工业人机界面”仿真软件设计
摘 要 伴随着科学技术的迅猛发展，人们对于各种终端的使用愈发频繁，各种工业机应用于银行、冶金、医疗等许多领域。人们对友好、方便的人机交互需求愈发强烈，催生出许多工业级触控显示屏。本课题的“人机界面”特指工业等行业上使用的用于连接、显示和操作其他仪器仪表的触摸屏。如今这类“人机界面”在工业、金融业等行业广泛使用，但是并没有与其相关的模拟软件，开发者在设计人机界面屏程序时，无法实现“所见即所得”的即时模拟，只能在调试时将其载入工控屏中进行相应模拟。这对于开发者造成了一定困扰，开发者只能不断上传数据到人机界面屏幕中才能完成相应的调试工作，即耽误时间又无法立即发现错误。本设计旨在实现人机界面屏幕即时显示、模拟的功能。为了实现设计内容能够在计算机中直接显示和操作，以替代真正的“人机界面”。本文通过对迪文人机界面屏的研究与模拟，利用c#语言作为编程媒介，对于人机界面屏的模拟进行了初步探索与研究，本文设计的迪文屏模拟软件，可以利用Visual studio 2012的窗口程序平台.对触控文件通过文件流读取的方式导入到程序中，对字符数据强制转换，分别对不同的数据利用数组进行存储，通过选择结构分析，动态生成触控按钮以及绑定单击事件，动态生成文本录入框，对背景图片通过文件路径读取的方式进行更换，实现人机界面页面触控切换，文本框显示定位，数据录入等功能。
目 录
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 人机界面模拟的研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文主要内容 2
1.4 论文组织结构 2
第2章 仿真对象介绍 3
2.1 迪文人机界面屏 3
2.1.1 迪文屏介绍 3
2.1.2 迪文屏开发流程 4
2.2 迪文屏辅助软件介绍 5
2.3 触控配置文件说明 5
2.3.1 按钮代码说明 5
2.3.1 文本录入 6
2.4 本章小结 7
第3章 软件系统分析 8
3.1 需求分析 8
3.1.1 用户分析 8
3.1.2 系统定义 8
3.2 可行性分析 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 3.2.1 功能可行性 8
3.2.2 技术可行性 9
3.3 系统设计目标和原则 9
3.4 功能设计 10
3.4.1 登陆窗口 10
3.4.2 触控、图片文件载入窗口 10
3.4.3 动态模拟窗口 10
3.5 本章小结 11
第4章 软件系统实现 12
4.1 登陆窗口实现 12
4.1.1 主窗口设计 12
4.1.2 安全验证窗口设计 13
4.2 载入窗口实现 14
4.2.1 载入窗口设计 14
4.2.2 二进制文件读取 15
4.3 动态模拟窗口的实现 17
4.3.1 动态模拟窗口程序流图 17
4.3.2 动态模拟窗口触控文件读取与转化 18
4.3.3 背景图片的读取 19
4.3.4 动态模拟窗口按钮及文本框的定义 20
4.3.5 按钮单击动作的设计实现 21
4.3.6 选定文本框数值录入的设计实现 24
4.3.7 system 的调用 26
4.4 本章小结 27
第5章 结论与展望 28
5.1 结论 28
5.2 展望 29
参考文献 31
致谢 33
附录 34
附录1:英文原文及翻译 34
第1章 绪论
1.1 人机界面模拟的研究背景及意义
随着社会科学技术的进步，以及社会经济的发展，人机界面屏已经在工业生产和人民生活中起到了十分重要的作用，人机界面屏以其低廉的价格，直观的显示操作模式，以及方便快捷的优势，逐渐取代计算机被许多行业所应用。以迪文人机界面屏为代表的人机界面交互屏，可以在用户层面上实现数据和图像的显示功能，也可以通过串口通信对工业系统进行监管控制。
然而，在社会生产生活中，如此大规模使用的人机界面屏幕，却存在着一个不小的问题，以迪文人机界面屏为例，现如今没有任何一个可以用来满足工程师开发模拟需求的模拟软件，开发者只能通过人机屏的编辑软件dgus来进行界面显示和操作的编辑，而后通过串口将其下载到迪文人机界面屏上进行操作和测试，开发过程十分麻烦。如果没有可用的人机交互屏幕，开发者就无法完成设计和调试工作。
