CN105574275A - 一种复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂电子装备接口信息图形化显示方法，包括以下步骤：系统接收用户指令，读取数据库数据，根据数据类型将其组装成部组件、接口和电缆图形，运用布局算法显示在窗口上，以图形方式表达电子装备部组件、接口和电缆的拓扑连接关系，图形项可接收用户指令，系统进一步读取数据库，以表格方式显示部组件、接口电气信息及故障检测等信息，辅助故障维修。复杂电子装备维修时需频繁查阅电缆连接图、连接表，传统方法是人工方式在图册等纸质维修资料上查阅，由于资料的分散性及其纸质特性，查找耗时费力，易出错，图形化显示方法将相关资料电子化并以图形方式显示在窗口上，可便捷的通过图形项查找需要的信息，从而提高维修效率。

Description

一种复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法

技术领域

本发明属于图形化显示领域，更具体地，涉及一种复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法。

背景技术

长期维修实践发现，复杂电子装备与传统的电子装备相比具有以下特点：(1)结构复杂，复杂电子装备电路复杂、集成度和数字化程度高、大量采用程序化和智能化控制，且装备部组件(独立且带插座的单体)数量多，部组件接口(插座)多，部组件之间电缆连接复杂；(2)故障现象多样化，由于复杂电子装备内部各系统之间存在着多单元、多层次、多信号模式的实时交互与响应，使各系统的结构、功能、行为间形成了复杂的关联耦合关系，导致其故障现象呈现出多样化的特点。大型复杂电子装备一般涉及多个专业方向，系统组合多，结构复杂，各系统与分系统之间信号关系复杂，在维修中对这些信号的分析、检测是进行故障分析排除的依据。但是在当前随装的技术手册、图册等维修资料中，缺少对这些检测、维修信息全面系统的描述、整理和扩充，使用时，耗时易出错，效率低下。主要表现在以下几个方面：

1、查询速度慢。在维修中，经常需要使用电缆接线表，当前电缆连接表为表格方式，需与电缆连接图配合使用，查询信息时采用人工比对方式在两者之间往返查找，当电缆连接关系涉及到多个表和图时，其查找效率低下、出错率高的特点尤为突出。这种信息查询方式严重制约了维修效率的提高；

2、维修资料分散，维修信息不全。首先，当前随装配发的维修资料没有进行很好的整合，有效的维修信息分散在教程、图册等资料中，可能要查阅参照多种资料才能获取到有用的信息；其次，缺少每根电缆中芯线信号的详细信息，当怀疑某个信号不正常时，需要知道该信号的参数(标准值)是多少，该信号从哪里来到哪里去(传输方向)，采用何种工具进行检测，在哪里检测(检测方法)，检测该信号需要什么条件(检测前提)，这些维修检测的关键信息分散在当前的资料中，没有现成可用的标准化资料，需当场进行分析、查阅、实验，耗时、费力，严重影响维修效率；

3、当前的维修资料多为纸质文档，纸质文档具有时效性差、储存空间大、现场查阅不方便，查找占用时间长等缺点，制约了故障诊断和维修效率。

由于复杂电子装备的固有特点，因此复杂装备出现故障后其维修离不开电路图册等维修资料，为电路信号分析，查找故障原因，确定检测位置提供辅助，查阅维修资料传统方法是人工方式在纸质资料载体上查找，由于装备复杂，因此相关的电路图册等维修资料数量多，存在资料携带不便，不便保存，查阅耗时长，易出错的缺点，因此需要一种新的高效信息查询方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明将电缆连接表电子化，根据用户需求，将电缆连接表的信息图形化，实时生成电缆连接图，根据生成的电缆连接图上的图形单元查询对应的部组件、接口和电缆的信息，为维修提供辅助。这种方式的优点是：维修资料查询便捷，资料信息集中，占用空间小，能提高维修效率。在电缆连接表信息图形化表达中采用了基于Sugiyama层次布局算法，该算法使部组件图形合理显示在窗口上，确保部组件、接口之间没有重叠，但是Sugiyama层次布局算法容易出现电缆穿越部组件和电缆交叉的情况，部组件布局算法在Sugiyama层次布局算法的基础上进行了进一步的优化，尽量避免上述情况的发生情况。

为了实现上述目的，本发明提供了一种复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法，包括如下步骤：

建立用于存储复杂电子装备的部组件接口信息的数据库，数据库中包含有用于描述子系统的子系统表，描述部组件的组件信息表，用于描述接口的接口信息表，以及用于描述电缆的电缆信息表；

