摘要針對軟件界面因窗口大小的調整而出現的各類問題，本文提出了解決這類問題的技術、方法及有關的注意事項，并給出了用VB編寫的范例程序。

關鍵詞軟件界面；同比例縮放；實現技術；VB；對象變量

1引言

界面是軟件的臉面！軟件是否好用、能否被用戶所接受，界面起著很重要的作用。然而，在我們所使用的各類軟件中，常常出現軟件界面因窗口大小的調整而發生變化，以至于出現捉襟見肘、比例失調甚至“獻丑”的窘境；也正因如此，許多軟件開發者又采用較為保守的設計思想，將軟件界面設計成Fixed，禁止用戶調整大小；還有一些軟件在改變顯示分辨率后出現界面不完整的現象，如Windows的顯示屬性對話框，當顯示分辨率從1024×768調整到640×480時，無法看到界面底部的三個關鍵按鈕：“確定”、“取消”和“應用”；除非重新啟動計算機！這一切均給用戶帶來諸多不便，究其根源還在于開發者只重視了軟件初始界面的設計，而對軟件窗口縮放后所出現的缺陷或估計不足或缺乏對策。能否讓軟件界面的大小隨用戶的需求自由改變，而界面中的各個對象隨窗口同縮放，做到軟件界面始終美麗如初呢？為此，筆者進行了有益的探索，并在VB中得以實現。

2實現技術

為了保證軟件界面始終如一、自適應各種窗口大小，必須做到窗口中的各個對象以及對象的字號、圖像等屬性隨窗口同縮放。為此，在軟件啟動時首先要用全局數組將原始窗口的大小以及窗口中各個對象的大小、位置及字號等記錄下來。然后在窗口的Resize事件中進行判斷和調整：當窗口寬度改變時，窗口的放大率K＝現窗口寬度÷原始窗口寬度，為保證窗口的比例不變，窗口的高度應調整到原始窗口高度的K倍；反之，當窗口高度改變時，窗口的放大率K＝現窗口高度÷原始窗口高度，同樣需將窗口的寬度調整到原始窗口寬度的K倍；如果窗口的寬高同時改變，則視為窗口的寬度改變即可。最后，為保證窗口中的各個對象同比例縮放，對象的大小（Width、Height屬性）、位置（Left、Right屬性）及字號（FontSize屬性）也應在其原始值的基礎上乘以K。

摘要針對軟件界面因窗口大小的調整而出現的各類問題，本文提出了解決這類問題的技術、方法及有關的注意事項，并給出了用VB編寫的范例程序。

關鍵詞軟件界面；同比例縮放；實現技術；VB；對象變量

1引言

界面是軟件的臉面！軟件是否好用、能否被用戶所接受，界面起著很重要的作用。然而，在我們所使用的各類軟件中，常常出現軟件界面因窗口大小的調整而發生變化，以至于出現捉襟見肘、比例失調甚至“獻丑”的窘境；也正因如此，許多軟件開發者又采用較為保守的設計思想，將軟件界面設計成Fixed，禁止用戶調整大小；還有一些軟件在改變顯示分辨率后出現界面不完整的現象，如Windows的顯示屬性對話框，當顯示分辨率從1024×768調整到640×480時，無法看到界面底部的三個關鍵按鈕：“確定”、“取消”和“應用”；除非重新啟動計算機！這一切均給用戶帶來諸多不便，究其根源還在于開發者只重視了軟件初始界面的設計，而對軟件窗口縮放后所出現的缺陷或估計不足或缺乏對策。能否讓軟件界面的大小隨用戶的需求自由改變，而界面中的各個對象隨窗口同縮放，做到軟件界面始終美麗如初呢？為此，筆者進行了有益的探索，并在VB中得以實現。

2實現技術

為了保證軟件界面始終如一、自適應各種窗口大小，必須做到窗口中的各個對象以及對象的字號、圖像等屬性隨窗口同縮放。為此，在軟件啟動時首先要用全局數組將原始窗口的大小以及窗口中各個對象的大小、位置及字號等記錄下來。然后在窗口的Resize事件中進行判斷和調整：當窗口寬度改變時，窗口的放大率K＝現窗口寬度÷原始窗口寬度，為保證窗口的比例不變，窗口的高度應調整到原始窗口高度的K倍；反之，當窗口高度改變時，窗口的放大率K＝現窗口高度÷原始窗口高度，同樣需將窗口的寬度調整到原始窗口寬度的K倍；如果窗口的寬高同時改變，則視為窗口的寬度改變即可。最后，為保證窗口中的各個對象同比例縮放，對象的大小（Width、Height屬性）、位置（Left、Right屬性）及字號（FontSize屬性）也應在其原始值的基礎上乘以K。

