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監(jiān)測(cè)預(yù)警體系設(shè)計(jì)

如圖1所示，監(jiān)測(cè)預(yù)警體系主要由監(jiān)測(cè)人員、移動(dòng)終端和主管部門三部分組成。監(jiān)測(cè)人員一般由具有一定地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)知識(shí)背景或經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后的人員組成，首先每位監(jiān)測(cè)人員配備一部移動(dòng)終端并負(fù)責(zé)一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每部移動(dòng)終端安裝一款應(yīng)用軟件。當(dāng)監(jiān)測(cè)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，觀察相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象然后使用移動(dòng)終端中的應(yīng)用軟件錄入相關(guān)信息（如描述地質(zhì)現(xiàn)象的文字、圖片和視頻等），錄入完畢后讓移動(dòng)終端連上GPRS無線網(wǎng)并接入Internet，再將信息發(fā)送出去。主管部門則負(fù)責(zé)接收移動(dòng)終端發(fā)送來的信息并將信息整理并交給室內(nèi)的預(yù)警專家，預(yù)警專家通過分析信息判斷出地質(zhì)情況，最后并做出相應(yīng)的預(yù)警對(duì)策，以防止或者減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。

移動(dòng)終端應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)

1概述

移動(dòng)終端應(yīng)用軟件采用VisualStudio2005（簡(jiǎn)稱VS2005）聯(lián)合WindowsMobile6．0SDK開發(fā)包并采用C語言編程實(shí)現(xiàn)。利用VisualStudio2005和相關(guān)開發(fā)包可以搭建出WindowsMobile開發(fā)環(huán)境，利用此環(huán)境建立Win32智能設(shè)備應(yīng)用程序，可開發(fā)基于WindowsMobile系統(tǒng)下的應(yīng)用軟件。其中WindowsMobile（簡(jiǎn)稱WM）系統(tǒng)與電腦上的Windows類似，它的應(yīng)用軟件也是以MicrosoftWin32API為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，其對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備很多都具備觸屏、連接GPRS、拍照、錄像等基本功能功能，滿足地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用要求。

2Win32應(yīng)用程序框架分析

由于WM系統(tǒng)是一種基于消息的系統(tǒng)，并且每一種消息都對(duì)應(yīng)一種事件，而Win32應(yīng)用程序是又一種Windows系統(tǒng)下的應(yīng)用程序，所以Win32應(yīng)用程序的運(yùn)行是靠外部事件來驅(qū)動(dòng)的，即程序一直處于一個(gè)等待狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生（如點(diǎn)擊觸摸屏上某個(gè)按鈕），程序首先會(huì)捕獲消息，再進(jìn)行消息的傳遞和轉(zhuǎn)換，并根據(jù)消息的類型判斷出事件的性質(zhì)，然后調(diào)用回調(diào)函數(shù)對(duì)各種事件做出相應(yīng)處理［7－8］。事件判斷過程由消息循環(huán)機(jī)制負(fù)責(zé)，事件處理過程由回調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)。Win32應(yīng)用程序代碼上主要由一個(gè)Win－Main函數(shù)和多個(gè)回調(diào)函數(shù)組成，WinMin函數(shù)是程序的入口點(diǎn)，它負(fù)責(zé)注冊(cè)窗口類并創(chuàng)建窗口的同時(shí)也負(fù)責(zé)主窗口顯示，消息循環(huán)機(jī)制也在此函數(shù)內(nèi)。回調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各種消息所對(duì)應(yīng)事件的響應(yīng)。如圖2所示，監(jiān)測(cè)人員對(duì)手機(jī)的一系列操作將產(chǎn)生多種消息從而形成消息隊(duì)列，而消息循環(huán)機(jī)制則不斷從消息隊(duì)列中取出消息，將其放入WinMa－in函數(shù)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后根據(jù)消息的不同類型將消息傳遞到主窗口回調(diào)函數(shù)中或?qū)υ捒蚧卣{(diào)函數(shù)中，而各種消息所對(duì)應(yīng)的事件的響應(yīng)則通過在兩個(gè)回調(diào)函數(shù)中調(diào)用相關(guān)Win32API函數(shù)實(shí)現(xiàn)。其中主窗口消息響應(yīng)函數(shù)負(fù)責(zé)主窗口中產(chǎn)生事件的響應(yīng)，對(duì)話框回調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)對(duì)話框中產(chǎn)生事件的響應(yīng)。

3軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

在分析了win32應(yīng)用程序原理和框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)時(shí)的實(shí)際情況，提出一種軟件結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)軟件的各種功能。軟件主要有兩個(gè)功能：①實(shí)現(xiàn)將地質(zhì)災(zāi)害信息錄入并保存到手機(jī)中；②實(shí)現(xiàn)將錄入的信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中。其中信息包括文字、圖片和視頻等多媒體信息。此外軟件還設(shè)計(jì)了一些附加功能（如查詢?cè)捹M(fèi)、捕獲軟件路徑），圖3為應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)圖。軟件在結(jié)構(gòu)上主要由界面顯示模塊、消息響應(yīng)模塊（包括主窗口消息響應(yīng)和對(duì)話框消息響應(yīng)）、向?qū)K和通信模塊四部分組成，下面依次對(duì)軟件的各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程做介紹。

界面顯示模塊包括主界面顯示和對(duì)話框顯示兩個(gè)部分，主界面由編程實(shí)現(xiàn)，對(duì)話框由VS2005自帶的資源編輯器繪制實(shí)現(xiàn)。操作人員通過觸筆點(diǎn)擊兩種界面上的不同資源（如按鈕、文本編輯框）就能進(jìn)行不同的操作（如切換界面、查詢?cè)捹M(fèi)、進(jìn)入向?qū)В＃?）主界面負(fù)責(zé)軟件打開時(shí)的初始界面展示，主界面上資源由兩個(gè)按鈕、一個(gè)靜態(tài)文本框、一副位圖和一個(gè)菜單組成。在界面上顯示該資源的代碼在WinMain函數(shù)中實(shí)現(xiàn)。其中兩個(gè)按鈕的作用分別是開啟信息錄入向?qū)Ш托畔l(fā)送向?qū)Вo態(tài)文本框和位圖是提示消息，菜單的作用是使用附加功能（如查詢?cè)捹M(fèi)、獲取路徑）。以下是主界面中開啟信息錄入向?qū)У陌粹o相關(guān)代碼：CreateWindowEx（NULL，＿T（"button"），＿T（"錄入信息"），WS＿CHILD｜WS＿VISIBLE｜BS＿DEF－PUSHBUTTON，15，32，70，60，hWnd，（HMENU）ButtonID，g＿h(yuǎn)Instance，NULL）；（2）對(duì)話框負(fù)責(zé)軟件的功能在具體細(xì)節(jié)方面的界面顯示（包括向?qū)У臉?gòu)成），對(duì)話框上的資源主要有按鈕、靜態(tài)文本框、文本編輯框等。在對(duì)話框中不同按鈕的功能是不同的，主要包括：參數(shù)選擇、向?qū)希乱徊浇缑媲袚Q、設(shè)置常用IP和端口等。靜態(tài)文本框同樣作為提示信息，文本編輯框的作用是接收并顯示操作人員編輯或者選擇的信息。

