学士学位论文（设计）开题报告学生姓名甄宣鑫所在院系物理与电子科学学院所在班级1005指导教师李艳生学生学号2010112030507专业方向电子信息工程开题时间2014年2月17日导师职称实验师论文题目组态软件中图形用户界面的设计与实现文献综述：组态软件，一般是指一种面向过程监控与数据采集的软件平台，通常也称作人机交互界面（HMI），而更广义上的说法，组态是关键，主要指一种软件工程思想。

对于前者，是目前讨论最多也是运用得最多的，在工业控制领域，已经形成了完善的体系结构。

而后者我们说它是一种思想也毫不为过，因为这种思想的提出能够真正的解决软件开发周期长、维护费用高、软件自定义等问题。

它让软件的开发工作单独的交给专业人员，而软件真正功能的实现和运用，则只需要用户（操作员）选择并组装好即可。

这样的组态软件其实要分为两部分，一部分作为组态环境，另一部分作为运行环境。

在组态环境中，将向用户提供功能丰富的组件以及多种配置操作，由用户自由的定制出需要的应用，经过特定的操作后（如编译或串行化），再由用户选择将该应用发布到其需要的目标生产环境上。

而目标生产环境就是组态软件的运行环境，在该环境下软件可以按照预先的设计和配置情况来进行工作。

这两部分环境的工作其实是无所谓轻重的，它们要彼此相互依存才能完成所有的工作。

两者的区别之处主要是功能划分上的不同。

组态环境要完成的工作主要有组件的功能的描述、图形表示、人机交互（用户对软件进行配置）等。

而运行环境的主要工作就是要对前者发布的软件进行解析、重新构造、呈现、运行、交互（人机、设备）等。

目前组态软件在不同领域都有不同的发展，正如之前提到的，在工业控制领域，组态软件率先被提出来，而现如今，这个领域也是组态软件应用最广泛的领域，国内外的硬件，软件厂商都有成熟的产品用于实际的生产环境。

在其他领域，受到各方面因素的影响，就远没有像工控领域那样成熟，不过事物的发展规律告诉我们，优秀的东西总是会被模仿，学习，发展。

近些年，随着计算机技术的快速发展，嵌入式系统也趋于成熟，已经有越来越多的开发人员注意到可以把组态软件应用到其他领域中去。

像化验分析、虚拟仪器、测试、信号处理等较为宽泛的范围都会有应用，具体的就有如设备管理或资产管理、电网系统信息化建设、先进控制或优化控制系统、智能建筑、公共安全监控与管理、工业仿真系统、城市官网系统实时监控及调度等领域都取得了一定的发展。

从组态软件的总体发展趋势来看，正是应用领域越来越多，组态软件更加的值得广大软件开发工程师、科研单位、学校进行研究和学习，从而为我国信息化建设做出一些贡献。

此外，组态软件本身是一个大系统，只有不断的完善才能让它工作得更好。

总的来说，要实现一套组态软件系统，并且让它顺应发展趋势，提供丰富的功能，必须解决的关键点可以按工作环境可以概括为：1、组态环境：（1）组件的图形抽象。

以及图元的设计，这其实就是要求如何把一个现实中真实存在的器件或设备抽象成一个图形，并且这个图形还包含有这种组件的工作的抽象，例如表示一个电路开关的图形，就必须定义开关具体是指什么操作。

（2）通信。

这里的通信主要有组件间的通信、设备间的通信、组态环境与运行环境的通信。

（3）组态软件（应用程序）的发布。

像运行时组态这种思想的提出，就要求软件的组态是在设备运行时进行的，那么如何解决好发布也是一个重点.2、运行环境：（1）数据的处理。

数据的处理包括采集、存储、交换、传递等，主要的对象就是组件中的数据。

例如，我的运行环境可能不需要直接展示运行效果，而要在某个接入互联网的Web浏览器上来查看，这就要求我们的数据不是值存在于运行时的，是可以移动再处理的。

（2）软硬件的适配，结合。

是的，任何软件的运行都离不开硬件，不解决好这之间的沟通和协调，什么都做不了。

这一关键点要做的就是运行环境和底层设备的适配工作，可能我们需要一种解释引擎来完成软件的读取、解析等工作，同时还要让这个引擎能够执行某种脚本类型的微型语言，这都要求底层设备或者底层操作系统能够提供完整的支持。

