電氣PDA程序策劃

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作者：周東升單位：安徽理工大學

電氣專業人士還經常需要查詢各類電學資料，而很多資料都是冗余的，如何快速地在茫茫資料群中找到所需要的資料的確也是一個非常頭疼的問題。此外，他們還經常需要進行電學相關公式演算，而這類公式計算通常都是相似的，只是輸入及輸出不同而已，因此他們仍然需要進行著重復的勞動。對電氣專業人士日常涉及到的一些工作進行分析總結，便可以得出如下一些結論：1.日常工作繁雜，重復勞動過多電氣專業人士每天所做的工作就是重復地去使用各種不同儀器，輸入或讀取各種數據，并沒有太多的新鮮感。每天重復著類似的勞動，極有可能會磨損一些人的意志，長此以往會大大降低工作效率。2.電學設備使用不便，功能不強電氣專業人士經常使用的電學設備，如萬用表、示波器等，體積上非常龐大，攜帶起來非常不方便，在使用時需要配置各類數據及參數，影響了設備的使用。同樣，這些設備的在功能上局限性非常大，輸入及輸出數據均需要人們進行手動操作，不能實現自動執行的效果。不僅如此，對于數據的存儲和處理也需要人們手動進行，不能實現流水操作。3.查找資料不方便，花費時間太多電氣專業人士的日常工作當中會使用到各種各樣的資料，這些資料可能來源于書籍，論文和網絡。而很多時候明明知道這些資料在一些地方出現過，而再去那里查找時發現已經找不到當初想要的東西了，這樣就會事倍功半。手動去查找資料會浪費大量時間和精力，同樣對于存儲資料也通常會遇到各種各樣的困難。4.電學計算重復性大，數據處理需手動電學公式本身非常之多，而電氣專業人士FI常生活中經常使用的只是其中的一小部分，這部分電學公式的使用頻率也是最高的。與電學設備類似，對于這些公式的輸入和輸出經常需要手動進行，很多時候只是幾個數據的不同根本不需要再進行重復計算，這樣的重復勞動顯然意義不大。想要對獲得的各類數據進行處理時，也需要手動進行分析，沒有一套自動化工具幫助他們實現這樣的功能。5.各類工具較分散，不利于聯合使用電氣專業人士通常還會用到各類工具，如計算器、定時器、資料夾等，但通常這些工具都分散在各個地方，如果想一起使用會非常不便。6.設備人機交互較差，不符合時代潮流很多電學儀器設備的人機交互并沒有隨著現代科技的發展而發展，它們仍然與最初的設計差異不大。隨著信息化大潮的快速發展，人們日常生活中的很多東西已經作了人性化的改善，人們也慢慢適應了這類變化，這樣舊式的電學設備的人機交互已經不符合時代的潮流了。人們需要一種人機交互性好，滿足日常生活的現代化工具的出現。總之，正是由于電氣專業人士面臨著這樣一系列的問題，與之相關的各類需求也就應運而生了，而電氣專業pda也正是在這種背景下產生的。電氣專業PDA是集萬用表、示波器、資料查詢、公式計算、定時器、計算器、在線數據更新、收藏夾等于一體的多功能掌上設備。該設備是在最新的硬件設備上搭建，使用現代化開發工具對軟件進行開發，在便攜性、易用性、穩定性、人機界面方面都具有非常好的優勢，體現出了現代科技的強大魅力。通過使用該設備將會改善電氣專業人士的R常生活和工作中存在的一些問題，也因此將提升他們的生活效率。

