基于MFC和Access的航电加载数据管理软件设计与实现
时间：2020-09-14 08:00:34 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘要
为了对机载航电设备的加载参数进行集中管理、并为设备的参数加载功能提供重要的准备工作，基于MFC框架、Access数据库以及ADO数据库访问技术，设计并实现了安装在地面站计算机上的航电加载数据管理软件。软件的主要功能是：显示、编辑和管理加载数据，生成加载用数据文件，以及对数据文件进行解析后使用。实际使用效果证明：该软件的用户界面简洁直观、易学易操作、功能完善，并且可维护性和可扩展性好。
【关键词】航电加载数据管理 软件设计与实现 MFC框架 Access数据库 ADO数据库访问
航空电子系统是飞机上所有电子设备的综合，涵盖通信、导航、雷达、电子战、飞行控制和管理等各个系统的电子子系统，同时也包括这些系统间用于信息交换和资源共享的信息综合系统。随着计算机技术、数字通信技术和网络技术的发展，航电系统也向综合模块化（IMA：Integrated Module Avionics）方向发展，其软硬接口（ICD）涉及的信号量也在不断增加，而且各种数据之间的交联关系又非常复杂。
在大中型甚至小型飞机上，面对越来越多的应用数据，如：航路点有几百个甚至上千个、飞行计划数十条甚至上百条、超短波电台上百条的波道参数、短波电台的各种通讯参数等，仅靠人工在机载显示器上使用机载输入设备进行设置，效率低下、难以满足用户的使用要求。针对这种情况，通常配备专用的地面站计算机，使用安装好的加载数据管理软件对机上各设备的参数数据进行集中管理，然后将准备好的符合特定格式要求的数据文件放入数据传输装置中，通过机载显示器按照简单的操作步骤读取数据后统一加载到各机载设备中。
在这种应用中，航电加载数据管理软件提供了重要的准备工作，不仅要符合机载设备对数据的各种要求、满足系统需求的所有功能，还需设计实现易学易用、简洁直观的操作界面供地面维护员等人员使用。
为了科学地管理不断增大的加载数据量，并为用户提供友好的界面显示效果和操作方式，本文提出了基于MFC框架和Access数据库技术的航电加载数据管理软件设计方法，并对软件进行了实现，使用专业的数据库工具管理加载数据内容，使用微软公司提供的Windows應用程序方法设计并实现显示界面和内部逻辑，并通过ADO数据库访问技术实现数据库与应用程序的连接。
1相关理论与技术介绍
1.1MFC框架技术
MFC（MicrosoftFoundationClass，即微软的基础类）是微软为了简化程序员的开发工作所开发的一套C++类的集合，是一套面向对象的函数库，以类的方式提供给用户使用，利用这些类，可以有效地帮助程序员完成Windows应用程序的开发。
MFC的功能可分为用户界面设计、文件操作、多媒体使用、数据库访问等。MFC的特性包括封装、继承、虚函数和消息映射。其中，CWnd是所有窗口类的基类，该类及其派生类封装了Windows窗口的句柄，即HWND；通常可直接使用CWnd类及其派生类，创建各种窗口，实现特定的功能。
1.2Access数据库
数据库（Database）是按照数据结构组织、存储和管理数据的仓库。Access是Office系列软件中用于管理数据库的应用软件，可运行于各种Windows系统环境；Access继承了Windows的特性，易于使用且界面友好，因此得到广泛应用。Access使用标准的SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）作为数据库语言，提供了强大的数据处理能力和通用性，是一个功能强大且易于使用的桌面关系型数据库管理系统和应用程序生成器。
1.3数据对象ADO技术
对于SQLServer或Access数据库管理工具，采用面向对象的程序设计语言作为其前端开发工具时，有多种接口方式可供选择，如：数据访问对象技术JET、开放式数据库连接性ODBC技术、远程数据对象RDO技术、数据对象ADO技术等。
ADO（Active Data Objects）是一种基于COM（Component Object Model组件对象模型）技术和面向对象的数据库访问技术，可以访问关系数据库与非关系数据库，目前主要用于访问关系型数据库。由于它是基于COM技术的，具有访问速度快、占用资源小的优点，并简化了程序员数据存取的工作，便于使用。
2航电加载数据管理软件设计
2.1主要功能和特点
针对某型直升机航空电子各设备的参数加载功能需求，为了对各设备的加载参数进行集中管理、并为参数加载功能提供重要的准备工作，本文基于MFC框架和Access数据库技术设计并实现了一个新的航电加载数据管理软件，程序通过ADO技术对数据库进行访问。软件的主要功能是：所有加载数据的显示、编辑和存储，生成特定格式的数据文件用于加载，以及对加载用数据文件的解析与回放。
本文软件主要由三部分构成：数据层、用户交互界面、加载用数据文件；三者之间存在数据交互，框架图见图1，详细介绍见2.2和2.3节。
2.2数据库设计
航电各设备的加载参数可按系统划分，如：综显、导航、通信等；各系统下按模块划分，如：综显系统中含航路点和飞行计划等模块的数据、通信系统下含超短波电台和短波电台等模块的数据。鉴于需进行参数加载的系统多、各系统下的模块多，因此借助专业的数据库工具管理数据。本文软件涉及的数据量属于中小型信息量级，采用Access数据库足以实现对数据的有效管理。
