便携式瓦斯检测仪管理系统的设计与实现

王泽灵，胡 彧

（太原理工大学 测控技术研究所，山西 太原030024）

0 引 言

目前大多数煤矿的便携式瓦斯检测仪的管理工作是以人工登记为主，发放时领取仪表人员将工作牌交给工作人员，并进行发放登记，回收时工作人员收取仪表并将对应的工作牌返还给领取人员，这样的工作流程存在收发速度慢、效率低下、容易出错、信息化水平低等问题。便携式瓦斯检测仪自动收发系统就能很好解决这些问题，随时可以查询仪表的收发情况，实现对管理人员、领用人员以及便携式瓦斯检测仪信息的管理。

该系统填补了自动化发放仪表和信息化管理的空白，建立了可视化的管理平台，为安全生产及管理决策提供技术支撑，实现了数据规范管理、快速浏览仪表状态、仪表自动发放、仪表鉴定日期到期提醒及报表打印等功能。

1 系统的体系结构

系统有发放模式和回收模式，当系统处于自动发放模式时，会记录、验证领用人员信息并命令客户端发放仪表，当系统处于自动回收模式时，服务器记录客户端收回的仪表信息，具体的工作流程见文献 ［1］。

便携式瓦斯检测仪收发系统采用C－S和B－S共存的复合结构，如图1 所示，系统分3 部分：收发装置客户端（equipment of recycle and dispatch）、服务器 （server）、web浏览器客户端 （Web browser client），收发装置和服务器采用C－S模式，Web浏览器和服务器采用B－S模式［2－4］。其中收发装置主要有人员、仪表识别模块，显示模块，语音模块，控制模块，用来实现仪表的发放和回收工作，以及识别信息、语音提示等功能。服务器用来接收收发装置上传的信息，并判断仪表和领取人员信息是否合法，从而控制收发装置是否需要发放仪表，并将信息录入数据库保存。Web浏览器向服务器提出请求，服务器完成身份验证后，采取HTTP协议将所需的网页传送到Web客户端［5］，能够对人员、仪表信息进行查询增添修改删除操作。

图1 便携式瓦斯检测仪收发系统的C－S和B－S复合结构

本文主要介绍该系统B－S部分即煤矿便携式瓦斯检测仪管理系统 （portable gas detector management system，PGDMS）的设计和实现。

管理系统主要包含的功能如图2 所示。操作员通过客户端浏览器向服务器发出HTTP 请求，然后服务器根据用户请求进行响应，调用HTML 页面，对其中的PHP代码进行解释，并从数据库获取数据，整合后生成符合用户请求标准格式的HTML网页，将其发送到客户端的浏览器并解释执行包含的代码从而显示网页内容。这样登陆者可通过PC或者手机终端等多种移动设备对仪表的使用情况、运行状态和正在使用人员的相关信息进行查看、管理等工作。

图2 煤矿便携式瓦斯检测仪管理系统功能结构

2 便携式瓦斯检测仪管理系统设计

便携式瓦斯检测仪管理系统的设计基于安全生产的实际要求，结合现场已有工作流程，完成对仪表的系统化管理，系统设计成如下功能模块：基本信息设置模块、领用人员管理模块、仪表档案管理模块、仪表发放和回收模块、系统查询模块、登录模块。每个模块都是独立的，这简化了工作人员工作量，便于其上手操作，而且避免了由于某个功能模块发生故障而影响整个发放回收工作［6，7］。

2.1 登录模块设计

为了提高系统的安全性，防止非法用户登录，采用权限等级管理的方式来验证登入者的身份，涉及到的数据表是tb＿manager（用户信息表）和tb＿purview （权限表）。当用户输入名称和密码时，系统会调用JavaScript进行验证，通过调用checkinput（）函数将登陆的用户名和数据表tb＿manager中存储的名称对比，判断输入的信息是否合法。验证登录名称和密码是否合法的流程如图3所示。

登录成功后将确认用户类型和权限，根据其权限来确定可访问和操作的区域。普通用户只能对系统进行浏览和仪表的发放回收工作，管理员则能够对系统设置、领用人员管理、仪表档案管理、仪表发放、系统查询4 个主菜单进行访问和操作，这样不同的用户赋予了不同的权限增加了系统的安全性［8，9］。

图3 登录名称和密码验证流程

2.2 仪表信息管理模块设计

仪表信息管理模块主要包括查看仪表列表、添加仪表信息、修改仪表信息、删除仪表信息和查询仪表详细信息5个功能。仪表信息管理模块完全替代了以往的手工登记台账工作，能够借助PC机进行快速查询，寻找需要的仪表信息，除此之外还能方便的查询仪表状态并且以报表形式打印。

在仪表信息管理模块中，涉及的数据表包括tb＿deteinfo（仪表信息表）、tb＿detecase（仪表台架位置表）、tb＿detetype（仪表类型表）和tb＿chang （仪表制造厂家表），这4个数据表间关系通过相应的字段进行关联来获得完整的仪表档案信息，其中tb＿deteinfo的typeid字段和tb＿detetype的id 字段关联，tb＿deteinfo 的detecid 字段和tb＿chang的detecid字段关联，tb＿deteinfo的detecase字段和tb＿detecase的id字段关联。

2.3 仪表发放和回收模块设计

仪表发放和回收模块是本系统的核心部分，用来完成仪表发放、回收、档案查询、鉴定日期到期提醒、使用日期到期提醒。这个模块实现了仪表的发放和回收工作，其中鉴定日期和使用日期的到期提醒功能替代了以往繁琐的仪表台账记录统计工作，同时有报表打印功能。

