基于軟件工程思想方法的嵌入式測控系統設計

丁遠 韓旭 沈子斌 金霄 劉鑫松

摘 要 隨著科學技術的發展，嵌入式技術在測控系統中的應用越來越普遍，對測控系統的要求也越來越高，因此需要不斷創新。以創新為目的，基于傳統的嵌入式測控系統，將軟件工程的思想方法融入對實際軟件的需求分析、軟件的總體設計、軟件的分區優化、軟件的應用調試等幾個方面，從而設計出新的測控系統。希望新系統更穩定，數據可靠，更容易后期維護，更好的適應未來經濟社會的發展。

【關鍵詞】軟件工程 嵌入式系統 軟件開發 可靠性 軟件創新

在現代化的發展進程中，嵌入技術的電子產品早已成為人們生活中必不可少的工具，例如智能家電等。隨著電子信息時代的到來，傳統的嵌入式測控系統已無法滿足社會發展的需求，因而研發人員開始注重設計新型嵌入式測控系統。基于軟件工程思想方法的嵌入式測控系統是應用比較廣泛的新型測控系統。它與傳統的嵌入式測控系統相比，新設計的測控系統除了具有監視和測量設備的功能外，同時兼備時效性強、可靠性高及功能完善等特點，它的應用給各行業的測量控制工作帶來了很大的便利。

本文以傳統嵌入式測控系統設計為基礎，植入軟件工程思想方法，力求提高傳統測控系統各個方面的性能，使測控系統在未來的各領域中得到更好的應用。

1 基于軟件工程思想方法的嵌入式測控系統設計

嵌入式測控系統主要包括硬件設計和軟件設計2 個方面。

1.1 測控系統的硬件設計

硬件系統以嵌入式處理器為核心，配置存儲器、I/O等必要的電子信息技術。其特點是兼容性強，移植性強。芯片作為主板電路的核心，其外圍電路系統復雜，包括ADC、DA 等多種接口，能獨立完成在復雜環境下設備的監測、控制。本文設計的基于軟件工程思想為核心的測控系統平臺需要的主要硬件組成及規格如表1所示。

其他的輔助設備例如電線等比較普遍，就近采購即可。

1.2 測控系統的軟件設計

軟件部分以軟件工程思想為核心，主要包括各種應用程序及軟件操作系統。應用程序指揮系統的運作和行為；而操作系統則是應用程序與硬件完成交互行為的保證。軟、硬件的承接部分為板級支持包 BSP等。嵌入式測控系統的軟件設計主要包括對實際軟件的需求分析、對軟件部分的總體設計、軟件的分區優化、軟件的應用調試等 。

1.2.1 軟件的需求分析

基于軟件工程思想為核心的測控系統的軟件必須要在設計之前對傳統的嵌入式測控系統進行詳細而全面的了解，然后根據監測環境及設備的要求，以及傳輸數據的時效性與可靠性要求，設計出符合實際應用的軟件。

1.2.2 軟件的總體設計

在設計之前，明確設計順序。總體設計與傳統嵌入式測控系統類似，主要包括 IIC 總線設計、IIC 驅動開發、IIC 存儲器件軟件設計。

1.2.3 軟件的分區優化

通過分析及總體設計，軟件設計初步完成后，按軟件功能分組編號，然后有針對性地對特定功能軟件群組進行相應的優化，一旦軟件有問題，可以快速的找到是哪個群組的哪個軟件有問題，進而完善設計。

1.2.4 軟件調試

最后是軟件調試，這是每個設計系統關鍵的一步。在預設的模擬環境中，將系統的軟件設計投入使用，只有各個方面的數據指標都達到預定的理想值或是與理想值相差無幾，設計的新系統才能投入試用。

2 試驗

經試驗后得到基于軟件工程思想方法的嵌入式測控系統在實際生產生活中的應用有很大的益處，主要體現在以下2個層面：

設計周期短，成本低。自動化應用是新時代的主要生活模式，使用智能軟件做輔助工具開發新系統、新技術已成為時代的主流。在設計嵌入式測控系統時，系統的設計人員只需要把自己的目標開發系統軟件“告訴”智能開發工具軟件，該軟件就會自動完成系統設計的前期準備工作，系統設計人員不用再為前期設計準備工作浪費時間和精力，設計起來效率更快。高科技計算機軟件在嵌入式測控系統設計中的合理應用，可有效滿足使用者對設備、環境實時監測的需要。

3 結束語

在軟件技術的不斷進步及嵌入式技術不斷創新的社會背景下，嵌入式測控系統的設計水平將會不斷提高。目前，通過與軟件工程思想方法相結合，嵌入式測控系統不管是系統的穩定性方面，還是對檢測對象的影響方面都有很大提升。

參考文獻

[1]曹毅.基于軟件工程方法的SEMAT理論與實踐[J/OL].機電工程技術，2017，08（S2）：266-270.

[2]陳宇澤，宋緒勇.嵌入式測控系統的設計與應用[J].科技與創新，2017，11（15）：160-161.

作者簡介

丁遠（1988-），男，遼寧省沈陽市人。碩士學位。實習研究員。研究方向為智能控制與嵌入式處理。

作者單位

1.東軟集團股份有限公司 遼寧省沈陽市 110000

2.遼寧省金秋醫院 遼寧省撫順市 113006

3.遼寧工程技術大學電子與信息工程學院 遼寧省沈陽市 110000