CN108563810B - 一种自动布线与生成报表的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动布线与生成报表的方法，首先以端口为单位封装通信设备的所有引脚，用电缆连接不同通信设备之间的端口；接着采用聚类算法，对训练样本划分引脚功能簇，得到样本引脚功能赋值集；再根据样本引脚功能赋值集，对待布线的样本进行聚类分析，并将同一个引脚功能簇的引脚进行布线连线；最后根据电缆中引脚连线信息，生成Excel报表文件。本发明大大减轻了用户设计的工作量，在降低出错率的同时，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及施工绘图技术，特别是涉及一种自动布线与生成报表的方法。
背景技术
在绘制一个大型通信原理总图的时候，设计人员需要手动连接每个设备之间的引脚。在完成系统总图绘制之后，设计人员需要手工编写Excel表格文件，指导施工人员根据电缆明细表采购系统总图涉及的设备，根据电缆芯线表进行机柜连接器插件和设备端口的焊接，并完成多个设备的布设和电缆连接。传统的绘图软件不具备端口引脚之间自动布线的功能，当涉及的系统原理图越复杂，出错的概率也会越大，这很大程度上降低了用户设计人员的工作效率。同时由于电缆明细表和电缆芯线表的信息与系统原理图中的连线逻辑直接相关，如果由设计人员单独手工编写大量的报表文件，不仅带来重复工作量的问题，同时也会增加出错概率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动布线与生成报表的方法，适用于通信系统绘图软件，在减少设计人员工作量的同时，大大降低出错的概率，有效提高了工作效率。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种自动布线与生成报表的方法，步骤如下：
步骤1、以端口为单位封装通信设备的所有引脚；
步骤2、用电缆连接不同通信设备之间的端口；
步骤3、采用聚类算法，对训练样本划分引脚功能簇，得到样本引脚功能赋值集；
步骤4、根据样本引脚功能赋值集，对待布线的样本进行聚类分析，并将同一个引脚功能簇的引脚进行布线连线；
步骤5、根据电缆中引脚连线信息，生成Excel报表文件。
本发明与现有技术相比，其显著效果为：1)本发明在绘制大型通信系统原理总图时，设计人员无需手动连接每个引脚之间的连线，只需通过电缆连接设备之间的端口，内部引脚便可自动连接，同时可以修改编辑电缆内部的引脚连接，这样不仅大大减少了设计人员的工作量，降低了出错概率，有效提升了绘图工作效率；2)本发明在完成整个系统原理总图绘制之后，可自动导出组装焊接设备所需的电缆明细表和电缆芯线表，大大减少了设计人员手工编写报表文件所带来的额外工作量。
附图说明
图1是本发明自动布线与生成报表的方法流程图。
图2是本发明端口封装及连接示意图。
图3是本发明电缆内部属性编辑及引脚连线示意图。
图4是本发明K-mean算法流程图。
图5是本发明报表文件格式示例图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。
Qt是一个跨平台C++图形用户界面的应用程序开发框架，是面向对象的。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器等。本发明利用Qt框架以及改进的K-mean算法来实现绘图施工软件中自动连线与导出报表的功能。
如图1所示，自动布线与生成报表的方法，步骤如下：
步骤1、以端口为单位封装通信设备的所有引脚，具体如下：
步骤1.1、对每个设备的所有引脚进行功能分类；
步骤1.2、将具有相同或相似功能的引脚组合成为一个端口；
步骤1.3、设置端口的外部属性，包括端口标识和端口型号；
步骤1.4、设置端口的内部属性，包括端口包含引脚数量和每个引脚所具有的功能。
步骤2、用电缆连接不同通信设备之间的端口，具体如下：
步骤2.1、从设备库文件中获取所需型号的通信设备，设置通信设备的属性，包括设备类型、设备名称、设备端口数量和设备引脚数目；
步骤2.2、以电缆连接不同设备之间的端口，设置电缆编号、电缆型号、信号性质；
步骤2.3、获取电缆两边端口的所有引脚功能信息。
步骤3、采用聚类算法，对训练样本划分引脚功能簇，得到样本引脚功能赋值集，具体如下：
步骤3.1、以引脚功能越相似，赋值差别越小为原则，对样本引脚进行初始赋值；
步骤3.2、采用K-mean算法，建立引脚功能聚类簇，如图3所示，具体过程如下：
步骤3.2.1、规格化数据，将引脚赋值按比例映射到相同的取值区间，以平衡各个属性对距离的影响，通常将各个属性均映射到[0,1]区间；
步骤3.2.2、随机选取样本引脚中K个对象作为初始的K个簇的质心，考虑到引脚功能的特殊性，设置每个簇的对象不超过3个；
步骤3.2.3、对剩余的每个对象，根据其与各个质心的距离，将它赋给最近的簇，并重新计算每个簇的质心；
步骤3.2.4、重复步骤3.2.1-3.2.3，直到平方误差和准则函数收敛，则完成一次引脚功能簇的更新；
步骤3.3、对于电缆两边端口中，属于同一个引脚功能聚类的引脚进行连线；
