由于超大规模集成电路技术的迅速发展,现代可编程逻辑器(PLC)的处理速度和计算能力得到了很大的提高,无论在软件还是在硬件上的功能都发生了巨大的变化。此外,PC强大的信息处理功能,使得越来越多的监控系统采用PC-PLC结构。硬件结构上的统一为系统开发带来了方便,但在软件结构上尚未形成一个具有普适性的设计与开发模式。因此本文针对基于PC-PLC结构的监控系统在软件方面所存在的问题,提出组件化的系统框架模型,以此希望为该领域的系统开发提供一个全面的解决方案。 本文从两个方面展开研究,一是对监控系统的场景表达进行研究。二是对软件框架模型进行研究。 通过组态软件、静态二维图形或图片产生简单动态效果来表现控制现场状况的方法已不能满足用户的需求。为此,本文提出可视化监控系统(Visualization Monitoring System,VMS)的设计思想,为监控软件展现现场状况提供了一种新的途径。通过探讨和总结传统三维图形建模与绘制的方法,深入分析监控系统对虚拟场景绘制的特殊要求,我们采用自行设计的快速地形建立模型——基于B样条的参数地形模型、基于视点的存储结构、以及树形应用数据结构来共同完成场景模型的建立以及漫游,并应用OpenGL实现三维图形的绘制,以此实现监控系统的可视化效果。该可视化监控系统可以得到更为自然的人机交互、动态地表达现场场景以及控制效果。它为用户提供快速建立和修改场景模型的功能,并且对于平台、丘陵、陡坡等多种地形有着良好的模拟效果,同时道路生成算法可以用于各种道路模拟。 本文根据基于组件的软件工程、软件框架、软件复用等理论,并运用组件模型COM技术、XML技术,为可视化监控系统软件领域设计框架模型。本文提出基于接口描述和总线结构的组件化框架。其概念模型为一个五元抽象模型,它从方法学的角度描述了该领域软件设计和开发的中心思想,其五个抽象元素代表设计和开发的五个重要方面。框架的实现模型则给出了可视化监控系统软件框架的具体结构,它的核心思想是双总线机制(控制总线和数据总线)和标准化接口,每一个应用的最终实现都基于此。本文采用COM技术实现VMS系统中两个最重要功能模块(可视化模块与PLC通信和管理模块),同时采用XML技术实现数据总线。该框架模型具有良好的复用性、扩展性和稳定性。开发者可以根据具体的需求,独立开发相应的组件或修改原来的组件,这些组件只需遵循框架中定