電氣專業PDA的研究現狀

分別是通用PDA和專用PDA。通用PDA是為大眾需求所設計的，其主要目的是服務于大眾，所以其針對性不是很強。專用PDA是為特定用戶所定制，其主要目的是服務于專業人士，其針對性相對較強，特色也非常明顯。電氣專業PDA屬于專用PDA,它主要服務于電氣專業人士。如果想在通用PDA當中脫穎而出的確相當困難，畢竟在這方面的專業人員數量眾多，相關經驗也非常豐富，而在電氣專業PDA這種專業PDA方向中的專業人員相對少了許多，同時該課題也比較罕見的，但是實實在在有大量的需求存在。只要有需求就會有市場，我相信電氣專業PDA這個課題的意義巨大。當然，本人所能做的只是其中很小的一部分，更多的功能需要通過與特定用戶之間不斷的交流來增強和完善。2011年初諾基亞公司正式宣布與微軟公司合作，準備使用微軟的WindowsPhone7手機，而這款手機的內核仍然是WinCE。雖然目前Android操作系統的勢頭正猛，但WinCE操作系統也有其自身的優勢，WinCE的明天也必將更加美好。由于WinCE有微軟的強大人力和物力支持，肯定會有長足的發展的。近年來，計算機硬件發展速度非常迅速，但運行于硬件之上的軟件的發展卻顯得有些滯后，特別是嵌入式軟件的JP發速度遠比不上通用計算機中軟件的發展速度。隨著嵌入式系統硬件環境的不斷發展，大量運行其上的應用需求便隨之而來，這樣一來嵌入式軟件將成為區分不同層次、不同級別的嵌入式系統的重中之重。1.3嵌入式系統簡介嵌入式系統[2]本身概念就相對比較模糊，其實嵌入式系統就分布在我們每個人的周圍，只是很少有人注意到嵌入式系統的存在。例如我們日常生活中所用的許多產品就屬于嵌入式系統的范疇，像電視機、電梯、一卡通、門禁卡、收銀機、汽車、手機、KTV系統等。嵌入式系統是伴隨著計算機、電子、通信等相關技術一步一步發展起來的一項重要的新技術。嵌入式系統是計算機應用方向的一個非常重要的分支，同樣也-3-安徽理工大學碩士學位論文為計算機的發展注入了許多新鮮血液。對于如何定義嵌入式系統，其實是一個比較復雜和模糊的問題，在各類書籍和參考資料中有各種各樣的版本，并沒有一種讓所有人都非常認同的定義。現選用一個比較常用的版本來定義嵌入式系統。嵌入式系統，是在計算機相關技術基礎上，結合實際應用需求，在軟件和硬件上均可以實現定制，適用于對成本、資源、功能、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式式系統將硬件和軟件融合在一起，可以實現特定用戶的特定應用需求。1.微處理器嵌入式微處理器可以輔助和控制系統的軟件和硬件的正常運行。與通用計算機類似，嵌入式微處理器是嵌入式系統的核心元素，不過在體系結構方面，嵌入式微處理器一般采用RISC結構，而通用計算機的微處理器一般采用CISC結構。嵌入式微處理器具有體積小、功能強、性價比高等優點，目前主流的嵌入式微處理器有PowerPC、MIPS和ARM等。

