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(4)

③嵌入式数据库的管理操作：终端应该能够实时存入数据，将下位机传送上来的数据存入嵌入式数据库备份，并同时能够通过数据库调出历史数据。实现多进程对数据库的访问操作。

２．２装备嵌入式信息交互终端的人机界面系统体系结构设计

系统体系设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节，系统体系设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。系统体系设计要比纯粹的编程困难得多，即

重庆大学硕士论文２装备嵌入式信息交互终端的人机界面总体设计便清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件系统一一既能达到最大收益又能让客户满意。体系结构决定了系统的本质，所有的功能都是基于这一框架：在进行系统体系设计时，软件的质量因素是我们非常关注的，如正确性与精确性、性能与效率、易用性、可理解性与简约性、可复用性与可扩充性等等。即使把系统设计做好了，也并不意味着就能产生好的软件系统。在程序设计、测试、维护等环节还要做大量的工作，无论哪个环节都不应该出差错

体系结构是软件系统中最本质的东西。它是对复杂事物的一种抽象，良好的体系结构是普遍适用的，它可以高效地处理多种多样的个体需求，同一类对象（甚至不同类的对象亿间都具有非常相似的体系结构和构造方式。同时，体系结构在一定的时间内保持稳定，软件开发最怕的就是需求变化，但“需求会发生变化”是个无法逃避的现实。我们总是希望在需求发生变化时，最好只对软件做些皮毛的修改，可千万别改动软件的体系结构。如果当需求发生变化时，程序员不得不去修改软件的体系结构，那么这个软件的系统设计是失败的。因此良好的体系结构意味着普适、高效和稳定。

基于以上原因，本文选择在已有的成熟的嵌入式ＧＵＩ系统上进行二次开发，这样做是因为首先为某个单独的应用来开发一个功能完善的全新的独立的ＧＵＩ系统，一方面开发的精力和时间不允许，另一方面对于维护和再开发来说，也无法保证软件系统的质量。其次这种开发方法一方面适应了软件开发方法的理论要求，一方面也很好的配合了嵌入式系统快速发展的趋势，充分体现了软件工程中的软件协作和重用的思想。所以本文采取了在已有的成熟的嵌入式ＧＵＩ系统上进行二次开发。

目前国内外己推出了多种用于嵌入式环境的ＧＵＩ系统，基于这些专门的嵌入式ＧＵＩ平台开发人机界面基本上成了目前嵌入式人机界面的设计主要模式，当前主流的嵌入式ＧＵＩ有：Ｘ－Ｗｉｎｄｏｗ、ＭｉｎｉＧＵＩ、ＭｉｃｒｏＷ＇ｍｄｏｗｓ、Ｑｔ／Ｅｍｂｅｄｄｅｄ等ｐ“，它们各自的侧重点不同，相应的体系结构也不同，不过考虑到我们选用的平台最后应具有以下一些特性：

①优良的跨平台性，它应该能支持多种操作系统；

⑦最好使用面向对象的设计方法，具有丰富的ＡＰＩ。这样可以具有较高的模块化，而对于我们再次开发来说也较为方便。

③拥有大量的开发文档。

④图形算法简洁，系统资源消耗占用少。

⑤体积小

基于以上这些原因，我们提出了基于Ｑｔｅ嵌入式ＧＵＩ底层图形引擎的人机界面系统体系结构（见图２．１），该人机界面系统的底层硬件平台我们选用一种用于车

重庆大学硕士论文２装备嵌入式信息交互终端的人机界面总体设计间设备层监控及信息交互的设备哗Ｊ，该信息交互装置具有功能强、稳定性高、抗干扰能力强、体积小的特性。考虑到该平台应该对大多数ＣＰＵ和硬件平台具有易移植、稳定、功能强大、易开发的特定，故选用嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统作为操作系统。

