仪器的基本状态以及数据，而对采集仪器数据并进行数据传输的仪器软件无法进行监测，针对这一问题一些测震台站监控设备和智能设备已经在台站设备上实现了相关解决方案[1-2]。多数方案需要设计中心软件，并且在远端设备上编写相关软件。对软件的依赖性，使监测通信技术有一定的局限性。LDAWYZ-I型压力水位仪网站实现了可以通过网页直接监控仪器和仪器软件是否正常工作，可以实时监控仪器软件运行界面，避免了由于仪器软件死机造成的采集数据为空或数据错误的影响，并且当水位仪的采集值超过正常范围时能够在监控界面进行预警提示。

1 LDAWYZ-I型压力水位仪概述

1.1 LDAWYZ-I型压力水位仪功能概述

LDAWYZ-I型压力水位仪主要用于地震地下流体井孔水位（含静水位和动水位）观测，对于井口封闭的自流井还可以作为高精度井孔压力计使用。水位传感器采用投入工作方式，无机械随动系统，其观测精度不受水位埋深、井斜等因素影响，并具有极高的水位跟踪速度。

水位传感器采用进口扩散硅半导体压力芯片，具有灵敏度高、动态响应快、观测精度高、稳定性好等特点。对测量数据每分钟采集一次，所有观测数据可以通过IP（RJ-45）接口进行数据通信。

本仪器适用于地震地下流体动态观测井网、水库诱发地震监测井网以及其他需要精密检测和遥测地下水动态变化的领域。

1.2 LDAWYZ-I型压力水位仪整体设计及系统组成

LDAWYZ-1型水位仪主要通过水位仪传感器将测量的水位值传送给测量放大器，再用模拟电信号输出，传送给可编程逻辑控制器PLC，在此基础上用LabView编写水位仪软件。

而水位仪网站主要通过交换机与PC机相连，PC机主要作为网站的载体，水位仪作为服务器，便于同一个网段内的任何一台PC机访问。整个水位仪网站主要的实现了对水位仪软件的监控和水位仪数据的下载（图1）。

图1 系统组成图Fig.1 Diagram of system composition

2 需求分析和功能设计

2.1 需求分析

网站需要通过网络远程访问仪器，在远程端输入IP地址即可实时监控仪器运行状态和仪器软件运行状态，判断水位仪主机和水位仪软件是否正常工作，能够显示水位仪软件的运行界面，并对水位仪软件运行的界面进行修改和设置。当接收到的水位仪采集值为空或者错误时能够及时的判断是否为水位仪软件故障造成的问题，当接收到的水位仪采集值超过正常范围可以产生预警。

网站需要采用B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），B/S结构是Web兴起后的一种网络结构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件（图2）。这种应用系统由客户端、Web服务器和客户端与服务器的动态交互接口组成，客户端的用户界面完全通过Web浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，数据和应用程序都存放在服务器上，客户端的运行程序是靠浏览器软件（如Netscape Navigator，Internet Explorer等）登录服务器进行的[3]。

图2 系统组成图Fig.2 Diagram of system composition

2.2 运行环境需求

操作系统：Windows XP系统

浏览器：IE6.0以上

程序开发框架：SSH（struts+spring+hiber nate集成框架）

所需语言：JAVA

JAVA虚拟机及环境配置：

安装jdk-8u20-windows-i586到默认文件夹下，并且配置三个环境变量：

JAVA_HOME：JDK根目录

PATH：;%java_home%in

CLASSSPATH：;%java_home%lib

配置完成后在cmd中用javac或者javaversion命令测试，如果能显示JDK的版本号，则表示JDK配置正确，可以使用JAVA语言进行编程。

安装apache-tomcat-6.0.20，在文件夹中找到server.xml ，在该文件中找到＜ Connector port=“8080”＞语句，更改为＜ Connector port=“80”＞；修改端口号后，在解压后的文件夹中找到startup.bat文件，并启动，在网页中输入仪器的IP地址就可以直接访问仪器了。

2.3 主要功能

本系统主要通过JAVA语言进行编程，实现了以下功能（图3）：

（1）基本信息显示功能：对于仪器的基本信息进行显示，如仪器介绍、技术参数、仪器状态以及仪器时间等的显示对仪器有初步的简单的了解。

（2）实时监测功能：对水位仪软件的运行界面的实时监控和预警，可以对仪器的系统参数进行修改和显示；还可以对不同时间不同类型的数据进行绘图，观察是否存在异常。

（3）数据下载功能：对于仪器采集和存储以后的数据进行下载，便于对一段时间内的数据进行分析和了解；还可以对仪器的日志文件进行下载，了解仪器的运行状态；随着仪器运行时间的不断加长，数据文件会越来越多，所以在显示时增加了分页显示功能，每页显示20条数据文件。

（4）用户登录功能：主要实现了三种不同账户登录仪器网站，超级用户：允许对用户帐号和密码进行修改,本地系统调试，管理员：允许对仪器的参数进行修改，普通用户：允许一般网页浏览，并且能够对三种不同的用户名和密码进行更改。

2.3.1 信息显示

对已知的仪器的主要特点，基本功能，技术指导等基础信息进行静态网页的编辑排版和美化；并且通过js脚本读取仪器的年、月、日、星期、时、分、秒，在网页上进行动态显示，最终显示形式为：XXXX年XX月XX日星期X上/下午XX:XX:XX。

