智能仪表交互界面的软件自动生成技术

1、2009年第5期仪表技术15智能仪表交互界面的软件自动生成技术江一舟,李斌,高新闻(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:提出一种智能仪表交互界面的软件开发自动化技术。建立了基于数据驱动的智能仪表交互界面模型(IVR模型),在此模型基础上建立交互界面的软件自动开发平台,实现了交互界面的软件自动生成。界面软件自动生成。该技术可以提高智能仪表交互界面开发的效率,具有良好的应用前景。关键词:数据驱动;交互界面;智能仪表中图分类号:TP216文献标识码:B:-050015-03TechnologyofSoftwarenveInterfaceInentsLIBin,GAOXin2weno

2、fandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:omaticsoftware2developmenttechniqueofinteractiveinterfaceforintelligentinstrumentsispresen2tedinthispaper.AninteractiveinterfacemodelbasedondatadrivingforintelligentinstrumentsnamedIVRmodelisestablished.Onthebasisofthismodel,asoftwareau

3、todevelopmentplatformforinteractiveinterfaceisfounded,reali2zingtheautomaticsoftwaregenerationforinteractiveinterface.Intheend,thismethodissuccessfullyappliedintheautomaticsoftwaregenerationforintelligentflowmeterinstruments.Thistechniquecanimprovetheefficiencyofthedevelopmentofinteractiveinterfacef

4、orintelligentinstruments,andhasagoodapplicationprospect.Keywords:datadriving;interactiveinterface;intelligentinstruments1智能仪表CASE概念先已开发的代码和处理的基础之上。下面将用略为形式化的方法对数据驱动进行说明。用I表示用户需求,M表示用菜单实现的系统结构,S表示屏幕对话格式,O表示信息等系统输出,P代表系统的控制程序,则对非数据驱动的开发方法,有(1)I(M,S,O,P)符号“”表示驱动关系,即用户需求的变化驱动对菜单、信息和控制程序的修改,或者说,必须修改它们以适应

5、用户需求变化。如果应用数据驱动方法,我们为菜单建立菜单库Dm及通用菜单程序Pm和通用控制程序Po;为信息建智能仪表CASE(IntelligentInstrumentationCom2puterAidedSoftwareEngineeringTechnology)是指以智能仪表软件开发自动化为目的的系统技术和方法,是在智能仪表共性技术基础上,通过一定的硬件体系结构,利用计算机辅助完成智能仪表软件开发过程中的各项工作,以便尽可能实现智能仪表软件生存期各个阶段的自动化。利用一种手段或方法将已有的CASE工具和开发环境集成组装形成智能仪表交互界面CASE技术。2数据驱动立格式信息库Ds及通用管理程序

6、Ps;则用户需求I的变化只会导致数据库的变化,其关系可表示为I(Dm,Do,Ds)(2)数据驱动(DataDriver)是指将开发者定义的各种控制信息以数据的形式进行存储,而对这些控制信息的解释则构成了各种开发工具,如代码生成器、模型分析器、文档管理工具等。数据驱动方法的一个突出特点是它建立在先前努力的基础之上,也就是建立在原这是因为,由(Pm,Dm)、(Ps,Ds)以及(Po,Do)可以分别唯一地导出M,S和O;在这里,Pm、Ps、Po是与应用逻辑无关的程序,不会随系统需求而变化,所以,由式(2)知,这时的修改或系统维护只需对Dm、Ds和收稿日期:2008-11作者简介:江一舟(1984),

7、男,硕士在读,从事流量仪表的研究。16Do进行操作,使之适应I即可。3智能仪表的IVR模型仪表技术3.2资源模型2009年第5期本文提出了一种基于数据驱动的智能仪表交互界面模型,如图1所示。在人类和智能仪表系统之间交流的过程中,资源是信息和界面的载体。人和智能仪表系统之间的信息交换是由两个方向组成:人向智能仪表输入数据和发出控制信息时,对于智能仪表而言是输入,对于人而言是控制或反应;而智能仪表向用户呈现数据和反馈信息时,对于智能仪表而言为输出,对于人而言为接收或刺激。站在智能仪表的立场,我们按照这两种信息传达的走向,(见图3)图1基于数据驱动的智能仪表交互界面模型IVR即交互模型(Intera