基于该装备嵌入式信息交互终端，整个人机界面系统体系分为三层：最底层．系统平台层、中间层－人机界面层以及最上层．应用层。

①最底层一系统平台层。该层主要包括底层硬件平台和嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统，该层为整个人机界面软件提供一个运行平台。本课题所选用的装备嵌入式信息交互终端的硬件体系结构如图２．２所示１”ｌ，底层硬件采用ＡＭＤ公司的ＭＩＰＳＡｕｌｘ００３２上升５咖ｚ）；ＭＩＰＳ３２指令集，３２．Ｂｉｔ体系结构；外围扩展诸多外围设备接口：ＳＯＣ为核心进行设计（主要包括Ａｕｌｌ００和Ａｕｌ２００），主频为４００ＭＩ－Ｉｚ（可外围扩展存储器模块、触摸屏接口、ＬＣＤ接口、音频输入输出接口、双以太网接口、ＵＳＢ接口、串行通讯接口、功能按键以及电源模块和用于调试的ＪＴＡＧ接口等主成。通用Ｉ／Ｏ接口还可以用来连接信号采集电路和外部控制电路，从而进行现场信号的采集与处理和外部设备的控制。系统的操作系统采用嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统。在最底层的硬件平台上开发了引导装载系统，启动时对底层硬件进行初始化并引导装载上层嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统运行。

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图２．１人机界面系统体系结构模型

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的Ｑｔｅ的图形引擎是基于ＬｉｎｕｘＡＵｌＸ００ＣＰＵ图２．２装备嵌入式终端信息交互装置的硬件结构框图Ｆｉｇｕｒｅ２．２ＨａｒｄｗａｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＥｍｂｅｄｄｅｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｒｍｉｎａｌ②中间层—人机界面层：这一层提供了一个可以为各种应用层共享的与设备无关的图形核心引擎，其中的主要工作就是实现各种图形函数和输入设备的功能函数，提供核心的图形操作功能，如消息机制、图形设备接口等功能。本文采用ＦｒａｍｅＢｕｆｆｅｒ之上的。很显然，这一层根据不同的设备和平台选择相应的设备对象实例来实现核心图形引擎。由于每类设备的各个实例拥有同样的对象类型定义，所以中间层基于设备对象所实现的功能是不会因为设备和平台的更改而受影响的。除此之外，这一层还提供了一个图形元素库，由于Ｑｔｅ是基于面向对象的编程，它本身就实现了对许多图形元素的封装，这样使得Ｑｔｅ的模块化程度非常高，可重用性好，利于二次开发。利用这个图形元素库，我们在其上进行再次的封装，设计实现一个图形构件库，在本课题中我们将常用的工控仪器仪表类，图表类，波形图示窗口类等进行封装，使得客户在使用中可以方便的调用库中的构件，缩短产品的开发周期。

③最上层—应用层：这一层主要是通过中间层提供的图形构件库或图形元素进行应用程序的开发。用户既可以从已有的构件库中选择适当的构件进行组合，生成需要的应用程序。也可以根据自己的需求，对图形元素进行开发，封装出自己需要的构件，加入构件库。所以说本文设计的装备嵌入式终端的人机界面系统

重庆大学硕士论文２装备嵌入式信息交互终端的人机界面总体设计是一个开放的，灵活的人机界面系统，只要遵循统一的接口，用户完全可以根据自己的需求进行构件库的重新定制，以满足自己的需要。

２．３针对装备嵌入式信息交互终端的人机界面设计方法

研究人机界面设计的过程中，出现了各种各样的设计理论和设计方法，这些研究方向目前大多处于十分活跃的发展阶段，并且有着较强的分化和相互渗透倾向，有些方向甚至有可能发展为具有相当规模的相对对立的研究领域。本论文目的是研究并实现一套基于嵌入式组件的人机界面系统。使之具有良好的平台无关性、可重用性、灵活性，并且要符合使用者的需求，该系统考虑到使用者的生理、心理状况，环境等 …… 此处隐藏：2704字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……