.NET在工控圖片儀器組配中的預(yù)設(shè)和踐行
組件技術(shù)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)過(guò)了從結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)、面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)到組件式軟件設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程，組件式技術(shù)是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展和提高。它的開(kāi)發(fā)思想就是將復(fù)雜的軟件開(kāi)發(fā)分解成若干個(gè)功能組件，這些組件可以由不同的廠家用任何語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)環(huán)境也無(wú)特別限制。若干組件可以根據(jù)具體應(yīng)用要求可靠而有效的組合在一起完成復(fù)雜的任務(wù)。
組件（component）是指可方便插入語(yǔ)言、工具、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)中的一種獨(dú)立可重用的二進(jìn)制形式的代碼和數(shù)據(jù)。構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和功能被封裝在內(nèi)部，對(duì)外界提供必要的接口，所有的數(shù)據(jù)交換都是通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)的。組件就是對(duì)象，是對(duì)數(shù)據(jù)和方法的封裝。一個(gè)完整的組件應(yīng)該有自己的屬性、方法、事件。
屬性是組件數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單訪問(wèn)者，方法是組件的一些簡(jiǎn)單而可見(jiàn)的功能，事件是一種特定的操作，在某對(duì)象上發(fā)生或?qū)δ硨?duì)象發(fā)生的。自定義組件的事件就是指對(duì)所做組件的某種特定操作，像“按鈕”的單擊事件。
工控儀表組件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本文介紹的組件是用C＃。NET工具開(kāi)發(fā)的。C＃（Csharp）是由Microsoft公司開(kāi)發(fā)一種最新的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。它由C和C＋＋派生出來(lái)，融合了VisualBasic的高效和C／C＋＋強(qiáng)大。C�？梢宰詣�(dòng)利用。NET類(lèi)庫(kù)。
C＃。NET組件設(shè)計(jì)方法在C＃中，組件就是實(shí)現(xiàn)了接口System.Compo－nentModle.Icomponent的類(lèi)，或者從System.Compo－nentModle.Componet類(lèi)或其他實(shí)現(xiàn)了Icomponent接口的類(lèi)的派生類(lèi)。用C＃開(kāi)發(fā)的組件主要包括3種方法：從已有的Windows類(lèi)派生、從UserControl類(lèi)派生，或者從Control類(lèi)派生。我們選擇的方法是從UserControl類(lèi)派生，也就是自行創(chuàng)建一個(gè)用戶(hù)控件。采用這種方式需要從UserControl類(lèi)派生自己的控件類(lèi)，然后添加所需要的功能。UserControl類(lèi)中定義了Windows窗體控件最基本的功能，包括窗口句柄、消息循環(huán)、鼠標(biāo)鍵盤(pán)等用戶(hù)界面事件。采用這種方式需添加繪制代碼，可以對(duì)組件充分制定。
首先選擇從［模板］列表中選擇［Windows控件庫(kù)］選項(xiàng)創(chuàng)建新項(xiàng)目，Visualstudio會(huì)在窗體設(shè)計(jì)器創(chuàng)建新的組件控件。我們要做的工作就是在原始控件上繪制圖形，添加屬性、方法、事件等。具體包括：（1）繪制控件外觀，一般應(yīng)用GDI＋中提供的方法。（2）根據(jù)需要添加屬性，編寫(xiě)get｛｝set｛｝訪問(wèn)程序，存取屬性。（3）根據(jù)具體要求編寫(xiě)方法和事件，設(shè)定該控件與用戶(hù)的交互。（4）編譯生成。dll文件。