外圍硬件外圍硬件設備

課題中的操作系統及應用程序都要運行在特定的硬件設備當中。與通用計算機不同，嵌入式系統所使用的外圍硬件是資源受限的。考慮到特定的應用需求，需要采用特定的硬件設備來支持相關的應用開發及使用。操作系統嵌入式操作系統應該是可以移植，可以定制的操作系統，只需要保留與特定應用相關的功能以及系統使用時必需的功能即可。與通用計算機不同，通用計算機中可能會包含許多極少使用的功能，并且想要對此實現定制基本上不可能。然體積上變小了，在使用功能上并沒有受到影響。本課題所用的WinCE就是一款優秀的、實時的、適用于嵌入式系統的操作系統。應用程序嵌入式應用程序是整個嵌入式系統的核心，一切都為最終的應用服務。與通用計算機不同，在嵌入式系統中并不嚴格區分系統軟件和應用軟件，并不要求其在功能設計或實現上過于復雜，這樣有利于資源利用及成本控制。本課題主要目的就是設計一個PDA應用程序。嵌入式系統一般具有如下特點：1.應用性強嵌入式系統是與特定的應用需求聯系起來的，沒有特定的應用需求就不可能也不應該設計相應的嵌入式系統。像我們常見的嵌入式系統，如一卡通系統就是應學校或公司的實際使用需求而產生的一類嵌入式系統。這類嵌入式系統的功能比較單一，無需復雜的硬件設備，配置一些相關的應用程序，最終將大量的用戶操作過程和操作結果都記錄在數據庫當中即可。2.智能化強嵌入式系統是應具體應用而生，而具體應用一般就是那些手工操作或不能自動執行的工作。而嵌入式系統作為專門解決此類問題的工具，必然要在這方面盡可能取代人的作用，許多工作只需要我們手動設定一些條件，嵌入式系統就可以幫助我們自動執行一系列復雜和重復的工作。智能化的操作過程和結果展示將使我們感受到現代科技帶來的便捷。3.性價比高嵌入式系統的更新換代非常迅速，不論是從硬件還是從軟件方面都需要我們盡可能地降低系統的幵發周期，這樣帶來的一個重要好處就是系統的幵發成本會顯著下降，因此系統的性價比就會顯著提升。由于性價比較高，也就為嵌入式系統的下一步設計和開發提供了源源不斷的動力，這樣一個良性循環將進一步推動嵌入式系統的快速發展。4.差異性大不同的嵌入式系統的設計初衷可能完全不同，因此各類嵌入式系統的最終產品也將會有巨大差異。如果想對各類嵌入式系統做替換性使用，幾乎不可能。不論是從硬件還是從軟件方面都會限制我們的這種不現實的想法。正是由于各類嵌入式系統的巨大差異，才會讓嵌入式系統有了百花齊放的精彩，也因此為嵌入式系統本身提供了巨大的發展空間。

論文的主要內容

總體設計部分，對本課題的特點、功能等做必要介紹。接著論文對課題中的硬件設計進行詳細描述，包括對項目所使用的典型硬件，如何對存儲功能進行擴展，如何選擇數據采集器，如何選擇無線通訊設備等做具體介紹。這一部分是課題的基礎。接下來介紹如何對WinCE操作系統進行定制和移植。定制是嵌入式系統學習和開發過程中相當重要的部分，通過對操作系統進行定制可以使最終的內核鏡像壓縮程度達到最大值，使操作系統更加適合在嵌入式設備當中運行。移植過程包括了如何配置目標設備與主機之間的連接及二者之間如何進行數據交互等詳細細節。接著論文介紹軟件設計部分，該部分是課題的核心。課題之所以能夠稱之為電氣專業PDA的應用程序設計，主要側重的就是其中的軟件設計。課題要求設計一個電氣相關的PDA，該設備服務于電氣專業人士，同時它應該能夠提供電氣相關的基本功能，包括資料查詢、公式計算等。在軟件設計部分，課題采用模塊化設計，盡可能降低各個模塊之間的稱合度，使每個模塊盡可能獨立幵來。最后論文對整個課題進行總結，并提出了課題中的不足及改進可行性。本章小結本章對整個課題做了簡要介紹，分別對課題研究背景和意義、研究現狀及論文主要內容做了概要性介紹。通過分析，可以知道“電氣專業PDA”課題是個專業的、前沿的、值得研究的課題。上一章已經對課題做了概要性描述，為了加深讀者對于該課題的進一步了解，在對課題進行詳細描述之前，本章將從總體上對課題的研究內容、研究思路及研究流程進行述。

