基于MFC和Access的航電加載數(shù)據(jù)管理軟件設(shè)計與實現(xiàn)

趙倩+張燕平

摘要

為了對機載航電設(shè)備的加載參數(shù)進行集中管理、并為設(shè)備的參數(shù)加載功能提供重要的準備工作，基于MFC框架、Access數(shù)據(jù)庫以及ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了安裝在地面站計算機上的航電加載數(shù)據(jù)管理軟件。軟件的主要功能是：顯示、編輯和管理加載數(shù)據(jù)，生成加載用數(shù)據(jù)文件，以及對數(shù)據(jù)文件進行解析后使用。實際使用效果證明：該軟件的用戶界面簡潔直觀、易學易操作、功能完善，并且可維護性和可擴展性好。

【關(guān)鍵詞】航電加載數(shù)據(jù)管理 軟件設(shè)計與實現(xiàn) MFC框架 Access數(shù)據(jù)庫 ADO數(shù)據(jù)庫訪問

航空電子系統(tǒng)是飛機上所有電子設(shè)備的綜合，涵蓋通信、導航、雷達、電子戰(zhàn)、飛行控制和管理等各個系統(tǒng)的電子子系統(tǒng)，同時也包括這些系統(tǒng)間用于信息交換和資源共享的信息綜合系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，航電系統(tǒng)也向綜合模塊化（IMA：Integrated Module Avionics）方向發(fā)展，其軟硬接口（ICD）涉及的信號量也在不斷增加，而且各種數(shù)據(jù)之間的交聯(lián)關(guān)系又非常復雜。

在大中型甚至小型飛機上，面對越來越多的應用數(shù)據(jù)，如：航路點有幾百個甚至上千個、飛行計劃數(shù)十條甚至上百條、超短波電臺上百條的波道參數(shù)、短波電臺的各種通訊參數(shù)等，僅靠人工在機載顯示器上使用機載輸入設(shè)備進行設(shè)置，效率低下、難以滿足用戶的使用要求。針對這種情況，通常配備專用的地面站計算機，使用安裝好的加載數(shù)據(jù)管理軟件對機上各設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)進行集中管理，然后將準備好的符合特定格式要求的數(shù)據(jù)文件放入數(shù)據(jù)傳輸裝置中，通過機載顯示器按照簡單的操作步驟讀取數(shù)據(jù)后統(tǒng)一加載到各機載設(shè)備中。

在這種應用中，航電加載數(shù)據(jù)管理軟件提供了重要的準備工作，不僅要符合機載設(shè)備對數(shù)據(jù)的各種要求、滿足系統(tǒng)需求的所有功能，還需設(shè)計實現(xiàn)易學易用、簡潔直觀的操作界面供地面維護員等人員使用。

為了科學地管理不斷增大的加載數(shù)據(jù)量，并為用戶提供友好的界面顯示效果和操作方式，本文提出了基于MFC框架和Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)的航電加載數(shù)據(jù)管理軟件設(shè)計方法，并對軟件進行了實現(xiàn)，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)庫工具管理加載數(shù)據(jù)內(nèi)容，使用微軟公司提供的Windows應用程序方法設(shè)計并實現(xiàn)顯示界面和內(nèi)部邏輯，并通過ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與應用程序的連接。

1相關(guān)理論與技術(shù)介紹

1.1MFC框架技術(shù)

MFC（MicrosoftFoundationClass，即微軟的基礎(chǔ)類）是微軟為了簡化程序員的開發(fā)工作所開發(fā)的一套C++類的集合，是一套面向?qū)ο蟮暮瘮?shù)庫，以類的方式提供給用戶使用，利用這些類，可以有效地幫助程序員完成Windows應用程序的開發(fā)。