組件的測(cè)試方法。代碼編寫(xiě)完成以后生成。DLL文件。由于它不是可執(zhí)行文件，不能直接運(yùn)行該程序，要?jiǎng)?chuàng)建例程來(lái)測(cè)試這個(gè)組件。首先把組件文件（。dll文件）添加到工具箱中；創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序；把組件拖放到Windows應(yīng)用程序的Form窗體中，可以看到設(shè)計(jì)的組件的效果，從屬性窗口修改控件屬性，也可以測(cè)試控件中設(shè)計(jì)的方法和事件。
組件設(shè)計(jì)中涉及的技術(shù)一是GDI＋技術(shù)。GDI＋是GDI（GraphicsDeviceInterface圖形設(shè)備接口）的改進(jìn)產(chǎn)品，是Microsoft的下一代二維圖形系統(tǒng)，它是完全面向?qū)ο蟮摹DI＋包括3部分：二維矢量圖形繪制、圖像處理和文字顯示。
GDI＋中提供了各式各樣的畫(huà)筆、畫(huà)刷、圖像等圖形對(duì)象，此外還包括一些新的繪圖功能。圖形儀表組件中的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)界面都要用GDI＋編程繪制實(shí)現(xiàn)。
二是多線程技術(shù)。用多線程技術(shù)可以編寫(xiě)能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的應(yīng)用程序。操作系統(tǒng)使用進(jìn)程將正在執(zhí)行的不同應(yīng)用程序分開(kāi)。線程是操作系統(tǒng)分配處理器時(shí)間的基本單元，并且該進(jìn)程中可以有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行代碼。與用戶(hù)交互的軟件必須盡可能快地對(duì)用戶(hù)的活動(dòng)作出反應(yīng)，以便提供豐富多彩的用戶(hù)體驗(yàn)。但同時(shí)它必須執(zhí)行必要的計(jì)算以便盡可能快地將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(hù)。要提高對(duì)用戶(hù)的響應(yīng)速度并且處理所需數(shù)據(jù)以便幾乎同時(shí)完成工作，使用多個(gè)線程是一種強(qiáng)大的技術(shù)。在本設(shè)計(jì)中多線程技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)組件的報(bào)警功能。計(jì)算機(jī)在監(jiān)測(cè)到輸入的數(shù)據(jù)超過(guò)警戒值時(shí)觸發(fā)報(bào)警事件，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音。在報(bào)警的同時(shí)，計(jì)算機(jī)要繼續(xù)顯示并檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，因此需要啟動(dòng)多個(gè)線程，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能的并行。
三是要解決控件繪圖中的閃爍問(wèn)題。在控件運(yùn)行中，由于數(shù)值的改變需要不斷地重繪，這就造成了控件的閃爍。為了解決這個(gè)問(wèn)題可以采用以下幾種辦法：（1）僅重繪控件中改變的部分。
（2）采用雙緩存。具體做法是在控件的構(gòu)造函數(shù)中添加代碼：SetStyle（ControlStyles.UserPaint，true）；SetStyle（ ControlStyles.AllPaintingInWmPaint，true）；／／禁止擦除背景SetStyle（ControlStyles.DoubleBuffer，true）；／／雙緩沖這段代碼的意義如下：UserPaint如果為true，控件將自行繪制，而不是通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)繪制，此樣式僅適用于派生自Control的類(lèi)；AllPaintingInWmPaint如果為true，控件將忽略WM＿ERASEBKGND窗口消息以減少閃爍，僅當(dāng)UserPaint位設(shè)置為true時(shí)，才應(yīng)當(dāng)應(yīng)用該樣式；DoubleBuffer如果為true，則繪制在緩沖區(qū)中進(jìn)行，完成后將結(jié)果輸出到屏幕上。雙重緩沖區(qū)可防止由控件重繪引起的閃爍。要完全啟用雙重緩沖，還必須將UserPaint和AllPaintingInWmPaint樣式位設(shè)置為true.