关键问题能不能解决，关系到整个项目能否继续。

我们关心的越多，考虑得越详细，就能少出问题多出成果。

参考文献：[1] 葛玻.工控组态软件的对比及应用[J].计算机测量与控制,2002.10,10(8).[2] 罗援.工控组态软件的开发[D].贵州大学硕士研究生学位论文,2008.[3] 朱小菲.工控组态软件的设计与实现[D].吉林大学硕士学位论文,2005.[4] 钟伟红.工控组态软件的现状及发展[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2006,5(25).[5] 李学忱.工控组态软件运行平台的研究与实现[D].大连理工大学硕士学位论文,2005.[6] 吴修国.工控组态软件中图形组态子系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2001,14(7).[7] 张国应.工业控制中嵌入式组态软件设计[D].华中科技大学硕士学位论文,2004.[8] 倪旻.工业控制组态软件的产品对比及发展趋势[J].测控技术,2000,19(9).[9] 张利.基于ActiveX的Web组态软件及其浏览器的研究[J].仪器仪表学报,2007,28(10).[10] 李晓鹿.基于C#的上位机监控组态软件的设计与开发[D].济南大学硕士学位论文,2010.[11] 张金辉.基于COM组件的组态软件的研究与开发[D].西北工业大学硕士学位论文,2007.[12] 马国华.监控组态软件的相关技术发展趋势[J].自动化博览,2009,02.[13] 宋志崇.监控组态软件的研究与设计[D].大连理工大学硕士学位论文,2008.[14] 马国华.监控组态软件及其应用[M].北京:清华大学出版社.[15] 包艳妮.用于WEB组态软件的组件技术的研究与实现[D].大连理工大学硕士学位论文,2006.[16] 周欣然.组态软件的设计[D].中南大学硕士学位论文,2003.[17] 郭巍.组态软件关键技术[J].电测与仪表,2006,3.[18] 于晶.XML技术在车载信息平台图形用户界面开发中的应用[D].华中科技大学硕士学位论文,2012.[19] 仇浩健.操作系统图形用户界面的研究与实现[D].南京航空航天大学硕士学位论文,2003.[20] 许倩.基于GTK#的仪器图形用户界面开发及应用[D].电子科技大学硕士学位论文,2008.[21] 任妍.面向CAX软件的图形用户界面设计研究[D].南京航空航天大学硕士学位论文,2010.[22] 潘丽丽.面向图形用户界面的自动化测试技术研究[D].湖南大学硕士学位论文,2009.[23] 周斌仲.软件图形用户界面设计[D].武汉理工大学硕士学位论文,2005.[24] 王建民.图形用户界面设计的原则与发展趋势探讨[J].广西艺术学院学报《艺术探索》,2007,21(2).[25] 谭毅.图形用户界面生成工具的设计与实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2002.[26] 祝青园.虚拟仪器测控系统图形用户界面设计[J].中国农业大学学报,2006,11(5):103-106.[27] 许荣斌.一种多平台图形用户界面的研究与设计[D].安徽大学硕士学位论文,2007.[28] 黄洪.一种图形用户界面的XML描述方法与工具开发[J].计算机应用于软件,2011,28(10).[29] 许赞泉.针对图形用户界面的软件测试研究[D].南京航空航天大学硕士学位论文,2003.开题报告(正文)：（1）课题背景和研究意义：首先要指出的是目前所探讨的组态软件多是指工业控制领域中一套成熟的可由用户定制软件的系统。

并且在工业计算机控制中，组态软件应用最为广泛的是实时监控系统中作为数据采集与过程控制的角色。

但笔者认为组态的思想不应当只局限于工控领域，其他领域完全也可以实现出自己的组态软件。

凭借着组态软件强大也是其核心的组态特性，我们有理由相信在未来的组态软件应用领域会越来越多，像Arduino项目(俗称电子积木)，以及最近曝光的Google Project Ara项目(模块化定制手机) 都有组态的影子，将硬件设备模块化，由用户选择加以定制，只不过它们是属于硬件组态。

可以见到，组态软件发展到一定的水平后，平常普通用户也都将会使用到组态的软件、硬件。

为此，研究并学习组态软件不仅是为了提出自己组态软件的实现，也是一种趋势。

（2）研究目标和内容本课题的研究目的是对现有组态软件技术进行综合分析和学习，并对某些实现技术简单的更新，从而得出一套组态软件的实现。

不仅要验证如何开发一套组态软件，还适当的将新技术使用到系统中去。

尽可能的将这些新技术完善，使组态软件的开发有更多技术可以选择，也是对组态软件相关技术的进一步学习。

本课题的主要研究工作是组态软件中与人类交互的图形用户界面的设计，并且以一定的形式进行了将组态软件发布到真实运行环境的试验。

总体完成组态软件系统中组态环境的开发，软件发布手段和发布渠道的研究，以及在运行环境中解析并运行了定制的组态软件。

（3）方案路线1、分析并确定课题任务2、查阅课题需要的相关资料3、了解组态软件4、学习组态软件相关知识，并了解图形用户界面5、学习Android应用程序开发6、研究并实现组态环境的设计7、编写Android应用软件解析XML文档8、完成论文的主要设计并修改论文（4）实施计划2013年11月11日-11月22日确定论文题目2014年3月2日-3月8日查阅文献，填写任务书及开题报告2014年3月9日-3月15日规划设计，初步得出解决方案2014年3月16日-3月22日查找并学习组态软件和图形用户界面相关知识2014年3月23日-4月5日实现PC端组态环境主体程序2014年4月6日-4月19日实现Android端解析程序2014年4月20日-4月26日总体项目调试和程序代码完善2014年4月27日-5月4日整理并撰写各文档，并完成论文初稿交由导师审阅2014年5月5-5月9日修改论文，完成定稿2014年5月10日制作PPT并准备论文答辩2014年5月11日参加论文答辩指导教师意见：签名： 2014 年 3 月 6 日教研室意见：教研室主任签名： 2014 年 3 月 7 日说明1．学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，在指导教师的指导下，完成开题报告。

2．开题报告分两部分，文献综述和报告正文。

文献综述要6篇以上相关文章阅读量，报告正文（2500字）应包括选题背景、研究目标与任务、拟定方案路线、撰写提纲及实施计划等。

3．开题报告一式三份，一份交院系装入毕业论文档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。