1情感化設計在軟件界面中的應用

軟件界面設計時不應以漂亮為第一要任,還需考慮其良好的運行狀態，設計師設計軟件界面系統是為了讓人們能夠通過對界面的操作來完成他們想要做的事情，而不是為了創造視覺上華麗的沖擊感受。總的來說，一個優秀的軟件界面應該擁有明確的視覺導視系統，能夠快速的指導用戶去完成他們的需求。微信的界情感化設計在軟件界面設計中的應用文/張沛李義情感化設計主要通過分析人的情感，設計符合人喜好的產品。從心理學的角度挖掘人的情感表現并與軟件界面的設計相聯系，以提高用戶對軟件界面的即刻效果，達到最大限度提高軟件效用，提升用戶的工作效率。以實例來分析情感化設計層次在軟件界面設計中的表現以及對軟件界面設計影響,由此探討軟件界面情感化設計的具體應用方式及實現途徑,為后續軟件界面研究提供一個參考和借鑒。摘要面看起來特別的簡單、不會給人一種視覺沖擊的感覺但它特別實用，原因在于每一個圖標的擺放位置和大小都是根據人的使用習慣和一些特殊的情感需求來設計的。

1.1軟件界面的發展

軟件界面伴隨計算機技術和電子產品設計的發展而發展。人們把軟件界面的發展大致分為三個階段，即初期、發展期和成熟期。軟件誕生初期，注重對目標功能的實現，界面美觀和可操作性一般不做過多的考慮，相對于其他成熟軟件的界面而言，誕生初期的軟件界面往往顯得簡陋粗糙，此階段的軟件界面只要能實現引導用戶順利完成操作即可。發展期的軟件，技術上趨于成熟，但變動較快，這一時期軟件界面的布局和操作的合理性得到了充分的研究與發展。成熟期的軟件，技術不是問題了，界面合理性設計成為了重點，按鍵大小、顏色使用等會被考慮以利于市場競爭。

1.2軟件界面設計法則

用戶在使用界面時會一直受自己的生理、心理、個人背景和使用環境的影響，因此用戶會對軟件界面傾注自己的情感。對于軟件界面這種非物質性產品的產生，人們不單只注重其使用功能，更希望它具有情感寄托的功能。軟件界面的設計注重功能追隨著形式美法則。形式美法則是從人的認知、美學、色彩等方面的進行探討，遵循用戶愉悅、歡樂的情感趨勢。使用方便、界面優美、指導性強、操作簡單、標示可識別性強的界面，會讓用戶在使用過程中產生愉悅的感覺，從而產生一種積極的情感狀態。長時間操作一個軟件會讓人產生反感枯燥的消極情緒，所以一個可以賦予用戶積極情感的界面更利于用戶減輕壓力、產生新鮮感和學習動力、加強其工作能力。軟件設計師應將藝術融入到科技，使軟件不再是單純的工具，讓其成為人情感的寄托。如微信界面對話框可根據用戶所發信息的內容改變背景顏色。如發送“生日快樂”時背景將出現一連串蛋糕。這不但讓用戶產生好奇的感覺，還會讓用戶覺得這款軟件有了生命，可以與自己進行情感交流。

摘要：該文從當代高校大學生取快遞痛點出發，開發一套完善的基于Android終端的快遞代取軟件極速源代取，該軟件聯合校外快遞點，提供給大學生一個安全快捷的代取服務，解決大學生因各種原因取不了快遞的困擾，在保證個人隱私的前提下，用戶安裝后即可切身體會到極速源代取的安全、方便、快捷。

關鍵詞：Android終端；快遞代取；軟件開發

1引言

隨著現代社會的飛速發展，網購在高校中十分普及，也使得校園創業環境進入了一個新的時代，大學校園里隨處都可以看到去拿快遞的同學，與此同時大學生對快遞服務的要求也越來越高，但是快遞員往往只能在學校門口或學校設立的快遞點等候取快遞的同學，部分高校學生宿舍距快遞配送點較遠，取快遞十分不便。由于各個高校區域分布不均勻，校園物流配送的發展與校園師生的代取、代寄需求存在極大的瓶頸，導致校園快遞服務也受到了一定的影響，最后一公里的市場需求量大，就目前校園的快遞代取效率而言難以滿足大學生的需求，校園內各式各樣的小型快遞代取群不夠快捷、成熟，配送服務質量差，物流配送效率低，有著需要改進的地方，就西安市而言存在一定程度的市場空缺，需要進一步完善校園快遞代取服務平臺。同時為了響應大學生創業的號召，“極速源代取”平臺由此成立，本軟件針對校園最后一公里，建立專門服務于大學生的校園快遞代取軟件，大學生可通過網上下單，實時查看快遞訂單詳情，更快取得自己的快遞。

