提出了一個基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機的應用系統，分析了基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的結構與功能，提出了該系統的面向對象模型，就系統的硬件與軟件環境進行了分析與討論，用一個試驗性的接觸式空間三坐標測量機應用系統對基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的技術概念與關鍵技術進行了驗證。
???? 關鍵詞：網絡數據庫，坐標測量機，面向對象模型

1 引 言
　　信息時代，工業和科技領域主要通過測量獲取信息〔1〕。而信息時代的標志，是高速度大容量計算機的發展，其關鍵是大規模集成電路制作技術。現代工程技術越來越多地利用到測試，使用先進的測試技術和工具是經濟高度發展和科技現代化的重要標志之一。
1．1　空間坐標測量機的發展概況及趨勢
　　現代空間坐標測量機是集光學、機械、電子技術為一體的大型精密智能化儀器，可以對任何復雜形狀的空間尺寸進行測量〔2〕。可在制造過程中控制中間測量，進行數控機床或柔性生產線在線測量，尤其是可將CAD／CAM技術應用到空間坐標測量機和加工中心的聯機系統，使空間坐標測量機－計算機工作站－數控機床的聯機系統得到進一步推廣，對提高產品質量和促進新產品開發起保證作用。空間坐標測量機已成為現代工業檢測和質量控制不可缺少的大型萬能測量儀。
1．2　空間坐標測量機的應用系統
??? 隨著微型計算機技術、空間坐標測量機、網絡技術和數據庫技術的發展，空間坐標測量機應用系統也有了進一步的發展，基本形成了一個成形的結構。它由空間坐標測量機子系統、數據處理子系統、數據基本輸出輸入（I／O）子系統、數據通信子系統和數據轉換子系統五大部分組成〔3〕。整個系統的結構如圖1所示。

1．3　網絡數據庫技術
　　數據庫技術是基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統中的關鍵技術之一，它支持整個應用系統的運行。新一代Web－DB（Web－Data base）則運用B／S（Browser／Server）模型，把C／S（Client／Server）模型的服務器端進一步分解成一個應用服務器（Web服務器）和一個或多個數據庫服務器，從而成為三層的C／S模型〔4〕，如圖2所示。數據庫接入Web的方法有公共網關模式，ODBC（Open DatabaseConnectivity）模式，JDBC（Java DatabaseConnectivity）模式和CORBA（Common ObjectRequest Broker Architecture）模式，共四種。
1．4　基于網絡數據庫的空間坐標測量機應用系統
　　筆者根據以上的分析，設計一個以網絡數據庫技術為核心，空間坐標測量與CAD技術相融合的空間坐標測量機應用系統框架〔5〕，允許用戶通過處理數據庫遠距離地處理數據，也就是說用網絡數據庫技術去改造原有的空間坐標測量機應用系統，形成一個以網絡數據庫技術為核心的空間坐標測量機應用系統，或稱基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統。基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的技術概念如圖3所示。

　　至于系統的可行性，筆者認為，一是空間坐標測量機經過幾十年的發展，已經取得了相當大的發展〔6〕，在各種機械制造和檢測中已經得到了廣泛的應用。二是本系統的技術集成性非常好，它所依賴的計算機圖形技術、數據庫技術、計算機網絡與通信技術也都是十分成熟的技術。我們的工作只不過是充分利用這些技術進行集成和優化，實現我們的應用系統。因此，系統的可行性較高。
2　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統分析與設計
　　J．Rangbough的OMT方法（Object ModelingTechnique），是在實體－關系模型的基礎上擴展了類、繼承和行為得到的，它用對象模型、動態模型和功能模型描述一個系統，是一種發展比較完善的方法〔7〕〔8〕。筆者用該方法對本系統進行分析與設計。
2．1　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統分析
2．1．1　功能分析
　　具體講，基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的目標是建立一個通用的空間坐標測量機應用系統，它允許用戶選擇構造系統的空間坐標測量機的類型和型號，將整個系統作為B／S結構中的Web服務器使用，在系統內外選定數據的處理方法、存儲格式、存儲方式，設定數據測量控制策略，以及向其他系統傳送測量數據和處理后的數據。
　　針對空間坐標測量機的不同使用目的，必須要有不同的操作過程和數據處理方法。用戶通過軟件設定對具體的應用選擇相應的測量策略、數據格式、數據處理方法，基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統對各種不同型號的空間坐標測量機具有兼容性。同時，對誤差比較大的空間坐標測量機應能提供誤差軟件補償。
2．1．2　結構分析
　　（1）基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統硬件結構
　　系統結構為其功能服務，為了滿足以上功能要求，系統硬件上要允許各種不同類型空間坐標測量機的接入和擴充，對每一個應用項目，其空間坐標測量機的個數、類型各不相同，本系統采用軟件選擇方案來解決，至于系統的測量策略與數據處理等方面的柔性，可以在軟件上解決，系統之間的通信問題，由計算機網絡來完成，所以本系統硬件結構如圖4所示。

　　（2）基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統軟件結構
　　如前分析，一個空間坐標測量機應用系統必須具備數據測量、測量控制、數據處理、結果顯示、數據存儲以及與其他設備系統進行通訊的功能；作為基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統，它必須實現測量策略的可定義、數據處理算法的可定義、數據庫存儲格式的可定義、顯示方式的可選擇和數據的動態交換，同時，以上定義還可以作為一個測量項目保存下來，以備以后調用。一般說來，系統功能和軟件模塊相對應，有什么功能，相應地就有什么模塊。
??? 系統的軟件結構如圖5所示。

