楊宛璐，應(yīng)艷茹，吳慧欽，王建普

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

飛行模擬器的設(shè)備眾多，各個(gè)模擬分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口也越來(lái)越繁雜，以往人工手動(dòng)更改接口配置文件已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求。本文設(shè)計(jì)一種基于WPF設(shè)計(jì)的配置工具，采用工程化的方式對(duì)所有接口文件進(jìn)行加載、保存，圖形化界面方式對(duì)所有模塊進(jìn)行編輯，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口文件進(jìn)行有效的管理。

數(shù)據(jù)采集配置軟件是飛行模擬器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不可或缺的組成部分，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)接口及數(shù)采信號(hào)的定義，生成一定格式的配置文件，數(shù)采軟件通過(guò)讀取配置文件的信息，建立動(dòng)態(tài)接口和獲取數(shù)采信號(hào)詳細(xì)信息，軟件采用關(guān)系表的形式，通過(guò)主鍵（iID，子iID）建立動(dòng)態(tài)接口與數(shù)采信號(hào)變量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成數(shù)據(jù)映射。編輯工具除具有生成和編輯數(shù)采信號(hào)文件、動(dòng)態(tài)接口文件的功能，還可在編輯配置文件過(guò)程中，對(duì)文件進(jìn)行唯一性判斷和安全性檢查，同時(shí)，對(duì)同類型的配置文件具有文件合并的功能。

本系統(tǒng)采用WPF作為界面實(shí)現(xiàn)技術(shù)，采用C#語(yǔ)言編寫邏輯代碼，主要介紹實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置軟件的WPF界面設(shè)計(jì)方法及技巧，旨在說(shuō)明如何高效設(shè)計(jì)出合理、易擴(kuò)展、友好的系統(tǒng)界面。

1 WPF簡(jiǎn)介

WPF是 Microsoft原有.NET框架和 DirectX的產(chǎn)物。WPF能夠運(yùn)用快速開(kāi)發(fā)的視覺(jué)效果以及特殊的用戶體驗(yàn)技術(shù)來(lái)建立與客戶的密切關(guān)系，使企業(yè)可以建立穩(wěn)定的數(shù)字客戶關(guān)系。

WPF提供統(tǒng)一的UI（用戶界面）平臺(tái)。因此，設(shè)計(jì)人員只需學(xué)習(xí)一個(gè)模式，就可以獲得無(wú)限可能的UI體驗(yàn)。對(duì)于.NET開(kāi)發(fā)人員，代碼量能減少到最佳用戶體驗(yàn)和通訊邏輯所需的行數(shù)；對(duì)于設(shè)計(jì)人員，WPF提供的平臺(tái)可以消除內(nèi)容、媒體和應(yīng)用程序之間的邊界。最重要的是，WPF可以使開(kāi)發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員同步緊密地合作來(lái)快速提供不同的體驗(yàn)[1]。

2 MVVM模式

數(shù)采系統(tǒng)配置工具系統(tǒng)框架采用MVVM （Model-View-View-Mode）模式。該模式系統(tǒng)框架如圖1所示。View先綁定View Model，然后執(zhí)行一些命令向其請(qǐng)求動(dòng)作。View Model與Model通訊，通知響應(yīng)UI。這樣的通訊機(jī)制使得系統(tǒng)構(gòu)建十分容易。在系統(tǒng)界面和功能越來(lái)越松耦合的同時(shí)，功能可測(cè)性越來(lái)越強(qiáng)[1]。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)界面采用WPF編程實(shí)現(xiàn)，采用Visual Studio 2010和.Net Framework 4.0平臺(tái)架構(gòu)。

界面設(shè)計(jì)采用微軟的Expression Blend 4和Visual Studio 2010。Blend主要負(fù)責(zé)界面設(shè)計(jì)，包括空間布局，背景色，控件樣式以及自定義控件；Visual Studio 2010主要完成界面上控件的響應(yīng)及界面之間的傳值，完成用戶與系統(tǒng)的信息交互。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

基于WPF的數(shù)據(jù)采集配置可分為文件管理、模塊管理、數(shù)據(jù)管理、有效性檢測(cè)、系統(tǒng)管理五大部分（見(jiàn)圖 2）。

圖2 MVVM架構(gòu)圖

4 主界面框架的實(shí)現(xiàn)

