基于组件技术的人机界面(HMI)相关探讨

[摘 要]随着工业控制技术的发展，人机界面的需求量也在不断增加。但就目前来看，多数人机界面都为具体的应用定制界面，无法满足用户操作需求。基于这种认识，本文在人机界面开发中引入了组件技术，从而为用户结合自身需求开发定制人机界面提供方法，进而在有效提高人机界面开发效率的同时，降低界面维护成本。

[关键词]组件技术；人机界面（HMI）；设计

中图分类号：TJ81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0140-01

引言：人C界面又被称之为人机接口，英文简称为HMI，指的是计算机与操作人员交换信息的设备。就目前来看，人机界面开发存在着开发效率低和维护成本高等问题，无法满足当今软件的发展需求。而组件技术具有较高的可靠性和高效性，在软件开发中得到了广泛应用。因此，还应尝试在人机界面开发中进行组件技术的应用，从而使以往人机界面开发存在的问题得到有效解决，进而更好的满足用户的使用需求。

1 组件技术概述

作为面向对象技术的核心技术，组件技术就是将大且复杂的软件应用分解为一系列易于开发、实现、调整和理解的软件单元的技术，而这些软件单元就是组件。作为用户，只要掌握组件的功能和使用方法就可以完成组件的独立安装和，并且只要组件接口不变就可以在不影响整个应用程序操作的基础上完成组件升级。在进行组件开发时，可以根据组件标准完成合适的组件库的建立，然后在开发环境中完成系统开发[1]。针对已经存在的系统，也可以通过对组件库进行改进和维护增加新组件或优化已有组件，进而满足系统要求。

2 基于组件技术的人机界面（hmi）

2.1 在HMI开发中引入组件的思路

应用组件技术进行人机界面开发，不仅能够使软件的开发效率得到提高，同时还能使代码的复用率得到提高，进而使系统的稳定性得到增加。实际应用该技术进行人机界面开发，得到的系统应由组件库、界面脚本解析器和界面设计器这三部分构成。其中，组件库为利用组件技术获得的通用界面图形元素集合，包含轮廓元素组件、专用图形组件和通用图形组件。其中，轮廓元素组件为向量图形组件，为基本的图形用户接口。而专用图形组件为系统相关图形模块，能够帮助用户完成有效的人机接口开发。此外，通用图形组件中包含基础组件和扩展组件，如按钮、声音窗口等。而界面设计器为图形化应用程序，可以在PC机端得到使用。应用该程序，用户可以完成组件拖拽，从而完成需要的人机界面定制。根据自身需求，用户可以利用该模块将定制好的界面转化为脚本配置文件形式，然后进行编辑和保存。而界面脚本解析器为系统应用程序，能够完成脚本文件读取和解析，然后通过调用相应通信接口类库完成用户定制的人机界面显示。

2.2 人机界面各模块的开发

2.2.1 组件库

在人机界面组件库中，包含常用组件，如按钮、文本框和标签等。其中，按钮就是用户通过点击完成输入的组件，可以利用面向对象思想完成按钮基类的设计，并针对不同按钮完成不同子类设计，其属性则包含字体大小、位置、背景色等。文本框为接收用户输入命令或显示系统输出的逐渐，需完成大小、边框、位置等属性的设计。标签主要用于进行界面中静态信息的显示，需完成位置、大小和背景色等属性的设计[2]。而人机界面组件库则为各种组件的集合，包含界面各种功能，可以采用面向对象思想完成系统界面对象分析，从而进行各部件共性的提出，同时完成类型和层次的划分。

2.2.2 界面设计器

在计算机上，可以进行界面设计器的运用，从而使用户根据需求完成图形化操作，进而获得想要的人机界面。完成人机界面设计后，用户需要点击保存按钮。此时，系统后台将生成脚本界面配置文件。由于界面设计器主要由用户操作，所以无需与系统交互，只需进行用户操作的响应，包含组件重画和组件选择等功能。从结构上来看，界面设计器应由工具栏、菜单栏、人机界面设计区和可选界面组件库构成。在进行人机界面编辑时，用户可从菜单栏和工具栏中获得操作提示。设计区则与系统屏幕相对应，可以根据屏幕大小进行设计区大小的调整。从界面组件库中，用户可以完成各种组件的选用。在设计区上，用户选择的组件将被显示出来。通过鼠标右键功能，则能将组件属性信息改变。而与界面设计器相对应的事件包含拖放事件和鼠标事件，如下图2为鼠标在设计区内的操作。

2.3.3 脚本解析器

在系统中，脚本解析器可以通过解析脚本界面配置文件完成用户定制界面的显示。在具体操作时，还要先选择进行界面脚本文件读取，从而获得当前行信息。根据信息，脚本解析器会判断文件是否为组件，如果是组件就进行下行信息的读取，然后再次判断信息是否为组件[3]。如果不是组件，则要进行属性分析，然后进行组件库的调用。最后，脚本解析器还会判断文件是否结尾。如果文件结尾，则完成用户定制界面的显示。如果文件并未结尾，则要返回最开始的步骤，重新进行界面脚本文件的读取。

结论

随着用户需求的不断增加，通用人机界面已经无法满足用户与设备的交互需求。而使用组件技术进行人机界面开发，则能使用户结合自身需求完成人机界面定制，进而满足用户的个性化需求。利用该方法，不仅能够为用户的操作提供便利，也能使人机界面的开发效率得到提高，并且使界面维护成本得到降低。因此，相信在人机界面开发中，组件技术能够得到较好的运用。

参考文献

[1] 童红兵.组件技术发展与应用前景[J].宿州教育学院学报，2012，01：137-140.

[2] 焦广胜，陶耀东，田德伟等.基于组件的数控系统OpenHMI研究与设计[J].组合机床与自动化加工技术，2014，09：55-58.

[3] 金陵，张卫青，王兴龙.基于VC的西门子840D数控系统人机界面开发方法[J].重庆理工大学学报（自然科学），2013，03：60-64.