2軟件的主要功能

在校園日常快遞活動中，當收件人不在宿舍或其他特殊原因不能收取快遞時，收件人可以根據自己當天的時間安排，確定讓代取小哥在哪個時間段上門派送，用戶使用Android終端智能手機進入頁面，在下單界面進行選擇【我要代取】或【我要代寄】進行下單，在訂單界面上查看快遞代取詳情，實時知曉快遞情況，并在消息界面可以與快遞小哥進行信息交流，解答用戶問題。本軟件主要功能包括以下幾個方面：下單、訂單、消息和我的界面等功能。2.1下單。打開軟件下單界面，用戶可在此頁面進行代取或代寄操作，填寫信息，選擇快遞公司，選擇物品類型，輸入取貨碼，個人信息及宿舍樓號，如有其他需求可在備注欄進行備注。快遞代取：系統會將下單人的相關快遞信息保存至服務器，代取小哥打開軟件，根據下單人的訂單，完成接單任務，訂單信息包含正常所需，軟件提供對信息的便捷訪問。快遞代寄：下單人可根據用戶版中的我要代寄選擇相應服務，信息填好后，進行下單，在約定時間完成快遞交接。2.2訂單頁面。本軟件中內置數據庫操作指令，當下單人打開本模塊時，系統會根據相關指令查詢快遞最新狀態，用戶可查看快遞代取訂單詳情。2.3消息界面。打開軟件消息界面，用戶可以和代取小哥進行溝通，可以咨詢快遞情況，以便用戶更好地知曉快遞代取動態。2.4我的界面。打開軟件我的界面，用戶可以進行用戶基本信息操作，例如：關于軟件的介紹、注銷賬戶、退出界面等。

一軟件設計工具與相關技術

本套教學演示軟件采用面向對象語言Python進行編寫與開發，調用了Python自帶的軟件庫及Numpy、WxPython、Matplotlib等對其進行設計，并使用wxFormBuilder、FlashCS6、pyinstaller、enigmavirtualbox等應用軟件對程序進行輔助設計[8]。系統實現功能的重點包括：GUI布局、仿真程序的代碼編寫、素材的制作以及程序的易用性[9]。針對以上的功能實現，使用輔助工具wxFormBuilder和手動編寫WxPython代碼對整體GUI進行結構上的布局，使用Numpy和Matplotlib對仿真過程中的無耗傳輸線方程進行計算求解，以及傳輸線上電壓和電流波形的動態演示，使用FlashCS6對素材進行整合和裁剪，利用pyinstaller和enigmavirtualbox對源代碼文件和素材進行打包，并封裝成單獨可執行文件，以達到易用性的目的[10]。

