基於軟體即服務模式的cad集成系統的製作方法

2023-09-12 13:28:45 2

專利名稱：基於軟體即服務模式的cad集成系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種計算機應用技術領域的裝置，具體是一種基於 SaaS (software as a service，軟體艮口月艮務)模式的 CAD (computer aided design，計算機 輔助設計)集成系統。
背景技術：
基於網絡的CAD技術是利用網絡及其衍生技術，通過分布協同的工作方式使產品 設計合理有序，設計方案和數據廣泛優化，設計資源與信息模型廣泛共享，從而保證CAD產 品的高性能、高質量、低成本和短周期。國內外基於網絡CAD系統的研究主要集中在網絡協 同設計和網絡環境下的CAD資源共享方面以及CAD系統集成方向。隨著Web技術的發展 和成熟，基於Web的CAD系統逐漸成為一個新的研究方向。Web技術可以將地理上不同的 CAD系統有效聯繫在一起，提供遠端CAD計算與設計工具，異地異構服務，用以改善遠程設 計的工作模式。目前多數基於Web的CAD系統同樣是關注於網絡協同設計、分布式環境下 的CAD資源共享和CAD系統之間以及CAD與CAM系統的集成。網絡協同設計，即關注於實 現WebCAD系統中各用戶的協同設計能力；CAD設計資源共享，即Web CAD系統的數據存儲 和數據共享；CAD系統與CAM或者其他CAD系統的集成。AutoCAD是目前廣為流行的CAD軟體，具有強大的圖形功能，在建築、機械、電子、 輕工等行業的計算機輔助設計中佔用重要的作用。隨著^ternet技術的發展，CAD軟體也 遇到了不少問題，一是隨著CAD軟體功能越來越強大，其本身也逐漸變的越來越複雜，使用 成本也越來越高，給用戶帶來了越來越重的負擔，其中包括軟體與硬體的升級費用。二是 CAD軟體只支持Windows系統，若要實現對所有平臺的支持則需要為每個平臺開發特定版 本的CAD系統，這無疑增加了軟體開發周期與難度。三是CAD軟體只是關注本地處理，用 戶之間的資源信息都分散孤立在各用戶系統之中，用戶之間的資源不能實現快捷有效的共 享。基於以上的相關背景，經過對現有技術的檢索發現，現有的相關研究集中 在CAD的協同設計和CAD系統的網絡化實現上，如Fuh, J. Y. H.，Li，W. D. Advances in collaborative CAD :the_state_of_the art [J]. (CAD 辦同處理的優勢)(Computer Aided Design vol. 37, no. 5 ；571-81. 2005)；《基於Web服務的圖形CAD網絡化協同設計框架》(計 算機集成製造系統2005. 5)中所述的系統與本發明所述的系統具有相似的體系結構都是 以Web伺服器為其調度核心，在後臺利用某種CAD系統作為其服務驅動器，在伺服器都需要 關注Web伺服器系統。但上述兩系統的主要設計目的是建立CAD系統的協同設計框架，其 關注重點在於解決CAD協同設計中的集中設計衝突問題，以一定的效率和空間換取協同設 計的正確和穩定。而本發明所述的系統則主要是對CAD系統功能的封裝和模擬，主要關注 後臺CAD系統對於客戶請求的執行效率以及大量用戶的並發處理能力。A Web-based CAD system.(基於網絡的 CAD 系統)(Journal of Materials Processing Technology 139(2003)229-232)其中記載了一種側重於三維圖像的處理的系
