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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于嵌入式自動生成技術(shù)的人機(jī)界面
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品由圖形界面生成系統(tǒng)、算法生成系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)組成，在這三個系統(tǒng)的支持下能快速生成基于各類硬件結(jié)構(gòu)的單色人機(jī)界面和控制算法。通過采用嵌入式構(gòu)件、數(shù)據(jù)與引擎分離和圖形界面與控制算法融合等創(chuàng)新的技術(shù)，生成的人機(jī)界面具有較高的性價(jià)比。目前生成系統(tǒng)生成的人機(jī)界面產(chǎn)品已投入實(shí)際應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品由圖形界面生成系統(tǒng)、算法生成系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)組成。在圖形界面生成系統(tǒng)中通過簡單的拖拉操作實(shí)現(xiàn)圖形界面設(shè)計(jì)和生成。算法生成系統(tǒng)通過基于構(gòu)件的梯形圖設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)算法的設(shè)計(jì)和生成。仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于PC的人機(jī)界面全仿真，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面邏輯、通信和算法等的仿真運(yùn)行。生成系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過串口下載到人機(jī)界面下位機(jī)后，引擎通過解析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖形界面和控制算法的生成。 本作品與國內(nèi)外其他同類產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：圖形界面控件豐富、設(shè)計(jì)方法簡單、內(nèi)嵌微型PLC實(shí)現(xiàn)一體化控制、設(shè)計(jì)結(jié)果能跨平臺運(yùn)行等。 本作品共申請發(fā)明專利3項(xiàng)，上位機(jī)界面和算法生成軟件通過了浙江省軟件評測中心評測。 本作品生成的人機(jī)界面產(chǎn)品已在杭州博大凈化設(shè)備有限公司、金華華東環(huán)保設(shè)備有限公司和溫州意華通訊接插件有限公司等企業(yè)使用，效果良好，已替代原有的進(jìn)口控制器和人機(jī)界面。由于作品使用方便、性價(jià)比高，受到了應(yīng)用企業(yè)的好評。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 單色人機(jī)界面廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械、制造業(yè)、交通等領(lǐng)域。目前此類產(chǎn)品大部分市場份額被國外品牌占領(lǐng),價(jià)格較高。而且存在單色人機(jī)界面功能不夠豐富、設(shè)計(jì)工具操作復(fù)雜、無法跨平臺等問題?；谝陨蠁栴}，本作品提出了應(yīng)用嵌入式構(gòu)件技術(shù)、自動生成技術(shù)、界面與算法的融合技術(shù)等開發(fā)軟件生成系統(tǒng)，并以軟件生成系統(tǒng)為支撐實(shí)現(xiàn)圖形界面和控制算法的自動生成。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.數(shù)據(jù)和引擎分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的跨平臺設(shè)計(jì)。 2.嵌入式構(gòu)件動態(tài)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)降低內(nèi)存占有量的方法。 3.界面技術(shù)和控制技術(shù)融合的方法。 關(guān)鍵技術(shù)： 1.圖形界面自動生成系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)是異構(gòu)系統(tǒng)的自動生成技術(shù)；數(shù)據(jù)與引擎分離技術(shù)和基于構(gòu)件的設(shè)計(jì)和構(gòu)件復(fù)用技術(shù)。 2.在算法生成系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是梯形圖到指令語言的編譯和基于構(gòu)件的梯形圖設(shè)計(jì)技術(shù)。 3.在仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是異構(gòu)平臺的仿真和仿真方式多樣性技術(shù)。 技術(shù)指標(biāo)： 1.圖形界面生成系統(tǒng)需采用所見即所得的設(shè)計(jì)方式，支持多種類型液晶屏。 2.算法生成系統(tǒng)采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)梯形圖語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.仿真系統(tǒng)能夠完全仿真真實(shí)人機(jī)界面，具有界面仿真、按鍵仿真、通訊仿真等多種功能。 4.圖形界面和算法在嵌入式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)1毫秒級任務(wù)切換調(diào)度。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，本項(xiàng)目的科學(xué)、先進(jìn)性表現(xiàn)為以下三點(diǎn)： 1.數(shù)據(jù)和引擎分離技術(shù)。 目前，國內(nèi)外大多產(chǎn)品雖是采用組態(tài)軟件開發(fā)，但生成的是目標(biāo)平臺可執(zhí)行的文件，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果只能運(yùn)行于特定硬件平臺，不利于設(shè)計(jì)結(jié)果的重復(fù)使用。