Silverlight矢量化圖形系統在煤礦自動化平臺中的應用

天地（常州）自動化股份有限公司 張明杰

1.引言

在當前的各種主流系統中，用戶獲取、感知各種相關信息的方式多種多樣，其中圖形化的展示方式是相對直觀、易懂的一種高效的信息獲取方式[1]。目前煤礦生產過程相關信息的圖形化展示技術多數是基于C/S模式下實現的，隨著煤礦用戶對Internet信息互聯網絡的日益熟悉，B/S模式下的圖形展示方式早已是一種必然的要求[2]。B/S模式下的圖形展示方式下，由于用戶的職能不同，其關注的內容也不相同，因而，需要針對業務部門對圖形展示的需求對圖形進行處理；同時，在煤炭調度室的日常工作中，圖形的展示一般通過電腦IE瀏覽器以及大屏幕兩種方式進行展示，由于兩種展示介質的不同，要求的圖形分辨率不同，因而在同一來源的圖形配置文件下，圖形矢量化的展示就顯得尤為重要[3]。

目前，比較常用的矢量化的技術有VML（The Vector Markup Language，矢量可標記語言）、SVG（Scalable Vector Graphics，可縮放矢量圖形）、FLASH、HTML5（Hypertext Markup Language 5，超文本標記語言 5）、Silverlight（銀光）等[4]，考慮到用戶訪問的流暢性以及C#可編程性的，本文選用基于Silverlight技術進行矢量化圖形開發，在冀中能源股份有限公司東龐礦自動化平臺中進行了實際應用，取得了良好的效果。

2.Silverlight技術

Silverlight是一個跨瀏覽器、跨平臺的插件，可提供面向Web的基于.NET的媒體體驗和豐富的交互式應用程序[5]。

Silverlight可以創建具有以下功能的最先進的應用程序：

（1）實現跨瀏覽器、跨平臺的功能，可以在所有常見的Web瀏覽器中運行，包括Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox以及Apple Safari和谷歌瀏覽器，并在Microsoft Windows和Apple Mac OS X上運行。

（2）它由可在數秒內安裝的很小的下載程序支持。

（3）它讀取數據并更新顯示內容，但是不通過刷新整個頁面來打斷用戶[6]。

3.Silverlight矢量圖形系統應用

silverlight矢量化圖形系統應用結構圖如圖1所示，核心步驟主要有以下三步：第一步是矢量圖形的制作；第二步是矢量圖形圖形與傳感器測點的靜態相關聯；第三步是矢量圖形與后臺數據動態關聯展示。

3.1 圖形的制作

基于煤炭圖形的展示內容主要是錯綜復雜的巷道的特點，公司利用VC++開發了一種TDAUTO_R的工具，該圖形工具可以直接加載AutoCAD圖形（AutoCAD制圖文件是煤礦現場目前普遍采用的一種文件格式，該文件中包含有煤礦位置結構的詳細信息）；可以完成處理點、線、面、圓等基本矢量圖形；可以利用基本元素構成風機、風門、煤倉、皮帶攝像頭等的矢量圖庫；可以進行圖形的移動、刪除等功能。利用該圖形工具的這些功能可以快速的完成矢量圖形的繪制，如圖2所示。

圖1 圖形系統應用

圖2 圖形制作

圖3 測點掛載

圖4 功能效果展示

3.2 圖形與業務系統數據的關聯

完成了煤礦的二維圖形制作后，下一步需要做的工作是需要將井下各個傳感器的測點掛載在井下巷道示意圖的相應的。井下傳感器測點主要分為兩大類，一類是模擬量測點，另一類是開關量測點。模擬量測點的配置可以直接用文本框的方式進行表示；開關量測點因為有開和關兩種數值，所以通過設置兩種屬性，在開和關模式模式下加載相反的狀態圖片進行標識。井下各個傳感器的測點統一由煤礦自動化平臺生成，生成的測點按照子系統、開關量、模擬量進行快速分類，可以對圖形進行方便選擇配置，這樣就使圖形位置和傳感器測點結合起來，如圖3所示。圖形測點配置完成后，圖形和測點統一利用XML文檔進行保存。XML文檔即可以方便解析成圖形界面，又利于生成應用程序代碼，還容易把測點信息在文件中對位置進行對應。通過建立了合適的XML文檔對象樹后，則為利用Silverlight技術對圖形進行解析提供了基礎素材。