3統，但該技術存在著由於傳輸圖像較大，傳輸效率有待提高的問題。為提高客戶與伺服器之 間的圖形圖像傳輸效率，在通過AutoCAD生成圖片時會選擇相對較小的圖片格式，並且對 圖形文件採用增量傳輸模式以提高傳輸效率。

發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基於軟體即服務模式的CAD集成 系統，將AutoCAD的功能和編程接口封裝抽象為Web服務，改變傳統的CAD使用模式，有效 的解決了 CAD系統所存在的以上問題。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括客戶代理模塊、Web伺服器模 塊、CAD代理伺服器模塊和資源管理模塊，其中客戶代理模塊以插件的形式嵌入在客戶端 瀏覽器中，客戶代理模塊實現與Web伺服器模塊之間的通信，Web伺服器模塊和CAD代理服 務器模塊為系統的後臺伺服器，Web伺服器模塊實現與CAD代理伺服器模塊之間的通信，資 源管理模塊實現處理Web伺服器和CAD代理伺服器產生的數據、對伺服器計算資源進行分 配、存儲AutoCAD執行結果和客戶信息並管理請求處理時產生的CAD數據和CAD狀態信息。所述的客戶代理模塊包括界面管理單元和Web服務存根，其中界面管理單元管 理用戶界面，接收用戶輸出，對伺服器返回結果進行相應處理，所述的Web伺服器模塊調度服務請求並實現與後臺CAD代理伺服器進行通信，該 Web伺服器模塊包括Web服務調度模塊、會話管理模塊和客戶管理模塊，其中Web服務調度 模塊與客戶代理模塊相連實現接收和調度客戶端服務請求、平衡伺服器負載並處理並發用 戶訪問，會話管理模塊與CAD代理服務模塊相連並根據客戶端請求實現建立、維護和撤銷 會話，客戶管理模塊實現管理客戶端的訪問控制和身份認證。所述的CAD代理伺服器包括驅動管理單元和CAD調度控制單元，其中驅動管理 單元和CAD調度控制單元分別作為代理伺服器的前後端相互配合併為Web伺服器提供後臺 支持，驅動管理單元實現管理與Web伺服器模塊的通信、接收經由會話傳遞過來的請求、根 據請求調用相應的CAD訪問控制器執行請求並且處理CAD訪問控制器中的執行結果和相應 的中間數據，CAD調度控制單元由一組伺服器後臺進程或者線程實現，通過AutoCAD的COM 接口控制具體的對於AutoCAD進程的訪問，將客戶端的請求轉化為實際的CAD操作，實現遠 程的CAD調用。所述的資源管理模塊以AutoCAD進程的形式對伺服器計算資源進行分配，存儲 CAD執行結果和客戶信息並管理請求處理時產生的CAD數據和CAD狀態信息。本發明通過以下方式進行工作通過CAD代理伺服器模塊封裝CAD訪問接口，Web 伺服器模塊根據CAD訪問接口所提供的功能，對CAD系統的編程接口進行Web封裝，形成 WSDL(Web服務描述語言)接口文件，並向客戶發布接口文件供客戶代理模塊使用。客戶端 和伺服器之間以Web服務為橋梁，通過HTTP協議中包含的SOAP信息進行通信；Web伺服器 模塊和CAD代理伺服器模塊之間也採用client/server結構，即將CAD代理伺服器模塊作 為server端，為Web伺服器模塊提供後臺服務，實現CAD訪問處理。採用這種兩級的服務 器結構，有利於伺服器端的擴展，易於實現伺服器端的負載平衡；服務端為每個客戶建立相 應的代理服務程序對來自客戶代理模塊的請求進行相應處理，如新客戶的註冊、處理已注 冊客戶的操作請求和客戶的註銷等。伺服器為每個客戶端在會話管理器和CAD代理伺服器模塊中進行註冊並根據請求的不同進行相應處理。本系統在結構上首創性的提出將&iaS模式應用於AutoCAD系統，對AutoCAD的編 程接口進行封裝，採用Web服務技術封裝AutoCAD的編程接口，並以AutoCAD的基本功能為 基礎對Web服務技術進行分類並抽象成為相應的服務埠，通過Web服務技術將這些服務 埠對外發布以提供服務。