1、2003年5月農(nóng)業(yè)機械學(xué)報第34卷第3期基于網(wǎng)絡(luò)的CAD 圖形數(shù)據(jù)傳輸與管理盧章平李志剛許立波【摘要】采用客戶機/服務(wù)器模式,利用HT T P 、F T P 和A ut oCA D 的網(wǎng)絡(luò)功能,研究了圖形數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的傳輸和更新。利用CG I 研究了圖形數(shù)據(jù)共享和一致更新方案的實現(xiàn)過程,利用HT T P 服務(wù)和CGI 程序?qū)崿F(xiàn)了圖形共享管理,利用A uto L ISP 和A ut oCA D 命令腳本實現(xiàn)了客戶端的圖形批上載和服務(wù)器端宿主圖形的自動更新。在客戶機/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,將I nter net 標準服務(wù)、CGI 等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到機械CA D ,解決了CA D 圖形的共享和一致更新

2、問題,為異地協(xié)同設(shè)計提供了有效的環(huán)境支持。關(guān)鍵詞:計算機應(yīng)用計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)管理中圖分類號:T P 391文獻標識碼:ATransmission and Management of CAD Graphic Data Based on WebLu Zhang ping Li Zhig ang Xu Libo(J iangsu University AbstractAdo pting a client/server m odel and utilizing netw or k functions of HT TP,FTP and Auto-CA D ,we resear ch trans

3、m ission and updating o f g raphic data under Web environment .The pro p-er method of graphic sharing and co nsistency w ere investigated by CGI and the management of graphic and gro up uplo ading at client-end and auto-updating of original gr aphics at server-end byAuto LISP and A utoCAD com mand s

4、cript w ere realized .Under client /serv er environment ,apply-ing Internet standard service and CGI technolog y to mechanism CAD settles sharing and consis-tent updating of CAD g raphics,provides an effective environment suppo rt fo r coo perativ e design.Key words Computer application,Com puter ai

5、ded desig n,Data transmission,Data m an-ag ement收稿日期:20020128盧章平江蘇大學(xué)圖形技術(shù)研究所教授,212013鎮(zhèn)江市李志剛江蘇大學(xué)圖形技術(shù)研究所助教許立波江蘇大學(xué)圖形技術(shù)研究所碩士引言自20世紀80年代中期以來,世界各發(fā)達國家的先進制造技術(shù),如CIM S 、并行工程、敏捷制造,以及協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計、CSCW 等對傳統(tǒng)設(shè)計模式產(chǎn)生了深刻影響,提出了設(shè)計資源共享、信息服務(wù)、協(xié)同環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)通信平臺及相關(guān)技術(shù)的解決方案。對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計而言,圖樣是最重要的技術(shù)資料,體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的歷程。圖形數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享是CAD 網(wǎng)絡(luò)化首先要解決的問

6、題。隨著CAD 軟件在國內(nèi)的普及,越來越多的人開始接觸CAD 的網(wǎng)絡(luò)功能,并利用這些工具共享設(shè)計數(shù)據(jù)、交流設(shè)計思想。近年來蓬勃發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計與管理提供了必要的環(huán)境支持,推動了CAD 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的研究。特別是將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計和制造中,會極大地提高設(shè)計效率。1CAD 圖形數(shù)據(jù)的傳輸對機械CAD 而言,采用客戶機/服務(wù)器模式可以將設(shè)計圖形數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器上,而用戶設(shè)計中的中間圖形存于客戶端,各個設(shè)計主體通過客戶機和網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器,以實現(xiàn)設(shè)計信息的共享?？蛻魴C和服務(wù)器間的圖形傳輸可利用H TT P 、FTP 以及AutoCAD 的網(wǎng)絡(luò)功能實現(xiàn)。1.1DWF圖形文件的上載

7、和下載DWF是AutoCAD的網(wǎng)絡(luò)圖形格式,使用DWF可以在Web上快速、直觀地訪問和存儲CAD 的數(shù)據(jù)。在缺省情況下,DWF文件是以壓縮二進制格式輸出的。通過Auto CAD的ePlot功能可以實現(xiàn)DWF文件到服務(wù)器的上載,也可利用Auto LISP 的plot命令和統(tǒng)一資源定位器(U RL將DWF圖形格式發(fā)送至服務(wù)器。客戶端下載DWF時,可以用瀏覽器打開、查看和打印DWF圖。1.2DWG圖形文件的上載和下載基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的AutoCAD2000文件輸入和輸出命令可以識別指向圖形文件的任何有效的URL路徑。所指定的圖形文件可以下載到本地并在繪圖區(qū)域中打開,可以編輯并保存圖形。圖形可以保存在本

