Silverlight矢量化图形系统在煤矿自动化平台中的应用

天地（常州）自动化股份有限公司 张明杰

1.引言

在当前的各种主流系统中，用户获取、感知各种相关信息的方式多种多样，其中图形化的展示方式是相对直观、易懂的一种高效的信息获取方式[1]。目前煤矿生产过程相关信息的图形化展示技术多数是基于C/S模式下实现的，随着煤矿用户对Internet信息互联网络的日益熟悉，B/S模式下的图形展示方式早已是一种必然的要求[2]。B/S模式下的图形展示方式下，由于用户的职能不同，其关注的内容也不相同，因而，需要针对业务部门对图形展示的需求对图形进行处理；同时，在煤炭调度室的日常工作中，图形的展示一般通过电脑IE浏览器以及大屏幕两种方式进行展示，由于两种展示介质的不同，要求的图形分辨率不同，因而在同一来源的图形配置文件下，图形矢量化的展示就显得尤为重要[3]。

目前，比较常用的矢量化的技术有VML（The Vector Markup Language，矢量可标记语言）、SVG（Scalable Vector Graphics，可缩放矢量图形）、FLASH、HTML5（Hypertext Markup Language 5，超文本标记语言 5）、Silverlight（银光）等[4]，考虑到用户访问的流畅性以及C#可编程性的，本文选用基于Silverlight技术进行矢量化图形开发，在冀中能源股份有限公司东庞矿自动化平台中进行了实际应用，取得了良好的效果。

2.Silverlight技术

Silverlight是一个跨浏览器、跨平台的插件，可提供面向Web的基于.NET的媒体体验和丰富的交互式应用程序[5]。

Silverlight可以创建具有以下功能的最先进的应用程序：

（1）实现跨浏览器、跨平台的功能，可以在所有常见的Web浏览器中运行，包括Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox以及Apple Safari和谷歌浏览器，并在Microsoft Windows和Apple Mac OS X上运行。

（2）它由可在数秒内安装的很小的下载程序支持。

（3）它读取数据并更新显示内容，但是不通过刷新整个页面来打断用户[6]。

3.Silverlight矢量图形系统应用

silverlight矢量化图形系统应用结构图如图1所示，核心步骤主要有以下三步：第一步是矢量图形的制作；第二步是矢量图形图形与传感器测点的静态相关联；第三步是矢量图形与后台数据动态关联展示。

3.1 图形的制作

基于煤炭图形的展示内容主要是错综复杂的巷道的特点，公司利用VC++开发了一种TDAUTO_R的工具，该图形工具可以直接加载AutoCAD图形（AutoCAD制图文件是煤矿现场目前普遍采用的一种文件格式，该文件中包含有煤矿位置结构的详细信息）；可以完成处理点、线、面、圆等基本矢量图形；可以利用基本元素构成风机、风门、煤仓、皮带摄像头等的矢量图库；可以进行图形的移动、删除等功能。利用该图形工具的这些功能可以快速的完成矢量图形的绘制，如图2所示。

图1 图形系统应用

图2 图形制作

图3 测点挂载

图4 功能效果展示

3.2 图形与业务系统数据的关联

完成了煤矿的二维图形制作后，下一步需要做的工作是需要将井下各个传感器的测点挂载在井下巷道示意图的相应的。井下传感器测点主要分为两大类，一类是模拟量测点，另一类是开关量测点。模拟量测点的配置可以直接用文本框的方式进行表示；开关量测点因为有开和关两种数值，所以通过设置两种属性，在开和关模式模式下加载相反的状态图片进行标识。井下各个传感器的测点统一由煤矿自动化平台生成，生成的测点按照子系统、开关量、模拟量进行快速分类，可以对图形进行方便选择配置，这样就使图形位置和传感器测点结合起来，如图3所示。图形测点配置完成后，图形和测点统一利用XML文档进行保存。XML文档即可以方便解析成图形界面，又利于生成应用程序代码，还容易把测点信息在文件中对位置进行对应。通过建立了合适的XML文档对象树后，则为利用Silverlight技术对图形进行解析提供了基础素材。

3.3 利用Silverlight技术解析图形

通过以上两步生成XML文档，然后把它存放到WEB服务器上。为了达到最终客户端展示图形和数据的实时刷新，需要利用Silverlight技术对XML文档进行解析，这其中包括两个方面的内容，一方面是对XML文档中涉及到的图形对象包括基本图形对象、CAD图形对象、图库图形对象等，通过创建模块完成所有图形对象类结构各种动画属性类结构的建立，然后将读取到的图形文件内容进行类对象实例化及图形化绘制展示；另一方面是图形中呈现的传感器测点要实时刷新，本文通过煤矿自动化平台提供WCF接口，建立图形数据驱动，利用Silverlight调用WCF技术获取各个子系统的实时数据，可以实现在不刷新整个页面的情况下，对传感器测点进行数据更新，完成图形和测点的统一展示。

4.功能效果展示

煤矿自动化平台面向包括调度室、机电、通风、生产等各个部门，结合煤矿的实际应用，本图形系统进行了许多创新性的应用，具体功能效果如图4所示。

4.1 系统分层展示

通过设置图形分层功能，按照系统、传感器测点重要程度、测点类型等各种条件进行设置图层级别，根据设置测点的显示与否，增加对测点的可控性；解决不同部门调用同一图形时，进行针对性的展示。

4.2 导航窗口（鹰眼）

导航窗口相当于整个图形的一个缩略图，它为用户提供了整个图形的预览和导航功能[7]。通过导航窗口，用户快速地实现对图中感兴趣区域的定位。尤其是东庞矿涵概“一矿四井四厂”，涵盖区域广，测点多。针对重要区域的测点可以通过”鹰眼“快速导航，精确定位。

4.3 人员定位轨迹回放

实时轨迹回放应用于人员定位系统中，可以实时跟踪特定人员的当前井下位置，当天上班途径的地点和时间，在各位置的滞留时间，在图形系统中对其运行轨迹在井下巷道分布图上进行形象直观的回放。

5.结语

基于silverlight的矢量化图形系统，方便了调度室及其他职能部室效果的展示，通过分层、鹰眼、区域环境评估等技术的实现，对数据进行了重新归类发布，包括瓦斯监测、电力、皮带、称重、提升等各个子系统的测点信息以及人员定位系统中的井下各个工作面区域人数、分站人数信息均可通过该图形系统中进行实时展示。进一步提高了用户的使用体验效果，在煤炭调度室的应有中具有良好的推广价值。

[1]汤志东,葛宇.互联网上矢量图形文件及其浏览机制的研究[J].工程图学学报,2004(2).

[2]王天宝,王尔琪,卢浩,黄跃峰.基于Silverlight的WebGIS客户端技术与应用试验[J].地球信息科学学报,2010(1).

[3]崔欣.Silverlight技术的发展与应用[J].电脑知识与技术,2009(22).

[4]李华,聂建国.在非CAD平台环境下显示CAD图形的实用技术与方法[J].计算机工程与应用,2002(9).

[5]李爱民,刘晶,马维纲.Silverlight相关技术研究[J].计算机技术与发展,2009(6).

[6]程国雄,胡世清.基于Silverlight大文件上传的两种实现方案[J].微计算机应用,2009(6).

[7]肖长健.基于Microsoft的编程和通信新结构——WCF技术[J].信息与电脑(理论版),2009(12).