基于MFC和Access的航電加載數據管理軟件設計與實現

趙倩+張燕平

摘要

為了對機載航電設備的加載參數進行集中管理、并為設備的參數加載功能提供重要的準備工作，基于MFC框架、Access數據庫以及ADO數據庫訪問技術，設計并實現了安裝在地面站計算機上的航電加載數據管理軟件。軟件的主要功能是：顯示、編輯和管理加載數據，生成加載用數據文件，以及對數據文件進行解析后使用。實際使用效果證明：該軟件的用戶界面簡潔直觀、易學易操作、功能完善，并且可維護性和可擴展性好。

【關鍵詞】航電加載數據管理 軟件設計與實現 MFC框架 Access數據庫 ADO數據庫訪問

航空電子系統是飛機上所有電子設備的綜合，涵蓋通信、導航、雷達、電子戰、飛行控制和管理等各個系統的電子子系統，同時也包括這些系統間用于信息交換和資源共享的信息綜合系統。隨著計算機技術、數字通信技術和網絡技術的發展，航電系統也向綜合模塊化（IMA：Integrated Module Avionics）方向發展，其軟硬接口（ICD）涉及的信號量也在不斷增加，而且各種數據之間的交聯關系又非常復雜。

在大中型甚至小型飛機上，面對越來越多的應用數據，如：航路點有幾百個甚至上千個、飛行計劃數十條甚至上百條、超短波電臺上百條的波道參數、短波電臺的各種通訊參數等，僅靠人工在機載顯示器上使用機載輸入設備進行設置，效率低下、難以滿足用戶的使用要求。針對這種情況，通常配備專用的地面站計算機，使用安裝好的加載數據管理軟件對機上各設備的參數數據進行集中管理，然后將準備好的符合特定格式要求的數據文件放入數據傳輸裝置中，通過機載顯示器按照簡單的操作步驟讀取數據后統一加載到各機載設備中。

在這種應用中，航電加載數據管理軟件提供了重要的準備工作，不僅要符合機載設備對數據的各種要求、滿足系統需求的所有功能，還需設計實現易學易用、簡潔直觀的操作界面供地面維護員等人員使用。

為了科學地管理不斷增大的加載數據量，并為用戶提供友好的界面顯示效果和操作方式，本文提出了基于MFC框架和Access數據庫技術的航電加載數據管理軟件設計方法，并對軟件進行了實現，使用專業的數據庫工具管理加載數據內容，使用微軟公司提供的Windows應用程序方法設計并實現顯示界面和內部邏輯，并通過ADO數據庫訪問技術實現數據庫與應用程序的連接。

1相關理論與技術介紹

1.1MFC框架技術

MFC（MicrosoftFoundationClass，即微軟的基礎類）是微軟為了簡化程序員的開發工作所開發的一套C++類的集合，是一套面向對象的函數庫，以類的方式提供給用戶使用，利用這些類，可以有效地幫助程序員完成Windows應用程序的開發。

MFC的功能可分為用戶界面設計、文件操作、多媒體使用、數據庫訪問等。MFC的特性包括封裝、繼承、虛函數和消息映射。其中，CWnd是所有窗口類的基類，該類及其派生類封裝了Windows窗口的句柄，即HWND；通常可直接使用CWnd類及其派生類，創建各種窗口，實現特定的功能。

1.2Access數據庫

數據庫（Database）是按照數據結構組織、存儲和管理數據的倉庫。Access是Office系列軟件中用于管理數據庫的應用軟件，可運行于各種Windows系統環境；Access繼承了Windows的特性，易于使用且界面友好，因此得到廣泛應用。Access使用標準的SQL（Structured Query Language，結構化查詢語言）作為數據庫語言，提供了強大的數據處理能力和通用性，是一個功能強大且易于使用的桌面關系型數據庫管理系統和應用程序生成器。

1.3數據對象ADO技術

對于SQLServer或Access數據庫管理工具，采用面向對象的程序設計語言作為其前端開發工具時，有多種接口方式可供選擇，如：數據訪問對象技術JET、開放式數據庫連接性ODBC技術、遠程數據對象RDO技術、數據對象ADO技術等。

