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基于Internet的CAD数据库技术及应用

基于Internet的CAD数据库技术及应用 2011： 实践证明，CAD（计算机辅助设计）技术的应用在制造业中正发挥着越来越重要的作用，已成为现代企业在市场激烈竞争中获胜的关键因素之一。随着计算机网络技术的迅猛发展和日益成熟，基于Internet 的CAD技术将成为制造业发展的方向。 Internet和Intranet技术为不同地理位置的设计人员之间提供了通讯与协作的可能。我们可以把基于Internet的CAD用户分成两类：一类是使用CAD软件进行协同设计的用户；另一类是使用WWW浏览器进行浏览的用户。因此，我们认为一个真正意义上的基于Internet 的WebCAD系统应该具有以下几个特征：①以网络化的计算机系统为平台的设计系统；②以完善的数据库为核心的知识查询系统；③产品结构和加工过程的仿真技术系统；④三维实体建模技术系统。对我国目前大多数中小企业的CAD用户来说，选择WWW（World Wide Web）来建立自己的WebCAD系统是一个很好的办法。在Internet上，WWW是一个多信息组合的信息系统，能够方便地被用户访问。WWW服务采用的应用层协议标准是HTTP协议，其通信模式采用开放的标准，可支持不同的操作平台，因此这种模型非常适合支持CAD的协同工作。WebCAD系统的总体体系结构如图1所示。