消息響應(yīng)是軟件結(jié)構(gòu)的核心部分，負(fù)責(zé)界面上各種資源所對(duì)應(yīng)的各種功能的實(shí)現(xiàn)。由于顯示分為主界面顯示和對(duì)話框顯示兩個(gè)部分，因此消息響應(yīng)也分為主界面消息響應(yīng)和對(duì)話框消息響應(yīng)兩個(gè)部分。主界面消息響應(yīng)實(shí)現(xiàn)開啟向?qū)У牟僮骱透郊庸δ艿氖褂谩?duì)話框消息響應(yīng)負(fù)責(zé)向?qū)н^程中具體操作的實(shí)現(xiàn)（如信息的錄入和保存、IP地址和端口號(hào)的設(shè)置、界面切換等），下面對(duì)消息響應(yīng)所對(duì)應(yīng)的主要操作的實(shí)現(xiàn)過程依次做介紹。（1）向?qū)У拈_啟與關(guān)閉操作：在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用DialogBox（）方法傳入構(gòu)成向?qū)У牡谝粋€(gè)對(duì)話框名稱，可彈出此對(duì)話框從而開啟向?qū)АＵ{(diào)用EndDialog（）方法傳入構(gòu)成向?qū)У淖詈笠粋€(gè)對(duì)話框名稱，即當(dāng)點(diǎn)擊相關(guān)按鈕時(shí)，可關(guān)閉此對(duì)話框從而關(guān)閉向?qū)А＃?）參數(shù)選擇操作：首先將按鈕所代表的參數(shù)值保存在一個(gè)數(shù)組中，使得按鈕名稱與參數(shù)值形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用SetDlgItemText（）方法傳入指定的數(shù)組名和指定的文本編輯框名，當(dāng)點(diǎn)擊按鈕時(shí)，即可將數(shù)組中的參數(shù)值顯示在指定文本編輯框中從而起到參數(shù)選擇作用。（3）界面切換操作：在按鈕的消息響應(yīng)中先調(diào)用End－Dialog（）方法傳入當(dāng)前對(duì)話框的名稱，再立即調(diào)用Dia－logBox（）方法傳入要打開的對(duì)話框名稱，即可將當(dāng)前對(duì)話框關(guān)閉并馬上打開新的對(duì)話框從而起到界面切換作用。（4）信息編輯操作：文本編輯的響應(yīng)消息會(huì)由Wind－wosMobile系統(tǒng)自動(dòng)完成，因此當(dāng)點(diǎn)擊移動(dòng)終端界面上的文本編輯框時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用手機(jī)的輸入法，此時(shí)只需向文本框輸入信息則可完成信息編輯的操作。（5）信息保存操作：先向操定義一個(gè)數(shù)組，然后在相應(yīng)按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用GetDlgItemText（）方法傳入文本編輯框名稱和組數(shù)名，即可將指定文本編輯框中的信息保存到指定的數(shù)組中從而實(shí)現(xiàn)信息的保存。（6）圖片和視頻錄入操作：首先定義并設(shè)置SHCAM－ERACAPTURE結(jié)構(gòu)體相關(guān)參數(shù)，然后在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用SHCameraCapture（）方法傳入結(jié)構(gòu)體名，當(dāng)點(diǎn)擊此按鈕時(shí)，移動(dòng)終端會(huì)根據(jù)消息響應(yīng)自動(dòng)調(diào)為拍照或者攝像模式從而實(shí)現(xiàn)圖片或視頻的錄入。（7）信息發(fā)送操作：在按鈕的消息響應(yīng)中創(chuàng)建一個(gè)線程并在線程中調(diào)用相關(guān)Socket方法即可實(shí)現(xiàn)信息發(fā)送功能，關(guān)于通信過程，后面會(huì)詳細(xì)說明。（8）查詢?cè)捹M(fèi)操作：先定義PHONEMAKECALL－INFO結(jié)構(gòu)體，然后對(duì)其成員變量賦值，比如對(duì)pszDestAd－dress成員賦值“1008611”字符串，最后調(diào)用PhoneMake－Call（）方法傳入結(jié)構(gòu)體名即可直接撥打1008611從而起到查詢?cè)捹M(fèi)的作用。（9）捕獲軟件路徑操作：先定義一個(gè)數(shù)組用于存放路徑，再調(diào)用GetModuleFileName方法傳入數(shù)組名稱，即可將路徑存入數(shù)據(jù)中，最后只需用GetDC（）方法獲取設(shè)備上下文，然后使用ExtTextOut（）方法顯示在界面上即可。（10）連接GPRS操作：首先定義GUID類型數(shù)據(jù)，并賦初值，然后定義CONNMGR＿CONNECTIONINFO結(jié)構(gòu)體，并對(duì)其成員變量（如cbSize）賦值，最后調(diào)用Con－nMgrEstablishConnectionSync（）方法即可連上GPRS。

向?qū)且环N友好的操作界面，負(fù)責(zé)引導(dǎo)操作人員完成對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息的錄入和發(fā)送。對(duì)軟件的信息錄入功能和信息發(fā)送功能分別可設(shè)計(jì)出兩個(gè)向?qū)В葱畔浫胂驅(qū)Ш托畔l(fā)送向?qū)АＣ總€(gè)向?qū)в梢幌盗械膶?duì)話框組成，通過在對(duì)話框上添加相關(guān)按鈕的消息響應(yīng)（即界面切換），可實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)話框按某種次序依次彈出或關(guān)閉從而形成向?qū)В瑘D4為向?qū)?shí)現(xiàn)的原理圖。