图3 主要功能图Fig.3 Chart of main function

2.3.2 实时监测

实现实时监测功能主要由客户端程序和服务器端程序两部分组成（图4）。

用户首先通过客户端程序输入用户名和密码，验证成功后即可进入客户机端网页界面，在网页界面上设置好各种参数（如：台站代码、测项代码和仪器编号等）。用户既可以从客户端网页上看到实时监控曲线和系统的各项性能指标。

服务器端程序启动后便进入侦听状态，等待用户登录，验证正确并受到客户端控制指令后便开始向仪器发出相应的控制指令，并且将电压信号传给客户端网页[3-4]。

2.3.3 数据下载

数据下载功能的实现主要依靠两个页面，首先是列表显示页面，需要在列表显示页面获取下载目录，并且找到目录中每个文件的名称、路径、最后修改日期、文件类型以及文件大小，按照已经完成的静态页面的规律在页面进行分页显示。其次是下载页面，需要获取输入的文件名称以及存储路径将文件保存起来[5]。

图4 实时监测功能流程图Fig.4 The flow chart of real-time monitoring function

列表显示页采取分页显示的特点，每页显示20条文件信息，关键点在于如何选中每页显示的第一条和最后一条，可以通过判断列表总长度/每页显示数是否能整除，获得总页数，再判断当前显示的页面是否为最后一页，获得当前显示页的最后一条（图5）。

图5 分页显示流程图Fig.5 The flow chart of page display

2.3.4 用户登录

用户登录是不同用户进入客户端页面的入口点，只有提供了正确的用户名和密码才能够进入客户端页面，根据不同的用户权限对客户端的页面可以进行不同的操作，提高系统整体的安全性。在用户的数据库中增加权限字段，对不同的用户加以区分，本系统采用了三级用户权限策略，对应的权限字段的值分别为0、1、2，即超级用户，管理员用户和普通用户（图6）。

图6 用户登录流程图Fig.6 The flow chart of user login

3 软件实现

3.1 软件实现

图7为LDAWYZ-I型压力水位仪网站运行过程中的实施检测界面，可以观测到仪器获取的数值及其波形变化。

图7 实时监测界面Fig.7 The real-time monitoring interface

图8为系统参数设置图，可以通过网站对仪器的系统参数进行修改。

图8 系统参数设置图Fig.8 Diagram of system parameter setting

3.2 部分代码

下载页主要功能是要获取下载文件的名称以及路径，利用输入流及输出流的方式对需要下载的文件进行保存。代码如下：

response.setContentType（"application/ x-down load"）；//设置为下载application/xdownload

String filePath =request.getParameter（"filePath"）；//获取需要下载文件的路径

String filedisplay =request.getParameter（"fileName"）；//获取需要下载文件的名称

filedisplay=URLEncoder.encode （filedisplay, "UTF-8"）；//防止下载后的文件出现乱码

response.setHeader（"Content-Disposition", "attachment; fileName="+filedisplay）；

response.setContentType（"text/html; char set=UTF-8"）；

OutputStream os = response.get Output Stream（）； //输出流

InputStream in = new FileInputStream（filePath）；//输入流

byte[] b = new byte[1024]；

int i = 0；

while （ （i = in.read（b）） ＞ 0 ）

{os.write（b, 0, i）；} //保存

in.close（）；

os.flush（）；

os.close（）；

out.clear（）；

//清缓冲区，保存当前的out对象，并更新pageCintext中Page范围内Out对象

out = pageContext.pushBody（）；

//清缓冲区

4 结束语

该网站已经在计算机上通过了测试，并且能够在LDAWYZ-1型水位仪上正常运行，各项功能都能够正常使用。随着LDAWYZ-1型压力水位仪的不断更新，将会有更多的功能加入到该网站中，我们会继续对其进行修改和完善。由于不同的环境以及各种因素的影响，在程序运行过程中有可能会出现BUG，为确保该网站的正常运行，更好的服务于我们的防震减灾事业，需要对其进行及时的日常维护，这是一项长期且繁琐的工作，项目组成员会尽所能的认真解决今后遇到的每一个问题。

[1] 孙宏志, 王学成, 刘一萌, 等. 基于3G无线传输的测震台站监控设备的研制[J]. 地震工程学报, 2014, 36（2）：387-392.

[2] 孙宏志. 地震计智能恒温系统的设计与实现[J]. 地震工程学报，2016，38（6）：1004-1009.

[3] 徐淑萍，陈飞, 孙昌会. 基于单片机的网络控制实现温控系统的设计[J]. 电子设计工程, 2013，21（5）：36-39.

[4] 郑小宁. 基于因特网的远程控制技术研究[D]. 西北工业大学， 2002.

[5] 杨鸣镝. 基于JSP的动态文件下载技术[J]. 计算机仿真，2004，21（4）：77-79.

The Design and Realization of the Liquid level Device LDAWYZ-1's Website

YAN Yun，GAO Ye-xin ，ZOU Tian-ming，ZHAO Long-mei ，LU Shan
（Earthquake Administration of Liaoning Province, Liaoning Shenyang 110034，China）

This paper mainly introduced the process of the liquid level device LDAWYZ-1's website design and the realization of functions, expatiates the design and realization of the real-time monitoring function and the data download function.

network control; JAVA; data download

P315.69

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2017.01.010

1674-8565（2017）01-0057-06

辽宁省地震局科研专项（LZ-K201502）

2016-11-24

2017-01-21

燕云（1990-），女，甘肃省定西市人，本科，助理工程师，现主要从事仪器维修及软件工程方面的工作。E-mail：774176917@qq.com