应用程序对数据库的使用，不仅增快查询数据的速度、减少数据冗余、节省存储空间，并且可使数据与程序分离，数据完全独立、便于管理，更好地实现数据的共享。设计数据库时除了满足现有功能的要求，还应适应表结构在未来发生的变化，并使由变化导致的数据库结构冲突降低到最小。
本文软件数据库的表结构见图1中数据层所示：每个系统中的每个模块形成一个数据表，如：综显系统的航路点数据对应一个数据表、飞行计划数据对应另一数据表…，其他系统的各模块数据表设计类似。
2.3软件架构设计
图1所示是软件的整体架构图，下面给出三个主要构成的具体信息。
（1）数据层：由Access数据表组成的数据管理中心，详细内容见2.2节；
（2）用户交互界面：直接面向使用者的显示和操作界面，用MicrosoftVisualC++6.0平台的基于对话框的编程技术实现；程序读取数据层的数据后将内容显示在交互界面上，使
用者在界面上对数据进行修改后可实时写入数据层的对应数据表中；
（3）加载用数据文件：是用于机载设备参数加载的数据文件，格式需符合与机载数据读取设备（如：综显）之间定义好的接口控制文件要求。程序读取数据层的数据进行处理后可生成加载用数据文件；另外，软件也可对访问到的加载用数据文件进行解析后写入数据层对应位置，并覆盖原有内容。
3航电加载数据管理软件实现
本文软件的开发工具是：WindowsXP操作系统环境下的Microsoft Visual C++6.0软件开发工具和Microsoft Access 2003数据库管理工具；运行环境要求是：Windows 2000及以上操作系统。
3.1用户界面
3.1.1软件主画面
本文软件主界面由一个基于MFC框架的对话框，并添加树形控件、列表控件、按钮等组成；整体布局分三部分，分别是左侧由树形控件实现的按系统和模块划分的目录、中间由列表控件显示的某系统某模块的详细数据显示内容、以及右侧的三个功能键，其显示效果如图2所示。
（1）树形目录-按系统和模块划分：树形目录的一级节点按系统划分，各系统下按模块划分二级节点；如有必要，还可依次划分三级、四级节点，如：航路点可划分为普通航路点和机场点等信息。目录的组成应层次清晰、划分合理、一目了然；尤其是系统和模块数量较大时，目录的设计与实现直接影响界面的用户友好性。
（2）详细数据内容列表：选中左侧目录任一最低级别节点后双击，中间列表出现对应节点下所有的数据信息，这些信息从Access数据库中提取得到。列表的每一列由数据的属性值组成，如：航路点的属性有“航路点号”、“纬度”、“经度”、“高度”等；每行代表一项数据，图2列表中每行表示一个航路点。
从数据库中提取数据在列表上进行显示时，应注意对数据进行适当的换算，以保证显示在界面上被用户看到和使用的是直观的、符合实际使用的数值，避免用户自己进行计算、保证使用效果。
（3）功能键：主界面右侧有三个功能键：生成文件、文件解析、取消。点击“生成文件”键，可生成加载用数据文件，详见3.2.1节；点击“文件解析”键，可解析并回放指定数据文件，详见3.2.2节。点击“取消”键，退出主界面，软件运行结束。
3.1.2數据编辑画面
双击主界面列表中的任一行数据，弹出对应数据的编辑窗口。图3所示是综显系统-航路点目录下一个机场点数据的编辑窗口。软件以易用性为原则提供了多种数据修改方式，有下拉框、输入框等，并给出数据的输入范围提示、以及输入错误时的提示信息（如果有）。
数据修改完成后，点击下方“保存”键，将修改后数据保存到Access数据库并同步更新主界面列表的显示，编辑窗口消失，回到主界面。点击“取消”键，不对Access数据库和主界面数据进行修改，数据内容不变，编辑窗口消失，回到软件主界面。
3.2Access数据库与加载数据文件间数据转化
软件使用MFC的文件操作类实现对文件的打开、关闭、读、写、获取文件信息等操作，使用ADO组件的Connection、Command和RecordSet对象等以及SQL语句实现程序与数据库的连接、数据记录的访问和处理。
3.2.1加载数据文件的生成
完成数据的编辑、确认所有数据符合使用要求后，点击主界面右侧的“生成文件”键，弹出图4所示的窗口提示使用者可生成加载用数据文件，并选择路径以存放文件。生成的数据文件需满足接口控制文件的格式要求，因此软件需对从Access数据库提取的数据进行格式转化。
3.2.2加载数据文件的解析与回放
实际应用中，用户经常想在己有加载数据文件的基础上对数据进行修改后，重新生成文件用于机载设备。针对这种功能，本文软件提供了操作步骤进行实现：点击主界面右侧的“文件解析”键，出现类似于图4的窗口提示用户选择待解析文件，然后读取文件将数据存储到Access数据库相应位置、覆盖原有数据，并同步更新画面显示内容。此后，用户便可对新数据进行查看和修改，并可重新生成新的加载用数据文件。
4结论
本文基于MFC框架、Access数据库和ADO数据库访问技术提出并实现了一种新的航电加载数据管理软件，集中管理所有加载数据、为航电各子系统的参数加载功能提供了重要的准备工作。主要工作有：
（1）使用Access数据库技术管理所有数据，数据管理专业工具化、软件实现和应用不受数据量增大的局限；
（2）充分考虑使用者的使用习惯、不断改进完善，设计实现了简洁直观的交互界面，让使用者经过少量培训甚至不需培训，就能快速操作软件；
（3）软件架构可扩展性好，若用于其他航电系统，仅需按照新需求更改数据库和数据文件的数据内容，不需改动软件架构，更改代价低。
实际使用效果说明：该软件的用户界面简洁直观、易学易操作、功能完善，并且可维护性和可扩展性好。
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