MFC的功能可分為用戶界面設(shè)計、文件操作、多媒體使用、數(shù)據(jù)庫訪問等。MFC的特性包括封裝、繼承、虛函數(shù)和消息映射。其中，CWnd是所有窗口類的基類，該類及其派生類封裝了Windows窗口的句柄，即HWND；通?？芍苯邮褂肅Wnd類及其派生類，創(chuàng)建各種窗口，實現(xiàn)特定的功能。

1.2Access數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫（Database）是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。Access是Office系列軟件中用于管理數(shù)據(jù)庫的應用軟件，可運行于各種Windows系統(tǒng)環(huán)境；Access繼承了Windows的特性，易于使用且界面友好，因此得到廣泛應用。Access使用標準的SQL（Structured Query Language，結(jié)構(gòu)化查詢語言）作為數(shù)據(jù)庫語言，提供了強大的數(shù)據(jù)處理能力和通用性，是一個功能強大且易于使用的桌面關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應用程序生成器。

1.3數(shù)據(jù)對象ADO技術(shù)

對于SQLServer或Access數(shù)據(jù)庫管理工具，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言作為其前端開發(fā)工具時，有多種接口方式可供選擇，如：數(shù)據(jù)訪問對象技術(shù)JET、開放式數(shù)據(jù)庫連接性O(shè)DBC技術(shù)、遠程數(shù)據(jù)對象RDO技術(shù)、數(shù)據(jù)對象ADO技術(shù)等。

ADO（Active Data Objects）是一種基于COM（Component Object Model組件對象模型）技術(shù)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，可以訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系數(shù)據(jù)庫，目前主要用于訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。由于它是基于COM技術(shù)的，具有訪問速度快、占用資源小的優(yōu)點，并簡化了程序員數(shù)據(jù)存取的工作，便于使用。

2航電加載數(shù)據(jù)管理軟件設(shè)計

2.1主要功能和特點

針對某型直升機航空電子各設(shè)備的參數(shù)加載功能需求，為了對各設(shè)備的加載參數(shù)進行集中管理、并為參數(shù)加載功能提供重要的準備工作，本文基于MFC框架和Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了一個新的航電加載數(shù)據(jù)管理軟件，程序通過ADO技術(shù)對數(shù)據(jù)庫進行訪問。軟件的主要功能是：所有加載數(shù)據(jù)的顯示、編輯和存儲，生成特定格式的數(shù)據(jù)文件用于加載，以及對加載用數(shù)據(jù)文件的解析與回放。

本文軟件主要由三部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)層、用戶交互界面、加載用數(shù)據(jù)文件；三者之間存在數(shù)據(jù)交互，框架圖見圖1，詳細介紹見2.2和2.3節(jié)。

2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

航電各設(shè)備的加載參數(shù)可按系統(tǒng)劃分，如：綜顯、導航、通信等；各系統(tǒng)下按模塊劃分，如：綜顯系統(tǒng)中含航路點和飛行計劃等模塊的數(shù)據(jù)、通信系統(tǒng)下含超短波電臺和短波電臺等模塊的數(shù)據(jù)。鑒于需進行參數(shù)加載的系統(tǒng)多、各系統(tǒng)下的模塊多，因此借助專業(yè)的數(shù)據(jù)庫工具管理數(shù)據(jù)。本文軟件涉及的數(shù)據(jù)量屬于中小型信息量級，采用Access數(shù)據(jù)庫足以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效管理。

應用程序?qū)?shù)據(jù)庫的使用，不僅增快查詢數(shù)據(jù)的速度、減少數(shù)據(jù)冗余、節(jié)省存儲空間，并且可使數(shù)據(jù)與程序分離，數(shù)據(jù)完全獨立、便于管理，更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。設(shè)計數(shù)據(jù)庫時除了滿足現(xiàn)有功能的要求，還應適應表結(jié)構(gòu)在未來發(fā)生的變化，并使由變化導致的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)沖突降低到最小。endprint

