摘 要： 針對現代工業(yè)機械設備維修的復雜性，根據設備的故障現象、故障原因、故障排除的原理，結合以往維修人員的經驗，采用Access數據庫構建樹狀結構進行節(jié)點管理與節(jié)點消息響應，從而實現故障信息管理和故障信息提取。運用C++語言和面向對象的方法實現了人機交互界面，開發(fā)出設備故障維修專家?guī)煜到y。實際應用表明，該系統提高了維修人員的維修效率、減少了人力成本，為實際維修提供參考和指導。
關鍵詞： Access數據庫；樹狀結構；故障信息；C++；專家?guī)煜到y
由于現代工業(yè)機械設備的復雜性及其使用壽命要求的日益提高，對設備維修保障和質量服務等方面提出了新的挑戰(zhàn)。有效存儲和使用設備的歷史維修案例、查詢設備的應用情況，為維護人員改進維修方式和解決新問題提供了參考依據，也可提高設備的可維護性和穩(wěn)定性。
根據維修經驗、技巧、方法等構建的設備故障維修專家?guī)煜到y包括故障現象、故障原因、排除方法等。它為解決設備出現的實際故障問題提供了重要依據。因此，如何有效存儲、檢索文本、圖片、視頻等數據資料是構建故障維修專家?guī)煜到y的關鍵。本文針對機械設備引起的故障現象、原因及排除方法設計了一套設備故障維修專家?guī)煜到y，通過關鍵詞匹配檢索故障案例，為設備維護提供參考和指導。
1 系統分析與總體設計
系統設計思路主要由故障信息采集和故障信息錄入兩部分組成。故障信息采集：維修人員將設備產生的故障現象、故障原因及故障排除方法等信息收集。故障信息錄入：管理員將維修人員收集的信息錄入數據庫。當設備出現故障時，維修人員使用本系統查找出設備故障的排除方法；同時,對某些不準確的信息修改后重新收集,提供給超級用戶修改后錄入系統。其流程圖如圖1所示。根據系統流程圖設計專家?guī)煜到y，主要由用戶管理、信息管理和信息顯示等組成,系統總體框圖如圖2所示。
2 樹狀結構的實現
樹狀結構是一類非常重要的非線性結構數據，它可以描述客觀世界中廣泛存在的具有分支關系或層次特性的對象，因此在計算機領域里有著廣泛應用，如操作系統中的文件管理、編譯程序中的語法結構、數據庫系統信息組織形式等。因此，本文將采用樹狀結構實現專家?guī)煜到y的層次結構管理和節(jié)點消息響應。
參考文獻[1-2]中運用C++設計了樹狀結構，實現了節(jié)點的復制、剪切、粘貼等功能，但程序重啟后，修改好的節(jié)點信息將會丟失，未能實現樹狀結構節(jié)點的存儲。 而本文通過Access數據庫構建樹狀結構[3-4]，實現了樹狀結構節(jié)點的存儲、節(jié)點信息提取，開發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y。
2.1 節(jié)點在Access數據庫的排列原理
樹狀結構中的每個節(jié)點都包括ID、子節(jié)點、父節(jié)點、目錄號、路徑5個自定義的數據，將這些節(jié)點包括的數據存放在Access數據庫表中，通過對節(jié)點數據的排列組合來實現樹狀分層結構，其數據的組合如圖3(a)所示。
其中,數據的分層是根據子節(jié)點和父節(jié)點在數據表中的交替排列，每一個父節(jié)點下面包括子節(jié)點，而每一個子節(jié)點又可以作為新的父節(jié)點，依次類推。假設先定義一個3層的平面結構，從表格中可以看到節(jié)點1、2、3屬于總節(jié)點，而節(jié)點11、12屬于節(jié)點1的子節(jié)點;同理可以得出其他節(jié)點的從屬關系，而總節(jié)點是沒有父節(jié)點的，其設定值為0。如果需要設計多層的結構，只需將當前節(jié)點放在子節(jié)點一列，所從屬的節(jié)點放在父節(jié)點一列即可。
為了實現數據管理，在數據庫中添加了目錄號（實際應用中可以省略），如目錄號101的意義是：前面1代表名稱(節(jié)點1)，01是節(jié)點1的第1個子節(jié)點，102是節(jié)點1的第2個子節(jié)點，這樣節(jié)點1下面可以排99個子節(jié)點，子節(jié)點的個數可以根據自己的要求定義。
2.2 樹狀分層結構的實現
新建一個MFC[5]工程，在工程中創(chuàng)建一個對話框；添加Tree Control控件，控件屬性Styles中勾選Has buttons、Has lines、lines at root；通過ADO[6]連接圖3(a)所示的數據庫表，將數據信息添加到控件中；根據節(jié)點在數據庫中的排列編寫相關的函數，部分代碼如下：
tvInsert.item.pszText = _T("總節(jié)點"); //添加總節(jié)點
hParent = m_ctrlTree.InsertItem(&tvInsert);
TreeAddSubTree("總節(jié)點","1",hParent); //添加子節(jié)點
m_ctrlTree.Expand(hParent,TVE_EXPAND); //展開節(jié)點
樹狀結構的界面如圖3(b)所示。
