1、基于Visual LISP 和AutoCAD VBA技術(shù)的智能建筑綜合布線CAD系統(tǒng)的開發(fā)與研究【摘 要】 本文基于對Visual LISP和AutoCAD VBA兩種AutoCAD二次開發(fā)工具的研究，通過與傳統(tǒng)智能建筑綜合布線設(shè)計方法的比較，開發(fā)了一種全新的智能建筑綜合布線CAD系統(tǒng)?！娟P(guān)鍵詞】 綜合布線;CAD;Visual LISP;AutoCAD VBA引言作為智能建筑的“中樞神經(jīng)”系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)是智能建筑必備的基礎(chǔ)設(shè)施。但發(fā)生故障導(dǎo)致智能系統(tǒng)癱瘓的根源，有70%以上是由于智能系統(tǒng)的布線不善。因此，有必要加強(qiáng)對綜合布線系統(tǒng)設(shè)計和施工方法的研究。綜合布線是否合理，將直接影響到“3A&

2、quot;的功能。而當(dāng)前國內(nèi)相當(dāng)數(shù)量綜合布線的工程設(shè)計人員仍利用手工進(jìn)行設(shè)計，過程非常繁瑣，而且布線器件數(shù)量的分類統(tǒng)計和各種線纜長度的測量、計算既費力又容易出錯，加上現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，綜合布線設(shè)計的工作量非常大。綜合布線CAD系統(tǒng)正是為解決這一矛盾而開發(fā)的。本文所提出的系統(tǒng)是利用AutoCAD 2004提供的面向?qū)ο蟮腣isual LISP可視化開發(fā)工具和AutoCAD VBA技術(shù)進(jìn)行AutoCAD平臺上的二次開發(fā)，采用面向?qū)ο蟮姆治鲈O(shè)計方法。1、CAD技術(shù)在國內(nèi)外綜合布線行業(yè)的應(yīng)用狀況 由于綜合布線技術(shù)在智能建筑中得到廣泛應(yīng)用是近十年左右的時間。綜合布線系統(tǒng)CAD的研究和應(yīng)用目前仍處

3、于起步階段。雖然國內(nèi)外已有科研院所和系統(tǒng)集成商等各種類型的單位在開發(fā)綜合布線系統(tǒng)CAD軟件，但僅有的己經(jīng)開發(fā)出來的幾個綜合布線系統(tǒng)CAD軟件，多是用來進(jìn)行方案設(shè)計，能夠用來進(jìn)行施工圖設(shè)計的CAD軟件極少，且沒有任何一款軟件被廣泛使用。國內(nèi)也已經(jīng)開始有綜合布線系統(tǒng)的CAD軟件出現(xiàn)。這類軟件大多數(shù)是由計算機(jī)專業(yè)的人員開發(fā)。由于開發(fā)人員以計算機(jī)專業(yè)知識為主而沒有綜合布線工程實踐經(jīng)驗。因此，開發(fā)出的這類CAD系統(tǒng)在用于設(shè)計，特別是用于施工圖設(shè)計時，總會出現(xiàn)這樣或那樣的問題。出于商業(yè)目的，這類軟件又幾乎沒有給綜合布線系統(tǒng)的專業(yè)人員留任何開發(fā)接口，使得這類CAD系統(tǒng)即使在使用中有問題，綜合布線系統(tǒng)的專業(yè)人

4、員也無法對其再進(jìn)行開發(fā)，從而影響到軟件的推廣應(yīng)用。全面推廣應(yīng)用智能建筑綜合布線系統(tǒng)CAD技術(shù)，特別是綜合布線系統(tǒng)的施工圖設(shè)計CAD技術(shù)，還需要智能建筑綜合布線專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員的繼續(xù)共同努力。國外一些著名的布線廠商，如西蒙公司等，開發(fā)出的軟件只是針對自己產(chǎn)品的CAD系統(tǒng)，這類CAD系統(tǒng)不具備通用性，用哪家公司的CAD系統(tǒng)做的設(shè)計，在工程實施時就必須采用哪家的產(chǎn)品，否則就無法實施。而且該類CAD系統(tǒng)大多只能用來做綜合布線系統(tǒng)的方案設(shè)計，施工圖設(shè)計仍然要用通用繪圖軟件由設(shè)計者一筆筆繪出。2、傳統(tǒng)的綜合布線設(shè)計方法存在的問題 目前，綜合布線工程的施工圖設(shè)計基本上都是由設(shè)計者手工進(jìn)行，然后利用A