3.3 利用Silverlight技術解析圖形

通過以上兩步生成XML文檔，然后把它存放到WEB服務器上。為了達到最終客戶端展示圖形和數據的實時刷新，需要利用Silverlight技術對XML文檔進行解析，這其中包括兩個方面的內容，一方面是對XML文檔中涉及到的圖形對象包括基本圖形對象、CAD圖形對象、圖庫圖形對象等，通過創建模塊完成所有圖形對象類結構各種動畫屬性類結構的建立，然后將讀取到的圖形文件內容進行類對象實例化及圖形化繪制展示；另一方面是圖形中呈現的傳感器測點要實時刷新，本文通過煤礦自動化平臺提供WCF接口，建立圖形數據驅動，利用Silverlight調用WCF技術獲取各個子系統的實時數據，可以實現在不刷新整個頁面的情況下，對傳感器測點進行數據更新，完成圖形和測點的統一展示。

4.功能效果展示

煤礦自動化平臺面向包括調度室、機電、通風、生產等各個部門，結合煤礦的實際應用，本圖形系統進行了許多創新性的應用，具體功能效果如圖4所示。

4.1 系統分層展示

通過設置圖形分層功能，按照系統、傳感器測點重要程度、測點類型等各種條件進行設置圖層級別，根據設置測點的顯示與否，增加對測點的可控性；解決不同部門調用同一圖形時，進行針對性的展示。

4.2 導航窗口（鷹眼）

導航窗口相當于整個圖形的一個縮略圖，它為用戶提供了整個圖形的預覽和導航功能[7]。通過導航窗口，用戶快速地實現對圖中感興趣區域的定位。尤其是東龐礦涵概“一礦四井四廠”，涵蓋區域廣，測點多。針對重要區域的測點可以通過”鷹眼“快速導航，精確定位。

4.3 人員定位軌跡回放

實時軌跡回放應用于人員定位系統中，可以實時跟蹤特定人員的當前井下位置，當天上班途徑的地點和時間，在各位置的滯留時間，在圖形系統中對其運行軌跡在井下巷道分布圖上進行形象直觀的回放。

5.結語

基于silverlight的矢量化圖形系統，方便了調度室及其他職能部室效果的展示，通過分層、鷹眼、區域環境評估等技術的實現，對數據進行了重新歸類發布，包括瓦斯監測、電力、皮帶、稱重、提升等各個子系統的測點信息以及人員定位系統中的井下各個工作面區域人數、分站人數信息均可通過該圖形系統中進行實時展示。進一步提高了用戶的使用體驗效果，在煤炭調度室的應有中具有良好的推廣價值。

[1]湯志東,葛宇.互聯網上矢量圖形文件及其瀏覽機制的研究[J].工程圖學學報,2004(2).

[2]王天寶,王爾琪,盧浩,黃躍峰.基于Silverlight的WebGIS客戶端技術與應用試驗[J].地球信息科學學報,2010(1).

[3]崔欣.Silverlight技術的發展與應用[J].電腦知識與技術,2009(22).

[4]李華,聶建國.在非CAD平臺環境下顯示CAD圖形的實用技術與方法[J].計算機工程與應用,2002(9).

[5]李愛民,劉晶,馬維綱.Silverlight相關技術研究[J].計算機技術與發展,2009(6).

[6]程國雄,胡世清.基于Silverlight大文件上傳的兩種實現方案[J].微計算機應用,2009(6).

[7]肖長健.基于Microsoft的編程和通信新結構——WCF技術[J].信息與電腦(理論版),2009(12).