基于WPF飛行模擬器數據采集配置工具的設計

楊宛璐，應艷茹，吳慧欽，王建普

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

飛行模擬器的設備眾多，各個模擬分系統(tǒng)的數據接口也越來越繁雜，以往人工手動更改接口配置文件已經不能滿足當前的業(yè)務需求。本文設計一種基于WPF設計的配置工具，采用工程化的方式對所有接口文件進行加載、保存，圖形化界面方式對所有模塊進行編輯，對系統(tǒng)的數據接口文件進行有效的管理。

數據采集配置軟件是飛行模擬器數據采集系統(tǒng)不可或缺的組成部分，主要實現對動態(tài)接口及數采信號的定義，生成一定格式的配置文件，數采軟件通過讀取配置文件的信息，建立動態(tài)接口和獲取數采信號詳細信息，軟件采用關系表的形式，通過主鍵（iID，子iID）建立動態(tài)接口與數采信號變量的一一對應關系，完成數據映射。編輯工具除具有生成和編輯數采信號文件、動態(tài)接口文件的功能，還可在編輯配置文件過程中，對文件進行唯一性判斷和安全性檢查，同時，對同類型的配置文件具有文件合并的功能。

本系統(tǒng)采用WPF作為界面實現技術，采用C#語言編寫邏輯代碼，主要介紹實現數據采集系統(tǒng)配置軟件的WPF界面設計方法及技巧，旨在說明如何高效設計出合理、易擴展、友好的系統(tǒng)界面。

1 WPF簡介

WPF是 Microsoft原有.NET框架和 DirectX的產物。WPF能夠運用快速開發(fā)的視覺效果以及特殊的用戶體驗技術來建立與客戶的密切關系，使企業(yè)可以建立穩(wěn)定的數字客戶關系。

WPF提供統(tǒng)一的UI（用戶界面）平臺。因此，設計人員只需學習一個模式，就可以獲得無限可能的UI體驗。對于.NET開發(fā)人員，代碼量能減少到最佳用戶體驗和通訊邏輯所需的行數；對于設計人員，WPF提供的平臺可以消除內容、媒體和應用程序之間的邊界。最重要的是，WPF可以使開發(fā)人員和設計人員同步緊密地合作來快速提供不同的體驗[1]。

2 MVVM模式

數采系統(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)行一些命令向其請求動作。View Model與Model通訊，通知響應UI。這樣的通訊機制使得系統(tǒng)構建十分容易。在系統(tǒng)界面和功能越來越松耦合的同時，功能可測性越來越強[1]。

圖1 系統(tǒng)結構圖

本系統(tǒng)界面采用WPF編程實現，采用Visual Studio 2010和.Net Framework 4.0平臺架構。

界面設計采用微軟的Expression Blend 4和Visual Studio 2010。Blend主要負責界面設計，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)結構圖

基于WPF的數據采集配置可分為文件管理、模塊管理、數據管理、有效性檢測、系統(tǒng)管理五大部分（見圖 2）。

圖2 MVVM架構圖

4 主界面框架的實現

主窗口由三部分組成，標題欄、菜單欄及左、右兩欄業(yè)務區(qū)（見圖3）。

圖3 主界面

1）菜單欄：通過菜單實現新建文件、打開文件、保存文件等功能。

2）左側業(yè)務區(qū)：通過加載文件顯示樹狀視圖節(jié)點信息，主要指加載XML文件節(jié)點信息，顯示各個層次節(jié)點屬性的信息。

3）右側業(yè)務區(qū)：通過點擊左側樹狀圖的節(jié)點信息，以Tab頁形式顯示各個模塊的詳細信息。

5 子模塊設計

該配置工具在子模塊的設計過程中將界面顯示功能與業(yè)務模塊盡量獨立，這樣可以減少它們之間的耦合，便于進行維護和移植[3]。同時在配置過程中，進行有效性檢測，目的是為了配置出合格的數據文件。

子模塊通過自定義控件實現，該系統(tǒng)中存在9個自定義控件，分別為：

以下以總線模塊進行舉例說明，在主窗口左側樹狀圖，點擊不同節(jié)點會在右側業(yè)務區(qū)載入不同的自定義控件，如點擊 “總線”節(jié)點，將載入CANInfoUserControl自定義控件，并以Tab頁形式顯示。此Tab頁需重新設置樣式，每一個Tab頁由一個TextBlock和一個Button組成，Button重定義模板，由“×”圖形填充，并實現關閉該子模塊的功能。為保證總線模塊與主框架的松耦合狀態(tài)，應使總線模塊只有一個獨立的數據源，簡單來說是為模塊設計對外部公開的公共接口。

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

圖4 文檔結構圖

6 系統(tǒng)結構文檔定義

本系統(tǒng)配置文件為XML文本格式文件，XML（Extensible Markup Language）是一種界定文本數據的簡便而標準的方法，它可根據需求創(chuàng)建任意數據結構，此格式允許自定義標簽并支持層次結構的嵌套。XML文本格式不受編程語言和平臺的限制，能夠在不同的用戶、平臺和程序間交換數據[2]。

配置工具的數據結構與約定規(guī)則的XML數據之間相互映射，信息可以相互解析。

如圖4所示，配置系統(tǒng)的詳細信息以樹型結構表示，Root節(jié)點是邏輯節(jié)點XML結構中的根節(jié)點，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)建時間等。在保存交換數據時，要使信息不丟失且具有原始的結構信息，XML以屬性方式保存這部分信息，保持數據的真實性與完整性。圖4中XML文檔所示元素代表模型中樹節(jié)點、各元素的屬性。配置工具能夠導入.pro文件和對應各個模塊的XML文件（如 ： NetConfig、 CANInfoConfig、DIModuleConfig、AIModuleConfig等），用戶可根據實際需求進行相應的界面配置。配置工具根據各個模塊的XML文件信息和工程人員的配置信息，生成各個模塊的配置文件，同時也可導出新的配置文件。

7 結語

應用WPF實現的系統(tǒng)界面使得系統(tǒng)界面更加美觀，新的架構使得界面與代碼更好地分離，開發(fā)和維護越來越簡單。該配置工具開發(fā)完成后，已實際應用于工程配置中。實踐證明，該工具既能滿足當前工程環(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，保證了配置的準確性，在飛行模擬器數據采集系統(tǒng)中發(fā)揮了應有的作用。