基于C#的強(qiáng)度試驗(yàn)傳感器管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張清勇

（中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所?全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力/疲勞航空科技重點(diǎn)試驗(yàn)室，陜西?西安?710065）

飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)是指針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行的一系列物理試驗(yàn)，用以驗(yàn)證飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的正確性或者驗(yàn)證飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足使用要求[1-2]。其中，試驗(yàn)時(shí)需要大量的位移傳感器和力傳感器對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控。試驗(yàn)測(cè)控人員負(fù)責(zé)對(duì)傳感器進(jìn)行管理、維護(hù)等工作。目前，位移傳感器使用Excel文檔進(jìn)行參數(shù)更新、查詢，數(shù)據(jù)易混亂丟失，且查詢不便；力傳感器使用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件進(jìn)行管理，但更新工作繁瑣，參數(shù)查詢輸出不便，亟待更有效的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。一款試驗(yàn)信息化體系下的強(qiáng)度試驗(yàn)傳感器管理系統(tǒng)必須有助于試驗(yàn)測(cè)控人員及時(shí)準(zhǔn)確獲取傳感器的參數(shù)信息，保障試驗(yàn)的安全性和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并輔助單位領(lǐng)導(dǎo)決策，制定科學(xué)的設(shè)備配置方案，提高設(shè)備使用效率。因此，本文采用C#語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言、SQL Server 2008 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)了一款能夠適應(yīng)信息化體系的飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)傳感器管理系統(tǒng)軟件。

1 關(guān)鍵技術(shù)

C#是由C和C++衍生出來(lái)的一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。它在繼承C和C++強(qiáng)大功能的同時(shí)，去掉了一些復(fù)雜特性。C#以其強(qiáng)大的操作能力、優(yōu)雅的語(yǔ)法風(fēng)格、創(chuàng)新的語(yǔ)言特性和便捷的對(duì)面向組件編程的支持成為.NET開發(fā)的首選語(yǔ)言[3]。

系統(tǒng)采用C/S的軟件體系架構(gòu)，利用ClickOnce技術(shù)部署智能客戶端，該技術(shù)可以自行更新基于Windows的應(yīng)用程序，本系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，可以安裝在最終用戶的計(jì)算機(jī)上，可在本地運(yùn)行（即使計(jì)算機(jī)處于脫機(jī)狀態(tài)），也可以在權(quán)限聯(lián)機(jī)模式下運(yùn)行，而不必在最終用戶的計(jì)算機(jī)上永久性地安裝任何內(nèi)容[4]。

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)客戶機(jī)和服務(wù)器端的傳感器數(shù)據(jù)查詢、更新、修改、刪除、輸出、格式輸出等功能；加入普通用戶和管理員用戶權(quán)限設(shè)定。普通用戶僅可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、輸出、格式輸出，及普通用戶信息添加、修改、刪除等操作；管理員可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、查詢、更新、輸出、格式輸出及普通用戶和管理員用戶信息添加、修改、刪除等操作。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)需求分析，本系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分為9個(gè)模塊，分別是文件查詢模塊、位移查詢模塊、力查詢模塊、文件更新模塊、位移更新模塊、力更新模塊、修改模塊、用戶信息模塊、更新日志模塊。各模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能如下。

（1）文件查詢模塊。用戶通過(guò)Excel表進(jìn)行傳感器信息查詢。用戶按Excel模板填入待查詢傳感器編號(hào)，保存后導(dǎo)入模塊，可按需求查詢傳感器信息（默認(rèn)信息、詳細(xì)信息、自選信息），查詢完畢后可輸出至Excel表中（全部信息輸出或通知單格式輸出）。

（2）位移查詢模塊。用戶通過(guò)傳感器號(hào)、滿量程（mm）、有效期、更新日期等查詢位移傳感器信息，查詢完畢后可輸出至Excel表中。

（3）力查詢模塊。用戶通過(guò)傳感器號(hào)、滿量程（kN）、有效期、更新日期等查詢力傳感器信息，查詢完畢后可輸出至Excel表中。

（4）文件更新模塊。分為力傳感器更新和位移傳感器更新。管理員用戶按Excel模板填入待更新傳感器信息，保存后導(dǎo)入模塊進(jìn)行更新。力傳感器更新時(shí)只新增傳感器信息入庫(kù)，不改變?cè)瓟?shù)據(jù)庫(kù)信息；位移傳感器更新時(shí)會(huì)刪除原數(shù)據(jù)庫(kù)中信息，替代為新的傳感器信息。

（5）位移更新模塊。分為單獨(dú)更新和文件更新。單獨(dú)更新指管理員用戶按標(biāo)檢后的位移傳感器校準(zhǔn)證書，填入傳感器號(hào)、靈敏度、有效期等信息，軟件自動(dòng)計(jì)算其校準(zhǔn)值信息后進(jìn)行更新。文件更新指管理員用戶按Excel模板填入待更新傳感器信息，保存后導(dǎo)入模塊進(jìn)行更新。

（6）力更新模塊。其分為單獨(dú)更新和文件更新。單獨(dú)更新指管理員用戶按標(biāo)檢后的力傳感器校準(zhǔn)證書，填入傳感器號(hào)、校準(zhǔn)值+、校準(zhǔn)值-、靈敏度+、靈敏度-、有效期+、有效期-、滿量程、電阻值、狀態(tài)等信息后進(jìn)行更新。文件更新指管理員用戶按Excel模板填入待更新傳感器信息，保存后導(dǎo)入模塊進(jìn)行更新。