1 CAD产品及相关信息的可视化表达CAD产品的实体建模及图形数据交换是WebCAD系统的关键技术之一。目前流行的各种CAD软件，其图形的数据结构较为复杂，标准也不尽相同，如：SolidWorks的Parasolid文件格式、AutoCAD的DXF文件格式等等。其突出的问题在于，在不同的CAD平台之间进行数据交换时易产生数据的丢失或畸变，且这种静态表达的结构不支持基于虚拟现实的图形实时表达。三维虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language)是在WWW上用于进行三维交互模拟的标准编程语言，通过VRML语言描述的三维产品与零部件信息可以在Internet上通过WWW浏览器进行访问，十分方便和快捷。在CAD的应用中，开发者是通过矢量化的工程图来表达设计思想，而过去的Internet界面提供的只是位图形式，不能直接采用。Autodesk公司在R14以上的版本中采用WHIP技术，使AutoCAD的图形可以直接进入Web，通过Web浏览器观察DWG或DWF（Drawing Web Format）文件，将DWF文件嵌入到HTML网页中，充分地利用了DWF文件基于矢量的性质，且具有较高效率的文件存储和显示性能,但缺陷也十分明显，DWF文件的图形只能静态显示,其主要目的是为工程设计人员提供一个观察和下载工程图形或标准件库的环境,而无法实现模型的三维动态显示,以及详尽表述产品或机构运动的功能,而VRML技术有力地克服了HTML在三维表达方面的缺陷，通过VRML可以实现网络环境下的实体建模，构造虚拟的场景，建立仿真系统和实时参与等等，为设计者提供了直观、形象的设计环境。2 CAD数据库的建立数据处理是工程CAD开发工作中的一个重要组成部分，其数据库的功能完善和使用方便与否，将直接关系到CAD系统的使用效果。区别于一般的商业数据库，工程数据具有数据量大、种类多、结构复杂等特性。我们可以根据其性质将工程数据分为图形数据和非图形数据；从应用上可以分为产品定义数据和设计与控制数据两种数据。从建立数据库的方面出发，将工程数据分为以下三种：（1）标准数据 主要由国家标准和行业标准组成，基本表现为静态数据形式，多以图表或曲线图形式表达，经过数据化处理后可建成关系数据库。（2）设计及工艺技术参数 由于产品和工艺的多样化和随机性，根据具体情况，经过计算而得到的数据往往呈现动态模式，需要在设计或制造过程中随机存储，相互间关系较为复杂，建库比较复杂。（3）图形几何参数 由于设计过程的不确定性和产品的复杂性，将设计参数变成几何数据，以确定产品的形状、尺寸等，这类数据的动态模式也十分明显。以机械制造业所用的共性技术数据为例，包括设计基础数据、工艺数据和产品质量数据等。对广大中小企业来说，选择较为成熟的关系数据库来开发是一个可行的方案，这样可以减少开发时间，降低开发成本。如：不少企业和单位利用Microsoft Access、Visual FoxPro、Visual Basic、C++等数据库开发软件和AutoCAD等图形软件综合开发出大量行业基础数据库，为数据库的Web化奠定了基础。 Web数据库是将传统数据库移植到Internet中的一种新技术，是数据库发展的趋势。Web数据库是一种动态的数据库，而非传统的单向浏览的静态方式。Microsoft公司的ASP技术是基于ActiveX技术的Web应用程序开发技术，它是服务器端的脚本文件，可以是HTML，也可以是VBScript或JavaScript。上述的数据库，包括办公系统中的文档数据，均可以利用ASP技术Web化，使用户可以根据需要在浏览器界面获得和参与。当客户需要访问Web数据库时，客户既可以使用本地浏览器下的APPLET，也可以使用独立运行的应用程序，通过客户端的编程接口，对远程的数据库进行访问。此时，作为数据库服务器端，除了安装ODBC、相应的数据库驱动程序、TCP/IP协议外，还需要安装Internet数据库服务器，并通过它进行发布。客户端也要安装相应的客户端程序，将用户应用程序信息按照DBTP协议提交给数据库服务器，该服务器通过ODBC与后台数据库交互，并将相应的数据按照DBTP协议反馈给客户端。3 Web数据库的访问方法目前，Internet上Web数据库的访问方式主要有以下几种：（1）服务器外部应用程序方法 如CGI、ISAPI、NSAPI等，该方法是由服务器调用外部应用程序，从Web服务器获得用户的查询请求后，再送到数据库查询，并将结果通过Web服务器送回浏览器；（2）以ASP为代表的描述脚本方法 ASP是Microsoft公司基于ActiveX技术的Web应用程序开发技术，它可以结合脚本程序和HTML页面建立或执行动态交互式Web服务器应用程序。由于ASP技术可提供方便简捷地访问数据库的方式，且ASP源代码的安全性好，使得开发基于数据库驱动的Web应用程序更加容易；（3）用Java通过JDBC来实现的方法 在APPLET中使用JDBC,就可以在浏览器端嵌入APPLET,再通过JDBC连接到数据库,从而实现对数据库的访问。以上几种方法都不同程度地受到DBMS、Web服务器、Web浏览器或者操作系统的影响和制约，所以应根据具体情况进行选择。对广大中小企业来说，运用成熟的ASP技术进行数据库的查询是较好的方法之一。利用ASP技术实现访问数据库的结构流程，如图2所示。

访问时，客户端通过浏览器向Web服务器发送HTTP请求，Web服务器响应后调用ASP文件，用ADO组件通过ODBC向数据库服务器发送数据请求及数据操作指令，数据库服务器收到请求后进行处理，最后生成HTML文件并将其传给客户端，完成对数据库的查询操作。具体操作步骤如图3。

为了保证数据库中数据的安全性以及防止用户的误操作而破坏数据，以上操作只能对数据库中的数据进行访问或选取而不能进行修改或删除。当然，在权限允许的条件下，用户可以对数据库进行添加或删除，并能立即在查询端得到响应，这样既可以保证数据库的安全性又可以使之得到不断完善。参考文献1 王广注等. ASP进行动态和参数化数据查询的研究. 电子计算机，2000(4)2 Piroz Mohseni. Web数据库开发人员指南. 机械工业出版社，19973 刘跃军等. 基于Internet的产品设计与制造及其关键技术. 机械设计与研究，2001(3)4 方刚等. 基于Internet的远程制造分析服务系统. 设计与制造,2001(1).

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