海底管道鋼管涂敷多人協同錄入數據系統設計與實現

胡建飛，焦振峰，張 祥，丁 靖

（1. 中海油能源發展股份有限公司管道工程分公司，天津 300452；2. 海油發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的一個重要組成部分，海油發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。在涂敷過程中需要記錄大量生產檢驗數據，在沒有計算機技術支持的時代使用紙張記錄，造成報表數量繁多，數據無法查詢等缺點。

隨著計算機技術的引用，數據無法查詢慢慢得到改善，初期我們使用單機數據庫來記錄生產檢驗數據，但新的問題隨之而來：需要配備專門的數據錄入人員，查詢也只能通過一臺電腦。

隨著ASP.NET技術的長足發展，B/S模式的網站式軟件越來越受到開發者的關注，使用ASP.NET開發新一代的數據跟蹤軟件成為海油發展珠海管道工程有限公司2017年的科研項目之一。

1 海底油氣管道涂敷簡介

海洋中的油氣田通過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期使用，必須要在鋼管表面涂一層防腐層，現在常用的工藝叫做三層結構聚乙烯防腐涂層，簡寫做3LPE。另外一種防腐的工藝是安裝犧牲陽極，即在鋼管通過導線連接一定重量的鋁塊，鋼管和鋁塊構成原電池，通過不斷腐蝕陽極鋁塊的方式來保護鋼管。

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，鋼管檢驗合格后可進行3LPE、安裝陽極、配重等各道涂敷工序，涂敷完成后進行發運，所有的步驟都要記錄相關數據。

如果所有步驟都使用紙張記錄數據的話，這些分布的數據要最后通過一個專門的數據錄入人員錄入電腦，需要設置專門的數據錄入人員，且抄寫紙質記錄時發生的錯誤無法及時發現，要解決這些問題最佳的方式就是開發B/S模式數據庫軟件。

2 開發工具簡介

開發B/S模式軟件有很多工具可以供選擇，當前企業開發小型的 B/S模式軟件以 ASP.NET為首選。原因如下：[1,3,4,5]

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

第二，ASP.NET學習入門門檻低，上手快，企業內部交接工作時可選擇的人力資源比較廣。

本次軟件開發服務器采用了 windows server 2008，開發工具使用 ASP.NET，開發語言使用 C#語言，后臺服務器使用SQL server2008。

3 硬件系統設計

考慮到車間質檢員位置不固定，經常要走來走去，所以輸入設備采用無線手持設備，網絡設計主要采用了無線網絡。[2]

網絡結構如圖1所示。

服務器安裝在辦公樓機房，通過光纜連接到車間的弱電機房，由車間的弱電機房連接分布在車間內外的數個無線接入點AP。

服務器配置兩塊網卡，一塊網卡連接公司局域網，另外一塊網卡連接中海油的VPN網絡，這樣可以在任意地點通過 VPN網絡訪問服務器查詢生產數據。

圖1 網絡布線圖Fig.1 Network cabling diagram

4 軟件設計

4.1 密碼加密算法[4,8,10]

因為本系統要多人協同錄入數據，數據的安全性非常重要，一定要對各個操作者設置不同的權限，首先要做的就是通過登錄確定操作者的身份。

密碼對于每個人都是隱私的數據，所以一定要加密存儲，一為安全，二為操作者可以放心設置自己常用的密碼，不用擔心泄露的問題。

密碼加密算法通常是用.NET內置的MD5加密算法，雖然MD5加密算法一般無法破譯，但我們還是對MD5生成的密碼進行簡單的改造，成為我們獨有的加密算法，使其被破解變得不可能。

加密函數如下：

public string GetMD5(string strPwd)

{

string pwd = "";

MD5 md5 = MD5.Create();//實例化一個md5對象

byte[] s = md5.ComputeHash(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strPwd)); // 加密后是一個字節類型的數組

s.Reverse();//翻轉生成的MD5碼

for (int i = 3; i < s.Length - 1; i++)//通過使用循環，將字節類型的數組轉換為字符串，只取MD5碼的一部分，這樣惡意訪問者無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制類型格式。格式后的字符是小寫的字母，如果使用大寫（X）則格式后的字符是大寫字符

}

return pwd;

}

通過以上算法，用戶設置的密碼被轉化為一串大寫字母存放在數據庫中，除了設置者本人，任何人無法得知用戶設置的密碼。

用戶登錄時，用戶輸入的密碼通過相同的算法生成一串大寫字母，和數據庫存儲的進行比對，如果相同，則認為輸入了正確的密碼，服務器建立一個以用戶名稱為ID的session對象，用戶對數據庫進行操作時，服務器通過這個session對象辨別用戶身份。

