装备嵌入式信息交互终端人机界面设计方法的研究与应用(2)

但是，必须清楚的是，嵌入式系统往往是一种定制设备，它们对人机界面的需求也各不相同。有的系统只要求一些图形功能，而有些系统要求完备的ＧＵｌ支持。因此，人机界面也必须是可定制的，并且为了避免重复开发，代码的可移植性也是要充分考虑的。综上所述，人机界面在嵌入式系统或者实时系统中的地位将越来越重要，这些系统对人机界面的基本要求包括：轻型、占用资源少：高性能：高可靠性：灵活、可配置【Ｊ“。

市场的应用需求使得嵌入式人机界面成了嵌入式系统开发过程中非常重要的环节，开发出友好而实用的人机界面，解决可移植性、模块化以及通用性等制约嵌入式人机界面设计的难题便成了嵌入式软件人员重要课题。因此，在基于Ｌｉｎｕｘ系统的嵌入式人机界面开发的过程中，针对现有的几种应用普遍的ＧＵＩ平台，对工业用的装备嵌入式信息交互终端人机界面的设计方法进行深入地研究，改进传统的嵌入式人机界面设计方法，开发适应不同工业现场环境的人机界面，并在实际开发中不断实践，对有效的提高软件开发的效率，缩短嵌入式产品开发周期，提高产品质量，有一定的现实意义ｕⅥ。

１．２国内外研究现状

本论文主要针对目前装备嵌入式信息交互终端的人机界面系统的设计方法进行研究，涉及到包括嵌入式系统，嵌入式ＧＵＩ的移植，工控人机界面，构件库的搭建，嵌入式数据库等诸多技术领域。

１．２．１嵌入式系统研究现状

随着信息技术的发展和数字化产品的普及，Ｉｎｔｏｍｃｔ得到广泛深入的应用。从

重庆大学硕士学位论文１绪论消费电器到工业设备，从民用产品到军用器材，嵌入式技术被应用到网络、手持通讯设备、国防军事、消费电子和自动化等各个领域。嵌入式系统的广泛应用前景和发展潜力使其成为２ｌ世纪的应用热点之一【２１１。

什么是嵌入式系统？根据国际电气和电子工程师协会（ＩＥＥＥ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｏｆＥｌ∞昀ｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅａ曙）的定义¨ｑ，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助

ｕｓｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌ，ｍｏｎｉｔｏｒ，ｏｒａｓｓｉｓｔｔｈｅ设备、机器和车间运行的装置’’（原文为ｄｅｖｉｃｅｓ

ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｍａｃｈｉｎｅｒｙｏｒｐｌａｎｔｓ．）【２】。而目前被普遍接受的新一代的嵌入式系统的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，能够适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

从这个定义可以看出，嵌入式系统具有以下几个重要特点［２４．３０】：

①通常执行特定功能，这一点与一般的ＰＣ或数据库系统有很大区别。嵌入式系统是面向用户、面向生产、面向应用的，通常是针对特定应用、特定设备完成特定任务。

②以微电脑与外围构成核心，其规模可在大范围内变化。由于嵌入式系统采用的是微处理器，实现相对单一的功能，采用独立的操作系统，所以往往不需要大量的外围元件。因而在体积上，功耗上有其自身的优势。

③实时性与稳定性要求，这是因为嵌入式系统多为非计算机专业人士使用，且使用环境通常较为恶劣，特别是在在机器监控的大型系统中，系统反应稍慢或者程序运行稍有差错则可能使得整个系统失去控制，甚至酿成灾祸。因此对其实时性、稳定性要求较高。

④开发人员素质要求高。由于嵌入式是一个技术密集性的行业，它集计算机技术、微电子技术和行业技术于一体，因此，它必然是一个技术密集、不断创新的知识集成系统。

总体看来，嵌入式系统具有便利灵活，性能价格比高，嵌入性强等特点。可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。而从软件角度来看，嵌入式系统具有不可修改性，系统所需配置要求较低，系统专业和实时性较强等特点。嵌入式系统可应用与人类工作与生活的各个领域，具有及其广阔的应用前景。嵌入式系统在传统工业控制和商业管理领域也已经有了广泛的应用空间，如：智能工控设备、ＰＯＳ／ＡＴＭ机、ＩＣ卡等。在家庭领域如：机顶盒、数字电视、消费类电子、医疗保健设备等。此外在多媒体上更是前景广阔，如：智能手机、袖珍电脑、车载多媒体等。在这些领域的应用都将极大地推动嵌入式技术深入到生活和工作的方方面面，也可以肯定嵌入式系统将成为后ＰＣ时代的一个新的发展方向。１．２．２人机界面研究现状

从计算机问世以来，早期用户是以计算机专业人员为主，但随着计算机广泛

重庆大学硕士学位论文１绪论进入人们的工作生活领域，计算机用户发生了改变，非计算机专业的普通用户成了用户的主体。这一重大转变使计算机的可用性问题变得日益突出起来。人机界面应当是什么样的？如何去建造这样的界面？人们开始关注和研究这些问题。这些问题既涉及人也涉及计算机及一些相关的学科，如：心理学、人的因素学（ＨｕｍａｎＦａｃｔｏｒｓ）、社会学、语言学等。随着计算机技术的发展，应用领域的拓宽，从而带来了不同的理论方法弘ｏＪ。八十年代以来，人机界面的研究有了前所未有的发展，微型计算机研究领域受到了世界各计算机厂家的关注。并成为９０年代计算机行业的又一竞争领域。从计算机技术的发展过程来看，人机交互界面技术还引导了相关软硬件技术的发展，是新一代计算机系统取得成功的保证。

在工业技术发展和改造的过程中，为了方便工艺参数的记录和分析，以及及时了解现场工作情况，加强对整个工艺工程状况的把握，用户希望所使用的控制系统能够对生产信息进行直观、全面的监控，从而将人机界面的概念引入到工业设备中来而形成了工业人机界面设备，经过逐步发展，工业人机界面设备已经广泛应用于各种工业现场。目前工业人机界面的发展已经出现了某些新的需求，比如模块化、智能化、嵌入化、网络化、集散分布、综合诊断、快捷方便的维护及低成本化等。工业人机界面能取代大部分传统控制面板的功能，使用人机界面不但可以节省ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ点数，还可节省大量的各式按钮开关、数字设定及指示灯等显示装置，且能随时显示重要信息，以利于操作人员正确掌握机器状况和避免错误，利于维修。人机界面能储存多幅画面，每一画面可由文字、图形以及指定的ＰＬＣ资料组成，设计者可依需要编辑出各种画面，用以显示设备状态、操作指示、参数设定、动作流程、统计资料、报警信息、简易报表等内容。人机界面系统提高了工业自动化生产的效率，给操作人员带来了方便。

不过随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制人机界面软件已渐渐无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制人机界面软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源代码，导致其开发周期长；己开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵 ９在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。传统的人机界面显得相对落后，不能满足要求。

伴随着以上这些需求，“组态软件”这种面向监控和数据采集的软件平台出现了，它为自动化工程技术人员提供了一种采用搭积木的方式制作现场控制过程和控制界面的工具，它有效的缩短了软件产品的开发周期，使得软件的升级和维护也相对方便。虽然工业自动化组态软件的出 …… 此处隐藏：2580字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……