本系統獨創性的通過AutoCAD的COM接口技術在伺服器端獲得 在外圍對AutoCAD進程的控制權。AutoCAD軟體對外提供了豐富的編程接口，但大多數的 編程接口都是針對AutoCAD的二次開發而設計，主要目的是擴展AutoCAD的功能，實現複雜 功能擴展和定製。Web AutoCAD系統在為每一個客戶提高服務時，在服務端需都要維護一 個獨立的會話，這個伺服器會話需要時刻監控為客戶端提供服務的AutoCAD進程，包括向 AutoCAD進程發送指令、讀取指令執行結果和監視AutoCAD進程執行狀態等。採用COM接口 技術在實現對AutoCAD進程監控的同時，還能充分保證CAD代理伺服器模塊和Web伺服器 模塊的可擴展性。


圖1為本系統結構圖。圖2為本系統處理流程圖。圖3為本發明性能測試圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。如圖1所示，本實施例包括如圖2所示，所述的系統將來自客戶的請求分為兩種類型，一是初始化請求，對於 新的客戶需要首先調用一個初始化Web服務接口向Web伺服器模塊註冊，Web伺服器模塊為 每個註冊的客戶建立會話管理器，由會話管理器實現與CAD代理伺服器模塊之間的通信， 驅動管理器會為新的客戶創建一個AutoCAD進程為客戶請求提供服務。二是客戶操作請 求，當新的客戶註冊成功後，客戶代理模塊就可以調用Web服務接口中所提供的服務。調用 過程與初始化過程類似，Web服務請求首先由Web伺服器模塊進行處理，並由Web伺服器模 塊進行調度，通過屬於每個客戶的會話轉發給相應的CAD代理伺服器模塊，最後交由註冊 時為每個客戶所創建的AutoCAD進程來執行客戶請求。客戶代理模塊採用Flex實現，以插件的形式嵌入到客戶瀏覽器中。客戶端管理用 戶界面，接收用戶輸出，對伺服器返回結果進行相應處理，例如數據格式的轉換以及客戶端 窗口坐標系和伺服器端AutoCAD實際坐標系之間的轉換。用戶輸入的坐標信息是客戶端坐 標系中的坐標，坐標需要轉換成伺服器AutoCAD實例中的坐標，才能作為操作的參數發送 到服務端。AutoCAD生成的DWG等圖片格式採用AutoCAD內部編碼，所以伺服器返回的圖片 和數據要轉換為合適格式才能在客戶端正確的顯示。在客戶瀏覽器中使用滑鼠拖拽繪圖時，Web CAD系統有繪圖提示功能，為了減少客 戶端請求次數，減少客戶端和伺服器之間的通信量，這部分繪圖功能需要由客戶端而不是伺服器來執行。在Flex中調用Web服務需要添加Web服務組件來生成相應的Web服務本地調 用接口。Web服務組件完成的就是解析對wsdl和soap處理。以下是添加Web服務組 件的代石馬:為該組件中所有的Web服務接口添加相應監聽方法，定義結果返回處理函數和錯 誤處理函數。然後，就可以在程序中方便的調用Web服務接口，例如在調用初始化接口時， 可以直接調用webService. InitClientO ；Web伺服器模塊採用IIS實現。IIS能夠與Window NT krver完全集成在一起， 因而系統能夠利用Windows NT krver和NTFS(NT File System, NT的文件系統)內置的 安全特性以及管理工具，方便的維護Web伺服器模塊的安全。基於IIS的這些優點，系統利 用Windows NI^erver的網絡負載平衡功能來實現Web伺服器模塊的負載平衡，選擇合適的 後臺伺服器執行Web服務請求。Web 服務使用 ATL Web Server 框架，通過 VC++ 的 xml web service 構建。ATLWeb krver在ISAPI和平臺API上提供了常用代碼的基本實現和簡單的C++抽象層，提供了功 能強大的類，這些類能通過ISAPI與IIS進行交互，特別適用於開發高性能的Web應用程 序。因此系統選擇ATL Web krver框架實現服務。客戶端註冊和退出的Web服務接口定 義代碼如下