2．1．3　系統工作流程
　　要完成上述功能，并保證系統的柔性與可擴充性，系統采用圖6所示的工作流程。　　
工作流程分三部分。
　　首先進行測量方案設計，由用戶選擇空間坐標測量機的類型和驅動程序，設計空間坐標測量機測量路徑和方案，并設置顯示空間坐標系，然后設計數據處理算法。確定結果顯示方式，定義存儲測量數據的數據庫格式，并將這一系列的參數作為測量方案存盤。
　　測量方案執行，用戶啟動系統，打開一個測量方案，啟動測量。
　　測量流程，操作空間坐標測量機，外部信號通過I／O進入數據處理，數據處理的結果將根據測量策略影響測量控制，數據處理后送結果顯示，如果用戶設定須要寫記錄文件，就進行寫信號文件操作，若要寫數據庫、就向定義好的數據庫表格中添加記錄，如果要求向網絡發送數據，就執行發送文件操作，如果需要進行數據格式轉換，就進行數據轉換操作。
2．2　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統面向對象的模型
　　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的面向對象模型由對象模型、動態模型和功能模型三部分構成。按照Yourdon的面向對象分析原則，系統對象可以是：信號測量類、信號顯示器類、信號文件記錄器類、信號數據庫類、數據Web服務器類、數據格式轉換器類、系統框架類。
　　用一個抽象的主題框來表述各個類，用箭頭符號來表示各個類之間的消息傳遞，系統的
對象模型，如圖7所示。

　　本系統的動態模型有四個狀態，在系統的動態模型由四個子狀態圖組成，在現場空間坐標測量機端有三個子狀態圖，一是測量方案設置子狀態圖，二是測量執行狀態圖，三是測量子狀態圖，在上位計算機端，有一個接收子狀態圖。本系統的功能模型如圖8所示。
3　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統
　　筆者利用這些技術和理論來重建一個原有的空間三坐標測量機，并以此為基礎建立一個試驗性的基于網絡數據庫技術的接觸式三坐標測量機應用系統，具有以下功能：允許用戶定義測量路徑和數據處理算法、允許用戶設置顯示器的顯示模式等，系統有網絡通信能力等。
　　實現的硬件平臺采用接觸式空間三坐標測量機、IBM兼容PC機、CPU為賽揚300、RAM為128M、網卡為10M、Windows98的局域網；軟件平臺采用Windows95／98，Access，VC＋＋等〔11〕。
3．1　系統界面與命令
　　現場測量系統界面圖略，上級監控系統界面圖略。
3．2　測量實例
　　在局域網上聯接兩臺計算機，均安裝TCP／IP通訊協議，網絡速度為10Mbase，一臺作為測量計算機，用PS2308I／O板作為接觸式空間坐標測量機與安裝有現場測量應用程序的測量計算機相連；另一臺作為監控計算機，安裝上級監控應用程序。實驗現場圖略。
3．3　實驗結果
　　用本系統對一平板進行測量，測得的數據（部分）如圖9所示，然后經過轉換，送到Autocad系統中進行處理后所得到的圖形如圖10所示，實物圖片如圖11所示。

4　結束語
　　基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統是通過網絡數據庫技術將空間坐標測量機連接到網絡上，并作為多層應用系統的一層，允許改變系統的測量方案和數據處理方法，各數據庫之間動態更新數據，實現應用系統的在線測量和離線分析。而且，通過Internet或Intranet互聯，可進行數據傳輸以及測量路徑和分析方法的更新。它對遠程測量和FMS制造系統有著重要的意義。
　　本文提出的基于網絡數據庫技術的空間坐標測量機應用系統的面向對象模型正確地反映了系統的結構、性質和功能。試驗證明，用本模型開發的系統具有安全性、易操作性和廣泛的可適應性，并可以作為網絡的遠程測量和監控。
　　本文提出的幾項關鍵技術對網絡數據庫的應用有相當的指導意義：開放數據庫互聯（ODBC）技術、動態設置ODBC參數技術、數據存儲與動態交換技術、以及實時數據庫與大型數據庫的連接技術具有相當的先進性。

1　李　莉．坐標測量新技術及發展趨勢．西安工業學院學報，1998（4）：322～326
2　張福學．機器人技術及其應用．北京：電子工業出版社，2000
3　孟明辰等．應用STEP實現機械CAD／CAM集成的研究．清華大學學報，1998，38（10）
4　Lin YJ，Mahabaleshwarkar R，Massina E．CAD－BasedCMM Dimensional Inspection Path Planning－a Generic Algorithm，Robotica，2001，19（4～5）：137～148
5　FranceschiniF，Galetto M，SettineriL．On－line DiagnosticTools for CMM Performance．INT JADV MANUFTECH，2002，19（2）：125～130
6　Jiang B C，Chiu SD．Form Tolerance－Based MeasurementPoints Determination with CMM．JINTELL MANUF，2002，13（2）：101～108
7　宛蔚敏．C＋＋語言和面向對象程序設計．北京：清華大學出版社，1998
8　Ronald JN．Object－oriented Systems Analysis and Design－ed．USA Prentice Hall，1998
9　陳錦昌，趙明秀．C語言計算機繪圖教程．廣州：華南理工大學出版社，1998
10　姚志峰，等．基于Windows95的高速數據．測控技術，1999（4）：20～24
11　William F，William T．Data Structureswith C＋＋．北京：清華大學出版社，1997