二軟件需求分析與設計流程

在電子信息類課程的教學中，電磁場與微波技術的教學是其中一個重點也是難點。目前的微波技術教學主要采用文字、靜態圖像資料或PPT來進行教學，從而導致教學過程中存在以下難點：（1）教學資源稀少，目前書本中提供的電磁場與微波圖例較少且抽象；（2）圖案不夠形象，傳統書本教材所提供的圖例都為靜態圖片，如果沒有對電磁學有一定深入的理解，很難從靜態圖片中體會到電磁學中物理量的動態變化，而這一缺點是采用書本教學無法避免的。（3）電磁學的理論較為抽象，并且復雜，單純的使用圖像和文本板書的形式不僅加大了學生對這些理論的認知難度，同時也難以提高學生的興趣。采用多媒體技術輔助教學是有效提高教學效果的重要途徑，通過播放電磁場與微波技術課程中的演示動畫，理論與實踐相結合，使學生自發地理解和掌握課本知識。同時，有利于提升學生的學習效率，深入理解課程內容。基于以上考慮，對電磁場與微波技術多媒體動畫演示軟件的開發需求就顯得十分重要，通過整理微波技術的教學資源，并利用動態圖像，動畫，視頻等多媒體資源來對枯燥的電磁學公式進行解釋，把課本上一些復雜的理論知識，通過多媒體的形式表現出來，從而有利于加深學生對相關理論的直觀感受，從而幫助學生對微波技術專業知識的理解，取得更好的教學效果。因此，基于多媒體技術的電磁場與微波技術教學軟件的開發，具有十分重要的現實意義。（一）演示界面切換需求。在電磁場與微波技術多媒體教學演示軟件系統中，主界面為微波技術理論中的傳輸線仿真界面。界面的按鍵主要分成三種：一種是轉換傳輸線類型的按鍵，一種是顯示和隱藏電壓、電流波形的按鍵，另一種則是控制仿真程序啟動和暫停的按鍵。軟件具備的按鍵控制功能為：根據用戶點擊的轉換按鍵分別展示不同的傳輸線電路圖和不同的參數輸入框；根據用戶點擊的顯示和隱藏按鍵，分別展示所要求展示的波形；根據用戶點擊的啟動和暫停按鍵，決定動態波形的演示和暫停。（二）參數輸入輸出控制需求。參數輸入控制是結合按鍵控制功能中“傳輸線類型轉換按鍵”來設計的。根據設定不同的傳輸線類型更換不同的參數輸入控制，默認只允許用戶自定義輸入輸出阻抗，并且選擇性地根據傳輸線類型開放和鎖定輸出阻抗的不同輸入框。默認鎖定禁止用戶定義傳輸線的特征參數的輸出結果，并且初值為空。當輸入參數完畢后，按下開始按鍵，軟件會根據給定的輸入參數計算得到輸出結果，并將計算結果反饋到輸出框上。（三）菜單控制需求。在該軟件系統中，菜單的主要作用是控制Flash動畫的窗口彈出，為下一步播放作準備。菜單內容主要分為五個部分：波導、波投射、極化波、其他應用及版權信息等。波導菜單用來演示不同波導形式內部電磁場分布的動態效果；波投射用來演示均勻平面波在不同介質中的反射、透射情況，以及平面電磁波在介質中的傳播和衰減情況；極化波用來演示不同極化波的合成過程，及其在空間的動態傳播過程動畫；其他菜單用來演示電磁場與微波技術在現實生活當中的應用領域，以及展示軟件的作者和版權信息。（四）圖形圖像需求及Flash動畫需求。圖形和圖像抽象化程度相比于文字較低，它能通過豐富的圖案和層次感表達出有用信息，具有能夠反應客觀世界的屬性，并且能夠承載更多的信息量。本文的目標是通過所設計軟件的主界面電路示意圖，能夠清晰地確定正在仿真的傳輸線類型。Flash動畫能夠模擬客觀事件的變化及運動過程，從而突出變化的事物在運動過程中的本質規律，更加生動形象地展示和傳遞信息。同時，使用Flash動畫能夠提高學生的興趣，獲得較好的教學效果。本設計中，Flash動畫素材占據大多數的多媒體演示，包括波導的場分布，均勻平面波的投射，極化波的動態展示，以及微波技術在實際生活當中的應用等。基于以上需求分析，本文所采用的軟件設計流程及思路如圖2所示。