（3）在內(nèi)存中繪制圖形。GDI＋函數(shù)向屏幕輸出并不是立即顯示在屏幕上，而是保存在顯存中，而顯卡每隔一段時(shí)間把顯存的內(nèi)容輸出到屏幕上。而如果控件的繪制不是在一個(gè)刷新周期內(nèi)完成，那勢(shì)必會(huì)造成閃爍。為解決這個(gè)問(wèn)題，控件的繪制可以在內(nèi)存中完成，然后利用一條命令再將之繪制到屏幕上。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，這種方法效果良好。
溫度計(jì)、儀表盤(pán)組件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)溫度計(jì)組件功能分析：（1）顯示溫度：這是溫度計(jì)最基本的功能，通過(guò)水銀柱的升降顯示數(shù)據(jù)的變化，通過(guò)刻度讀出溫度值。（2）報(bào)警功能：在工業(yè)監(jiān)測(cè)中，當(dāng)檢測(cè)到溫度高于警戒溫度時(shí)，要進(jìn)行聲光報(bào)警。（3）組件的屬性：對(duì)溫度計(jì)背景、水銀柱、文本、刻度等的顏色可以根據(jù)用戶(hù)的需要自由搭配，儀表量程可以根據(jù)測(cè)量要求設(shè)置。如表1所示。
解決讓水銀柱隨輸入的溫度升降的問(wèn)題。水銀柱實(shí)際上是一個(gè)矩形，讓水銀柱升降就是改變水銀柱高度。實(shí)現(xiàn)方法就是將原來(lái)的水銀柱用底色覆蓋，然后用新高度繪制一個(gè)新矩形，當(dāng)連續(xù)輸入溫度時(shí)，水銀柱不斷重繪，由于人的視覺(jué)器官有一定的反應(yīng)時(shí)間差，所以不會(huì)察覺(jué)重繪，只繪觀察到水銀柱在做升降運(yùn)動(dòng)。儀表盤(pán)組件的功能要求類(lèi)似，不同的是要通過(guò)指針的轉(zhuǎn)動(dòng)顯示速度值。所以關(guān)鍵是要通過(guò)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)指針的轉(zhuǎn)動(dòng)。儀表盤(pán)刻度是圓形排列的，要把坐標(biāo)轉(zhuǎn)移至中心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)作圖。儀表盤(pán)組件設(shè)計(jì)中用到的相關(guān)方法函數(shù)：TranslateTransform：坐標(biāo)原點(diǎn)移動(dòng)。
RotateTransform：以原點(diǎn)為中心，將圖形或文本旋轉(zhuǎn)一定角度。實(shí)現(xiàn)儀表指針的轉(zhuǎn)動(dòng)要通過(guò)輸入的數(shù)據(jù)計(jì)算需要轉(zhuǎn)動(dòng)角度y2.y2＝（240／Graduate）＊Pointvalue其中Graduate為量程，Pointvalue是輸入的數(shù)據(jù)。使用函數(shù)RotateTransform（y2＋150），將指針旋轉(zhuǎn)到指定位置。
應(yīng)用實(shí)例是儀表和溫度計(jì)組件在“測(cè)溫測(cè)速監(jiān)控管理系統(tǒng)”中的應(yīng)用。下位機(jī)通過(guò)串行口發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)，上位機(jī)用高級(jí)語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能，調(diào)用組件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示的圖形化。該系統(tǒng)利用組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)界面模擬儀表的軟件重用，在滿(mǎn)足界面美觀、功能完善的同時(shí)，簡(jiǎn)化編程工作量、提高設(shè)計(jì)效率。經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的測(cè)試，儀表組件顯示正常，各項(xiàng)功能穩(wěn)定。
結(jié)束語(yǔ)組件技術(shù)對(duì)提高軟件開(kāi)發(fā)效率、減輕維護(hù)負(fù)擔(dān)、保證軟件質(zhì)量和版本的健壯、更新都具有非常重要的意義。本文提出利用組件技術(shù)，開(kāi)發(fā)一個(gè)可移植性強(qiáng)的通用工控圖形儀表組件庫(kù)，根據(jù)用戶(hù)的不同需求嵌入到各種具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，具有極大的靈活性和實(shí)用性。http://www.yoshikomatsuura.com