4.2 驗證碼技術[6,7]

企業的服務器雖然不會有黑客來攻擊，但企業內別有用心之人卻不得不防，如果登錄僅僅輸入一個用戶名和密碼，那在網絡上下載一個暴力密碼破解器就可以破解密碼，而且會對服務器造成比較大的負擔，為解決這一問題，同大多網站一樣，本系統使用了驗證碼技術。

首先用函數生成一個四位的隨機數，轉化為字符串validateNum，通過下面的函數轉化為略不清晰圖片，在登錄框的驗證碼輸入框后顯示這個圖片，因隨機數函數每次生成的字符串都不一樣，可以保證每次驗證碼都是隨機的，驗證碼圖片生成函數如下：

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); //清空圖片背景色

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

{

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);

//畫圖片的前景噪音點

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，必須先正確輸入這個驗證碼，系統才會去驗證賬戶密碼。

4.3 各工序軟件實現舉例--鋼管垛位圖軟件實現方式

鋼管的存儲是以鋼管垛的方式進行的，如圖 2所示。

圖2 鋼管垛Fig.2 Steel pipe stacking

每垛鋼管數量不固定，少則幾十根，多則幾百根，如果用軟件直觀的顯示出來，控件數組是最好的選擇，下面我們使用 Textbox控件數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();

//頁面中建立一個名為 pp的 panel控件，下面所建立的所有控件數組都加入到這個 pp中，用 pp指定我們的垛位圖要顯示在網頁中的位置

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

//根據垛位圖的行數y建立panel數組，每行用一個panel

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

//根據垛位圖的行數y和列數x建立textbox二維數組if (ViewState["x"] != null) //從頁面別的函數傳遞過來的垛位列x值

{

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

{//每循壞一次，寫一行

ppp[i] = new Panel();

pp.Controls.Add(ppp[i]); //加入當前行的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;

// 偶數行建立一個長度為 50且不可使用的textbox控件用來調整本行控件位置，以達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textbox控件添加相應方法

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

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

//初始化textbox控件顯示的內容和ID

圖3是代碼運行并寫入管號后的樣式，數據庫記錄下每個管號的行y和列x值，在需要的時候可以將鋼管垛位圖顯示在網頁上，通過數據庫查詢可以精確知道任意一個鋼管的位置。建立新的垛位時，我們可以通過調整行數y和列數x調整鋼管垛的大小。

需要注意的是，控件數組在網頁每次刷新時都需要重新加載一次，就是說我們上面顯示控件數組的代碼每次頁面加載都要運行一次，這和我們大多數人的認識不同，重新加載這些控件數組，控件顯示的內容并不會丟失，服務器使用viewstate對象記錄每個控件的信息。

圖3 鋼管垛Fig.3 Steel pipe stacking

5 結語

海油發展珠海管道工程有限公司使用ASP.NET自主研發的數據跟蹤系統軟件將鋼管涂敷數據記錄實現了網絡化多人協同錄入，每個用戶可以設置不同的權限，保證了數據的安全性，同時取消了紙質報表的記錄，減輕了數據記錄的工作量。批量減少紙質報表的數量，為后期完工文件的整理節省大量人力物力。數據共享在服務器上，可通過網絡在服務器上查詢生產檢驗數據，信息流轉加快，初步實現了這一工作的信息化。

[1] 龐婭娟, 房大偉, 呂雙. ASP.NET從入門到精通, 清華大學出版社.

[2] JavaScript從入門到精通, 清華大學出版社.

[3] 蔣順業. ASP.NET應用程序開發軟件設計與應用研究[J].軟件, 2017, 37(10): 95-97.

[4] 蘭洋, 蔣順業. 基于asp.net的FMS生產管理系統[J]. 軟件,2013, 34(5): 76-78.

[5] 余翠蘭. 基于ASP.NET的學生住宿管理系統的設計與實現[J]. 軟件, 2014, 35(4): 37-41.

[6] 賈志先. 袁芳. 基于ASP.NET數據分頁導航的設計與應用[J]. 軟件, 2015, 36(12): 60-62.

[7] 周瑞. 從零開始學JavaScript, 電子工業出版社.

[8] VB.NET 2005程序設計從入門到精通, 人民郵電出版社.

[9] Java從入門到精通, 清華大學出版社.

[10] 袁芳. 教學做一體化ASP.NET課程教學改革與實踐[J]. 軟件, 2014, 35(11): 126-128.