一種HCI自適應的解決辦法

　　5 工程應用

　　5.1 工程介紹

　　我們在一個(gè)系列工程中采用了以下方案構造HCI的菜單體系。某公司研發(fā)一款嵌入式的數據采集產(chǎn)品，該產(chǎn)品的代碼與數據獨立存儲在兩個(gè)Flash芯片，通過(guò)采集外界的模擬量和數字量對其處理后進(jìn)行輸出。產(chǎn)品的人機交互界面采用按鍵、LED數碼管，計算控制單元采用飛思卡爾半導體的微處理器Coldfire V2系列，該CPU基于變長(cháng)RISC處理器核心，具有32位地址線(xiàn)和數據線(xiàn)以及集成的調試模塊，MAC／eMAC單元能提供高性能的品質(zhì)。

　　嵌入式操作系統采用Nucleus PLUS，Nucleus PLUS實(shí)時(shí)操作系統是Accelerated Technology公司開(kāi)發(fā)的嵌入式RTOS產(chǎn)品，只需一次性購買(mǎi)Licenses，就可以獲得操作系統的源碼。最終是以C庫的形式提供給用戶(hù)，可以選擇所需要的部分鏈入到應用程序中。具有如下特性：

　　1）快速響應時(shí)間：對臨界資源的檢測時(shí)間不依賴(lài)于占有該臨界資源的線(xiàn)程執行時(shí)間長(cháng)短，一旦低優(yōu)先級線(xiàn)程釋放掉臨界資源（不管其是否執行完），高優(yōu)先級線(xiàn)程就會(huì )搶占運行。

　　2）模塊相互獨立：每個(gè)任務(wù)的執行時(shí)間和其他任務(wù)的處理時(shí)間無(wú)關(guān)。

　　3）較高吞吐量：隨著(zhù)任務(wù)數目的增多，任務(wù)的調度時(shí)間為常數。

　　4）具有可擴展性：利用現有系統調用的結合可得到新的系統調用。

　　5.2 驗證過(guò)程

　　我們擬在這個(gè)項目開(kāi)發(fā)中實(shí)現普適設備的嵌入式人機交互界面，在其中應用可適應性的思想。

　　首先是硬件設計，該產(chǎn)品設計了8個(gè)Ied數碼管，8個(gè)按鍵Key1～Key8。這部分設計的功用體現在兩個(gè)方面：

　　1）數據采集設備通過(guò)LED顯示采集的數據和處理結果；

　　2）用戶(hù)通過(guò)按鍵可以查看和設置設備的參數。

　　其次是一些必要的定義，對按鍵的功能通過(guò)項目組討論做了如表1的定義。

　　表1的定義給消息定義提供一個(gè)依據。按功能鍵送入一個(gè)OK消息，按取消鍵則發(fā)送了一個(gè)CANCEL消息，其他按鍵事件以此類(lèi)推。于是我們便得到一個(gè)消息枚舉量的定義。

表1 按鍵定義

　　界面狀態(tài)定義。把人機交互工作分為工作、驗證和設置狀態(tài)。每種狀態(tài)用一個(gè)MenuStatus枚舉常量表示，NORMAL表示工作狀態(tài)，CHECKI-NG表示驗證狀態(tài)，SETHNG表示設置狀態(tài)。正常工作時(shí)處于NORMAL狀態(tài)，一旦按下功能鍵會(huì )進(jìn)入菜單成為驗證或設置態(tài)。

　　交互行為定義如下：

　　1）常態(tài)時(shí)默認為各通道實(shí)時(shí)數據循環(huán)顯示，有報警時(shí)，可顯示報警標識；

　　2）默認常態(tài)下按功能鍵進(jìn)入1層菜單，按上翻鍵、下翻鍵顯示1-、2-、3-、…、14-Reset；

　　3）狀態(tài)2-和狀態(tài)4-可用作擴展；

　　4）狀態(tài)3-時(shí)，按功能鍵進(jìn)入日期時(shí)間設置菜單，按上翻鍵、下翻鍵顯示日期、時(shí)間，設置好后，按功能鍵確定退出；

　　5）狀態(tài)4-時(shí)，按功能鍵進(jìn)入參數設置菜單，按上翻鍵、下翻鍵顯示4-1、4-2、4-3……、4-19，表示通道選擇；

　　狀態(tài)4-x時(shí)，按功能鍵進(jìn)入x通道的參數設置菜單，按上翻鍵、下翻鍵顯示4-x-O、4-x-2、4-x-3、…、4-x-8時(shí)，按功能鍵進(jìn)入x通道的y（0≤y≤8）參數設置菜單，按加1鍵、減1鍵和移位可以進(jìn)行參數修改操作；修改好參數按功能鍵確定退出；

　　6）在任一狀態(tài)時(shí)，按Key7則返回上層；

　　7）在任一狀態(tài)時(shí)，按取消鍵可返回常態(tài)。

　　然后按照上面定義的交互行為，定義菜單節點(diǎn)的功能函數。在菜單的創(chuàng )建時(shí)把函數的指針賦值給節點(diǎn)。該模型同樣可以用于實(shí)現通過(guò)通信進(jìn)行的交互。

　　上述HCI的實(shí)例，不但實(shí)現簡(jiǎn)潔，開(kāi)發(fā)效率高，而且是結構開(kāi)放性的，便于界面規模的控制。

　　6 結束語(yǔ)

　　通過(guò)工程實(shí)踐驗證，該基于可適應性考慮的嵌入式HCI方案有如下特點(diǎn)：

　　1）易于維護，在拓撲結構不變的情況下，隨按鍵或輸入的不同，數據結構易于加以修改。菜單節點(diǎn)可以隨實(shí)際項目需求增減成員，代理類(lèi)也可隨實(shí)際需求修改。

　　2）開(kāi)放性好，便于擴展。只要內存容量允許，菜單規模理論上不受限，并且增刪節點(diǎn)容易實(shí)現。菜單結構可以靜態(tài)聲明，也可以使用動(dòng)態(tài)內存分配。

　　3）通用性強，不但適應于Led數碼管與按鍵的組合，而且適應于LCD屏幕與按鍵或觸摸屏。只要是用戶(hù)與系統交互，能產(chǎn)生消息驅動(dòng)的地方都可以使用。

　　4）效率高，從根節點(diǎn)到任一節點(diǎn)的路由不需要軟件實(shí)現，由用戶(hù)交互決定。雖然是網(wǎng)狀模型，但對用戶(hù)而言，從功能上仍是個(gè)層狀結構，脈絡(luò )比較清楚，容易被開(kāi)發(fā)人員掌握。

　　另外，在具體應用中，可適應性的實(shí)現還可能以混合的模式出現。

　　未來(lái)的研究是考察在宿主機與目標機交互的情況下，如何實(shí)現HCI方案到目標機的遷移，實(shí)現目標機HCI動(dòng)態(tài)配置。