5、utoCAD等通用繪圖軟件繪圖。與現(xiàn)代設(shè)計方法相比，這種落后的設(shè)計方法存在以下缺點: 在進(jìn)行綜合布線工程的施工圖設(shè)計時，各種設(shè)備和線纜圖形符號的繪制和修改很費時間，而且在這些圖形符號的繪制過程中存在大量的重復(fù)工作。設(shè)計者需要花費大量的時間考慮繪圖的問題，以致于沒有足夠的精力來考慮設(shè)計方案選擇以及規(guī)范條文等問題，使得設(shè)計過程本末倒置。 沒有精通綜合布線系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計者在進(jìn)行施工圖設(shè)計時，往往需要邊做設(shè)計邊翻閱規(guī)范，使得設(shè)計效率很低。 施工圖設(shè)計過程中還有大量計算工作。特別是目前的商務(wù)大樓和綜合樓的綜合布線工程施工圖設(shè)計，由于其中的辦公室大多為大開間辦公室，使得計算過程更為復(fù)雜。 綜合布

6、線工程中各種設(shè)備和線纜的用量統(tǒng)計是一項十分繁瑣且容易出錯的工作。特別是現(xiàn)在的布線系統(tǒng)越來越龐大，越來越復(fù)雜，使得手工統(tǒng)計設(shè)備和材料用量的工作更加費時間。3、綜合布線CAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與功能綜合布線CAD系統(tǒng)研究的目標(biāo)是為設(shè)計人員提供一個方便實用的設(shè)計環(huán)境和工具，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，促進(jìn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化和計算機(jī)化。該系統(tǒng)采用綜合布線設(shè)計功能與AutoCAD2004的基本功能無縫結(jié)合的方式，其設(shè)計的專業(yè)功能完全自行設(shè)計開發(fā)。圍繞綜合布線設(shè)計過程的特點，根據(jù)系統(tǒng)劃分原理，將該系統(tǒng)劃分為若干功能模塊:建筑群干線子系統(tǒng)設(shè)計、建筑物干線子系統(tǒng)設(shè)計、水平子系統(tǒng)設(shè)計、工作區(qū)子系統(tǒng)設(shè)計，把它們加入到A

7、utoCAD的系統(tǒng)菜單中，這樣既保持了AutoCAD2004一貫風(fēng)格，同時又加入了綜合布線設(shè)計所需的特殊風(fēng)格。其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 綜合布線總體結(jié)構(gòu)功能圖4、AutoCAD VBA與Visual LISP開發(fā)技術(shù)簡介4.1 AutoCAD VBAAutoCAD 2004已經(jīng)將AutoCAD VBA集成在系統(tǒng)內(nèi)部，使用戶使用更加方便。AutoCAD VBA依靠ActiveX技術(shù)來操作AutoCAD。VBA是Visual Basic for Application的縮寫，由Visual Basic派生而來，現(xiàn)在已經(jīng)成為Microsoft產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)語言。AutoCAD VBA集成開發(fā)環(huán)境具有如

8、下特點:VBA使AutoCAD能夠與其它應(yīng)用程序直接共享數(shù)據(jù)，如Microsoft Office 2003軟件等。在VBA集成開發(fā)環(huán)境中，可以通過拖動圖標(biāo)的方法，簡單而可視化地建立用戶界面。VBA的語言代碼完全繼承了VB的特征，可以說是世界上最簡單的編程語言，但其功能并不比其它編程語言弱。 具有開放式的對象模型。AutoCAD 2004軟件中的ActiveX對象模型十分有用，它顯示了每一個對象的方法和屬性。用戶可以按照自己的愿望對AutoCAD2004進(jìn)行編程或定制。 良好的運行速度。VBA的運行速度與ObjectARX應(yīng)用程序非常接近，比其它開發(fā)方式(ADS, LISP等)要提高許多。4.2

