專利名稱：面向網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應用框架及應用的制作方法
技術領域：
本發明提供一種數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式系統的開發方 法及裝置，特別指一種應用軟件應用框架來快速開發數字化網絡監測類儀 器設備的嵌入式系統的方法及裝置。
背景技術：
隨著計算機技術和信息技術的發展，數字化網絡監測類儀器設備的應 用需求日益更新，應用范圍也日益擴大，比如遠程電梯監控終端、遠程智 能抄表裝置和遠程故障診斷設備等。目前，很多設備采用嵌入式系統設計， 是目前該領域的發展趨勢。現有的數字化網絡監測類儀器設備的結構一般如圖1所示，包括主處理單元100、數據采集模塊110、網絡通訊模塊120 以及其他交互接口 130。主處理單元100以嵌入式處理器101為核心，帶 有存儲器102進行應用程序存儲和數據存儲。數據采集模塊IIO，連接到 主處理單元100,并通過串口 111、 A/D接口 112或1/0接口 113等等進行 監測數據采集，采集到的數據可以在本地存儲器102存儲，或者通過通訊 模塊120進行遠程傳輸。網絡通訊模塊120，連接到主處理單元100，并 通過以太網121、 GPRS等無線網絡122或電話網絡123等等，與遠程服 務器建立網絡連接，進行交互，接收遠程服務器的命令，或者上送數據至 服務器。其他交互接口 130，包括調試接口 131、 USB接口 132或LED顯 示133等等，實現用戶的其他人機操作。隨著網絡監測類儀器設備應用需求的提高，面向該領域的嵌入式軟件 開發不可避免地呈現其復雜性和多樣性，為軟件開發增加了難度和工作 量。近年來，嵌入式系統的開發向平臺化、標準化和構件化發展，基于構 件和框架的軟件復用技術作為近年來軟件工程的一個熱點研究方法，在多 個實踐領域從根本上成為提高軟件生產率、降低成本和提高軟件質量的有 效手段，該技術同樣也成為嵌入式軟件開發的一個趨勢。
面向領域，應用框架進行系統開發，實現系統的快速生成，目前已經一些成熟的商業框架，比如IBM的San Francisco纟是供一個面向對象的基 礎設施和一 系列常用的商業業務邏輯流程以及靈活的應用業務處理框架。 由于框架反映了應用領域問題相關需求方面的共性，對系統開發不僅提供 了代碼復用，而且還提供了設計復用，因此目前大量應用于嵌入式系統的 開發中。數字化網絡監測類儀器設備嵌入式系統功能復雜，需要具有指導意義 的開發框架提高系統開發效率。目前流行的幾種框架都是面對不同行業 的，對相應的開發環境等有一定的限制，不適合數字化網絡監測類儀器設 備嵌入式系統的快速開發。因此，研究開發一個面向該領域的軟件應用框 架以及實現方法和平臺，使得應用開發者可以便捷和快速地完成系統的搭 建，是具有工程實用價值和理論意義的。發明內容本發明提供了 一種面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應 用框架，以及實現框架和應用開發的裝置平臺，完成該領域應用的開發快速。一種面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應用框架，包括初始化才莫塊，包括系統參數初始化、串口初始化、I/O初始化、A/D 初始化、網絡初始化及其他初始化；事件查詢模塊，實現了事件查詢入口，捕獲事件類型；事件處理模塊，包括服務器事件處理、定時監測類事件處理、實時監 測類事件處理、設備異常事件處理和網絡異常事件處理；系統啟動后，由初始化^^莫塊對系統進行初始化，然后進入事件查詢入 口，根據事件類型，進入各種事件處理分支。本發明嵌入式軟件應用框架用來產生可執行的數字化網絡監測類儀 器嵌入式軟件的總體結構文件，開發者利用該結構文件進行部分替換和刪 減即可快速生成具體的應用系統軟件。本發明還提供了 一種應用上述嵌入式軟件應用框架快速開發數字化 網絡監測類儀器設備嵌入式系統的裝置。一種應用上述嵌入式軟件應用框架快速開發數字化網絡監測類儀器 設備嵌入式系統的裝置，包括數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件應用；面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件平臺，進一步包括 面向數字化網絡監測類儀器設備的系統支撐，提供基于多種典型嵌入 式處理器的硬件平臺、基于多種典型嵌入式處理器的板級支持包BSP (Board Support Package)及驅動程序，以及面向數字化儀器設備的嵌入 式操作系統SmartOSDI;數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用框架，提供復用代碼； 數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用構件庫，包括數據管理構 件庫和數字化儀器專用接口構件庫，供嵌入式軟件應用框架實現開發調用；圖形4匕集成開發環境IDE (Integrated Development Environment )，以 圖形化的形式向開發者提供編輯器、編譯器和調試工具和各種交叉編譯環 境。