而本項(xiàng)目采取數(shù)據(jù)和引擎分離技術(shù)，可以使設(shè)計(jì)的結(jié)果和目標(biāo)平臺無關(guān)，從而提高了設(shè)計(jì)結(jié)果復(fù)用率。 2.嵌入式構(gòu)件技術(shù)的使用。 引入嵌入式構(gòu)件技術(shù)，將圖形界面中的圖形控件和梯形圖指令抽象成構(gòu)件。將相同功能的圖形界面和梯形圖程序段，組合成新的構(gòu)件。在設(shè)計(jì)界面和控制算法時，若使用相同功能時，只需調(diào)用同一組合構(gòu)件。不僅加快了設(shè)計(jì)開發(fā)效率，還降低了內(nèi)存占有量。 3.界面和控制算法融合的技術(shù)。 圖形界面和控制算法在嵌入式環(huán)境中運(yùn)行方式具有各自的特點(diǎn)，通過實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行快慢速任務(wù)調(diào)度的算法和把公共數(shù)據(jù)互斥，實(shí)現(xiàn)了兩種方法在同一環(huán)境中共同運(yùn)行，且互不影響各自運(yùn)行的效率。通過該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和邏輯控制一體化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 作品處于產(chǎn)業(yè)化推廣階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可轉(zhuǎn)讓單一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，每套10萬。
作品可展示的形式
- 軟件系統(tǒng)可通過PC機(jī)展示使用過程，人機(jī)界面可通過實(shí)物展示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本作品充分使用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和電子技術(shù)，完成的生成系統(tǒng)具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，能生成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的，功能接近甚至超過國外同類產(chǎn)品的人機(jī)界面，彌補(bǔ)國內(nèi)人機(jī)界面技術(shù)水平的不足。由于作品采用了多項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)，降低了開發(fā)成本和硬件成本，具有很高的性價(jià)比，目前已被企業(yè)所接受，在浙江省的3家企業(yè)應(yīng)用和多家企業(yè)試用，用戶反映良好。 作品能廣泛應(yīng)用于機(jī)械、制造、交通等各類需要人機(jī)界面的領(lǐng)域，市場前景廣闊。隨著國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展和出于性價(jià)比的考慮，越來越多的企業(yè)會接受國產(chǎn)的人機(jī)界面產(chǎn)品，這點(diǎn)已在實(shí)際產(chǎn)品推廣過程中所證實(shí)。 目前本作品已初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在多家企業(yè)應(yīng)用，年產(chǎn)值達(dá)300萬左右，隨著推廣的深入，當(dāng)更多的企業(yè)接受后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值將達(dá)千萬以上。
同類課題研究水平概述
- 同類產(chǎn)品中國外比較知名的有西門子、三菱、歐姆龍等，國內(nèi)（包括臺灣）的有臺達(dá)、天任和eView等。國內(nèi)產(chǎn)品由于起步晚，在功能和性能上和國外產(chǎn)品還有一定的差距。 目前同類產(chǎn)品在內(nèi)存占用上面，當(dāng)頁面增加時，相同的功能部件會重復(fù)占用內(nèi)存。在動畫功能方面，效果單一。對通信協(xié)議的支持上，國外產(chǎn)品一般只和特定通信協(xié)議的PLC鏈接，而國內(nèi)的產(chǎn)品一般都支持多種通信協(xié)議。在仿真功能方面，國內(nèi)外的同類產(chǎn)品組態(tài)軟件中都不具備仿真功能。在邏輯控制功能，絕大部分的人機(jī)界面產(chǎn)品都不具備邏輯控制功能。在跨平臺方面，絕大部分產(chǎn)品只能針對特定的硬件環(huán)境，無法實(shí)現(xiàn)跨平臺。 在技術(shù)方面，隨著嵌入式系統(tǒng)越來越復(fù)雜和對嵌入式系統(tǒng)的高可靠性要求，嵌入式軟件構(gòu)件技術(shù)已成為嵌入式領(lǐng)域一個研究熱點(diǎn)，主要研究方向包括嵌入式構(gòu)件描述和驗(yàn)證、嵌入式構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件體系結(jié)構(gòu)和支持工具等。對于嵌入式構(gòu)件的動態(tài)重構(gòu)和復(fù)用的研究較少。 在梯形圖算法設(shè)計(jì)和編譯方面，由于傳統(tǒng)梯形圖存在程序可復(fù)用性差、缺乏足夠的程序封裝能力、不支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序執(zhí)行具有局限性、難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順控操作和算術(shù)運(yùn)算、文字處理功能差等缺點(diǎn)，而且不同的設(shè)計(jì)環(huán)境下的圖形符號、I/0點(diǎn)編號、內(nèi)部繼電器等元件編號、圖形構(gòu)成等方面各不相同，不利于用戶掌握，因此IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)已成為發(fā)展趨勢。盡管IEC61131-3已經(jīng)被可編程控制器廠商普遍接受，但出于各種原因，目前商用可編程控制器梯形圖到指令表編譯軟件還未能完全符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)。同時，這些平臺對梯形圖的功能、拓?fù)涞倪B接方式等方面的支持也不一致。這造成已經(jīng)存在的梯形圖語言代碼在更換可編程控制器平臺后，移植困難，需要進(jìn)行大量的修改或重寫，效率低下。目前梯形圖算法設(shè)計(jì)的另一個問題是生成的結(jié)果可被反向讀出破解，保密性差。