三軟件設計的功能實現與效果展示

電磁場與微波技術多媒體教學軟件的開發目的是為了在教學過程中，充分發揮多媒體素材的直觀性與交互性，動態畫面的展示效果并且易于使用。因此，軟件系統的設計內容主要包括系統的界面設計、交互設計以及設計等三個方面[11]。（一）界面設計。本文所設計的電磁場與微波技術多媒體教學演示軟件的主界面如圖3所示，主要由窗口、菜單、按鈕、文本框等元素組成。界面的布局就是對系統組件的布置、擺放以及對不同的控件素材進行整合與設計，從而使得多媒體教學軟件能夠以合適、科學的運行狀態被用戶打開，并且展示整個軟件的友好的交互界面[12]。界面的設計遵循簡單、實用、風格統一的原則，程序的最頂部為功能菜單欄，用于完成主界面與副界面的交換。主界面為微波傳輸線的狀態分析仿真界面，副界面為Flash動畫的展示。在主界面中，將內容展示放在界面的正中心，以達到用戶的視覺中心及主體突出的效果。內容展示分為兩部分，上半部分為波形的動態仿真區域，用于顯示傳輸線上電壓和電流的波形仿真結果，即動態展示行波、駐波、行駐波的效果。下半部分為傳輸線電路示意圖，可以通過該部分確定傳輸線的仿真類型以及波形與傳輸線位置的對應關系。在內容展示下方設置主要交互界面，用于對展示的內容進行操作，包括切換傳輸線的負載類型，輸入負載參數，打開或關閉電壓電流顯示選項，啟動和暫停波形仿真，滿足用戶的操作習慣[13]。（二）交互設計。電磁場與微波技術多媒體教學軟件的交互設計主要體現在用戶與仿真界面的交互，用戶與參數輸入輸出框的交互，及用戶與Flash動畫的交互三個方面。用戶可通過仿真界面上的按鈕切換不同的傳輸線模型，從而進行不同類型的傳輸線仿真。仿真界面擁有四個控制按鈕，分別用于仿真波形的啟動、暫停，電壓電流的顯示開關，用戶可通過這四個按鈕進行與仿真界面的交互。在用戶選擇傳輸線類型之后，參數的輸入輸出框會隨之改變以適應模型，用戶可通過輸入框輸入合法參數，在點擊啟動按鈕后程序會自動計算得出模型參數的計算結果并顯示在輸出框，從而達到用戶與參數輸入輸出框的交互。另外，通過菜單欄可啟用Flash動畫演示功能，在彈出窗口中的Flash有內嵌必要的交互按鈕，根據不同的Flash類型，交互按鈕有所不同。其主要功能有開始和暫停動畫演示，必要的參數輸入輸出，及控制動畫的播放速度等，用戶可通過這些按鈕實現與Flash演示動畫的交互。（三）設計。為了方便使用，本軟件采用了打包單文件形式。將編寫的程序源代碼利用pyinstaller進行打包，生成單文件可執行程序。再將該可執行程序利用文件虛擬化技術，同所使用的資源文件一起再進行打包，最終形成一個可直接解壓，無須依賴其他文件運行的可執行文件。Pyinstaller是一個用python編寫的打包文件工具，它具有將python工程封裝成單個文件的功能。由于python程序的運行依賴于python的環境，在其他的操作系統上可能未擁有相應的環境，再者本程序所使用的第三方工具包可能在不同環境下也有所不同，加之python系統版本差異等原因，所以要使python程序能在其他機器上運行，將其打包是必要的。（四）flash播放功能實現。在菜單欄中點擊相應的菜單項目，軟件能夠從本地中獲取同名flash資源對其進行播放。flash播放功能的實現，其過程為，按下按鍵后彈出一個wxpython新彈窗，加載系統的ActiveX控件播放相應的flash視頻。窗口大小等依照傳入參數即文件名進行讀取并啟用ActiveX進行播放。圖4所示為橢圓極化波的flash動畫演示，圖5所示為平面電磁波投射到兩層介質分界面上的flash動畫演示。五結論本文設計和開發了一款電磁場與微波技術多媒體動畫教學演示軟件。首先，介紹了多媒體動畫教學的發展歷史與現狀，同時根據所要實現的功能，分析軟件的需求及重點與難點。其次，通過設計和實現該教學演示軟件，比較直觀地展現了如何將多媒體教學素材和相關專業知識點相結合，為其它的基于PC端的多媒體教學演示軟件的設計和實現提供參考。再次，將源程序文件與多媒體素材二次打包封裝，將原本依賴于編譯環境和素材資源的程序工程文件夾轉換成一個單文件的可執行程序，為今后將桌面多文件程序封裝成單文件應用程序提供借鑒。最后，通過本次設計和實現，展現了采用Python語言開發的簡便性；通過把電磁場與微波技術的抽象知識轉化為具體動畫演示的過程也顯示了多媒體動畫教學的優越性。

目前潛油電泵機組已經系列化，但每口油井的參數不同[1]，潛油電泵在推薦范圍以外工作可能會使電機過載或欠載，嚴重時可能損壞系統。通過開發軟件進行潛油電泵選擇優化，充分考慮井況和影響油泵選擇的主要因素，高效率準確地計算出可靠的潛油電泵機組型式[2]，采用簡單易學的VisualBasic語言，開發出潛油電泵選井設計軟件[3,4]，優化潛油電泵機組參數，滿足現場需求。

1界面設計

1.1潛油電泵選井選泵軟件界面設計。軟件包括基礎數據、氣體計算、產能預測、機組選型設計等多個部分(圖1)。本文介紹產能預測部分設計功能，基礎參數設置見表1。1.2產能預測界面設計。在產能預測功能區，設置1個Frame控件、7個Label控件、2個ComboBox控件、5個TextBox控件。其中，分離器配用可選，油井滲流類型包括純液硫、油氣兩相滲流、油氣水滲流三種類型可選，設計泵吸入口氣液比由“氣體計算模塊”得到，預測結果包括泵吸入口壓力、油層中部流壓、預測油井產能三項2)。各控件的屬性及參數值設置如表2所示。摘要：當前在區域小氣候觀測項目中，隨著社會發展的需要出現了不同主題的小氣候站；典型的代表有農業氣象，交通氣象，空氣質量，湖泊生態監測等；這些小氣候站的構成一般包括支架地基、供電系統、傳感器組合、采集系統、傳輸模塊及應用軟件等；隨著科技的發展，這些小氣候站硬件方面不斷采用新技術，結構和傳感器也朝著一體化趨勢演進；但是應用軟件卻沒有跟隨軟件開發技術的更新而升級換代，還普遍停留在較舊的技術體系；軟件整體功能性不強，擴展性較差，無法兼容其他廠家的設備；數據結構也缺少規范統一；針對區域站應用軟件的建設情況，結合實際項目情況，充分利用分層設計、軟件復用、插件開發等設計模式提出了一種架構合理、功能規范、數據統一、兼容性強的基于區域自動氣象觀測站的應用軟件架構設計。