所以，一个能让任何使用者都能简单、快捷的完成人机界面屏调试的模拟环境是尤为重要的。该模拟软件可以给初学者提供一个免费学习的机会，也可以给熟练者一个方便快捷的模拟环境。在这种要求下，便出现了对于人机界面屏模拟软件的开发需求。
1.2 国内外研究现状
在国内人机界面屏市场中，一方面，由于生产厂商惧怕因开发出相应软件，而造成其生产的人机界面屏幕的销售量受到影响。另一方面，因为软件开发工作十分繁琐。所以目前并没用人机界面屏幕模拟方面的任何软件，在国内基本属于空白领域，开发者们基本只能通过购买不同品牌的人机界面屏幕，下载其对应的辅助开发软件，编写程序后生成触控和显示文件，将生成文档通过下载串口发送到人机界面屏幕，来进行运行和调试。而目前国外的一些厂家，也并没有开发出功能强大的模拟软件。据查询相关资料得知，目前只有三菱工控屏开发过类似的仿真软件，命名为GT Simulator，可以在电脑中虚拟鼠标触控功能，但是其功能相对比较局限，最终还是要通过连接三菱工程控制机来进行调试，而且该软件并没有提供免费的下载渠道。
本模拟软件设计要求的课题提出，是对于涉足该领域的一次大胆尝试，因此本文设计，以模拟真实人机界面屏模作为切入点，进行了大量的分析和详尽的准备，依据《迪文+DGUS屏用户开发指南》 ，进行软件设计和开发。
1.3 论文主要内容
本文的目的是设计人机界面屏模拟软件，设计目标是实现迪文人机界面屏的页面切换、文本录入等功能，该软件的设计过程完全按照软件工程的原理和方法，基于微软visual studio 2012的环境开发的，采用c#编程语言作为开发工具，运用visual studio 2012的窗口程序作为平台，来实现人机界面模拟软件的开发。本设计的主要工作包括，载入人机界面屏中存储的触控文件，读取、转换、存储其二进制机内码，完成人机界面屏的模拟，实现触控区域按钮定义、页面切换、文本框定义、数据录入等功能。
1.4 论文组织结构
本文共分为五个章节,通过如下方式组织了论文的每一个方面的内容:
一、绪论,介绍相关的人机界面模拟软件的研究背景及意义，对仿真对象进行了介绍以及国内外该领域软件的研究现状，最后还介绍论文的主要内容和对应的组织结构。
二、仿真对象介绍，对模拟对象迪文人机界面屏进行了介绍，描述了其运行方式，辅助开发软件dgusv4.92，分析并介绍了13.bin的数据结构。
三、软件系统分析,主要从软件系统的需求综述和用户需求方面，说明了系统的需求分析过程,采用合理科学的手段进行系统设计,对于系统定义，系统功能性，以及系统的功能可行性进行了详尽的分析与阐述，以便于设计的后期实现和编码。
目 录
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 人机界面模拟的研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文主要内容 2
1.4 论文组织结构 2
第2章 仿真对象介绍 3
2.1 迪文人机界面屏 3
2.1.1 迪文屏介绍 3
2.1.2 迪文屏开发流程 4
2.2 迪文屏辅助软件介绍 5
2.3 触控配置文件说明 5
2.3.1 按钮代码说明 5
2.3.1 文本录入 6
2.4 本章小结 7
第3章 软件系统分析 8
3.1 需求分析 8
3.1.1 用户分析 8
3.1.2 系统定义 8
3.2 可行性分析 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 3.2.1 功能可行性 8
3.2.2 技术可行性 9
3.3 系统设计目标和原则 9
3.4 功能设计 10
3.4.1 登陆窗口 10
3.4.2 触控、图片文件载入窗口 10
3.4.3 动态模拟窗口 10
3.5 本章小结 11
第4章 软件系统实现 12
4.1 登陆窗口实现 12
4.1.1 主窗口设计 12
4.1.2 安全验证窗口设计 13
4.2 载入窗口实现 14
4.2.1 载入窗口设计 14
4.2.2 二进制文件读取 15
4.3 动态模拟窗口的实现 17
