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(shù)據(jù)采集產(chǎn)品，該產(chǎn)品的代碼與數(shù)據(jù)獨立存儲在兩個Flash芯片，通過采集外界的模擬量和數(shù)字量對其處理后進行輸出。產(chǎn)品的人機交互界面采用按鍵、LED數(shù)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RISC處理器核心，具有32位地址線和數(shù)據(jù)線以及集成的調(diào)試模塊，MAC／eMAC單元能提供高性能的品質(zhì)。

　　嵌入式操作系統(tǒng)采用Nucleus PLUS，Nucleus PLUS實時操作系統(tǒng)是Accelerated Technology公司開發(fā)的嵌入式RTOS產(chǎn)品，只需一次性購買Licenses，就可以獲得操作系統(tǒng)的源碼。最終是以C庫的形式提供給用戶，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）快速響應時間：對臨界資源的檢測時間不依賴于占有該臨界資源的線程執(zhí)行時間長短，一旦低優(yōu)先級線程釋放掉臨界資源（不管其是否執(zhí)行完），高優(yōu)先級線程就會搶占運行。

　　2）模塊相互獨立：每個任務的執(zhí)行時間和其他任務的處理時間無關。

　　3）較高吞吐量：隨著任務數(shù)目的增多，任務的調(diào)度時間為常數(shù)。

　　4）具有可擴展性：利用現(xiàn)有系統(tǒng)調(diào)用的結合可得到新的系統(tǒng)調(diào)用。

　　5.2 驗證過程

　　我們擬在這個項目開發(fā)中實現(xiàn)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Ied數(shù)碼管，8個按鍵Key1～Key8。這部分設計的功用體現(xiàn)在兩個方面：

　　1）數(shù)據(jù)采集設備通過LED顯示采集的數(shù)據(jù)和處理結果；

　　2）用戶通過按鍵可以查看和設置設備的參數(shù)。

　　其次是一些必要的定義，對按鍵的功能通過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依據(jù)。按功能鍵送入一個OK消息，按取消鍵則發(fā)送了一個CANCEL消息，其他按鍵事件以此類推。于是我們便得到一個消息枚舉量的定義。

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)。正常工作時處于NORMAL狀態(tài)，一旦按下功能鍵會進入菜單成為驗證或設置態(tài)。

　　交互行為定義如下：

　　1）常態(tài)時默認為各通道實時數(shù)據(jù)循環(huán)顯示，有報警時，可顯示報警標識；

　　2）默認常態(tài)下按功能鍵進入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，按功能鍵進入日期時間設置菜單，按上翻鍵、下翻鍵顯示日期、時間，設置好后，按功能鍵確定退出；

　　5）狀態(tài)4-時，按功能鍵進入?yún)?shù)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，按功能鍵進入x通道的參數(shù)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，按功能鍵進入x通道的y（0≤y≤8）參數(shù)設置菜單，按加1鍵、減1鍵和移位可以進行參數(shù)修改操作；修改好參數(shù)按功能鍵確定退出；

　　6）在任一狀態(tài)時，按Key7則返回上層；

　　7）在任一狀態(tài)時，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(jié)點的功能函數(shù)。在菜單的創(chuàng)建時把函數(shù)的指針賦值給節(jié)點。該模型同樣可以用于實現(xiàn)通過通信進行的交互。

　　上述HCI的實例，不但實現(xiàn)簡潔，開發(fā)效率高，而且是結構開放性的，便于界面規(guī)模的控制。

　　6 結束語

　　通過工程實踐驗證，該基于可適應性考慮的嵌入式HCI方案有如下特點：

　　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(shù)據(jù)結構易于加以修改。菜單節(jié)點可以隨實際項目需求增減成員，代理類也可隨實際需求修改。

　　2）開放性好，便于擴展。只要內(nèi)存容量允許，菜單規(guī)模理論上不受限，并且增刪節(jié)點容易實現(xiàn)。菜單結構可以靜態(tài)聲明，也可以使用動態(tài)內(nèi)存分配。

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

　　4）效率高，從根節(jié)點到任一節(jié)點的路由不需要軟件實現(xiàn)，由用戶交互決定。雖然是網(wǎng)狀模型，但對用戶而言，從功能上仍是個層狀結構，脈絡比較清楚，容易被開發(fā)人員掌握。

　　另外，在具體應用中，可適應性的實現(xiàn)還可能以混合的模式出現(xiàn)。

　　未來的研究是考察在宿主機與目標機交互的情況下，如何實現(xiàn)HCI方案到目標機的遷移，實現(xiàn)目標機HCI動態(tài)配置。