8、地,若有足夠的訪問權(quán)限,也可保存在服務(wù)器上。服務(wù)器端應(yīng)具備HT TP服務(wù)和FT P服務(wù)。為使文件保存到FTP服務(wù)器上,存儲AutoCAD圖形文件的FT P目錄應(yīng)設(shè)置為“寫”權(quán)限。禁用FT P服務(wù)器中的匿名登錄選項,在域用戶管理器中設(shè)置用戶時按戶名和密碼登錄。為使用戶能讀取DWF文件,每個用戶還必須具有對HT TP目錄的“讀”訪問權(quán)。為實現(xiàn)CAD圖形的共享和更新,客戶端編輯過的AutoCAD圖形可上載兩份:一份為DWG文件,用于更新舊圖和保存數(shù)據(jù);另一份為DWF文件,用于查詢和瀏覽。2圖形數(shù)據(jù)共享和更新的實現(xiàn)客戶機和服務(wù)器共同組成了一個支持分布式計算的環(huán)境。當多個設(shè)計者進行協(xié)同設(shè)計時,各個設(shè)計者

9、的設(shè)計圖紙之間往往存在著聯(lián)系,可利用宿主圖形來反映這種聯(lián)系。宿主圖形是Auto CAD中包含多個外部圖形的機制,通常用來合并有關(guān)聯(lián)的圖形。外部圖形以“參照”的形式插到宿主圖形中,則宿主圖形可以反映出各個“參照”圖之間的聯(lián)系。將各設(shè)計者的圖形作為外部參照插到宿主圖形中,各個參照圖形的內(nèi)容及變化都可反映在宿主圖形中,可反映多個圖形之間形狀和尺寸上的聯(lián)系。每一個DWG文件都可建立與之相對應(yīng)的DWF文件,這樣在DWG和DWF之間即建立了一一對應(yīng)的關(guān)系。對應(yīng)的DW G和DWF文件代表的是同一張設(shè)計圖,但它們的作用不同。對于DWF 圖,各個設(shè)計者均能通過瀏覽器和Web服務(wù)器訪問和瀏覽,因而可用于共享設(shè)計圖

10、。但設(shè)計人員不能修改 DWF圖,因而設(shè)計數(shù)據(jù)具有很高的安全性。對于DWG圖,客戶端使用FT P協(xié)議對其下載和上載?？稍O(shè)置FT P服務(wù)器的登錄權(quán)限,使各個設(shè)計者按照用戶名和密碼登錄。這樣設(shè)計者只要有足夠的權(quán)限,就可以下載、修改和上載DW G圖。利用CGI在服務(wù)器上建立管理信息表,表中包含與各個設(shè)計者相對應(yīng)的DWF、DWG圖在服務(wù)器上的存放位置?？蛻舳苏埱笤L問CGI程序時,CGI 根據(jù)請求的內(nèi)容(如設(shè)計者的序號或身份查找管理信息表,找到相應(yīng)的DWF圖和DWG圖,并向客戶機返回一個HT M L頁面。頁面中包含的DWF圖可供用戶查看共享數(shù)據(jù),還包含指向DWG文件的鏈接,可供擁有相應(yīng)權(quán)限的設(shè)計者下載、編

11、輯圖形時使用,其實現(xiàn)的過程如圖1所示。用戶需要修改DWG圖時,可點擊頁面中指向DWG的鏈接,先進行FTP登錄。確認身份后從FTP服務(wù)器下載DWG文件,并在客戶端的Auto-CAD繪圖區(qū)中打開。編輯修改后,送回服務(wù)器,客戶端修改和更新DWG文件的過程如圖2所示?？蛻舳司庉嬤^的DWG上載后將覆蓋原來的文件,以更新原圖。這時,服務(wù)器端的參照圖形發(fā)生了變化,必須重新打開宿主圖形或重載其中的參照才能在宿主圖形中反映出上述變化。為了在參照圖形更新后及時更新宿主圖形,可以在服務(wù)器端的Au-toCAD中用AutoLISP及命令腳本監(jiān)測各個參照圖形的更新。如果發(fā)生參照圖的更新,則立即重載宿主100農(nóng)業(yè)機械學(xué)報2

12、003年圖形中的參照。宿主圖形和與之對應(yīng)的DWF 更新后,客戶端可以通過訪問宿主圖形的DWF,及時了解設(shè)計伙伴所做的更新。圖形更新過程如圖3 所示。3應(yīng)用以圖4所示的連桿和鉆孔夾具為例,說明多設(shè)計主體間共享設(shè)計圖紙和編輯修改圖紙后設(shè)計數(shù)據(jù)一致更新的過程。圖中所示是在鉆床上加工連桿一端的斜置通孔,鉆孔夾具為“一面兩孔” 的定位方式。圖4連桿斜置孔的加工和夾具1.夾具體2、7.壓板3.圓柱銷4.墊塊5.鉆套6.連桿8.削邊銷設(shè)連桿和夾具分別由甲、乙兩個設(shè)計者負責設(shè)計。連桿的形狀、尺寸發(fā)生變化時夾具的結(jié)構(gòu)、尺寸也應(yīng)作相應(yīng)的變化。如連桿的長度因設(shè)計需要而增加,因夾具為“一面兩孔”定位,故夾具外形尺寸和

