基于AutoCAD VBA的滴灌系統設計軟件的開發

牛　凱，　項輝宇，　蘇德榮

(1.北京工商大學 機械工程學院， 北京　100048；2.北京林業大學 教育部森林培育與保護重點實驗室， 北京　100083)

滴灌系統關鍵技術是把滴灌帶鋪于地下，結合水利、材料、控制等其它專業技術，構成一個大田膜下滴灌系統，可有效節約用水，使農田水利化. 本文主要探討在AutoCAD VBA(visual basic for application,簡稱VBA)環境下開發具有開放性的滴灌系統設計軟件，該軟件完全參照滴灌系統設計手冊設計.

通過軟件的查詢功能，設計人員可查詢各種參數數據. 部分參數表可供設計人員根據當地作物特征進行添加和刪除. 設計人員只需填寫和選擇基本的數據，即生成該設計的必要參數文檔，供設計人員參考和選型. 通過文本和Excel,用戶可以記錄并保存所需的某些參數.

VBA最早建立在Microsoft的Office 97中，易用且功能強大. 常用的繪圖軟件AutoCAD自R14.01版本開始就支持VBA作為二次開發工具. VBA最大特點和最大優點在于兩個方面：第一，與VB有著幾乎相同的開發環境和語法，具備功能強大和易于掌握的特點；第二，在于它的for Application功能，針對性強，它駐留在主程序的內部，使其結構精簡，且代碼運行效率高，使語言的引擎在技術上與開發環境分離. 它的功能在很大程度上依賴于它的客戶顯露的Automation接口[1].

VBA作為一個集成的開發環境，它提供了高質量的用戶化編程能力，能夠使AutoCAD數據與其它的VBA應用程序，如Microsoft Excel軟件，直接共享，實現無縫連接，交換數據非常方便. 在Auto CAD環境下的VBA開發，需要安裝CAD,VB及Excel等軟件[2].

1　界面設計

1.1　主界面

本設計面向用戶為滴灌系統的設計人員，所以設計界面應符合設計邏輯，符合用戶習慣. 圖1為軟件界面. 圖2為軟件功能模塊界面，此界面主要分為4部分：1)參考資料;2)灌溉制度及基本參數;3)水力計算;4)文檔管理.

圖1　軟件界面Fig.1　Userface

圖2　軟件功能模塊Fig.2　Modules of software

通過第一部分，用戶可獲得設計的基本知識，基本參數，該部分中作物/植物項可供用戶自己創建和添加當地作物的參數. 通過第二部分，用戶根據提示輸入已選好的基本參數計算出灌溉周期、灌溉時間以及灌溉頻率等參數. 通過第三部分計算，用戶可以得到毛管、支管、干管等必要的設計參數，幫助設計人員完成設備的選擇、管路的鋪設等設計. 第四部分實現對文檔的管理，是該軟件開放性、個性化的體現.

1.2　各級界面的設計

用戶通過點擊界面上的各個功能鍵，進入相應功能，該功能簡單明了.

在第一部分設計資料中，主要為兩級的窗體，即點擊功能鍵→具體功能界面，點擊各個命令→相應的參數表或圖像. 圖3為滴頭查詢界面.

圖3　滴頭查詢界面Fig.3　Knowledge of drip

第二、第三部分主要為計算界面，即當設計人員輸入已知參數時計算出相應的關鍵設計參數. 圖4為基本參數計算界面.

圖4　基本參數界面Fig.4　Interface for necessary parameter

第四部分是實現用戶對所得參數文檔的保存和編輯，文檔形式有文本和Excel兩種，這兩種操作較為常用，這里不再介紹.

2　程序設計

2.1　CAD界面上添加菜單

將VBA程序添加到CAD菜單中，設計人員可以通過點擊菜單快速啟動該程序，免去了一些不必要的麻煩. 具體的思路是通過在VBA開發界面的AutoCAD對象下的“This drawing”下添加程序段，以使當CAD界面啟動時在CAD模板中添加一個菜單鍵到工具欄中，當點擊該啟動鍵時啟動標準模塊下的宏，通過該宏調用主程序，從而啟動該程序. 啟動后如圖1，程序如下：

Option Explicit

Sub AddASubMenu()

Dim currMenuGroup As AcadMenuGroup

Set currMenuGroup=ThisDrawing.

Application.MenuGroups.Item(0)

Dim newMenu As AcadPopupMenu

Set newMenu=currMenuGroup.Menus.

Add("MyMen" & Chr(Asc("&")) & "u")

′添加菜單項

Dim macro As String

Macro=Chr(vbKeyEscape)+Chr(vbKey_Escape) ′相當于按下兩次Esc鍵

Dim menuItemOpen As AcadPopup

_MenuItem

Set menuItemOpen=newMenu.

AddMenuItem(newMenu.Count+1,

Chr(Asc("&")) & "林大", macro & "-vbarun" + Chr(32) + "main_1.dvb!UFO.

comDialog" + Chr(32))

′在菜單欄上顯示菜單

newMenu.InsertInMenuBar (ThisDrawing.