2應用軟件的架構設計

軟件架構也稱為軟件體系結構，是一系列相關的抽象模式，用于指導軟件系統各個方面的設計［15－17］。首先，可將軟件在功能上分層，各層在邏輯上可以保持相對獨立，使得整個系統邏輯更加清晰，能提高系統和軟件的可維護性和可擴展性。其次，在各層中遵循軟件設計的基本原則即信息隱蔽性和模塊獨立性，設計出獨立性比較強的高內聚低耦合的模塊。最后，通過使用設計模式，在模塊中進行邏輯設計和編碼實現。設計模式包括創建型模式、結構型模式和行為型模式三大類幾十種模式，常用的模式有模板方法、抽象工廠方法、策略、裝飾者、觀察者、訪問者和組合等模式［11］。抽象工廠模式，是一種面向對象的設計模式，指提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需在編碼階段指定具體實現它們的類［18－20］。本文即以分層及模塊化思想為指導，采用抽象工廠設計模式，利用插件控制器等方法實現通用區域自動氣象觀測站系統的設計和實踐應用。按照分層思想，從低往高將軟件功能分為基礎服務層、業務服務層、用戶界面層等3個層次。按照模塊化思想，在各個層次中將功能分成功能獨立的模塊。其中，基礎服務層包括設備交互、質控警示、統一存儲等3個模塊；業務服務層包括統計分析、系統監控、數據交換等3個模塊；用戶界面層包括統一API、顯示、文檔知識等3個模塊。如圖1軟件整體架構圖所示。圖1中的層次劃分充分考慮了區域站的觀測業務需要。基礎服務層主要面向觀測設備和主程序，是連接設備和主程序的紐帶。通過該層主程序可以控制設備，與之交互，接收設備上傳的數據。然后對數據進行分析和質控處理，對異常進行警示，然后提供統一的存儲方式進行存放。可以看出基礎層雖然僅僅實現了設備的交互和數據的處理與存儲，但這是整個系統的基礎部分，而對數據的進一步加工處理就由業務服務層實現。業務服務層主要完成三個工作：一是對數據加工形成統計分析報表；二是對異常數據及系統異常進行監控；三是將加工后的觀測數據及系統異常對第三方進行交換分享。業務服務層立足業務需求，同時起到承上啟下的作用，為用戶界面層提供數據。用戶界面層首先通過統一接口服務（API），可以為不同的應用類型提供數據支持。如可以是窗口桌面程序（Windows），也可以是網站應用（WebSite），還可以是移動應用（APP），不管哪種應用都可以通過該API進行數據的顯示和。其次，可以將觀測業務常用的小工具、小常識、經驗總結等知識，文檔化，格式化存儲和展示給用戶查看。以上，通過3個邏輯層次實現了從設備接入到基礎數據解析再到數據加工和異常監控，最后再通過API的集中控制，實現了包括常見軟件類型的觀測數據顯示和功能。2．1基礎服務層基礎服務層包括設備交互、質控警示和統一存儲三大模塊，是應用軟件的基礎模塊。1）設備交互：面向各氣象設備，采用有線或無線的方式實現軟件與設備的交互，可向設備發送命令，也能接收原始數據，并將數據初步解析和轉換為格式化的數據。2）質控警示：對格式化的觀測數據進行氣候學閾值檢查，缺值處理，異常值人工訂正干預，利用業務預警模型對觀測值進行分析和發出報警。3）統一存儲：對原始數據、訂正后的格式化數據及其它加工后的數據提供統一的管理，主要包括統一數據存儲，統一數據訪問，統一數據緩存。存儲形式可以是文件、關系型數據庫等。在本層還有其它輔助類、公共操作類，方便軟件復用。本層可以作為獨立程序運行，推薦以服務方式運行，不需要提供界面即能完成氣象設備的數據采集和處理及存儲功能。其數據流程圖如圖2基礎服務層數據流程圖。從數據流程圖中可以看出，設備交互模塊是系統獲取數據的第一入口，擔負著數據接收和設備交互的工作，是此類系統的關鍵模塊。為提高系統穩定性、適應性和可擴展性，需要此模塊具備各種氣象設備數據接收和處理的能力。