9、 Visual LISP開發(fā)環(huán)境Visual LISP作為AutoLISP的集成開發(fā)環(huán)境，增加了許多新功能，使AutoLISP的編程更加方便快捷。 Visual LISP提供了一個使用方便、功能齊全的編程環(huán)境。 Visual LISP編程環(huán)境提供了功能強(qiáng)大的程序調(diào)試功能。 Visual LISP提供了一些文件管理功能。本文中利用Visual LISP和AutoCAD VBA開發(fā)技術(shù)可定義部分新的AutoCAD命令，從而可以大大提高工程技術(shù)人員的設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。另外還可編寫能夠直接被用來進(jìn)行綜合布線系統(tǒng)施工圖設(shè)計的程序。綜合布線系統(tǒng)的專業(yè)人員也可以在研究過程中編寫的程序為基礎(chǔ)，根據(jù)自己的

10、需要繼續(xù)進(jìn)行開發(fā)。5、綜合布線AutoCAD運行環(huán)境的設(shè)置在以下介紹的開發(fā)綜合布線CAD系統(tǒng)的方法中，默認(rèn)操作系統(tǒng)安裝在C盤，AutoCAD 2004的安裝目錄為C:PROGRAM FILES AutoCAD 2004.在綜合布線CAD系統(tǒng)中，開發(fā)了一些系統(tǒng)支持文件，這些文件需要放到AutoCAD的支持文件搜索路徑中。為了方便維護(hù)系統(tǒng)，綜合布線CAD系統(tǒng)在原AutoCAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加幾個子目錄用于存放這些文件，并將這幾個子目錄設(shè)置為AutoCAD的支持文件搜索路徑。綜合布線CAD系統(tǒng)增加的AutoCAD支持文件搜索路徑為:C:Program filesAutoCAD 2004SCS,C:P

11、rogram filesAutoCAD 2004Block,C:Program filesAutoCAD 2004BMP其中SCS子目錄用于存放用Visual LISP和VBA編寫的程序文件;Block子目錄用于存放新定義的圖塊文件;BMP子目錄用于存放新開發(fā)的工具欄菜單的圖標(biāo)文件。為了方便使用ADO庫，在每次啟動綜合布線CAD系統(tǒng)時就將ADO庫導(dǎo)入系統(tǒng)，這樣就避免了每次使用ADO庫時都必須首先加載的麻煩。實現(xiàn)的方法是在系統(tǒng)文件C:Program filesAutoCAD 2004Supportacad2004.lsp中運用(vlax-import-type-library)函數(shù)導(dǎo)入ADO庫。

12、將下列程序語句加入到acad2004.1sp文件中的(princ)語句之前即可達(dá)到該目的。 (vlax-import-type-library :tlb-filename "C:Program FilesCommon Filessystemadomsado15.d11" :methods-prefix “ado-” :properties-prefix “ado-” :constants-prefix “ado-”)加入上述代碼之后，所有新的ADO函數(shù)均以“ado-”開始。在上述加載ADO庫的過程中使用了ActiveX的實用函數(shù)(vlax-import-type-libra

13、ry，因此在運行加載ADO庫的函數(shù)語句之前需要先加載Visual LISP的擴(kuò)展函數(shù)。實現(xiàn)的方法是在文件C: Program filesAutoCAD 2004Supportacad2004.1sp中的(vlax-import-type-library)函數(shù)語句之前加入以下語句:(vl-load-com)每次啟動系統(tǒng)時，該函數(shù)都將加載Visual LISP的擴(kuò)展函數(shù)。因此，在使用Visual LISP編寫的程序中，即使使用了Visual LISP的擴(kuò)展函數(shù)，也沒有再調(diào)用該函數(shù)。所有新開發(fā)的綜合布線CAD的命令代碼均在文件equipments.lsp和文件syscom.lsp中，為了方便使用這些