13、定位銷的位置都需相應(yīng)地變化?？蓪⑦@張圖設(shè)置為宿主圖形,分別參照連桿設(shè)計圖5a 和夾具設(shè)計圖5b 。啟動服務(wù)器端的Auto -CAD 自動加載并運行圖形監(jiān)測及更新程序。圖6中的圖形為宿主圖形所對應(yīng)的DWF 圖。用戶可實現(xiàn)“全圖”的DWF 文件瀏覽,以查看自己的或他人的設(shè)計數(shù)據(jù)。也可通過點擊設(shè)計者的序號所附的鏈接,進入相應(yīng)設(shè)計者的頁面。在HT M L 文檔中,各設(shè)計者的序號所附的鏈接為指向各個參照圖頁面的位置標記。例如用戶點擊甲設(shè)計者的序號“1”后,CGI 向客戶端輸出甲的頁面,如圖7所示。圖形下載后,在客戶端進行編輯和修改。例如, 甲設(shè)計者因某種需要而加長了連桿的尺寸,甲執(zhí)行圖5設(shè)計子任務(wù)(a

14、連桿(b 夾具圖6宿主圖形頁面圖7參照圖頁面AutoLISP 批上載程序,就會更新服務(wù)器端甲的設(shè)計圖及DWF 圖,并包含更新標志update _happen.dw f 文件。這時,服務(wù)器端的圖形監(jiān)測程序檢測到update _happen.dw f 文件的存在,因而認為發(fā)生了一次參照圖的更新,隨后執(zhí)行srvupdate .scr 命令腳本重載宿主圖形中的外部參照圖形并更新DWF 圖。甲設(shè)計者所作的改動在宿主圖形所對應(yīng)的DWF 中反映出來。從圖8中可以看出,連桿加長后,其小端與原來的夾具體發(fā)生了干涉,原來的削邊銷101第3期盧章平等:基于網(wǎng)絡(luò)的CA D 圖形數(shù)據(jù)傳輸與管理的位置必須加以調(diào)整才能和連

15、桿的小端孔配合?？梢源蜷_尺寸圖層查看圖形中各個部分之間的尺寸關(guān) 系。圖8連桿加長后對宿主圖形的瀏覽乙設(shè)計者看到連桿尺寸發(fā)生變化后,為使夾具適應(yīng)連桿的變化,必須修改夾具尺寸,而相關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)可以從共享的DWF 圖形中獲得,隨后乙設(shè)計者進入鉆孔夾具頁面并擊“打開”,如圖9 所示。圖9鉆孔夾具頁面圖形下載后,乙根據(jù)相關(guān)尺寸修改夾具的高度、長度,以及削邊銷和壓板的位置,然后上載圖形。服務(wù)器端監(jiān)測到夾具更新后的宿主圖形?？蛻舳藶g覽刷新后,各設(shè)計者都可以看到更新后的結(jié)果,如圖10 所示。圖10夾具更新后的宿主圖形4結(jié)束語對機械CAD 而言,采用客戶機/服務(wù)器模式,具有良好的開放性和可擴充性,能夠通過合理的

16、安裝和配置滿足具體的不同設(shè)計模式的要求,適應(yīng)CAD 網(wǎng)絡(luò)化對信息共享和處理的需要,利用CGI 實現(xiàn)服務(wù)器端圖形的管理,實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的傳輸和更新。宿主圖形可以合并設(shè)計者的工作,反映多個圖形之間的聯(lián)系和變化。將各設(shè)計者的圖形作為外部參照插到宿主圖形中,放在服務(wù)器端,客戶端通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽和更新服務(wù)器上的圖形?？蛻舳瞬榭此拗鲌D形對應(yīng)的DWF,能及時了解其他設(shè)計者所做的修改和更新,可查找相關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù),這種高效的機制實現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)的共享和一致更新。在局域網(wǎng)環(huán)境下對上述方案所做的實驗驗證,得到了預(yù)期的結(jié)果,證實了方案的可行性。參考文獻1童秉樞.現(xiàn)代CA D 技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社,2000.

17、2薛安榮.協(xié)同商業(yè)CA D 系統(tǒng)中的協(xié)同設(shè)計模型的研究與實現(xiàn).計算機工程,2000(5:3031,613St alling s ,William .Data a nd computer co mmunicat ions .5th editio n .N J :Pr entice Hall ,1997.4D ouglas E Co mer.Inter net w o rking w ith T CP /IP vo l.I:pr inciples,pro to co ls,and ar chitecture .T hird Edition.N J:P rince Hall,1995.5D ouglas E Co mer ,Da vid L Stev ens .Inter net w o rking w it h T CP /IP