主窗口由三部分組成，標(biāo)題欄、菜單欄及左、右兩欄業(yè)務(wù)區(qū)（見(jiàn)圖3）。

圖3 主界面

1）菜單欄：通過(guò)菜單實(shí)現(xiàn)新建文件、打開(kāi)文件、保存文件等功能。

2）左側(cè)業(yè)務(wù)區(qū)：通過(guò)加載文件顯示樹(shù)狀視圖節(jié)點(diǎn)信息，主要指加載XML文件節(jié)點(diǎn)信息，顯示各個(gè)層次節(jié)點(diǎn)屬性的信息。

3）右側(cè)業(yè)務(wù)區(qū)：通過(guò)點(diǎn)擊左側(cè)樹(shù)狀圖的節(jié)點(diǎn)信息，以Tab頁(yè)形式顯示各個(gè)模塊的詳細(xì)信息。

5 子模塊設(shè)計(jì)

該配置工具在子模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中將界面顯示功能與業(yè)務(wù)模塊盡量獨(dú)立，這樣可以減少它們之間的耦合，便于進(jìn)行維護(hù)和移植[3]。同時(shí)在配置過(guò)程中，進(jìn)行有效性檢測(cè)，目的是為了配置出合格的數(shù)據(jù)文件。

子模塊通過(guò)自定義控件實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)中存在9個(gè)自定義控件，分別為：

以下以總線模塊進(jìn)行舉例說(shuō)明，在主窗口左側(cè)樹(shù)狀圖，點(diǎn)擊不同節(jié)點(diǎn)會(huì)在右側(cè)業(yè)務(wù)區(qū)載入不同的自定義控件，如點(diǎn)擊 “總線”節(jié)點(diǎn)，將載入CANInfoUserControl自定義控件，并以Tab頁(yè)形式顯示。此Tab頁(yè)需重新設(shè)置樣式，每一個(gè)Tab頁(yè)由一個(gè)TextBlock和一個(gè)Button組成，Button重定義模板，由“×”圖形填充，并實(shí)現(xiàn)關(guān)閉該子模塊的功能。為保證總線模塊與主框架的松耦合狀態(tài)，應(yīng)使總線模塊只有一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)源，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是為模塊設(shè)計(jì)對(duì)外部公開(kāi)的公共接口。

因此注冊(cè)依賴屬性ItemSourceDataProperty，用戶可通過(guò)ItemSource屬性給該控件賦值。

圖4 文檔結(jié)構(gòu)圖

6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文檔定義

本系統(tǒng)配置文件為XML文本格式文件，XML（Extensible Markup Language）是一種界定文本數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便而標(biāo)準(zhǔn)的方法，它可根據(jù)需求創(chuàng)建任意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此格式允許自定義標(biāo)簽并支持層次結(jié)構(gòu)的嵌套。XML文本格式不受編程語(yǔ)言和平臺(tái)的限制，能夠在不同的用戶、平臺(tái)和程序間交換數(shù)據(jù)[2]。

配置工具的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與約定規(guī)則的XML數(shù)據(jù)之間相互映射，信息可以相互解析。

如圖4所示，配置系統(tǒng)的詳細(xì)信息以樹(shù)型結(jié)構(gòu)表示，Root節(jié)點(diǎn)是邏輯節(jié)點(diǎn)XML結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)，本身也包括一部分信息，如工程的名稱、創(chuàng)建人、創(chuàng)建版本、創(chuàng)建時(shí)間等。在保存交換數(shù)據(jù)時(shí)，要使信息不丟失且具有原始的結(jié)構(gòu)信息，XML以屬性方式保存這部分信息，保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實(shí)性與完整性。圖4中XML文檔所示元素代表模型中樹(shù)節(jié)點(diǎn)、各元素的屬性。配置工具能夠?qū)?pro文件和對(duì)應(yīng)各個(gè)模塊的XML文件（如 ： NetConfig、 CANInfoConfig、DIModuleConfig、AIModuleConfig等），用戶可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相應(yīng)的界面配置。配置工具根據(jù)各個(gè)模塊的XML文件信息和工程人員的配置信息，生成各個(gè)模塊的配置文件，同時(shí)也可導(dǎo)出新的配置文件。

7 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用WPF實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)界面使得系統(tǒng)界面更加美觀，新的架構(gòu)使得界面與代碼更好地分離，開(kāi)發(fā)和維護(hù)越來(lái)越簡(jiǎn)單。該配置工具開(kāi)發(fā)完成后，已實(shí)際應(yīng)用于工程配置中。實(shí)踐證明，該工具既能滿足當(dāng)前工程環(huán)境中的配置需求，也能有效降低配置工作的難度，提升了工作效率，保證了配置的準(zhǔn)確性，在飛行模擬器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中發(fā)揮了應(yīng)有的作用。