根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据，经分析后组成子系统、部组件、接口和电缆单元集合，同时确定接口与部组件的依赖关系，接口与接口之间的连接关系；

根据上述依赖关系及连接关系绘制复杂电子装备，绘制时以矩形代表部组件，以指定大小的圆代表部组件接口，连接电缆采用贝兹曲线绘制并连接对应部组件接口。

本发明的一个实施例中，所述子系统是指复杂电子装备所包含的分系统，部组件指具体的单体设备，接口指单体设备上的插座，每个接口包含有多个端子。

本发明的一个实施例中，所述子系统、部组件、接口和电缆之间的关系为：一个子系统包含多个子系统或者包含多个部组件，一个部组件包含多个接口，一个接口内包含有一个或多个端子，一个接口连接一条电缆。

本发明的一个实施例中，所述接口信息表中包含有部组件代码、接口编码、芯线编号、传输信号、传输方向、信号参数、检测位置、检测工具以及检测条件。

本发明的一个实施例中，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为子系统读取方式，具体为：

读取子系统表tb_Component找到选择的子系统；

遍历组件信息表tb_Unit找到属于子系统的所有部组件并组装到上述子系统；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于部组件的所有接口并组装到上述部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的电缆。

本发明的一个实施例中，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为部组件读取方式，具体为：

读取组件信息表tb_Unit找到选择的部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的部组件和电缆；

遍历组件信息表tb_Unit找到所有新找到的部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件。

本发明的一个实施例中，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为电缆读取方式，具体为：

读取电缆信息表tb_Cable找到选择的电缆并找到连接在该电缆上的部组件；

遍历组件信息表tb_Unit找到上述部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件。

本发明的一个实施例中，部组件的绘制具体为：

将部组件的接口安排在部组件的左右两侧，并各个部组件名称不同和接口的数量不同，绘制部组件的矩形大小也不同，其中部组件的矩形大小的确定方法为：

表达部组件矩形的宽度W为：W＝L+2×ΔD；

其中L为该部组件的字符串在指定字体下其显示的宽度；ΔD为显示字符串预留到表示部组件的矩形的距离；

表达部组件矩形的高度H为：H＝T+n×2×r+(n-1)×ΔH；

其中r为表达接口的圆形其半径，n为需要显示在矩形一侧的接口数量，ΔH为接口与接口之间的空隙距离，T为部组件的字符串在指定字体下其显示的高度。

本发明的一个实施例中，所述各部组件不重叠并且合理显示在窗口上，布局时需满足以下约束条件：接口之间不能有重叠；电缆线之间尽量减少交差；接口之间有基本的层次对齐关系。

本发明的一个实施例中，针对电缆从部组件图形下方穿越的情况，变换连接该电缆的接口在部组件左右侧位置，如果连接该电缆的接口在部组件的左侧，将其移动到部组件的右侧，如果连接该电缆的接口在部组件的右侧，将其移动到部组件的左侧；

如果电缆之间存在交叉，变换连接电缆的接口在部组件的上下位置，即将高处的连接电缆的接口移动到低处，低处的连接电缆的接口移动到高处。

本发明的一个实施例中，所述方法还以表格方式显示部组件接口的电气信息。

本发明提供的复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法，建立有用于存储复杂电子装备的部组件接口信息的数据库，采用特定模式读取数据库数据并分析，根据数据类型不同将数据组装成部组件、接口和电缆图形，运用布局算法在窗口上显示图形，以图形方式表达电子装备部组件、接口和电缆的拓扑连接关系，窗口上的图形项可接收用户指令，系统进一步读取数据库，以表格方式显示部组件接口电气信息，这些电气信息对于故障检测，故障判断起到辅助作用，达到辅助故障诊断维修的目的。复杂电子装备维修时需要频繁查阅电缆连接图、连接表，传统方法是人工方式在图册等纸质维修材料上查阅，由于资料的分散性和维修资料的纸质特性，导致查找费时费力，容易出错，本发明图形化显示方法将相关资料集成在一起显示在窗口上，可很容易通过图形项查找到需要的维修资料，可极大的提高维修效率。