ADO（Active Data Objects）是一種基于COM（Component Object Model組件對象模型）技術和面向對象的數據庫訪問技術，可以訪問關系數據庫與非關系數據庫，目前主要用于訪問關系型數據庫。由于它是基于COM技術的，具有訪問速度快、占用資源小的優點，并簡化了程序員數據存取的工作，便于使用。

2航電加載數據管理軟件設計

2.1主要功能和特點

針對某型直升機航空電子各設備的參數加載功能需求，為了對各設備的加載參數進行集中管理、并為參數加載功能提供重要的準備工作，本文基于MFC框架和Access數據庫技術設計并實現了一個新的航電加載數據管理軟件，程序通過ADO技術對數據庫進行訪問。軟件的主要功能是：所有加載數據的顯示、編輯和存儲，生成特定格式的數據文件用于加載，以及對加載用數據文件的解析與回放。

本文軟件主要由三部分構成：數據層、用戶交互界面、加載用數據文件；三者之間存在數據交互，框架圖見圖1，詳細介紹見2.2和2.3節。

2.2數據庫設計

航電各設備的加載參數可按系統劃分，如：綜顯、導航、通信等；各系統下按模塊劃分，如：綜顯系統中含航路點和飛行計劃等模塊的數據、通信系統下含超短波電臺和短波電臺等模塊的數據。鑒于需進行參數加載的系統多、各系統下的模塊多，因此借助專業的數據庫工具管理數據。本文軟件涉及的數據量屬于中小型信息量級，采用Access數據庫足以實現對數據的有效管理。

應用程序對數據庫的使用，不僅增快查詢數據的速度、減少數據冗余、節省存儲空間，并且可使數據與程序分離，數據完全獨立、便于管理，更好地實現數據的共享。設計數據庫時除了滿足現有功能的要求，還應適應表結構在未來發生的變化，并使由變化導致的數據庫結構沖突降低到最小。endprint

本文軟件數據庫的表結構見圖1中數據層所示：每個系統中的每個模塊形成一個數據表，如：綜顯系統的航路點數據對應一個數據表、飛行計劃數據對應另一數據表…，其他系統的各模塊數據表設計類似。

2.3軟件架構設計

圖1所示是軟件的整體架構圖，下面給出三個主要構成的具體信息。

（1）數據層：由Access數據表組成的數據管理中心，詳細內容見2.2節；

（2）用戶交互界面：直接面向使用者的顯示和操作界面，用MicrosoftVisualC++6.0平臺的基于對話框的編程技術實現；程序讀取數據層的數據后將內容顯示在交互界面上，使

用者在界面上對數據進行修改后可實時寫入數據層的對應數據表中；

（3）加載用數據文件：是用于機載設備參數加載的數據文件，格式需符合與機載數據讀取設備（如：綜顯）之間定義好的接口控制文件要求。程序讀取數據層的數據進行處理后可生成加載用數據文件；另外，軟件也可對訪問到的加載用數據文件進行解析后寫入數據層對應位置，并覆蓋原有內容。

3航電加載數據管理軟件實現

本文軟件的開發工具是：WindowsXP操作系統環境下的Microsoft Visual C++6.0軟件開發工具和Microsoft Access 2003數據庫管理工具；運行環境要求是：Windows 2000及以上操作系統。

3.1用戶界面

3.1.1軟件主畫面

本文軟件主界面由一個基于MFC框架的對話框，并添加樹形控件、列表控件、按鈕等組成；整體布局分三部分，分別是左側由樹形控件實現的按系統和模塊劃分的目錄、中間由列表控件顯示的某系統某模塊的詳細數據顯示內容、以及右側的三個功能鍵，其顯示效果如圖2所示。

