基于C#的强度试验传感器管理系统设计

张清勇

（中国飞机强度研究所 全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点试验室，陕西 西安 710065）

飞机结构强度试验是指针对飞机结构强度进行的一系列物理试验，用以验证飞机结构强度设计的正确性或者验证飞机结构强度是否满足使用要求[1-2]。其中，试验时需要大量的位移传感器和力传感器对飞机结构进行数据监控。试验测控人员负责对传感器进行管理、维护等工作。目前，位移传感器使用Excel文档进行参数更新、查询，数据易混乱丢失，且查询不便；力传感器使用数据库软件进行管理，但更新工作繁琐，参数查询输出不便，亟待更有效的数据库管理软件。一款试验信息化体系下的强度试验传感器管理系统必须有助于试验测控人员及时准确获取传感器的参数信息，保障试验的安全性和测量数据的准确性，并辅助单位领导决策，制定科学的设备配置方案，提高设备使用效率。因此，本文采用C#语言作为开发语言、SQL Server 2008 作为后台数据库开发了一款能够适应信息化体系的飞机强度试验传感器管理系统软件。

1 关键技术

C#是由C和C++衍生出来的一种面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时，去掉了一些复杂特性。C#以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的对面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言[3]。

系统采用C/S的软件体系架构，利用ClickOnce技术部署智能客户端，该技术可以自行更新基于Windows的应用程序，本系统通过网页发布，可以安装在最终用户的计算机上，可在本地运行（即使计算机处于脱机状态），也可以在权限联机模式下运行，而不必在最终用户的计算机上永久性地安装任何内容[4]。

2 系统分析与设计

2.1 系统需求分析

系统能够实现客户机和服务器端的传感器数据查询、更新、修改、删除、输出、格式输出等功能；加入普通用户和管理员用户权限设定。普通用户仅可以对数据库进行数据查询、输出、格式输出，及普通用户信息添加、修改、删除等操作；管理员可以对数据库进行数据录入、查询、更新、输出、格式输出及普通用户和管理员用户信息添加、修改、删除等操作。

2.2 系统功能模块设计

根据系统需求分析，本系统功能设计分为9个模块，分别是文件查询模块、位移查询模块、力查询模块、文件更新模块、位移更新模块、力更新模块、修改模块、用户信息模块、更新日志模块。各模块实现的主要功能如下。

（1）文件查询模块。用户通过Excel表进行传感器信息查询。用户按Excel模板填入待查询传感器编号，保存后导入模块，可按需求查询传感器信息（默认信息、详细信息、自选信息），查询完毕后可输出至Excel表中（全部信息输出或通知单格式输出）。

（2）位移查询模块。用户通过传感器号、满量程（mm）、有效期、更新日期等查询位移传感器信息，查询完毕后可输出至Excel表中。

（3）力查询模块。用户通过传感器号、满量程（kN）、有效期、更新日期等查询力传感器信息，查询完毕后可输出至Excel表中。

（4）文件更新模块。分为力传感器更新和位移传感器更新。管理员用户按Excel模板填入待更新传感器信息，保存后导入模块进行更新。力传感器更新时只新增传感器信息入库，不改变原数据库信息；位移传感器更新时会删除原数据库中信息，替代为新的传感器信息。

（5）位移更新模块。分为单独更新和文件更新。单独更新指管理员用户按标检后的位移传感器校准证书，填入传感器号、灵敏度、有效期等信息，软件自动计算其校准值信息后进行更新。文件更新指管理员用户按Excel模板填入待更新传感器信息，保存后导入模块进行更新。

（6）力更新模块。其分为单独更新和文件更新。单独更新指管理员用户按标检后的力传感器校准证书，填入传感器号、校准值+、校准值-、灵敏度+、灵敏度-、有效期+、有效期-、满量程、电阻值、状态等信息后进行更新。文件更新指管理员用户按Excel模板填入待更新传感器信息，保存后导入模块进行更新。

（7）修改模块。其分为力修改模块和位移修改模块。管理员用户填入传感器号，查询到该传感器的参数信息，在列表内对其进行修改，保存后即将新参数更新至数据库。

（8）用户信息模块。其分为普通用户和管理员用户。普通用户登录时可对普通用户信息进行维护（新增、删除、修改等）；管理员用户登录时可对普通用户和管理员用户信息进行维护（新增、删除、修改等）。

（9）更新日志模块。用户可查询传感器数据库更新日志，包括用户ID、用户姓名、被更新表名、上次更新日期、更新数目等。

3 系统实现

3.1 数据库实现

根据数据库设计，强度试验传感器管理系统数据库的开发环境采用SQL Server2008 R2，本系统数据库中包含了6个数据表，包括力传感器表、位移传感器表、文件查询传感器表、更新日志表、管理员表和普通用户表。

（1）力传感器表有20列，分别是传感器号、规格、[满量程（kN）]、状态、准确度、电阻值、零点值、[校准值+]、[校准值 -]、[灵敏度+]、[灵敏度-]、[有效期 +]、[有效期-]、型号、生产厂商、安装位置、所属单位、激励、更新人、更新日期。

（2）位移传感器表有15列，分别是传感器号、规格、[满量程（mm）]、零点值、校准值、灵敏度、有效期、状态、准确度、型号、生产厂商、安装位置、所属单位、更新人、更新日期。

（3）文件查询传感器表只有传感器号1列。

（4）更新日志表共有5列，分别是UserID（用户ID）、UserName（用户名）、TableName（被更新表名）、LastUpdate（上次更新日期）、UpadteNum（更新数目）。

（5）管理员表共有3列，分别是UserID（用户ID）、UserName（用户名）、Pwd（密码）。

（6）普通用户表共有3列，分别是UserID（用户ID）、UserName（用户名）、Pwd（密码）。

3.2 系统功能实现

3.2.1 登录界面实现

本系统中登录界面如图1所示，当不同权限的账户登录并且成功后，系统会记录当前登录人的权限信息，在型号信息显示及任务更新界面下会对相应功能进行屏蔽。

3.2.2 文件查询界面实现

文件查询界面包括Excel模板输出、传感器类型选择、信息选择、查询、整理、输出、查询结果显示、使用说明等。用户可通过Excel模板填写待查传感器号，并选择待查信息，可快速显示查询结果，并按试验通知单格式进行输出，方便试验表单制作，如图2所示。

3.2.3  位移 / 力查询界面实现

图 1  用户登录界面

图2   文件查询界面实现

位移/力查询界面包括查询方式选择、查询、输出、查询结果显示、使用说明等。用户可按需进行查询，并进行结果的显示输出，如图3和图4所示。

图3   位移查询界面按传感器号查询结果

图4   力查询界面按满量程查询结果

3.2.4 位移 / 力更新界面实现

位移/力更新模块界面分为单独更新和文件更新，包括参数输入窗口、计算、更新、删除行、清空、Excel模板输出、打开Excel文件、更新进度条、更新等，如图5所示。

图5   力更新界面实现

4 结    论

基于C#的强度试验传感器管理系统能大大提高试验测控人员和管理人员的工作效率，有助于优化疲劳试验的人员和设备使用方式，辅助单位领导决策，提高疲劳试验运行效率，有助于企业管理的智能化与信息化。

经过不断的研发、测试和修改，该系统能够准确、高效地完成强度试验力传感器和位移传感器的查询、更新、输出任务，同时实现了静力/疲劳试验通知单自动输出技术与应用功能，使得静力试验资料准备中传感器通知单能够实现计算机自动输出。传感器管理系统将不断开发新的设计功能模块，逐步达到数据流互通、信息流互享、控制流互联的综合性、专业性计算机辅助管理系统。