2.4 人员管理模块设计

人员管理模块功能是对下井工作人员的信息进行管理，包含人员信息的添加、删除、修改和查询等操作，人员信息包括姓名、工种、职能、身份证号码、工作卡号、工作部门等内容。涉及到的数据表是tb＿user和tb＿usertype，tb＿user表中的typeid 字段和tb＿usertype表中的id 字段关联。

2.5 系统设置模块设计

系统设置模块主要有单位信息设定，管理员设置，仪表台架设置3部分。单位信息的设定用来保存修改煤矿信息，管理员设置用来添加修改删除管理人员的账户信息，仪表台架设置用来增加和删除台架号。

3 便携式瓦斯检测仪管理系统实现

便携式瓦斯检测仪管理系统每个模块都有搭建数据库、组织界面、编写代码3个环节。下面以仪表信息管理模块为例展现系统的实现过程。

3.1 开发环境配置

便携式瓦斯检测仪管理系统以PHP作为开发语言，开发系统时需要搭建软件开发环境Windows＋Apache＋MySQL＋PHP （WAMP），本系统的操作系统使用Windows 7，服务器选用Apache2.2，数据库选用MySQL5.5，PHP软件选用5.5 版本。PHP 代码的编写选用Dreamweaver CS5工具，可以配合Apache服务器来建立服务站点，能够使用户连接到数据库和远程Web服务端［10］。

3.2 数据库的实现

系统的数据库设立了仪表信息表tb＿deteinfo、仪表类型表tb＿detetype、煤矿信息表tb＿coal、领用工作人员信息表tb＿user、管理人员信息表tb＿manager、管理人员权限表tb＿purview 等11个数据表，使系统能够有效的存储数据，满足系统的应用需求和处理要求，仪表和人员信息都保存在数据库中，有利于信息保护。各模块都有相应的数据表，功能实现时需要不同表之间对应字段进行关联，以完成仪表的收发、查询、显示、打印等。其中仪表信息表tb＿deteinfo用来存储便携式瓦斯检测仪表的基本信息，包含条形码barcode、仪表名称detename、生产厂家changjia、精度accu、投入时间inTime 等字段，表结构见表1。

表1 仪表信息表tb＿deteinfo结构

3.3 界面的实现

系统界面为动态窗口，将鼠标置于各功能模块时自动弹出，移开鼠标时自动隐藏，便于操作，各子系统之间功能切换非常方便。当操作人员登录系统后，指针移到 “仪表管理”菜单项目下，在显示的菜单中选择 “仪表档案管理”一项项，进入到查看仪表列表页面，该页面显示仪表信息列表，同时提供添加、修改、删除仪表信息的超链接。仪表档案管理界面的运行结果如图4所示。

3.4 主要代码实现

首先将tb＿deteinfo、tb＿detecase、tb＿detetype和tb＿chang这4个数据表连接起来检索指定条件的仪表信息，然后应用循环语句输出查询结果到界面，下文为查询、删除、修改功能部分代码：

图4 仪表档案管理运行界面

3.5 系统安全

安全性关系到整个系统的实用性和可靠性，本系统的安全性，第一，在通讯协议中提供了连接和验证身份的功能，第二，在应用程序和数据库中还对登录者的权限进行了分配和限制。另外，系统可自动检测输入数据的准确性和完整性，出现故障时，系统具有检测、保护和恢复数据的功能。

3.6 实验与数据分析

在拥有1200多工作人员，1080台各种类型瓦斯检测仪的煤矿上实际应用表明，该系统能够满足煤矿的要求和现场的实际需求。员工全天24小时分三班工作，每个交接班时发放和回收仪表大约有200台，员工领取仪表没有出现长时间等待现象，满足了快速发放仪表的要求，在实验环境下测得数据见表2、表3，数据表明仪表单台发放响应时间为3.20s，满足3.5s／台的要求，仪表单台回收响应时间为1.25s，满足1.5s／台的要求，在500次连续工作运行中没有出现失败次数，对于单班最多200人次领取的工作状态没有影响。数据安全方面，在系统的数据库中增加人员身份识别代码，一般工作人员对数据不能随意更改和删减，确保数据完整无误。

表2 发放测试

表3 回收测试

4 结束语

本系统在WAMP环境下利用Dreamweaver CS5编写代码，采用MySQL 数据库，开发了便携式瓦斯检测仪管理系统。实践应用结果表明，该系统能够替代原先手工登记台账的落后工作方式，解决了仪表信息化管理，实现了自动化的工作方式。仪表发放时间为3.2s，仪表回收时间为1.25s，大大缩短了仪表发放回收时间，快速无误地完成仪表发放回收工作，满足现场生产要求的标准。达到了方便、实用的设计目标，优化了人机界面，同时具有较强的通用性、较佳的适应性、较好的操作性和良好的可移植性，具体总结如下：

（1）工作——实现了便携式瓦斯检测仪的自动发放和回收，替代了以往人工发放和回收仪表的工作，提高了工作效率，减少了工作量。

（2）信息——能够对便携式瓦斯检测仪、领用人员、仪表管理人员的信息进行管理，可以系统的将相关信息调用、查询、分类、打印，给管理者提供实时的数据资料，系统的输出采用Excel格式，便于存档和编辑。

（3）网络——有利于矿山信息化、智能化的建设，在煤矿信息中心能够通过互联网监测工作状态，该系统具备一定的安全性和开放性。

（4）软件——工作人员容易掌握操作方法，系统维护简单，不会因为软件出现故障而影响工作的情况。

（5）扩展——该系统同样能用在存在类似仪表发放和回收的工作场合，如自救器、矿灯等仪表的发放回收，具有良好的可移植性。

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