3 故障節(jié)點管理和消息響應的實現
3.1 故障節(jié)點管理
故障節(jié)點管理即信息管理。筆者已在Access數據庫中實現了樹狀分層結構，每一個節(jié)點就是一條故障信息，實現故障信息的管理即是實現對節(jié)點的添加、刪除、修改等操作。
以Access數據庫表的每行數據(一個節(jié)點)為出發(fā)點，對每行數據進行相關操作。直接采用ODBC [7]對數據庫訪問，在VC對話框里面添加相關的控件;將數據庫的信息映射到List Control控件中，編寫修改、添加、刪除、清空等函數，其中圖片信息界面如圖4所示。通過目錄號來實現對信息的檢索。
3.2 節(jié)點消息響應
節(jié)點的消息響應是通過節(jié)點提取故障信息，采用路徑的方法來實現。在樹狀結構的基礎上，通過VC6.0編譯器的對話框添加Picture組件，Picture控件屬性中：General→Type→選擇Bitmap，Styles中勾選Center image，在點擊 (OnClick)和改變選擇項(SelchangedTree)事件中編寫圖片信息顯示、圖片路徑調用等相關程序。當點擊樹狀結構節(jié)點時，程序訪問Access數據庫中路徑，并將圖片信息顯示在Picture控件中。如圖5所示，左邊為樹狀結構，右邊為故障圖片信息。視頻信息顯示的方法與圖片信息的方法相同,只需將Picture控件用Media Player控件替換。調用圖片信息部分程序代碼如下：
hwnd = GetDlgItem(IDC_BITMAP);
//指定對話框控件句柄
hDesDC = hwnd->GetDC()->m_hDC;
hSrcDC = CreateCompatibleDC(hDesDC);
hBitmap=(HBITMAP)LoadImage(AfxGetInstanceHandle(),
strFieldValue,IMAGE_BITMAP,0,0,LR_LOADFROM
FILE|LR_CREATEDIBSECTION); //顯示位圖
GetObject(hBitmap, sizeof BITMAP, &bm);
//得到指定圖像信息
SelectObject(hSrcDC, hBitmap); //復原位圖數據
hwnd->GetClientRect(&rect); //獲取窗口客戶坐標
::SetStretchBltMode(hDesDC,COLORONCOLOR);
//指定伸拉模式
::StretchBlt(hDesDC, rect.left, rect.top, rect.right, rect.
bottom, hSrcDC, 0, 0, bm.bmWidth, bm.bmHeight,
+SRCCOPY); //將位圖載入目標區(qū)域
SetTimer(IDT_TIMER,50,NULL);
3.3 系統管理
系統管理實現三個功能：用戶管理、數據導入、數據備份。
用戶管理包括超級用戶和普通用戶。超級用戶具有添加、修改、刪除普通用戶和操作某些系統功能的權限。本文采用一種有效的方法，即將采集到的用戶名與數據庫中的user_name對比來實現。通過建立兩張相同的Access數據庫表——超級用戶表和普通用戶表，在程序內部定義一個字符串數組，編寫好字符比較函數[8]，當用戶登錄時，用戶名被采集放在數組中，再將數組中的用戶名與Access數據庫表中的user_name比較，如果采集的字符串與超級用戶表中的user_name相同，則為超級用戶；否則為普通用戶。數據導入、導出即調用system("copy Database.mdb X:\\Database.mdb")函數。
4 結果與分析
為了驗證故障專家?guī)煜到y的可行性，本文通過系統管理界面對樹狀結構的節(jié)點進行添加、刪除、修改等調試;建立Access數據庫表，存放文字、圖片、視頻等故障信息，并通過節(jié)點的消息響應對信息進行讀取。系統在重新啟動后，節(jié)點信息沒有丟失；單擊樹狀結構的節(jié)點，顯示其相應的故障信息，進而實現數據的有效存儲，以及節(jié)點的文本、圖片、視頻等故障信息的提取。經過測試，該專家系統在Microsoft XP、Win7系統下運行穩(wěn)定， 并可根據需要進行功能擴展。人機交互界面如圖6所示。
本文以Visual C++6.0為開發(fā)平臺，采用Access2003數據庫構建樹狀結構，運用樹狀結構中的節(jié)點管理和消息提取，并結合工業(yè)設備的故障現象、故障原因、故障排除原理以及維修人員的經驗建立了具有文本、圖片、 視頻數據的Access知識庫，開發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y。實際應用表明，該系統提高了設備維護人員的工作效率、極大地降低了人力成本,為設備維護與故障排除提供了重要參考和指導。
參考文獻
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[8] 譚浩強.C++程序設計實踐指導[M]. 北京：清華大學出版社，2005.