虚拟仪器软面板设计技术

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1、2002年9月襄樊学院学报Sept.，2002第23卷第5期JournalofXiangfanUniversityVol.23No.5虚拟仪器软面板设计技术刘传清，胡荣玉（襄樊学院物理学系，湖北襄樊441053）摘要：虚拟仪器软面板是人机交互的接口，直接影响虚拟仪器的易用性、可操作性、可维护性.文章阐述了仪器面板设计的几种常用方法，并给出了实例.关键词：虚拟仪器；软面板；面向对象；Labview中图分类号：TP311.11文献标识码：A文章编号：1009-2854（2002）05-0014-04虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器，它是计算机资源、模块化功能硬件与用于数据分析、

2、过程通信及图形用户界面的应用软件的有机结合.它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板，完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能.在虚拟仪器(VirtualInstrument)控制软件的开发与设计中，虚拟面板是其中的核心部分，它不仅为用户提供美观、方便、快捷的高级交互界面，而且通常具有与传统仪器相似的面板图案，另外，这部分还集成了各种不同仪器的物理面板，如示波器、万用表、温度计、信号发生器等等，使用户可以根据需要进行选择，因此，虚拟仪器控制面板的设计是该系统中很关键技术之一.虚拟仪器的软件开发平台应该提供一个图形化的编程设计环境，值得一提的是NI的LabView和LabWindows及

3、HP的VEE以及面向对象技术和目前采用的“基于组件的软件开发技术”(Component－BasedDevelopment).1虚拟仪器面板设计原则虚拟仪器不同于传统仪器，最突出的一点就是人机界面（MMI）的根本性变革，借助于计算机的强大处理功能和扩展功能，仪器变得更加易于使用.虚拟仪器的面板设计也是—个值得注意和需要探讨的问题，在拥有良好性能的前提下，面板设计的好坏直接影响仪器的整体水平.虚拟仪器软面板是用户用来操作仪器，与仪器进行通讯，输入参数设置，输出结果显示的用户接口.其一般的设计原则是：(1)按照一定的规范设计软面板，使面板具有标准化、开放性、可移植性软面板必须在计算机屏幕上提

4、供图形化用户接口，提供主要测试、测量功能.用户可在软面板上通过鼠标或触摸屏来交互控制仪器.软面板应是不依赖任何程序开发环境的能独立运行的程序.软面板在运行时自动连接器件，如果连接时找到了不止一个器件时，应由用户来选择.连接时用一个指示灯表示是否连接通，如果连接通，指示灯变色，如果没有连接上，指示灯显示背景色.软面板布局分标题栏、应用区，还应提供仪器的硬件版本、软件版本信息，提供帮助信息来帮助用户熟悉仪器的功能及操作.(2)根据测试要求确定仪器功能根据测试任务确定每个仪器面板的具体测试、测量功能，开关、控制等设置要求.(3)按照一定的美学原则设计软面板软面板的设计不仅是一个工程设计问题，

5、还涉及到人对面板的认可和欣赏问题.面板设计时，界面要简洁，不能太复杂，按照功能讲行分屏显示：显示界面不能太多，层次太深，以免增加操作上的难度：界面颜色搭配要合理，不要太鲜艳，容易造成视觉疲劳.设计中的美学问题只有在实践中慢慢摸索，不断提高.收稿日期：2002-03-20；修订日期：2002-06-20基金项目：湖北省教育厅资助项目2000B50004作者简介：刘传清（1964-），男，湖北鄂州人，襄樊学院物理学系副教授.第23卷第5期襄樊学院学报2002年第5期2虚拟仪器面板常用设计方法2.1采用面向对象设计方法设计软面板客观系统是由许多实体和事物组成，每种实体有各自的属性，实体间相互

6、联系和影响，形成了系统的不同特性.面向对象设计按照人们认识事物的方法，将系统分解成相互联系的对象，每一个对象有自己的属性、行为.对象作为独立前主体，将自己所有的信息都保存在自身中，对象的内部状态对其它对象是隐蔽的，对象间通过端口发送消息进行联系.对象间的关系包括嵌套和派生.在嵌套关系中，一个或几个对象以成员的方式包含在另一个对象中.在派生关系中，一个对象继承另一个对象的特性，同—类对象的特性不必重复描述.嵌套和派生关系体现了对象间的层次关系.对象是独立的实体，可以独立运行.对象具有封装性、继承性.因此面向对象设计实现了软件重用、资源共享，使系统易修改、易扩充、易重用.按照面向对象的设计

7、思想，一个虚拟仪器集成系统由多个虚拟仪器组成，每个虚拟仪器均由软面板控制.软面板由大量的虚拟控件组成.对于虚拟仪表系统，可以将其仪表面板对象划分为基本的图形元素和专用面板对象两类，基本的图形元素即图元包括直线、矩形、椭圆、多边形和文本等；专用面板对象包括按钮、开关、旋钮、动态调节器等面板控制控件和指示灯、数字仪表、指针仪表、图像显示器、示波器等面板显示控件以及其它特殊显示控件.图1描述了面向对象的层次关系.直线基本图形文本旋钮对象类控制元件库开