通信的實(shí)現(xiàn)主要是利用了Socket通信原理，Socket即套接字，它是支持TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元，也是不同主機(jī)之間進(jìn)程進(jìn)行雙向通信的端面點(diǎn)［9－11］。Socket有兩種：流式套接字（TCP）和數(shù)據(jù)報(bào)套接字（UDP），由于UDP方式是一種不可靠的通信方式，而監(jiān)測(cè)預(yù)警對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息要求比較高，不允許數(shù)據(jù)掉包（尤其是圖片文件，少傳輸一點(diǎn)數(shù)據(jù)都會(huì)導(dǎo)致圖片不可用），因此為了保證信息傳輸?shù)目煽啃裕浖捎昧魇教捉幼郑═CP方式）實(shí)現(xiàn)信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。由于WindowsMobile6．0SDK開發(fā)包有支持GPRS連接以及Socket（套接字）等功能接口。因此軟件在代碼上，為了不阻塞界面顯示模塊，會(huì)首先開啟一個(gè)線程，然后在線程中調(diào)用ConnMgrEstablishConnec－tionSync（）方法連接上GPRS，再創(chuàng)建Socket套接字，調(diào)用Bind（）方法然后設(shè)定IP地址和端口號(hào)，并用Connect（）方法向遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)端軟件發(fā)出連接請(qǐng)求，當(dāng)請(qǐng)求被接收后會(huì)接通連接，此時(shí)可使用Send（）方法實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送。所發(fā)送的信息主要有兩種：字符信息和文件信息，字符信息可直接通過Send（）方法實(shí)現(xiàn)。文件信息（圖片、視頻）比較大，所以不能一次性傳輸完成。其傳輸方法為：將文件分多次以二進(jìn)制方式寫入緩沖區(qū)，再多次使用Send（）方法將緩沖區(qū)的二進(jìn)制流發(fā)送出去。

測(cè)試條件、方法及結(jié)果

軟件是按照WindowsMobile系統(tǒng)下的PocketPC手機(jī)且是以240＊320分辨率設(shè)計(jì)的，因此滿足此條件的手機(jī)均能夠正常運(yùn)行。實(shí)際測(cè)試中采用的是WindowsMobile系統(tǒng)下的多普達(dá)S700手機(jī)作為其運(yùn)行的硬件平臺(tái)并在主管部門計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)了友好的接收軟件。其測(cè)試方法為：①打開手機(jī)軟件，點(diǎn)擊信息錄入按鈕，此時(shí)軟件會(huì)開啟一個(gè)向?qū)В僮魅藛T按照向?qū)б徊揭徊竭M(jìn)行信息的錄入，最后點(diǎn)擊完成按鈕，即可完成信息的錄入工作；②點(diǎn)擊信息發(fā)送按鈕，此時(shí)軟件同樣會(huì)開啟一個(gè)向?qū)В僮魅藛T按照向?qū)崾具M(jìn)行IP地址與端口號(hào)的設(shè)置等，最后點(diǎn)擊完成按鈕進(jìn)行信息的發(fā)送。測(cè)試結(jié)果：經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，本軟件能夠很好的實(shí)現(xiàn)文字、圖片和視頻等信息的傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好、準(zhǔn)確，圖6為計(jì)算機(jī)端接收到的信息（文字、圖片和視頻）的效果圖。圖7為手機(jī)軟件效果圖。

結(jié)束語

針對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)手段的各種不足和優(yōu)勢(shì)，本文將移動(dòng)終端引入監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，設(shè)計(jì)出了一種新的監(jiān)測(cè)預(yù)警模式，并在WindowsMobile系統(tǒng)下設(shè)計(jì)出一種軟件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息的錄入和傳輸功能。同時(shí)在軟件中采用了向?qū)Ｊ絹硪龑?dǎo)操作人員對(duì)其的使用，增加了該軟件使用的方便性、科學(xué)性和可操作性，最后通過實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證了該軟件的可靠性。它的使用可以在一定程度上改善我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的建設(shè)，具有一定的推廣價(jià)值。（本文作者：彭鳳凌、庹先國(guó)、王洪輝、蒲建華單位：成都理工大學(xué)、西南科技大學(xué)）