IDE提供了一套自動生成框架原始代碼的工具，以獲得數字化網絡監 測類儀器嵌入式軟件應用框架代碼，同時IDE完成對構件庫和框架的管理 使用，提供數字化網絡監測類儀器嵌入式系統應用開發的資源和工具，實 現最終系統軟件的編譯調試等。本發明還進一步提供了一種基于上述開發裝置快速開發數字化網絡 監測類儀器設備嵌入式系統的方法。一種基于上述開發裝置快速開發數字化網絡監測類儀器設備嵌入式 系統的方法，包括以下步驟步驟501，針對具體的網絡監測類儀器設備系統進行需求分析，建立 相應的應用體系結構，步驟502;步驟503,在開發裝置提供的系統支撐上選擇系統硬件及內核系統支 持，搭建系統平臺；步驟504，選擇由開發裝置提供的嵌入式軟件應用框架作為系統軟件 開發的框架；步驟505,針對具體的應用系統，通過調用嵌入式軟件應用通用構件 步驟506，生成具體的應用系統代碼；步驟507，通過交叉編譯，下載至目標板，完成嵌入式系統的開發；
步驟508,對開發完成的嵌入式系統進行測試，測試過程中對嵌入式軟件應用框架進行驗證，決定嵌入式軟件應用框架是否需要完善和演化，步驟509，若需改進，則進行嵌入式軟件應用框架的演化，步驟510。 本發明具有以下優點1、 數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件應用框架是經過驗證的，設計 合理，為應用開發提供了設計和代碼的復用，節省了時間，并提高了軟件質量；2、 數字化儀器設備嵌入式軟件平臺裝置為應用開發者提供了內核及硬件支撐，提供了圖形化的集成開發環境，提供了軟件開發的構件庫，以 及基于構件的軟件應用框架。開發者可以在開發環境中，像搭積木一樣方 便地組合資源搭建應用系統。
圖1為現有數字化網絡監測類儀器設備的硬件系統結構框圖； 圖2為本發明嵌入式軟件應用框架的結構示意框圖； 圖3為本發明嵌入式軟件應用框架的具體工作流程圖； 圖4為本發明開發裝置的結構示意框圖； 圖5為本發明嵌入式系統的開發流程圖。
具體實施方式
如圖2所示， 一種面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應用 框架，包括初始化模塊200,包括系統參數初始化201、串口初始化202、 1/0初 始化203、 A/D初始化204、網絡初始化205以及其他初始化206;事件查詢模塊210實現了事件查詢入口 211，捕獲事件類型；事件處理模塊220,包括服務器事件處理221、定時監測類事件處理 222、實時監測類事件處理223、設備異常事件處理224和網絡異常事件處 理225。虛線表示這些事件處理分支是可選的，實際的網絡監測類儀器設 備系統可能包含一個或多個事件處理分支。系統啟動后進行初始化，完畢后進入事件查詢入口 211,根據事件類 型，進入各種事件處理分支。 如圖3所示，結合圖2中嵌入式軟件應用框架的結構，實現了數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用框架流程，細化了各個事件處理分支。如圖4所示， 一種應用上述嵌入式軟件應用框架快速開發數字化網絡 監測類儀器設備嵌入式系統的裝置，包括數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件應用410; 數字化儀器嵌入式軟件平臺400,進一步包括面向數字化網絡監測類儀器設備的系統支撐401,提供了基于多種典 型嵌入式處理器的硬件平臺405、基于多種典型嵌入式處理器的板級支持 包BSP及驅動程序406，以及面向數字化儀器設備的嵌入式操作系統 SmartOSDI407。數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用框架404,提供復用代碼， 系統開發者可以對原始代碼進行替換和刪減等操作，最終獲得系統軟件代 碼。數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用構件庫403,包括數據管 理構件庫408和數字化儀器專用接口構件庫409,供框架實現開發調用。圖形化集成開發環境402,以圖形化的形式向開發者提供了工具和資 源。包括編輯器、編譯器和調試工具等，各種交叉編譯環境，利用構件庫 和框架進行系統快速開發的工具，對構件庫和框架進行二次開發的工具。如圖5所示， 一種基于開發裝置快速開發數字化網絡監測類儀器設備 嵌入式系統的方法，包括以下步驟首先針對具體的網絡監測類儀器設備 系統進行需求分析，步驟501,建立相應的應用體系結構，步驟502;在 圖4的開發裝置提供的系統支撐上選擇系統硬件及內核系統支持，步驟 503,搭建系統平臺；進行系統軟件開發時，選擇由圖4裝置提供的嵌入 式軟件應用框架511作為系統軟件開發的框架，步驟504;針對具體的應 用系統，框架需要作適應性修改，步驟505,修改時，可以通過調用數字 化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用通用構件庫512以及構件庫擴展 513提供的API接口 ；進行代碼替換或刪減后，生成具體的應用系統代碼， 步驟506，通過交叉編譯等步驟后下載至目標板即可完成系統開發，步驟 507。系統開發完成后，可對系統進行測試，步驟508，測試過程中對框架 進行驗證，決定框架是否需要完善和演化，步驟509，如果需要改進框架