8、ctivemodel,简写为I)、资源模型(Resourcemodel,简写为R)(Viewdisplay,简写为V),中,MCU中的软件(视图表达)作。3.1交互模型图3输入、输出资源模型4基于智能仪表IVR模型的软件自动生成方法研究交互模型是伴随着交互界面的发展而不断发展起来的,在智能仪表系统中,交互模型是将用户的操作以连续和离散相结合的方式来进行表达的。交互模型可以划分为交互界面和交互关系。智能仪表中的交互界面有两个目的,即数据的加工和加工数据的控制。因此在交互界面上有两类数据信息:一是交互界面操作的目标对象,它们是被加工的数据;另一个是参与加工控制的数据,它们反映了某一类交互操作的条件

9、、系统的状态等等。对前者我们称之为数据对象或选项对象,后者我们称之为控制参数对象。交互关系是指交互模型中的关系,它强调了对象与交互界面以及交互界面之间的交互行为和这种行为对于交互界面中的对象的影响。交互界面与交互界面之间存在着多种关系,它们之间的关系是通过状态来进行联系和传递的,图2为智能仪表交互界面软件的各种状态的交互状态图。智能仪表IVR模型可以彻底改变界面与应用逻辑之间的耦合关系,它将交互模型和资源模型通过数据存储的方式送到交互界面MCU中,这样用户界面中资源改变以及交互关系的变化只是改变了该MCU的数据,而其代码根本没有改变,也不需要重新编译、连接。在这里,本文提出一种基于智能仪表IV

10、R模型的交互界面自动生成方法。其方法框图如图4所示,图中模板引擎是指将视图模板从抽象到具体的一种转换功能技术,它是智能仪表交互界面软件的“发动机”。图4基于IVR模型的交互界面自动生成方法该方法的执行机制如下:在进行交互界面模型的生成执行期间,交互模型和资源模型的执行通过计算机进行用户需求的描述;交互过程与交互过程、交互过程与界面资源的关系等则是依靠用户要求的一定顺序进行。在计算机中,交互操作是指交互关系诸如查询、图2交互模型中交互关系状态图2009年第5期仪表技术17运行、修改、返回、确认、进入等;交互界面则是与资源模型相联系的界面资源显示。一旦用户对该设计的交互界面仿真满意后,将通过数据的

11、形式传递到该智能仪表系统中的交互界面MCU中,而不是以代码的形式进行传递。5基于IVR模型及其自动生成方法的交互界面CASE开发平台引擎进行具体实现,其生成实现的示意图如7所示。为了实现智能仪表交互界面CASE平台的开发,在这里通过工具集成方法进行其平台的设计,而集成手段则为基于智能仪表IVR模型的自动化生成方法。在该开发平台中主要涉及了以下一些CASE工具及开发环境:Rose、Rhapsody、VC、SQLServerKeil智能仪表系统则操统(RTOS)RTOS的差,见图6。图7智能流量仪表交互界面生成示意图7结论智能仪表CASE技术建立在全新的基于数据驱动的IVR交互模型基础上,提供了一

12、种快速开发智能仪表交互界面的有效方法。该交互界面开发效率高,通用性强,大量底层繁杂的工作都由计算机完成,工作人员只需根据交互界面的需求做一些组态配置即可。在此方法下,对交互界面的扩充和改动只需增加或改动相应数据,再通过数据驱动来改变交互界面,提高效率和准确度。将该智能仪表CASE技术应用于智能流量仪表的交互界面的开发,实现了智能流量仪表的交互界面的软件开发自动化,证明该技术有一定的可行性和实用价值。参考文献:1李佳玲,史骥,李斌.智能仪表人机界面的软件自动生成系图5智能仪表交互界面CASE开发平台的结构框架统J.上海大学学报,2006,12(3):298-301.2Lundell,Bjorn,Lings,Brian.ChangingperceptionsofCASEtechnologyJ.JournalofSystemsandSoftware,2004,72(2):271-280.图6具有交互界面CASE的嵌入式系统架构3李佳玲.智能仪表人机界面计算机辅助工程的研究D.上海大学,2007.6交互界面CASE的应用4高