嵌入式图编程的异构域数据描述方法研究

论文摘要

图编程方式是软件开发模式的一种新方法,能充分体现软件复用技术,具有开发效率高、专业要求低、代码质量高等优点,可被广泛应用到各个领域,是未来软件发展的方向。目前,图编程技术的研究尚处初级阶段,特别是在嵌入式领域,由于缺少图编程数据的描述规范,尤其是缺少支持跨平台功能的嵌入式图编程技术,导致各种图编程工具严重依赖于专用的编译器,控件开发过程复杂,难以满足跨平台要求。因此,研究嵌入式图编程的数据描述规范具有重要的意义,它是实现跨平台技术的关键问题。本文对嵌入式图编程领域数据描述模型的共性化特征进行了研究,提出了一种基于xML的图编程数据描述方法,重点给出了图编程数据在嵌入式异构域上的描述规范。首先,文章通过研究现有图编程技术,针对目前图编程工具的不足,提出了一种新式的嵌入式图编程设计思想,使得不同行业的图编程数据可以归一到一个编译器上去解析编译,克服了现有图编程技术在跨平台能力上的不足。其次,在总结分析各种图形控件的基础上,提出了元构件模型,将图元信息抽象为基本信息、基本组成图形信息、外观属性信息、运算功能信息、事件动作信息和接口信息六大构件元素集合。再次,为了规范图元关系描述,建立了图元构件关系模型,并用形式化的数学描述表达式来表示图元构件关系,给出了图元构件关系的相关定义和性质。接着利用根树结构和图论思想将图元构件关系有向图转换为数学描述表达式。此外,为了满足不同行业的应用需求,方便领域用户直接使用大粒度的复杂图形控件,介绍了行业构件的开发流程,提出了行业构件模型和应用工程数据描述模型,并给出应用工程数据的自动转换过程。该部分内容为异构域图编程数据的自动转换和行业构件的自动生成提供了依据。最后,通过人机界面应用实例和梯形图应用实例验证了该方法的可行性和有效性。上述研究已在嵌入式工控领域得到了初步应用,可泛化到嵌入式图编程的各个应用领域,为将来嵌入式图编程的通用跨平台技术奠定理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 论文的主要工作和创新点
• 1.2.1 论文主要工作
• 1.2.2 论文主要创新点
• 1.3 论文组织结构
• 第二章 相关研究综述及本文设计思想
• 2.1 图编程综述
• 2.1.1 图编程及其发展
• 2.1.2 图编程工具研究现状
• 2.2 嵌入式图编程关键技术研究现状
• 2.2.1 嵌入式构件技术
• 2.2.2 图形化设计与描述技术
• 2.2.3 自动生成技术
• 2.2.4 跨平台技术
• 2.3 目前图编程技术存在的不足
• 2.4 本文设计思想及实现方案
• 2.4.1 本文设计思想
• 2.4.2 具体实现方案
• 第三章 元构件描述
• 3.1 相关概念定义
• 3.2 图元构件分析及构件元素
• 3.2.1 图元构件分析
• 3.2.2 构件元素
• 3.3 图元构件状态转移描述
• 3.3.1 功能块执行控制表
• 3.3.2 图元构件状态转移模型
• 3.4 元构件模型及描述
• 第四章 图元构件关系描述
• 4.1 图元构件关系模型及描述
• 4.1.1 传递关系
• 4.1.2 依赖关系
• 4.1.3 合作关系
• 4.1.4 隶属关系
• 4.2 图元构件关系的数学描述表达式
• 4.2.1 根树生成算法
• 4.2.2 图元关系数学描述表达式的生成算法
• 4.3 图元构件组合操作
• 4.3.1 添加传递关系
• 4.3.2 添加依赖关系
• 4.3.3 添加合作关系
• 第五章 行业构件模型及应用工程数据描述
• 5.1 描述策略
• 5.2 行业构件开发流程
• 5.2.1 划分领域功能模块
• 5.2.2 设计表现层
• 5.2.3 设计执行层
• 5.2.4 生成行业构件描述文件
• 5.2.5 加入行业构件库
• 5.3 行业构件模型
• 5.4 应用工程数据描述模型
• 5.5 应用工程数据的自动转换
• 第六章 应用实例
• 6.1 人机界面应用实例
• 6.1.1 工控领域常用模块分析
• 6.1.2 应用实例
• 6.1.3 温度监控行业构件的开发
• 6.1.4 温度监控行业构件的描述
• 6.1.5 人机界面实例的非规范及规范化描述文件
• 6.2 梯形图应用实例
• 第七章 结论与展望
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 进一步工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要