本文軟件數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)見圖1中數(shù)據(jù)層所示：每個系統(tǒng)中的每個模塊形成一個數(shù)據(jù)表，如：綜顯系統(tǒng)的航路點數(shù)據(jù)對應一個數(shù)據(jù)表、飛行計劃數(shù)據(jù)對應另一數(shù)據(jù)表…，其他系統(tǒng)的各模塊數(shù)據(jù)表設(shè)計類似。

2.3軟件架構(gòu)設(shè)計

圖1所示是軟件的整體架構(gòu)圖，下面給出三個主要構(gòu)成的具體信息。

（1）數(shù)據(jù)層：由Access數(shù)據(jù)表組成的數(shù)據(jù)管理中心，詳細內(nèi)容見2.2節(jié)；

（2）用戶交互界面：直接面向使用者的顯示和操作界面，用MicrosoftVisualC++6.0平臺的基于對話框的編程技術(shù)實現(xiàn)；程序讀取數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)后將內(nèi)容顯示在交互界面上，使

用者在界面上對數(shù)據(jù)進行修改后可實時寫入數(shù)據(jù)層的對應數(shù)據(jù)表中；

（3）加載用數(shù)據(jù)文件：是用于機載設(shè)備參數(shù)加載的數(shù)據(jù)文件，格式需符合與機載數(shù)據(jù)讀取設(shè)備（如：綜顯）之間定義好的接口控制文件要求。程序讀取數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進行處理后可生成加載用數(shù)據(jù)文件；另外，軟件也可對訪問到的加載用數(shù)據(jù)文件進行解析后寫入數(shù)據(jù)層對應位置，并覆蓋原有內(nèi)容。

3航電加載數(shù)據(jù)管理軟件實現(xiàn)

本文軟件的開發(fā)工具是：WindowsXP操作系統(tǒng)環(huán)境下的Microsoft Visual C++6.0軟件開發(fā)工具和Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫管理工具；運行環(huán)境要求是：Windows 2000及以上操作系統(tǒng)。

3.1用戶界面

3.1.1軟件主畫面

本文軟件主界面由一個基于MFC框架的對話框，并添加樹形控件、列表控件、按鈕等組成；整體布局分三部分，分別是左側(cè)由樹形控件實現(xiàn)的按系統(tǒng)和模塊劃分的目錄、中間由列表控件顯示的某系統(tǒng)某模塊的詳細數(shù)據(jù)顯示內(nèi)容、以及右側(cè)的三個功能鍵，其顯示效果如圖2所示。

（1）樹形目錄-按系統(tǒng)和模塊劃分：樹形目錄的一級節(jié)點按系統(tǒng)劃分，各系統(tǒng)下按模塊劃分二級節(jié)點；如有必要，還可依次劃分三級、四級節(jié)點，如：航路點可劃分為普通航路點和機場點等信息。目錄的組成應層次清晰、劃分合理、一目了然；尤其是系統(tǒng)和模塊數(shù)量較大時，目錄的設(shè)計與實現(xiàn)直接影響界面的用戶友好性。

（2）詳細數(shù)據(jù)內(nèi)容列表：選中左側(cè)目錄任一最低級別節(jié)點后雙擊，中間列表出現(xiàn)對應節(jié)點下所有的數(shù)據(jù)信息，這些信息從Access數(shù)據(jù)庫中提取得到。列表的每一列由數(shù)據(jù)的屬性值組成，如：航路點的屬性有“航路點號”、“緯度”、“經(jīng)度”、“高度”等；每行代表一項數(shù)據(jù)，圖2列表中每行表示一個航路點。

從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)在列表上進行顯示時，應注意對數(shù)據(jù)進行適當?shù)膿Q算，以保證顯示在界面上被用戶看到和使用的是直觀的、符合實際使用的數(shù)值，避免用戶自己進行計算、保證使用效果。