14、命令，需要在每次啟動CAD系統(tǒng)時就加載這兩個文件。其方法是在文件C:Program filesAutoCAD 2004Supportacad2004.lsp中的(princ)語句之前加入下列語句: (load "C:program filesacad2004SCSequipments.lsp") (load "C:Program filesacad2004SCSsyscom.lsp") 這樣，在使用這些新開發(fā)的命令時，不需要每次都手工加載這兩個文件就可以直接使用文件中定義的AutoCAD命令。 使用AutoCAD VBA開發(fā)的程序都保存在acad.dvb

15、文件中，該文件位于C:Program filesAutoCAD 2004SCS文件夾中。每次啟動系統(tǒng)時，該文件都被自動加載。6、數(shù)據(jù)庫的建立 在綜合布線CAD系統(tǒng)中，需要一個數(shù)據(jù)庫來存儲設(shè)計過程中的大量非圖形數(shù)據(jù)，并在其中形成最后的材料用量報表。本CAD系統(tǒng)選擇了Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫文件為data.mdb，該文件存放在C:My Documents。 該數(shù)據(jù)庫包括“材料用量報表”、“插座信息”、“插座用途”、“建筑基本信息”和“雙絞線信息”等五個數(shù)據(jù)表。其中，除了“插座用途”和“插座信息”表之間存在一對多的對應(yīng)關(guān)系之外，其余的表之間不存在明顯的對

16、應(yīng)關(guān)系。但有些表中的部分或全部數(shù)據(jù)是利用其它表中的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計算后得到的。7、綜合布線CAD系統(tǒng)的工作流程圖2 綜合布線CAD系統(tǒng)的工作流程8、目前綜合布線CAD系統(tǒng)存在的主要問題8.1綜合布線CAD系統(tǒng)的程序還需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善。很多程序還沒有在工程實際中使用，還沒有得到工程實踐的檢驗,因此可能還存在功能不完善的地方,可能有些功能不太實用,這些問題需要到工程實踐中去解決。8.2工程造價的計算。綜合布線CAD系統(tǒng)可以提供綜合布線工程的主要設(shè)備和材料用量報表，如果在此基礎(chǔ)上再將設(shè)備和材料的單價以及相關(guān)的預(yù)算定額輸入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通過編程使計算機(jī)自動生成整個工程的造價報表將成為可能。

17、8.3 使用說明的編寫。綜合布線CAD系統(tǒng)在AutoCAD 2004的基礎(chǔ)上增加了許多專用命令，使用該系統(tǒng)進(jìn)行施工圖設(shè)計時也有一些特殊要求。為了使本CAD系統(tǒng)能夠得到推廣應(yīng)用，需要編寫使用說明。8.4 實時幫助功能的完善。綜合布線CAD系統(tǒng)只提供了面向菜單的命令幫助。為了使CAD系統(tǒng)容易學(xué)習(xí)和使用，可以提供專門的幫助文件。另外，還可以提供綜合布線專業(yè)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的快捷查詢功能，使施工圖設(shè)計者在設(shè)計過程中可以快速查閱各種規(guī)范。9、綜合布線CAD系統(tǒng)的發(fā)展趨勢綜合布線技術(shù)屬于新興技術(shù)，在智能建筑綜合布線行業(yè)全面推廣CAD技術(shù)，特別是在綜合布線工程施工圖設(shè)計中推廣CAD技術(shù)，還有很多工作要做，還需

18、要智能建筑綜合布線專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員的繼續(xù)共同努力。相信在不久的將來，CAD技術(shù)一定能夠在綜合布線行業(yè)得到普及應(yīng)用，也一定能給綜合布線行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益!Research on Intelligent Building Structured Wiring CAD System Based On Visual LISP and AutoCAD VBA Technologies【Abstract】Compared to traditional designing ways of intelligent building structured wiring CAD system,this paper develops a new intelligent building structured wiring CAD system based on th