附图说明

图1是本发明中复杂电子装备的部组件接口信息图形化显示系统结构示意图；

图2是本发明实施例中部组件、接口及电缆连接的实体关系图；

图3是本发明实施例中读取子系统信息表的方法示意图；

图4是本发明实施例中读取部组件信息表的方法示意图

图5是本发明实施例中读取电缆信息表的方法示意图

图6是本发明实施例中部组件矩形大小的计算方法示意图；

图7是本发明实施例中复杂电子装备的部组件接口信息图形化显示结果示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种种复杂电子装备的部组件接口信息图形化显示方法，该方法主要涉外到两方面，数据库部分以及应用程序部分，其中：。

数据库部分是采用数据库方式存储复杂电子装备的部组件接口信息，数据库中包含了特定的表和结构，针对电缆连接图抽象出了部组件、接口及电缆连接的实体关系图，参考图2，图中子系统指复杂电子装备所包含的分系统，组件(部组件)指具体的单体设备，接口指单体设备上的插座，端子指插座的针脚，一个子系统可能包含多个子系统，也可能包含多个组件，一个组件包含(安装)多个接口(插座)，一个接口内可能有多个端子(针脚)，一个接口连接一条电缆，在实体关系图的基础上，设计了数据库，数据库中各个表的名称及说明参见表1。

表1

其中复杂并且对于辅助维修有重要作用的接口信息表tb_Socket的结构参见表2，为给维修故障诊断提供足够的辅助信息，对接口信息表进行了扩充，新增加了接口中端子的信号传输方向，传输信号参数、该端子信号检测位置、所采用检测工具和检测条件(检测到信号所需要的前提条件)等内容。

表2

字段	说明
		部组件代码	(唯一编号)
接口编码	(插座编号)
		芯线编号	(芯线顺序号)
传输信号	(电气代号)
		传输方向	(入/出/双向)
信号参数	(幅度、频率等)
		检测位置	(部组件内部位置)
检测工具	(万用表/示波器等)
		检测条件	(操作…)

应用程序部分包括人机接口、主控程序、组件构建模块、图形绘制模块以及图形布局模块，组件构建模块按照指定方式读取数据库数据，经分析后组成部组件、接口和电缆单元集合，同时确定接口与部组件的依赖关系，接口与接口之间的连接关系，为图形绘制做准备。应用部分读取数据库的方式与用户的指定有关，共有三种方式：子系统方式，部组件方式，电缆方式。其算法流程图参考图3、4、5。

其中子系统方式的读取方式如图3所示，具体包括：

读取子系统表tb_Component找到选择的子系统；

遍历组件信息表tb_Unit找到属于子系统的所有部组件并组装到上述子系统；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于部组件的所有接口并组装到上述部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的电缆。

其中部组件的读取方式如图4所示，具体包括：

读取组件信息表tb_Unit找到选择的部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的部组件和电缆；

遍历组件信息表tb_Unit找到所有新找到的部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件；

其中电缆的读取方式如图5所示，具体包括：

读取电缆信息表tb_Cable找到选择的电缆并找到连接在该电缆上的部组件；

遍历组件信息表tb_Unit找到上述部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件；

组件构建模块构建的组件集合交由图形绘制模块绘制，绘制时以矩形代表部组件，以指定大小的圆代表部组件接口，连接电缆采用贝兹曲线绘制并连接对应部组件接口，其中最复杂的绘制部分为部组件的绘制，为了算法简单可行，将部组件的接口安排在部组件的左右两侧，由于各个部组件名称不同和接口的数量不同，因此代表部组件的矩形大小也不同，需要动态计算，部组件矩形大小的计算方法参考图6。具体为：

假定描述该部组件的字符串在指定字体下其显示的宽度为L；显示字符串预留到表示部组件的矩形的距离为ΔD，由于字符串在矩形内部水平居中显示，因此表达部组件矩形的宽度W为：

W＝L+2×ΔD

假定表达接口的圆形其半径为r，共有n个接口需要显示在一侧，接口与接口之间的空隙距离为ΔH，描述部组件的字符串在指定字体下其显示的高度为T，由于字符串在矩形内部垂直顶端显示，因此表达部组件矩形的高度H为：

H＝T+n×2×r+(n-1)×ΔH

通常的布局算法中，绘制的图形均集中在窗口的中央，并重叠在一起，看不清图形间的拓扑连接关系，需要人工方式移动图形指定其位置。本发明方法中为将各部组件不重叠并且合理显示在窗口上，需要自动进行图形布局，在布局时有以下的约束条件：1.接口之间不能有重叠；2.电缆线之间尽量减少交差；3.接口之间有基本的层次对齐关系。为此图形布局模块采用了图形布局算法，具体采用的是Sugiyama布局算法(Sugiyama'sLayoutAlgorithm)。