此處采用抽象工廠模式，將與設備交互的各種方法抽象為一個設備工廠類接口，交互方法主要有建立通訊連接、接收數據，數據格式化操作，發送數據，向設備發送命令等。農業小氣候站、能見度站等設備分別繼承并實現這個接口，在接口內部分別根據自身數據協議實現相應方法。在軟件運行階段，程序主體即可以根據配置參數實例化不同的工廠子類，從而完成不同類型設備的通訊連接，數據接收，數據格式化及其它交互操作。抽象工廠模式實現了在編碼階段已經確定的設備類型的接入，采用插件式開發方法，可對未知設備類型的動態接入提供便利。插件式開發方法由一個插件控制器完成，插件控制器可以將系統內部實現了抽象工廠接口的設備類加載編譯［21－23］。當系統中增加新的氣象設備類型時，如大氣電場儀，只需新建大氣電場儀類實現抽象工廠接口，在主程序中增加參數配置項，重啟主程序后，大氣電場儀類就會被插件控制器加載然后動態編譯為一個整體類庫，抽象工廠實例化時就能選擇到大氣電場儀設備類型進行后續操作。圖3中IDeviceFactory為抽象工廠接口，假設已有農業小氣候站和能見度觀測站，并分別實現了該抽象工廠接口。PlugController為插件控制器，當主程序運行后，會調用插件控制器，該控制器就自動把實現了抽象工廠接口的各種設備工廠類動態編譯到主程序中，從而作為主程序的一部分被調用。通過插件控制的方法，可以很方便地將諸如大氣電場觀測設備（ElectricDevice，如圖3中虛線框內所示）等設備的工廠類動態加載到主程序中。2．2業務服務層面向區域氣象觀測業務實際，提供切實可行的統計分析、系統監控及數據交換功能。主要包括以下三個模塊。1）統計分析：提供小時、日、月極值統計，月報表分析等功能。2）系統監控：提供系統運行日志、業務日志、硬件運行情況、傳感器狀態、網絡通訊狀態等監控功能。3）數據交換：對外提供統一接入接口，可以快速接入其它外部系統的觀測數據或集成設備。對外提供統一訪問接口，用通用且規范的方式向外部傳輸數據。氣象觀測業務需求并不完全統一，需要根據實際情況進行開發，此處也是整個系統中變化較多的部分。但是，在系統初始建設階段，可以考慮依據氣象法規，形成標準地面氣象觀測規范中建議的報表格式。這樣后續系統只需對規范外的特殊需求做少許改動即可。2．3用戶界面層用戶界面層主要面向使用用戶，是聯系用戶與主程序的橋梁，向用戶展示軟件功能的窗口。在邏輯上分為以下三個部分。2．3．1顯示即用戶看到的最終界面。按照不同的軟件技術體系可以有不同的實現方式。目前無外乎桌面應用程序、網站、移動應用及微信公眾號等形式。但不管采用哪種表現形式，一般都包含以下功能要求：1）提供多種監測界面，顯示實時數據、狀態數據、警示信息及觀測時間；2）可以查詢歷史數據、歷史數據趨勢圖；3）可以查詢數據統計和分析結果等；4）通過電腦屏幕、電視墻、手機或者現場顯示設備顯示數據功能。2．3．2統一APIAPI服務層是一組定義好的功能接口類庫，通過該接口類庫，可以為不同的應用界面提供功能統一、數據一致、訪問規范、安全可控的數據服務。2．3．3文檔知識：一個好的軟件設計，不僅軟件的功能強大，易用性較好，而且軟件相關文檔的完整性和幫助手冊的易用性也要求較高。因此，在業務功能之外，強調文檔知識模塊很有必要。文檔模塊包括軟件使用手冊、常見問題問答。知識模塊包括業務觀測知識、觀測技巧等知識匯總顯示。與之前的基礎服務層和業務服務層不同，用戶界面層直接面向用戶，除了實現用戶需求，滿足用戶要求外，界面是否炫酷，操作是否易用直接影響用戶的使用感受和對軟件的印象評價。因此，本層除了實現以上三個模塊，還采用主題技術、模版技術、開源框架等方式為用戶提供風格統一，支持皮膚定制等功能。