步骤3.4、修改错误引脚连线以及与引脚对应的赋值，以左边引脚为基准，将芯线右端的引脚赋予相同的值；
步骤3.5、重复步骤3.2-3.4，重新进行引脚聚类和布线，直至得到稳定的引脚聚类簇，对应的引脚赋值集即为需要的样本引脚功能赋值集。
步骤4、如图4所示，根据样本引脚功能赋值集，对待布线的样本进行聚类分析，并将同一个引脚功能簇的引脚进行布线，具体如下：
步骤4.1、根据样本引脚功能赋值集，采用K-mean算法进行聚类分析；
步骤4.2、将同一个引脚功能簇的引脚进行布线连线，设置电缆端口实用芯数，引脚连接信息，信号流向，芯线序号。
步骤5、如图5所示，根据电缆连线信息，生成Excel报表文件，具体如下：
步骤5.1、提取电缆的外部属性，包括电缆编号，电缆型号，信号性质，电缆连接的端口标识和型号以及所属设备名称；
步骤5.2、提取电缆的内部属性，包括端口实用芯数，引脚连接信息，信号流向以及芯线序号；
步骤5.3、将提取的原始数据以XML格式保存；
步骤5.4、将保存的XML数据通过Qt框架导出生成Excel表格文件，其中由电缆的外部属性信息导出生成电缆明细表，由电缆的内部属性信息导出生成电缆芯线表。
Claims (8)
1.一种自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、以端口为单位封装通信设备的所有引脚；
步骤2、用电缆连接不同通信设备之间的端口；
步骤3、采用聚类算法，对所有引脚划分引脚功能簇，得到样本引脚功能赋值集；
步骤4、根据样本引脚功能赋值集，对待布线的样本进行聚类分析，并将同一个引脚功能簇的引脚进行布线连线；
步骤5、根据电缆中引脚连线信息，生成Excel报表文件；
步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1、以引脚功能越相似，赋值差别越小为原则，对样本引脚进行初始赋值；
步骤3.2、采用K-mean算法，建立引脚功能簇；
步骤3.3、对于电缆两边端口中，属于同一个引脚功能聚类的引脚进行连线；
步骤3.4、修改错误引脚连线以及与引脚对应的赋值，以左边引脚为基准，将芯线右端的引脚赋予相同的值；
步骤3.5、重复步骤3.2-3.4，重新进行引脚聚类和布线，直至得到稳定的引脚功能簇，对应的引脚赋值集即为需要的样本引脚功能赋值集；
步骤3.2的K-mean算法具体为：
步骤3.2.1、规格化数据，将引脚赋值按比例映射到相同的取值区间，以平衡各个属性对距离的影响；
步骤3.2.2、随机选取样本引脚中K个对象作为初始的K个簇的质心；
步骤3.2.3、对剩余的每个对象，根据其与各个质心的距离，将它赋给最近的簇，并重新计算每个簇的质心；
步骤3.2.4、重复上述步骤，直到平方误差和准则函数收敛，则完成一次引脚功能簇的更新。
2.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：
步骤1.1、对每个设备的所有引脚进行功能分类；
步骤1.2、将具有相同或相似功能的引脚组合成为一个端口；
步骤1.3、设置端口的外部属性，包括端口标识和端口型号；
步骤1.4、设置端口的内部属性，包括端口的引脚数量和每个引脚所具有的功能。
3.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤2具体包括以下步骤：
步骤2.1、从设备库文件中获取所需型号的通信设备，设置通信设备的属性，包括设备类型，设备名称，设备端口数量和设备引脚数目；
步骤2.2、以电缆连接不同设备之间的端口，设置电缆编号，电缆型号，信号性质；
步骤2.3、获取电缆两边端口的所有引脚功能信息。
4.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤3.2.1将各个属性值均映射到[0,1]区间。
5.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤3.2.2考虑到引脚功能的特殊性，设置每个簇的对象不超过3个。
6.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤4具体包括以下步骤：
步骤4.1、根据样本引脚功能赋值集，采用K-mean算法进行聚类分析；
步骤4.2、将同一个引脚功能簇的引脚进行布线连线，设置电缆端口实用芯数，引脚连接信息，信号流向，芯线序号。
7.根据权利要求1所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤5具体包括以下步骤：
步骤5.1、提取电缆的外部属性，包括电缆编号，电缆型号，信号性质，电缆连接的端口标识和型号以及所属设备名称；
步骤5.2、提取电缆的内部属性，包括端口实用芯数，引脚连接信息，信号流向以及芯线序号；
步骤5.3、将提取的数据以XML格式保存；
步骤5.4、将XML数据导出生成Excel表格文件。
8.根据权利要求7所述的自动布线与生成报表的方法，其特征在于，步骤5.4由电缆的外部属性信息导出生成电缆明细表，由电缆的内部属性信息导出生成电缆芯线表。
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