部组件、接口自动布局中采用了Sugiyama布局算法，该算法能以较好的效果和较高的效率实现图形集合的布局，其结果基本能满足部组件不重叠且合理分布的要求，但是也存在以下问题：1、存在电缆从代表部组件的矩形下穿越的情况，导致难以分辨电缆连接情况；2、电缆之间存在着交叉。因此必须对于上述算法进行优化，解决上述问题，使布局出的图形更加合理。

针对电缆从部组件图形下方穿越的情况，采用避免穿越的算法是，变换连接该电缆的接口在部组件左右侧位置，如果该接口在部组件的左侧，将其移动到部组件的右侧，如果该该接口在部组件的右侧，将其移动到部组件的左侧。

如果电缆之间存在交叉，采用减少交叉的算法是，变换连接电缆的接口在部组件的上下位置，也就是将高处的接口移动到低处，低处的接口移动到高处。采用上述算法布局后的效果参考图7。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复杂电子装备部组件接口信息图形化显示方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

建立用于存储复杂电子装备的部组件接口信息的数据库，数据库中包含有用于描述子系统的子系统表，描述部组件的组件信息表，用于描述接口的接口信息表，以及用于描述电缆的电缆信息表；

根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据，经分析后组成子系统、部组件、接口和电缆单元集合，同时确定接口与部组件的依赖关系，接口与接口之间的连接关系；

根据上述依赖关系及连接关系绘制复杂电子装备，绘制时以矩形代表部组件，以指定大小的圆代表部组件接口，连接电缆采用贝兹曲线绘制并连接对应部组件接口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子系统是指复杂电子装备所包含的分系统，部组件指具体的单体设备，接口指单体设备上的插座，每个接口上包含有多个端子。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述子系统、部组件、接口和电缆之间的关系为：一个子系统包含多个子系统或者包含多个部组件，一个部组件包含多个接口，一个接口内包含有一个或多个端子，一个接口连接一条电缆。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接口信息表中包含有部组件代码、接口编码、芯线编号、传输信号、传输方向、信号参数、检测位置、检测工具以及检测条件。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为子系统读取方式，具体为：

读取子系统表tb_Component找到选择的子系统；

遍历组件信息表tb_Unit找到属于子系统的所有部组件并组装到上述子系统；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于部组件的所有接口并组装到上述部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的电缆。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为部组件读取方式，具体为：

读取组件信息表tb_Unit找到选择的部组件；

遍历电缆信息表tb_Cable找到与上述部组件和接口相连的部组件和电缆；

遍历组件信息表tb_Unit找到所有新找到的部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据复杂电子装备的结构读取数据库中的数据为电缆读取方式，具体为：

读取电缆信息表tb_Cable找到选择的电缆并找到连接在该电缆上的部组件；

遍历组件信息表tb_Unit找到上述部组件；

遍历接口信息表tb_Socket找到属于上述部组件的所有接口并组装到上述部组件。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，部组件的绘制具体为：

将部组件的接口安排在部组件的左右两侧，并各个部组件名称不同和接口的数量不同，绘制部组件的矩形大小也不同，其中部组件的矩形大小的确定方法为：

表达部组件矩形的宽度W为：W＝L+2×ΔD；

其中L为该部组件的字符串在指定字体下其显示的宽度；ΔD为显示字符串预留到表示部组件的矩形的距离；

表达部组件矩形的高度H为：H＝T+n×2×r+(n-1)×ΔH；

其中r为表达接口的圆形其半径，n为需要显示在矩形一侧的接口数量，ΔH为接口与接口之间的空隙距离，T为部组件的字符串在指定字体下其显示的高度。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各部组件不重叠并且合理显示在窗口上，布局时需满足以下约束条件：部组件、接口之间不能有重叠；电缆线之间尽量减少交差；接口之间有基本的层次对齐关系。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对电缆从部组件图形下方穿越的情况，变换连接该电缆的接口在部组件左右侧位置，如果连接该电缆的接口在部组件的左侧，将其移动到部组件的右侧，如果连接该电缆的接口在部组件的右侧，将其移动到部组件的左侧。

如果电缆之间存在交叉，变换连接电缆的接口在部组件的上下位置，即将高处的连接电缆的接口移动到低处，低处的连接电缆的接口移动到高处。