电力系统实时图形系统的基于COM的设计与实现
戴赛¹　李晓明¹　陈少明²
　　（1．武汉大学，湖北武汉430072；2．孝南供电局，湖北孝感432000）

　　随着电力系统信息化的不断发展，在一个电力企业内部，往往同时存在着不同厂家开发的各种电力系统应用软件，如SCADA系统、调度自动化系统、MIS系统、地理信息系统、操作票智能生成系统等。在这些应用软件中，经常要有界面友好的图形系统，它们是由不同的开发厂家分别独立开发，虽然能满足各自的要求，但不能做到很好的系统集成，往往存在着功能重复设计，即增加一个应用系统时，整个图形系统又要重复设计，重复开发等问题，这样极大地浪费了开发人员的时间，增加了企业的负担。增强软件复用性，提高软件生产率是一个亟待解决的问题。
　　电力企业的应用软件应按照系统开放的原则，遵循共同的标准，做到插入兼容性（Plug－Compatible），从而提高系统集成度。微软公司推出的COM／DCOM标准为此提供了有效的工具。
　　组件对象模型（ComponentObjectModel／DistributeCOM即COM／DCOM）技术是继模块化、结构化，面向对象开发方法之后，发展起来的又一新的软件开发方法。它主要思想是将一个对象的外观（接口）同其工作方式（实现）分离开来^〔1〕，这一封装思想应用到二进制层次上，使得我们可以在COM架构下开发出各种各样的功能专一的软件“积木块”，然后根据需要将其装配起来构成复杂的应用系统，最大程度地实现了软件的复用。

1　组件对象模型
1．1　COM标准
　　COM标准包括规范和实现两大部分。COM规范是一套为组件架构设置标准的文档，它定义了组件与组件之间的通信机制，这些规范不依赖任何特定的语言和操作系统。COM实现部分是一个COM库（COMLibrary）的API（ApplicationProgrammingInterface），它为COM规范的具体实现提供核心服务。
1．2　COM工作原理
　　COM本质上是客户机／服务器（C／S）模式。当客户通过传递一个组件类的CLSID（ClassIdentifier）请求其服务时，Windows通过注册表透明地查找到组件对象地址，然后创建该组件对象，并把客户请求的接口指针回传给客户。在COM模型中，客户请求服务时，只是通过GUID（GloballyUniqueIdentifier）获取接口指针，从而调用其相应的成员函数。而COM对象对客户而言是不可见的，客户只是通过接口才感受到对象的存在。对客户而言，接口便是一切。
　　COM接口规范规定，所有接口都必须直接或间接地从IUnknown接口继承。IUnknown接口只有3个函数：QueryInterface（）用于接口查询，AddRef（）和Release（）用来维护对象的生存期管理。COM对象可支持多个接口。
　　C＋＋通过实现继承来支持重用，即一个类继承其基类的代码或实现，COM对象重用机制为接口继承，它指的是一个类继承其基类的类型或接口，实现方法有2种：包容（containment）或聚合（aggregation）。包容是指外部对象A作为内部对象B的客户调用内部对象B的方法来实现自己的功能。
　　聚合是指外部对象A将内部对象B的接口暴露出来，就象它自己的接口一样。
　　组件程序通常有2种实现形式：一种是动态链接库，运行时客户程序与组件程序运行在同进程地址空间，故也叫进程内组件；另一种形式是EXE文件，这种组件运行时，客户程序和组件程序运行在不同的进程地址空间，故也叫进程外组件。
　　当跨越机器的边界时，为适应分布式环境，微软推出了DCOM，进一步提供位置透明性。
　　总的来说，COM的特点有：语言无关性。它采用的是一种二进制代码级的标准，而非源代码级的标准；进程透明性。客户与服务器既可以在一个进程中，也可不在一个进程中；位置透明性。客户与服务器既可以在1台机器上，也可跨越网络；版本兼容。组件可以在不妨碍已有客户的情况下被升级。
1．3　COM组件开发
　　现在微软公司在VisualC＋＋中提供了2种方法来开发COM组件：MFC库（MicrosoftFoundationClassLibrary）和ATL模板库（ActiveTemplateLibrary）。MFC不仅可用于建立COM应用，而且是一套Windows平台上各种应用开发的基本类库。ATL主要侧重于开发一些小巧、快捷的COM组件。
2　电力系统实时图形系统设计方法
2．1　总体设计
　　文章致力于利用MFC库开发一个可复用的电力系统实时的图形系统，从而为众多电力系统应用软件提供开放的、统一的图形用户界面。系统的总体结构如图1所示。
　　
　　作为一个图形子系统，要有良好的用户界面，每种图元都应有显示、编辑、删除等功能，即图形元件的显示、旋转、缩放、移动、填充颜色、状态改变等子操作。
　　为保证图形系统实时反映设备当前状态，需要将本系统与实时数据库相连，动态刷新设备当前状态，以满足电力系统对图形系统实时的要求。
　　为保证绘图子系统有更好的重用性，本系统还将图元属性保存在数据库中，以便与其它系统更高效地进行数据交换。数据库要保留元件的静态参数和状态属性。
2．2　绘图子系统功能实现
　　在开发时，我们选用MFC库来开发各组件对象。MFC库作为事实上的Windows类库标准，也提供了全面的COM支持，可方便地开发出各种COM应用。
　　根据面向对象的思想，将电力系统中的各设备元件都封装成相应的类（如图2）。

　　以开发一个断路器组件为例，介绍主要开发过程。
　　首先利用VisualC＋＋6．0新建一工程，工程类型为MFCAppWizard（DLL），选择Automation支持，其它保持缺省设置，从而获取动态链接库的6个标准导出函数。
　　在工程中新建一文件用于定义一组接口。接口均直接派生于IUnknown。按照系统功能，定义的主要接口有：
　　IInit用于初始化元件的各种属性；IShow用于元件的显示、编辑、修改等功能；IState用于设置与查询元件状态；IRealTimeDB用于与实时数据库相连，以及时更新设备状态；IDatabase用于处理该图形与数据库连接，保存图元各种属性。


由此定义具体的COM组件类。
　　利用ClassWizard新增断路器类CBreak，该类派生于CcmdTarget类，将接口定义文件加到该类声明中，用MFC提供的宏可方便的为COM类增加类厂支持和接口支持。



　　在实现文件中，根据断路器的具体情况书写各接口函数。这样利用MFC提供的聚合模型实现了一个COM组件（见图3），最后编译成独立的DLL文件（Dynamic－linklibrary），经过注册之后，便可方便地实现动态联接。

　　
　　在以后的系统功能升级中，若不满意当前某个接口的具体实现，我们可直接更改它的具体实现，编译注册后，便实现了升级，而不需客户程序作任何改动。若随着系统的要求变化，组件要增加新的功能，我们只需定义新的接口及接口函数，在组件中实现即可。
2．3　与数据库的连接
　　在组件类的实现中，为了能与电力系统其它应用系统方便地交换数据，我们采用了数据库文件来存储图形的各种属性信息。我们用ADO（ActiveXDataObject）来访问数据库^〔4〕，ADO是微软公司继ODBC，DAO，RDAO，OLEDB之后新近推出的基于COM双接口的数据访问方法，它具有方便灵活，简单易用的优点。
　　为使用ADO模型需要[1][2]下一页