摘要：HMI 人機(jī)界面，已成為嵌入式產(chǎn)品中的重要的一環(huán)，為客戶帶來(lái)最直觀的體驗(yàn)。一個(gè)高效且優(yōu)質(zhì)的 HMI 解決方案，能讓產(chǎn)品在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得巨大的優(yōu)勢(shì)。

1. HMI 是什么？

??HMI（Human Machine Interface）人機(jī)界面，是用戶與設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)之間交互信息的窗口。將設(shè)備的狀態(tài)、數(shù)據(jù)等信息以人類能夠接受的圖形化界面呈現(xiàn)給用戶，同時(shí)能夠通過(guò)按鍵、觸摸等方式，接收用戶期望的控制命令，并做出響應(yīng)。

2. 嵌入式 HMI 興起

??所有需要與機(jī)器進(jìn)行交互的領(lǐng)域，都存在人機(jī)界面。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，各種嵌入式人機(jī)交互產(chǎn)品也不斷的涌現(xiàn)出來(lái)，成為了各個(gè)行業(yè)中不可或缺的一部分。智能家具、工業(yè)控制、汽車儀表、移動(dòng)終端等都離不開(kāi)人機(jī)界面。

3. HMI 組態(tài)軟件

??各種嵌入式人機(jī)界面產(chǎn)品的不斷推出，人們發(fā)現(xiàn)UI界面開(kāi)發(fā)不僅難度高而且繁瑣，研發(fā)投入巨大。迫切需要一個(gè)可以降低UI開(kāi)發(fā)難度，提高開(kāi)發(fā)效率的解決方案。

??因此，組態(tài)軟件誕生了。各種UI引擎，配套設(shè)計(jì)工具，提供以拖拽、配置、繪畫(huà)等UI開(kāi)發(fā)方式，取代以往的代碼編輯方式，實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得的效果，大大降低了UI的開(kāi)發(fā)難度。

4. 嵌入式腳本引擎

??在組態(tài)軟件的推動(dòng)下，UI界面的軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)入了圖形化編程時(shí)代。但是UI界面只是 HMI 的一部分，HMI 顯示的數(shù)據(jù)以及輸入控制的響應(yīng)，都離不開(kāi)與設(shè)備進(jìn)行通信，和數(shù)據(jù)的解析、處理。

??各種各樣的應(yīng)用場(chǎng)景，復(fù)雜的通信協(xié)議，無(wú)窮無(wú)盡的用戶業(yè)務(wù)需求，仍舊需要進(jìn)行大量的定制化開(kāi)發(fā)。這部分工作依舊需要專業(yè)化的人員投入，進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)。

??面對(duì)不斷增加和變化的需求，HMI 開(kāi)發(fā)也越來(lái)越吃力，人們急需一個(gè)可以兼顧UI顯示和業(yè)務(wù)擴(kuò)展的解決方案。

??為此，各種腳本引擎被搬到了嵌入式系統(tǒng)中，通過(guò)腳本來(lái)滿足用戶的各種自定義業(yè)務(wù)，這不失為一個(gè)好辦法。

??但這并不完美，引入了腳本，確實(shí)帶來(lái)了便捷和可擴(kuò)展性，但各種腳本語(yǔ)言同樣存在開(kāi)發(fā)難度，對(duì)編程水平有較高的要求，與 “簡(jiǎn)單” 背道而馳了。

5. EsDA 將簡(jiǎn)單進(jìn)行到底

難道真的不存在一種既簡(jiǎn)單，又兼顧靈活擴(kuò)展的 HMI 解決方案么？

??EsDA(Embeded system Design Automation) 開(kāi)發(fā)套件 ，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，由多種軟件組成的軟件過(guò)程管理和開(kāi)發(fā)的工具，致力于解決嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各種問(wèn)題。簡(jiǎn)單易用，穩(wěn)定可靠，就是 EsDA 堅(jiān)持的核心。

??EsDA 包含了多種嵌入式軟件框架和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)器，通過(guò)幾款軟件的配合，可以為 HMI 開(kāi)發(fā)提供一站式解決方案。

5.1 UI 設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

??EsDA 套件中集成了一個(gè)高性能、低消耗的UI引擎（AWTK），并配套有一個(gè)簡(jiǎn)單易用的組態(tài)軟件（AWTK Designer）。

5.2 應(yīng)用業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)

??EsDA 套件中配套一個(gè)圖形化編程工具（AWFlow Designer）和運(yùn)行引擎（AWFlow）。以拖拽節(jié)點(diǎn)、繪制數(shù)據(jù)流圖的方式，來(lái)完成嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)。

AWFlow 詳細(xì)介紹 https://z.zlg.cn/articleinfo?id=852969

基于 AWFlow 軟件可以快速搭建出 HMI 的應(yīng)用業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)處理。

AWFlow 提供了豐富的功能節(jié)點(diǎn)資源，其中包含大量的工業(yè)通信協(xié)議（CAN/CANFD、CANOPEN、Modbus、MQTT、Ethernet IP、OPC UA、EtherCAT、POWERLINK、DeviceNET…)。

5.3 自定義邊緣計(jì)算

??在應(yīng)用業(yè)務(wù)中，常常需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理，如數(shù)據(jù)運(yùn)算、壓縮、解析等。

??EsDA 套件中，提供了一個(gè)積木式的圖形化編程工具（AWBlock），通過(guò)拖拽積木拼接業(yè)務(wù)邏輯，從而取代復(fù)雜繁瑣的腳本編輯。

AWBlock詳細(xì)介紹 https://z.zlg.cn/articleinfo?id=852971

5.4 UI 與業(yè)務(wù)有機(jī)結(jié)合

??前端UI設(shè)計(jì)與后端系統(tǒng)業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)，是 HMI 軟件開(kāi)發(fā)最為頭痛的的一個(gè)問(wèn)題。軟件耦合程度越深，后期需求變化和迭代的難度就越大。

??為此，EsDA 提供了一個(gè)分離界面和業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)模式（MVVM），通過(guò)抽象出視圖模型和數(shù)據(jù)模型，提供一套綁定的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)界面和業(yè)務(wù)的分離。

??通過(guò) MVVM 框架，可以完美地將 AWTK 和 AWFlow 進(jìn)行結(jié)合，真正意義的做到了全程組態(tài)化、圖形化開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)了一站式 HMI 解決方案。

基本開(kāi)發(fā)流程如下所示。

產(chǎn)品推薦

EsDA套件

國(guó)產(chǎn)芯MR6450核心板

MR6450內(nèi)置LCD顯示接口和圖形加速模塊，并且?guī)в胸S富的通信接口，是HMI產(chǎn)品極佳選擇