（1）樹形目錄-按系統和模塊劃分：樹形目錄的一級節點按系統劃分，各系統下按模塊劃分二級節點；如有必要，還可依次劃分三級、四級節點，如：航路點可劃分為普通航路點和機場點等信息。目錄的組成應層次清晰、劃分合理、一目了然；尤其是系統和模塊數量較大時，目錄的設計與實現直接影響界面的用戶友好性。

（2）詳細數據內容列表：選中左側目錄任一最低級別節點后雙擊，中間列表出現對應節點下所有的數據信息，這些信息從Access數據庫中提取得到。列表的每一列由數據的屬性值組成，如：航路點的屬性有“航路點號”、“緯度”、“經度”、“高度”等；每行代表一項數據，圖2列表中每行表示一個航路點。

從數據庫中提取數據在列表上進行顯示時，應注意對數據進行適當的換算，以保證顯示在界面上被用戶看到和使用的是直觀的、符合實際使用的數值，避免用戶自己進行計算、保證使用效果。

（3）功能鍵：主界面右側有三個功能鍵：生成文件、文件解析、取消。點擊“生成文件”鍵，可生成加載用數據文件，詳見3.2.1節；點擊“文件解析”鍵，可解析并回放指定數據文件，詳見3.2.2節。點擊“取消”鍵，退出主界面，軟件運行結束。

3.1.2數據編輯畫面

雙擊主界面列表中的任一行數據，彈出對應數據的編輯窗口。圖3所示是綜顯系統-航路點目錄下一個機場點數據的編輯窗口。軟件以易用性為原則提供了多種數據修改方式，有下拉框、輸入框等，并給出數據的輸入范圍提示、以及輸入錯誤時的提示信息（如果有）。

數據修改完成后，點擊下方“保存”鍵，將修改后數據保存到Access數據庫并同步更新主界面列表的顯示，編輯窗口消失，回到主界面。點擊“取消”鍵，不對Access數據庫和主界面數據進行修改，數據內容不變，編輯窗口消失，回到軟件主界面。

3.2Access數據庫與加載數據文件間數據轉化

軟件使用MFC的文件操作類實現對文件的打開、關閉、讀、寫、獲取文件信息等操作，使用ADO組件的Connection、Command和RecordSet對象等以及SQL語句實現程序與數據庫的連接、數據記錄的訪問和處理。

3.2.1加載數據文件的生成

完成數據的編輯、確認所有數據符合使用要求后，點擊主界面右側的“生成文件”鍵，彈出圖4所示的窗口提示使用者可生成加載用數據文件，并選擇路徑以存放文件。生成的數據文件需滿足接口控制文件的格式要求，因此軟件需對從Access數據庫提取的數據進行格式轉化。

3.2.2加載數據文件的解析與回放

實際應用中，用戶經常想在己有加載數據文件的基礎上對數據進行修改后，重新生成文件用于機載設備。針對這種功能，本文軟件提供了操作步驟進行實現：點擊主界面右側的“文件解析”鍵，出現類似于圖4的窗口提示用戶選擇待解析文件，然后讀取文件將數據存儲到Access數據庫相應位置、覆蓋原有數據，并同步更新畫面顯示內容。此后，用戶便可對新數據進行查看和修改，并可重新生成新的加載用數據文件。

4結論

本文基于MFC框架、Access數據庫和ADO數據庫訪問技術提出并實現了一種新的航電加載數據管理軟件，集中管理所有加載數據、為航電各子系統的參數加載功能提供了重要的準備工作。主要工作有：

（1）使用Access數據庫技術管理所有數據，數據管理專業工具化、軟件實現和應用不受數據量增大的局限；

（2）充分考慮使用者的使用習慣、不斷改進完善，設計實現了簡潔直觀的交互界面，讓使用者經過少量培訓甚至不需培訓，就能快速操作軟件；

（3）軟件架構可擴展性好，若用于其他航電系統，僅需按照新需求更改數據庫和數據文件的數據內容，不需改動軟件架構，更改代價低。

實際使用效果說明：該軟件的用戶界面簡潔直觀、易學易操作、功能完善，并且可維護性和可擴展性好。

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