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不可或缺的組成部分，主要實現對動態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，使企業可以建立穩定的數字客戶關系。

WPF提供統一的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

數采系統配置工具系統框架采用MVVM （Model-View-View-Mode）模式。該模式系統框架如圖1所示。View先綁定View Model，然后執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構建十分容易。在系統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 系統結構圖

本系統界面采用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，完成用戶與系統的信息交互。

3 系統結構圖

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、右兩欄業務區（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）左側業務區：通過加載文件顯示樹狀視圖節點信息，主要指加載XML文件節點信息，顯示各個層次節點屬性的信息。

3）右側業務區：通過點擊左側樹狀圖的節點信息，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，點擊不同節點會在右側業務區載入不同的自定義控件，如點擊 “總線”節點，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，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 系統結構文檔定義

本系統配置文件為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，配置系統的詳細信息以樹型結構表示，Root節點是邏輯節點XML結構中的根節點，本身也包括一部分信息，如工程的名稱、創建人、創建版本、創建時間等。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實現的系統界面使得系統界面更加美觀，新的架構使得界面與代碼更好地分離，開發和維護越來越簡單。該配置工具開發完成后，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中發揮了應有的作用。