Application.MenuBar.Count + 1)

End Sub

2.2　主體功能

2.2.1實現查詢功能

圖5　水質查詢Fig.5　Knowledge of water quality

設計時需要對各種資料進行查詢，通過軟件查詢簡單、明了. 主要設計有兩種查詢方式：一是將所需的資料做成圖片的形式，通過滾動條拉動圖片的方式，可以將較大圖片放入其中加以查詢. 圖5是通過該圖片查詢水質參數的界面. 二是通過列表的方式查詢，當點擊所選種類或型號時，自動彈出屬于該種類或型號相關項目的各種參數. 圖6為管材的查詢對話框，用戶通過選擇所需的管材時得知其壁厚、內徑等參數.

圖6　管材查詢對話框Fig.6　Interface for pipe material

2.2.2添加和刪除參數，實現開放功能

不同地域的作物、種植條件和各種參數信息是不同的.

1) 用戶需要對信息存取和創建，需要數據庫，本文設計為對文本文件的存取和創建. 通過open語句，如：

Open "path" for input As # number

對文本進行讀取.

Open "path" for output As # number

創建文本.

Open "path" for Append As # number

將數據添加到文本.

當輸入指定格式的數據后，若為已有植物種類時可在已存在的文本中按規定的格式添加；若為新的植物名稱則需要創建新的文本，并按規定格式保存數據，以備用戶以后讀取用.

Open "D:林大林大開發-VBA農作物溫室" & indata(0) & ".txt" for Output As # 8

Print #8 ,indata(0)

Close #8

Open "D:林大林大開發-VBA農作物溫室作物" & indata(0) & ".txt" For Output

As # 9

Print # 9,indata(1) & " " & indata(2)

_ & " " & indata(3)

Close # 9

此段程序將完成對所輸入信息以文本方式的存儲，其中通過數組將所輸入的作物名稱及參數加以分類，然后進行存儲. 此外當遇到輸入錯誤即格式與要求的不同時，應能提示錯誤，并要求用戶重新輸入. 這里是將數據分配到數組中，通過檢查數組中的數據來檢查格式的正確與否，相符時輸入，否則清零重輸，如圖7.

圖7　出錯時提示錯誤Fig.7　Remind user when error

2) 刪除功能的實現. 當輸入的數據有誤或需要刪除某些數據時，就需要對數據進行刪除. 不僅要刪除界面中的數據，還要把文件中的數據刪除并保存，以供下次使用. 應用Open和Kill命令的組合，首先逐行讀取文件并與要刪除的數據行進行比較，不一樣的數據行就通過Open重新創建文件，并輸入該行，若一樣則跳過. 這樣最后再應用Kill命令刪除原文本，就創建了一個新文本，該文本不含已刪除的數據行. 從而實現了對數據的刪除與保存，如圖8.

圖8　刪除操作Fig.8　Delete selected parameter

第一部分的其他功能大致與此類同，不做過多贅述.

3) 水利計算功能. 通過前面的查表功能可以得到基本參數，在此功能中輸入基本參數，點擊計算鍵計算出主要參數.

將參數通過文本框輸入后，賦值給變量進行計算，結果傳遞并輸出到文本框. 此外還要對錯誤的輸入進行提示. 本設計中限制了用戶輸入只能輸入數字且為正數，主要是通過Keypress事件中添加程序段來實現的. 程序如下：

If KeyAscii >= 48 And KeyAscii ? 57 Then

ElseIf KeyAscii = Asc(".") Then

Else

KeyAscii = 0

End If

由于KeyAscii返回的是鍵盤所按鍵的Asc碼，所以通過控制數字和小數點的Asc碼，就可以實現只能輸入數字的功能.

此外對于已經計算得出的結果，需要保存，此處為文本方式和電子表格方式，文本方式的讀取與存儲不再贅述. 保存文件時，應用了CommonDialog 控件對文本保存路徑加以設置，以便用戶以后的查詢. 首先設置CommomDialog的各屬性，通過調用標準模塊下的Sub程序實現[3].

Public sub comsave()

With CommonDialog

.DialogTitle = "保存文本文件"

.Filter = "文本文件(*.txt)|*.txt|所有文件 (*.*)|*.*"

.InitDir = "D:林大林大開發-VBA"

.DefaultExt = "txt"

.ShowSave

End With

End Sub

設計后存儲功能的對話窗體如圖9.

圖9　存儲對話框Fig.9　Interface for save

對于調用并創建Excel需要聲明Excel Application，Workbook, Worksheet等對象. 用下面的語句實現[3].

Dim xlapp As excel.Application

Dim xlbook As excel.Workbook

Dim xlsheet As excel.Worksheet

Set xlapp = Creatobject ("Excel.Application")

Set xlbook = xlapp.Workbooks.Add

Set xlsheet = excel.Application.Worksheets(1)

若是調用已創建的Excel,通過下面的語句實現.

Set xlapp = New excel.Application

Set xlbook = xlapp.workbooks.open("指定路徑")

此句申請一個Excel.Application內存空間，并通過制定路徑實現對Excel的讀取. 接下來的就是應用命令對Excel的操作，這里不作贅述.

完成了各項基本功能的設計，后續工作主要圍繞數據輸出格式(如Excel, txt等)，以及具體應用中出現的問題的完善，以使其更加優化.

3　結束語

通過設計本程序可以使滴灌系統的設計簡單化，更有利于縮短設計時間，同時又能使用戶存儲必要的信息. 如果進一步完善本軟件,還可以通過數據庫對設計知識的存儲，方便用戶的知識積累，以便查詢。同時實現通過計算得到的參數自動在AutoCAD中修改和優化的管路鋪設圖，可大大減輕設計負擔.