（3）功能鍵：主界面右側(cè)有三個功能鍵：生成文件、文件解析、取消。點擊“生成文件”鍵，可生成加載用數(shù)據(jù)文件，詳見3.2.1節(jié)；點擊“文件解析”鍵，可解析并回放指定數(shù)據(jù)文件，詳見3.2.2節(jié)。點擊“取消”鍵，退出主界面，軟件運行結(jié)束。

3.1.2數(shù)據(jù)編輯畫面

雙擊主界面列表中的任一行數(shù)據(jù)，彈出對應數(shù)據(jù)的編輯窗口。圖3所示是綜顯系統(tǒng)-航路點目錄下一個機場點數(shù)據(jù)的編輯窗口。軟件以易用性為原則提供了多種數(shù)據(jù)修改方式，有下拉框、輸入框等，并給出數(shù)據(jù)的輸入范圍提示、以及輸入錯誤時的提示信息（如果有）。

數(shù)據(jù)修改完成后，點擊下方“保存”鍵，將修改后數(shù)據(jù)保存到Access數(shù)據(jù)庫并同步更新主界面列表的顯示，編輯窗口消失，回到主界面。點擊“取消”鍵，不對Access數(shù)據(jù)庫和主界面數(shù)據(jù)進行修改，數(shù)據(jù)內(nèi)容不變，編輯窗口消失，回到軟件主界面。

3.2Access數(shù)據(jù)庫與加載數(shù)據(jù)文件間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化

軟件使用MFC的文件操作類實現(xiàn)對文件的打開、關(guān)閉、讀、寫、獲取文件信息等操作，使用ADO組件的Connection、Command和RecordSet對象等以及SQL語句實現(xiàn)程序與數(shù)據(jù)庫的連接、數(shù)據(jù)記錄的訪問和處理。

3.2.1加載數(shù)據(jù)文件的生成

完成數(shù)據(jù)的編輯、確認所有數(shù)據(jù)符合使用要求后，點擊主界面右側(cè)的“生成文件”鍵，彈出圖4所示的窗口提示使用者可生成加載用數(shù)據(jù)文件，并選擇路徑以存放文件。生成的數(shù)據(jù)文件需滿足接口控制文件的格式要求，因此軟件需對從Access數(shù)據(jù)庫提取的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)化。

3.2.2加載數(shù)據(jù)文件的解析與回放

實際應用中，用戶經(jīng)常想在己有加載數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進行修改后，重新生成文件用于機載設(shè)備。針對這種功能，本文軟件提供了操作步驟進行實現(xiàn)：點擊主界面右側(cè)的“文件解析”鍵，出現(xiàn)類似于圖4的窗口提示用戶選擇待解析文件，然后讀取文件將數(shù)據(jù)存儲到Access數(shù)據(jù)庫相應位置、覆蓋原有數(shù)據(jù)，并同步更新畫面顯示內(nèi)容。此后，用戶便可對新數(shù)據(jù)進行查看和修改，并可重新生成新的加載用數(shù)據(jù)文件。

4結(jié)論

本文基于MFC框架、Access數(shù)據(jù)庫和ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)提出并實現(xiàn)了一種新的航電加載數(shù)據(jù)管理軟件，集中管理所有加載數(shù)據(jù)、為航電各子系統(tǒng)的參數(shù)加載功能提供了重要的準備工作。主要工作有：

（1）使用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理所有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理專業(yè)工具化、軟件實現(xiàn)和應用不受數(shù)據(jù)量增大的局限；

（2）充分考慮使用者的使用習慣、不斷改進完善，設(shè)計實現(xiàn)了簡潔直觀的交互界面，讓使用者經(jīng)過少量培訓甚至不需培訓，就能快速操作軟件；

（3）軟件架構(gòu)可擴展性好，若用于其他航電系統(tǒng)，僅需按照新需求更改數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)內(nèi)容，不需改動軟件架構(gòu)，更改代價低。

實際使用效果說明：該軟件的用戶界面簡潔直觀、易學易操作、功能完善，并且可維護性和可擴展性好。

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