的話，則進行數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用框架演化，步驟510。
權利要求
1. 一種面向網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應用框架，其特征在于包括初始化;溪塊(200 ),包括系統參數初始化(201 )、串口初始化(202 )、 I/O初始化(203 )、 A/D初始化(204 )、網絡初始化(205 )及其他初始化 (206);事件查詢模塊(210)，實現了事件查詢入口 (211),捕獲事件類型； 事件處理模塊(220)，包括服務器事件處理(221)、定時監測類事件處理(222)、實時監測類事件處理(223 )、設備異常事件處理(224)和網絡異常事件處理(225 );系統啟動后，由初始化模塊(200)對系統進行初始化，然后進入事件查詢入口 (211),根據事件類型，進入各種事件處理分支。
2. —種應用如權利要求1所述嵌入式軟件應用框架快速開發數字化 網絡監測類儀器設備嵌入式系統的裝置，其特征在于包括數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件應用(410); 面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件平臺(400),進一步包括面向數字化網絡監測類儀器設備的系統支撐(401 ),提供基于多種典 型嵌入式處理器的硬件平臺(405 )、基于多種典型嵌入式處理器的板級支 持包BSP及驅動程序(406 ),以及面向數字化儀器設備的嵌入式操作系統 SmartOSDI (407 );數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用框架(404),提供復用代碼；數字化網絡監測類儀器設備嵌入式軟件應用構件庫(403 ),包括數據 管理構件庫(408)和數字化儀器專用接口構件庫(409),供嵌入式軟件 應用框架(404)實現開發調用；圖形化集成開發環境(402),以圖形化的形式向開發者提供編輯器、 編譯器和調試工具和各種交叉編譯環境。
3. —種基于如權利要求2所述開發裝置快速開發數字化網絡監測類 儀器設備嵌入式系統的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟501，針對具體的網絡監測類儀器設備系統進行需求分析，建立 相應的應用體系結構，步驟502;步驟503，在開發裝置提供的系統支撐上選擇系統硬件及內核系統支 持，搭建系統平臺；步驟504,選擇由開發裝置提供的嵌入式軟件應用框架(511 )作為系 統軟件開發的框架；步驟505，針對具體的應用系統，通過調用嵌入式軟件應用通用構件 庫(512 )及構件庫擴展(513 )提供的API接口對嵌入式軟件應用框架(511 ) 作適應性i奮改；步驟506,生成具體的應用系統代碼；步驟507,通過交叉編譯，下載至目標板，完成嵌入式系統的開發； 步驟508,對開發完成的嵌入式系統進行測試，測試過程中對嵌入式 軟件應用框架(511 )進行驗證，決定嵌入式軟件應用框架(511 )是否需 要完善和演化，步驟509,若需改進，則進行嵌入式軟件應用框架(511) 的演化，步驟510。
全文摘要
本發明公開了一種應用軟件應用框架快速開發網絡監測類儀器設備嵌入式軟件系統的方法與裝置。該方法提供一組面向數字化網絡監測類儀器設備的嵌入式軟件應用構件庫，和一個基于數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件應用構件庫的復用框架；以及基于該框架進行數字化網絡監測類儀器嵌入式軟件系統開發的方法及流程，該方法包括框架適應性修改，以及框架的再開發和演化。本發明提供一個應用上述框架快速開發數字化網絡監測類儀器嵌入式系統的裝置，提供應用框架進行系統快速開發的平臺支撐和開發環境，提供框架代碼自動生成以及應用適應性修改。本發明為網絡監測類儀器設備嵌入式系統開發提供了設計和代碼的復用，為系統開發節省大量的人力和時間，同時由于框架是已完成驗證的，所以提高了系統的質量。
文檔編號G06F9/44GK101122856SQ200710069950
公開日2008年2月13日 申請日期2007年7月12日 優先權日2007年7月12日
發明者夏一行, 陳耀武 申請人:浙江大學