權利要求
1.一種基於軟體即服務模式的CAD集成系統，其特徵在於，包括客戶代理模塊、Web服 務器模塊、CAD代理伺服器模塊和資源管理模塊，其中客戶代理模塊以插件的形式嵌入在 客戶端瀏覽器中，客戶代理模塊實現與Web伺服器模塊之間的通信，Web伺服器模塊和CAD 代理伺服器模塊為系統的後臺伺服器，Web伺服器模塊實現與CAD代理伺服器模塊之間的 通信，資源管理模塊實現處理Web伺服器和CAD代理伺服器產生的數據、對伺服器計算資源 進行分配、存儲AutoCAD執行結果和客戶信息並管理請求處理時產生的CAD數據和CAD狀 態fe息。
2.根據權利要求1所述的基於軟體即服務模式的CAD集成系統，其特徵是，所述的客戶 代理模塊包括界面管理單元和Web服務存根，其中界面管理單元管理用戶界面，接收用 戶輸出，對伺服器返回結果進行相應處理。
3.根據權利要求1所述的基於軟體即服務模式的CAD集成系統，其特徵是，所述的Web 伺服器模塊調度服務請求並實現與後臺CAD代理伺服器進行通信，該Web伺服器模塊包括 Web服務調度模塊、會話管理模塊和客戶管理模塊，其中Web服務調度模塊與客戶代理模 塊相連實現接收和調度客戶端服務請求、平衡伺服器負載並處理並發用戶訪問，會話管理 模塊與CAD代理服務模塊相連並根據客戶端請求實現建立、維護和撤銷會話，客戶管理模 塊實現管理客戶端的訪問控制和身份認證。
4.根據權利要求1或3所述的基於軟體即服務模式的CAD集成系統，其特徵是，所述的 CAD代理伺服器包括驅動管理單元和CAD調度控制單元，其中驅動管理單元和CAD調度 控制單元分別作為代理伺服器的前後端相互配合併為Web伺服器提供後臺支持，驅動管理 單元實現管理與Web伺服器模塊的通信、接收經由會話傳遞過來的請求、根據請求調用相 應的CAD訪問控制器執行請求並且處理CAD訪問控制器中的執行結果和相應的中間數據， CAD調度控制單元由一組伺服器後臺進程或者線程實現，通過AutoCAD的COM接口控制具 體的對於AutoCAD進程的訪問，將客戶端的請求轉化為實際的CAD操作，實現遠程的CAD調 用。
5.根據權利要求1所述的基於軟體即服務模式的CAD集成系統，其特徵是，所述的資源 管理模塊以AutoCAD進程的形式對伺服器計算資源進行分配，存儲CAD執行結果和客戶信 息並管理請求處理時產生的CAD數據和CAD狀態信息。
全文摘要
一種計算機應用技術領域的基於軟體即服務模式的CAD集成系統，包括客戶代理模塊、Web伺服器模塊、CAD代理伺服器模塊和資源管理模塊，客戶代理模塊以插件的形式嵌入在客戶端瀏覽器中，客戶代理模塊實現與Web伺服器模塊之間的通信，Web伺服器模塊和CAD代理伺服器模塊為系統的後臺伺服器，Web伺服器模塊實現與CAD代理伺服器模塊之間的通信，資源管理模塊實現處理Web伺服器和CAD代理伺服器產生的數據、對伺服器計算資源進行分配、存儲AutoCAD執行結果和客戶信息並管理請求處理時產生的CAD數據和CAD狀態信息。本發明將AutoCAD的功能和編程接口封裝抽象為Web服務，改變傳統的CAD使用模式，有效的解決了CAD系統所存在的以上問題。
文檔編號H04L29/08GK102137162SQ20111006877
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者李明祿, 石震, 翁楚良 申請人:上海交通大學