萬用表功能系統

萬用表功能主要完成對常用電學相關數據(比如電阻、電流、電壓等）的測量。對于電學相關數據的測量結果，可以以統一界面或單獨界面顯示出來。系統的萬用表功能盡可能模擬真實萬用表功能，在普通萬用表功能基礎上可以擴展出一些額外功能，比如可以對感興趣的數據進行存儲以便下次訪問，當然也可以實現對數據的定時自動保存。示波器功能示波器功能主要完成對電學相關數據的波形顯示，用戶可以使用萬用表功能來獲得到電學相關數據，不過這些數據都是實時數據，而在示波器中可以反映出數據的變化過程，可以將當前數據與歷史數據進行對比分析。用戶可以在示波器中實現對數據的波形顯示圖形的實現保存，保存后的圖片可以方便用戶下次查看。資料查詢功能資料查詢主要完成對電學資料的查詢，用戶選擇不同的主題和資料名稱可以查詢到自己所需要的電學相關資料。當然，用戶也可以在某處輸入自己記住的名詞或一些概念，系統通過模糊查詢得到感興趣的資料。用戶使用模糊查詢所查到的條目可能會比較多，這時還需要用戶仔細S別自己所需要的數據。公式計算功能公式計算功能主要完成對相關電學公式的處理工作，該功能可以對常用電學公式進行選擇并輸入相應數據直接進行處理。公式計算功能有兩個版本，一個是基本版，一個是增強版。在基本版中，用戶只能進行標準單位之間的運算，并且可供選擇的計算公式也比較少，在基本版中統一的公式處理界面，界面顯得比較車一，不夠人性化，但是卻很方便。而增強版是在基本版上添加了許多實用的功能，對于不同的需要使用不同的用戶界面進行處理，也較為人性化。增強版中可選的公式非常多，可以處理各類電學相關需求。增強版根據不同類型的公式分別使用不同的用戶界面，大大增強了用戶的使用體驗。其他輔助功能在輔助功能模塊，選擇了一些用戶常用的工具濃縮在其中，包括定時器功能，計算器功能，收藏夾功能，資料在線更新功能等。整個系統是一個大系統的客戶端，系統未登陸到服務器時只是單獨的一個客戶端，登陸服務器后可以獲得更多的最新消息及最新的數據支持。幫助功能幫助功能較簡單，對于電氣專業PDA用戶感興趣的相關內容提供了必要的幫助。通過閱讀幫助，可以幫助用戶更加合理地使用該PDA完成日常事務處理。

電氣專業PDA的主要特點

該電氣專業PDA系統應具有如下主要特點：1.人性化設計系統是對真實的用戶需求進行模擬，可以反映出電氣專業用戶的心聲。熟練地使用該系統可以明顯提高用戶的工作效率，通過該系統可以幫助用戶解決許多電氣相關問題。2.針對性強系統主要就是為電氣專業人士而設計的，其用戶也就是電氣專業人士，因此系統的所有功能為這類專業人員服務的。3.可擴展性強系統采用模塊化設計，各個模塊間的稱合相對較小，對于軟件設計人員來講，可以很容易地擴展或去除相關的功能。最新功能可以讓該系統成為一個大系統的客戶端，通過該功能可以實現客戶端與服務器的數據交五。不需要對原先功能做太多的修改，就可以讓最新功能融入到整個系統當中。4.簡易的基本版/增強版轉換系統盡可能對每塊功能設計成兩種版本，一種是基本版，另一種為增強版。可以針對不同的用戶需求選擇相應的版本。5.數據存儲能力大通過存儲擴展，可以明顯提升整個系統的數據存儲能力。另外，還可以通過使用USB接口進行外接，同樣可以提升數據存儲量，讓系統更加有效地為用戶服務。設計順序基本上按照系統兀-發的順序進行，分別是硬件設計、操作系統配置和軟件設計。在硬件設計方面，依次對處理器進行選擇，對系統所需要的模塊進行設計，對設備的存儲進行擴展，最后描述了如何選擇數據采集器。在操作系統方面，對內核進行定制，定制完成后利用集成開發環境生成內核的鏡像，之后是移植操作系統等。對于應用程序的移植也將會在這一部分當中一并進行介紹，在軟件設計時對此將不再贅述。在軟件設計方面，依照系統的各項功能分模塊進行設計，有效地降低各模塊之間的親合程序，有利于軟件的進一步維護和擴展。可以看出，軟件設計中的模塊眾多，但各模塊均與相應功能嚴格對應起來了，這樣不論對于開發人員還是系統維護人員都會非常方便實用。