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

发布时间：2020-08-05 12:05

【摘要】： 在装备嵌入式系统中,人机界面的设计关系着整个系统的性能,决定着整个产品的市场竞争力,是装备嵌入式系统设计中的关键部分。目前,在实际应用中由于各装备嵌入式终端应用于不同的工业环境,它们的体系结构、主体功能也不尽相同,因此其上的人机界面系统也往往是根据需要专门定制。基于这些原因设计开发一套具有可移植性强、开发方便、功能完善、性能可靠的装备嵌入式人机界面系统就具有现实意义。文章首先对现有工业控制设备人机界面以及嵌入式人机界面的发展现状以及存在的问题进行了研究,并随后对装备嵌入式终端的人机界面系统的需求进行了分析,提出了采用基于现有嵌入式GUI开发平台的构件模式的开发方案并构建了人机界面系统整个体系结构。然后对人机界面所涉及的关键技术从功能、构架等方面进行了详细研究,主要包括嵌入式GUI平台的选择,嵌入式GUI的移植技术、图形界面交互驱动技术,图形构件库的设计以及人机界面支持技术嵌入式数据库的移植技术。文章最后在对人机界面系统架构分析和关键技术研究的基础上,完成底层图形界面交互驱动的开发和上层图形构件库的设计实现,最终完成了该人机界面开发平台的开发。在运用该人机界面开发平台开发某部队的加油车监测软件中,不仅使得开发时间缩短了近一半,有效地提高了开发效率,而且在实际运行中系统资源消耗少,系统运行稳定,取得了较好的实际效果。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP311.52;TP368.12
【图文】：

体系结构模型,嵌入式,操作系统

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—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[43]，底层硬件采用 AMD 公司的 MIPS 32Au1x00 SOC 为核心进行设计（主要包括 Au1100 和 Au1200），主频为 400 MHz（可上升 500MHz）；MIPS32 指令集，32-Bit 体系结构；外围扩展诸多外围设备接口：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。

应用程序,构件,数据表格,部件

3 构件的框架及接口设计构件的主要目的是提高代码的重用性，目前，图形构件的框架有 IBM 及penDoc、Microsoft 的 OLE 和 Gnome 的 Bonobo 等。本课题在对以上各究过后，提出了一种基于标准的 Qt 对象的，适用于工业控制设备的构件构件一般由 3 个部分组成，即：窗口部件、与窗口部件一起的功能和接口。例如一个数据表格构件就由以下元素组成：① 一个数据表格的窗口构件② 附加功能：例如：“实时数据显示”，“历史数据显示”，“按由小到大排序”等③ 用于窗口构件功能的按钮或菜单栏。每定义一个新构件就需要为它定义一个名字，同时提供一个窗口部件以问该构件的功能的动作。至于该动作如何完成则由具体的接口功能函数内部的功能的激活，构件之间的数据传递或者用户对构件属性的设置都来完成的。

示意图,构件库,建模,示意图

QWS_MOUSE_ENV=ITouchPanel上面列举的参数,会首先从文件/etc/pointercal 中读取,这个文件格式abcdefs这样，触摸屏就可以使用了。图形构件库的实现1 构件库建模构件库由一系列可共享和重用的构件构成,它们相当于仓库中存放的许多产品设计和功能要求选择所需零部件，按装配关系把它们装成所需要的课题中主要针对装备嵌入式信息交互终端所应用的场所进行图形构件库通过对应用场所所需功能，设备元件的需求分析，进行构件库的设计与 4.4 所示便是一个工业 PLC 数据采集系统的模型，通过对此模型的分析计了相应的构件库模型，通过将模拟 LED、仪器仪表、波形显示图等工件进行封装设计，生成一个一个构件，用户以后遇到类似的软件开发，从构件库中调用这些元件，方便了用户开发。

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