3實驗結果與分析

摘要：本文通過一個實例，介紹電廠組態軟件的設計與實現。本文在研究DCS系統組態軟件需求的基礎上，設計DCS系統各個組態軟件，最后對設計的DCS系統各個組態軟件進行實現。

關鍵詞：分布式控制系統組態軟件

1DCS系統體系結構

組態軟件是集散控制系統的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態而不是編程方式，為用戶提供良好的開發界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地完成監控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O設備，與高可靠性的工控計算機和網絡系統結合，可向DCS控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實現系統集成。現在組態軟件的應用已經不僅局限于DCS系統中，第三方通用組態軟件的出現，使其在工業生產的各個領域得到了更加廣泛的應用，具有很好的發展前景。一個典型的DCS系統的體系結構如圖1所示：

一個典型的DCS系統至少包含四個基本的組成部分：工程師站、操作員站現場控制站和系統網絡。在體系結構的設計上所有的DCS系統基本相同，主要的區別在于內部軟件的實現方式和網絡的選擇。

2系統設計與實現

摘要：本文利用AVS/EXPRESS軟件的開發環境,實現了中科院與勝利石油管理局聯合資助的國家自然基金委“九.五”重點項目“復雜地質體描述理論與方法研究”中復雜地質體深度成像軟件的包裝,從而形成了一套用戶界面友好、軟件結構靈活和三維可視化功能強大的復雜地質體深度成像軟件系統。

關鍵詞：復雜地質體深度成像AVS/EXPRESS

1．引言

中科院與勝利石油管理局聯合資助的國家自然基金委“九.五”重點項目“復雜地質體描述理論與方法研究”,已經進行了好幾年了,其中的方法研究已經成熟,我們用該項目研究的偏移方法對樁西地區的資料進行了試處理,其處理效果可與西方地球物理公司和以色列的PARADIGM帕拉代姆公司的偏移軟件相媲美。

因此,系統地將我們自己研制的復雜地質體深度成像軟件包裝起來,并盡快將其推向市場,是迫在眉睫的事情。從去年上半年開始，我們利用AVS/EXPRESS軟件為開發平臺，克服了一系列包裝技術難題，終于完成了復雜地質體深度成像軟件CGOD的試用版本1.0。

2．AVS/EXPRESS軟件簡介

摘要：本文介紹了基于LEODO人機界面的液壓馬達試驗臺監控系統，使用ET組態軟件進行監控畫面的編制，實現液壓馬達試驗臺的實時監控、數據采集與處理,系統結構簡單，應用性強。

關鍵字：人機界面（HIM），液壓試驗臺，ET組態軟件，數據采集

一、行業背景：

液壓馬達作為整個液壓系統的執行元件，其性能的好壞直接影響著液壓系統的可靠性，進而影響生產設備的正常運行。根據液壓馬達型式試驗標準其系統簡圖如圖1所示。

圖1液壓馬達試驗臺系統簡圖

在工業測控軟件中,組態軟件能充分利用Windows的圖形編輯功能,方便地構成監控畫面,以動畫方式顯示控制設備的狀態,具有報警窗口,實時趨勢曲線等功能。并可運用PC機豐富的軟硬件資源進行二次開發,方便地生成各種報表,為應用程序的開發提供了十分方便的平臺，因此它在工業控制中運用越來越廣泛。

摘要：為了更好地滿足農業發展要求，設計一套基于組態軟件的智能溫室監控系統。系統主要由主控制器、傳感器、執行機構及系統組態軟件構成。筆者分別從主控制器硬件設計、傳感器選型、主程序設計、通信接口設計、組態軟件界面設計等方面進行闡述。系統在楊凌農業示范園進行了實地測試。測試結果表明，本系統硬件結構可靠、軟件系統運行情況良好，操作簡單，使用方便，可滿足溫室大棚智能監控的需求，實現了預期功能。

關鍵詞：組態軟件；智能溫室；系統設計

智能溫室是現代農業的重要組成部分，早在20世紀70年代，國外就開始對智能溫室環境監控技術進行研究，其中日本、荷蘭、以色列、美國等發達國家智能溫室監測技術發展的最快。國外智能溫室最早采用模擬式的組合儀表，采集溫室環境因子參數，并通過相關設備進行指示、記錄和控制。隨后又出現了分布式監測系統以及計算機數據采集監測系統的多因子綜合監測系統。溫室產業在我國農業中的比重不斷增加，加快了我國現代化農業發展的速度。“組態”的概念是伴隨著集散型控制系統（DistributedControlSystem，DCS）的出現，才被廣大自動化技術人員所熟悉的。在監控技術的不斷發展和應用過程中，組態軟件因為界面直觀、便于二次開發、使用方便而一直占據著非常重要的地位，因此，基于組態軟件設計了一套溫室監控系統。

1系統總體設計

農作物的生長受到各種不同環境因子的影響，這些環境因子對作物生長發育的影響各不相同[1]。目前，科學家分析影響植物生長的環境因子達52種，其中空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度、二氧化碳濃度是影響植物生長最主要的幾種環境因子。根據系統監測與控制需求分析，確定系統結構如圖1所示。

2系統硬件設計