4.3.1 动态模拟窗口程序流图 17
4.3.2 动态模拟窗口触控文件读取与转化 18
4.3.3 背景图片的读取 19
4.3.4 动态模拟窗口按钮及文本框的定义 20
4.3.5 按钮单击动作的设计实现 21
4.3.6 选定文本框数值录入的设计实现 24
4.3.7 system 的调用 26
4.4 本章小结 27
第5章 结论与展望 28
5.1 结论 28
5.2 展望 29
参考文献 31
致谢 33
附录 34
附录1:英文原文及翻译 34
第1章 绪论
1.1 人机界面模拟的研究背景及意义
随着社会科学技术的进步，以及社会经济的发展，人机界面屏已经在工业生产和人民生活中起到了十分重要的作用，人机界面屏以其低廉的价格，直观的显示操作模式，以及方便快捷的优势，逐渐取代计算机被许多行业所应用。以迪文人机界面屏为代表的人机界面交互屏，可以在用户层面上实现数据和图像的显示功能，也可以通过串口通信对工业系统进行监管控制。
然而，在社会生产生活中，如此大规模使用的人机界面屏幕，却存在着一个不小的问题，以迪文人机界面屏为例，现如今没有任何一个可以用来满足工程师开发模拟需求的模拟软件，开发者只能通过人机屏的编辑软件dgus来进行界面显示和操作的编辑，而后通过串口将其下载到迪文人机界面屏上进行操作和测试，开发过程十分麻烦。如果没有可用的人机交互屏幕，开发者就无法完成设计和调试工作。
所以，一个能让任何使用者都能简单、快捷的完成人机界面屏调试的模拟环境是尤为重要的。该模拟软件可以给初学者提供一个免费学习的机会，也可以给熟练者一个方便快捷的模拟环境。在这种要求下，便出现了对于人机界面屏模拟软件的开发需求。
1.2 国内外研究现状
在国内人机界面屏市场中，一方面，由于生产厂商惧怕因开发出相应软件，而造成其生产的人机界面屏幕的销售量受到影响。另一方面，因为软件开发工作十分繁琐。所以目前并没用人机界面屏幕模拟方面的任何软件，在国内基本属于空白领域，开发者们基本只能通过购买不同品牌的人机界面屏幕，下载其对应的辅助开发软件，编写程序后生成触控和显示文件，将生成文档通过下载串口发送到人机界面屏幕，来进行运行和调试。而目前国外的一些厂家，也并没有开发出功能强大的模拟软件。据查询相关资料得知，目前只有三菱工控屏开发过类似的仿真软件，命名为GT Simulator，可以在电脑中虚拟鼠标触控功能，但是其功能相对比较局限，最终还是要通过连接三菱工程控制机来进行调试，而且该软件并没有提供免费的下载渠道。
本模拟软件设计要求的课题提出，是对于涉足该领域的一次大胆尝试，因此本文设计，以模拟真实人机界面屏模作为切入点，进行了大量的分析和详尽的准备，依据《迪文+DGUS屏用户开发指南》 ，进行软件设计和开发。
1.3 论文主要内容
本文的目的是设计人机界面屏模拟软件，设计目标是实现迪文人机界面屏的页面切换、文本录入等功能，该软件的设计过程完全按照软件工程的原理和方法，基于微软visual studio 2012的环境开发的，采用c#编程语言作为开发工具，运用visual studio 2012的窗口程序作为平台，来实现人机界面模拟软件的开发。本设计的主要工作包括，载入人机界面屏中存储的触控文件，读取、转换、存储其二进制机内码，完成人机界面屏的模拟，实现触控区域按钮定义、页面切换、文本框定义、数据录入等功能。
1.4 论文组织结构
本文共分为五个章节,通过如下方式组织了论文的每一个方面的内容:
一、绪论,介绍相关的人机界面模拟软件的研究背景及意义，对仿真对象进行了介绍以及国内外该领域软件的研究现状，最后还介绍论文的主要内容和对应的组织结构。
二、仿真对象介绍，对模拟对象迪文人机界面屏进行了介绍，描述了其运行方式，辅助开发软件dgusv4.92，分析并介绍了13.bin的数据结构。
三、软件系统分析,主要从软件系统的需求综述和用户需求方面，说明了系统的需求分析过程,采用合理科学的手段进行系统设计,对于系统定义，系统功能性，以及系统的功能可行性进行了详尽的分析与阐述，以便于设计的后期实现和编码。
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