（7）修改模塊。其分為力修改模塊和位移修改模塊。管理員用戶填入傳感器號(hào)，查詢到該傳感器的參數(shù)信息，在列表內(nèi)對(duì)其進(jìn)行修改，保存后即將新參數(shù)更新至數(shù)據(jù)庫(kù)。

（8）用戶信息模塊。其分為普通用戶和管理員用戶。普通用戶登錄時(shí)可對(duì)普通用戶信息進(jìn)行維護(hù)（新增、刪除、修改等）；管理員用戶登錄時(shí)可對(duì)普通用戶和管理員用戶信息進(jìn)行維護(hù)（新增、刪除、修改等）。

（9）更新日志模塊。用戶可查詢傳感器數(shù)據(jù)庫(kù)更新日志，包括用戶ID、用戶姓名、被更新表名、上次更新日期、更新數(shù)目等。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度試驗(yàn)傳感器管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)環(huán)境采用SQL Server2008 R2，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了6個(gè)數(shù)據(jù)表，包括力傳感器表、位移傳感器表、文件查詢傳感器表、更新日志表、管理員表和普通用戶表。

（1）力傳感器表有20列，分別是傳感器號(hào)、規(guī)格、[滿量程（kN）]、狀態(tài)、準(zhǔn)確度、電阻值、零點(diǎn)值、[校準(zhǔn)值+]、[校準(zhǔn)值 -]、[靈敏度+]、[靈敏度-]、[有效期 +]、[有效期-]、型號(hào)、生產(chǎn)廠商、安裝位置、所屬單位、激勵(lì)、更新人、更新日期。

（2）位移傳感器表有15列，分別是傳感器號(hào)、規(guī)格、[滿量程（mm）]、零點(diǎn)值、校準(zhǔn)值、靈敏度、有效期、狀態(tài)、準(zhǔn)確度、型號(hào)、生產(chǎn)廠商、安裝位置、所屬單位、更新人、更新日期。

（3）文件查詢傳感器表只有傳感器號(hào)1列。

（4）更新日志表共有5列，分別是UserID（用戶ID）、UserName（用戶名）、TableName（被更新表名）、LastUpdate（上次更新日期）、UpadteNum（更新數(shù)目）。

（5）管理員表共有3列，分別是UserID（用戶ID）、UserName（用戶名）、Pwd（密碼）。

（6）普通用戶表共有3列，分別是UserID（用戶ID）、UserName（用戶名）、Pwd（密碼）。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.2.1 登錄界面實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中登錄界面如圖1所示，當(dāng)不同權(quán)限的賬戶登錄并且成功后，系統(tǒng)會(huì)記錄當(dāng)前登錄人的權(quán)限信息，在型號(hào)信息顯示及任務(wù)更新界面下會(huì)對(duì)相應(yīng)功能進(jìn)行屏蔽。

3.2.2 文件查詢界面實(shí)現(xiàn)

文件查詢界面包括Excel模板輸出、傳感器類型選擇、信息選擇、查詢、整理、輸出、查詢結(jié)果顯示、使用說(shuō)明等。用戶可通過(guò)Excel模板填寫待查傳感器號(hào)，并選擇待查信息，可快速顯示查詢結(jié)果，并按試驗(yàn)通知單格式進(jìn)行輸出，方便試驗(yàn)表單制作，如圖2所示。

3.2.3? 位移 / 力查詢界面實(shí)現(xiàn)

圖 1??用戶登錄界面

圖2 ??文件查詢界面實(shí)現(xiàn)

位移/力查詢界面包括查詢方式選擇、查詢、輸出、查詢結(jié)果顯示、使用說(shuō)明等。用戶可按需進(jìn)行查詢，并進(jìn)行結(jié)果的顯示輸出，如圖3和圖4所示。

圖3 ??位移查詢界面按傳感器號(hào)查詢結(jié)果

圖4 ??力查詢界面按滿量程查詢結(jié)果

3.2.4 位移 / 力更新界面實(shí)現(xiàn)

位移/力更新模塊界面分為單獨(dú)更新和文件更新，包括參數(shù)輸入窗口、計(jì)算、更新、刪除行、清空、Excel模板輸出、打開Excel文件、更新進(jìn)度條、更新等，如圖5所示。

圖5 ??力更新界面實(shí)現(xiàn)

4 結(jié)????論

基于C#的強(qiáng)度試驗(yàn)傳感器管理系統(tǒng)能大大提高試驗(yàn)測(cè)控人員和管理人員的工作效率，有助于優(yōu)化疲勞試驗(yàn)的人員和設(shè)備使用方式，輔助單位領(lǐng)導(dǎo)決策，提高疲勞試驗(yàn)運(yùn)行效率，有助于企業(yè)管理的智能化與信息化。

經(jīng)過(guò)不斷的研發(fā)、測(cè)試和修改，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、高效地完成強(qiáng)度試驗(yàn)力傳感器和位移傳感器的查詢、更新、輸出任務(wù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了靜力/疲勞試驗(yàn)通知單自動(dòng)輸出技術(shù)與應(yīng)用功能，使得靜力試驗(yàn)資料準(zhǔn)備中傳感器通知單能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出。傳感器管理系統(tǒng)將不斷開發(fā)新的設(shè)計(jì)功能模塊，逐步達(dá)到數(shù)據(jù)流互通、信息流互享、控制流互聯(lián)的綜合性、專業(yè)性計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)。