CN107688432A - 一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构 - Google Patents

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徐流沙
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Abstract

本发明提供一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构，1、人机交互系统的四层架构设计，人机交互系统分为触控驱动层、WinCE操作系统层、触控解释层和触控应用层；2、触控解释层中根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成的触控模板库；3、触控应用层实现触控语法在不同应用场景下的语义转化问题，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口。采用上述方案，1、通过分层设计实现了触控数据采集、触控数据解释及触控数据应用的相互独立；2、实现了不同的应用场景下的触控操作的转化问题，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口；3、通过触控驱动层实现交互系统的硬件无关性。

Description

一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构
技术领域
本发明属于电子测量仪器技术领域，尤其涉及的是一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构。
背景技术
在电子测量仪器领域，目前现有的交互系统主要是Windows操作系统上基于C/C++的人机交互界面设计，采用的人机交互方式大多都是以鼠标、面板硬键作为输入设备，普通液晶显示屏作为显示设备的传统的人机交互方式。传统的电子测量仪器上还存在复杂的按钮、旋钮和多级嵌套的软菜单等，它们虽然可以相当完善的满足用户对仪器的使用要求，但是在使用时，用户的操控性差、效率低。
随着触控技术的发展，触摸屏幕应用正在慢慢地渗透到日常生活的方方面面，例如，智能手机、车载导航仪、冰箱、银行ATM等等，短短几年，触摸屏幕的应用引发了消费电子市场的重大变革，同时正在逐步影响电子测量仪器领域。当前，触摸屏幕与电子测量仪器的组合开始兴起，简单的触控技术已经被应用到电子测量仪器中，但是只是简单地为现有交互界面添加触摸屏，用户通过手指操控触摸屏替代部分鼠标的功能，并没有在本质上改变用户的交互体验。
电子测量仪器的首要目标是提供优秀的采集、隔离和系统分析处理能力，同时最大限度的提升速度与效率。人机交互界面作为电子测量仪器中的重要组成部分，可以为用户提供高效且方便的操作环境。
现有的仪器人机交互系统存在界面单一、信息显示量较少，按钮开关可靠性低等问题。触摸屏作为一种最新的输入设备，是目前最简单、自然的人机交互方式，为人机交互技术的发展带来的前所未有的契机。
目前，单点触控在电子测量仪器中应用比较广泛，但是单点触控技术的应用范围有限，大多都只是简单的替代按钮或鼠标的功能，没有结合触控技术的特点设计出适合触摸屏的人机界面。同时，随着触控技术的发展以及用户体验要求的提高，多点触控技术正在被引入电子测量仪器领域，成为智能仪器仪表的未来发展方向。
现有技术有如下不足：1、传统的人机交互系统界面单一、信息显示量较少，按钮开关可靠性低；2、操控性差，定位到某个参数设置或测量项时，需要多次操作面板硬键才能实现；3、效率低，传统的人机界面存在多级嵌套的软菜单，当需要设置某个参数时，需要多次操作软菜单才能实现；4、操作不灵活，无法实现手势、缩放、拖动等操作。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本文提出了一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构，提高了仪器测试与测量的效率，增加了仪器操作的灵活性及易用性。通过对传统的仪器面板操作下的界面设计进行调研、分析、研究和对当前现存的一些触控界面设计进行分析研究，提出了一种基于触控技术的仪器交互系统架构。本发明的技术方案如下：
一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构，其中，包括：触控驱动层，用于从数据流中识别出有效的手指触点位置和触点数量信息，然后把相关触点信息以数据包的形式经过通信协议发送给WinCE操作系统；WinCE操作系统层，用于根据相关触点信息生成相应的触控消息，消息将被发送到驻机软件的注册窗口，该窗口把相关信息发送给触控解释层；触控解释层，用于需要根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成触控模板库；触控应用层，用于实现触控语法在不同应用场景下的语义转化。
进一步而言，所述触控驱动层在从数据流中识别出有效的手指触点位置和触点数量信息之前，还进行当用户对触摸屏进行操作时，仪器硬件完成触点检测和触点识别，并获得触点信息相关数据流。
进一步而言，所述WinCE操作系统层的WinCE操作系统支持多点触控的检测和响应。
进一步而言，所述WinCE操作系统层的WinCE操作系统提供了WM_TOUCH和WM_GESTURE消息以及GESTUREINFO来让触控应用层获取触控相关信息。
进一步而言，操作系统层通过消息发送的触控数据根据位置变化和触点数量信息识别成触控指令，形成触控语法；当仪器硬件中发生触控操作并进行识别的过程中，触控解释层需要根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成触控模板库；当用户对仪器进行触控操作时，某个触控区域内一组触点所代表的触控操作与触控模板库匹配时，触控解释层将该触控操作识别为对应的触控语法，进而转化成触控语义后发送给触控应用层做出相应的操作响应。
进一步而言，所述触控语法与触控识别模板之间是一一映射关系。
进一步而言，所述触控应用层，用于实现触控语法在不同应用场景下的语义转化。
采用上述方案，1、通过分层设计实现了触控数据采集、触控数据解释及触控数据应用的相互独立；2、实现了不同的应用场景下的触控操作的转化问题，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口；3、通过触控驱动层实现交互系统的硬件无关性。
附图说明
图1为本发明的系统架构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
针对测量仪器的特点，利用触控技术和人机界面相关理论知识设计仪器交互系统架构，然后在该架构的基础上根据具体硬件设计出具有针对性的用户界面。有效利用触控技术，可简化人机交互方式，降低仪器体积、重量，增加便携性及美观性，用户通过单手或双手点击、拖动、缩放等手势操作，可以全面、高效的操控仪器进行测控工作。
本发明提出了一种基于触控技术的仪器交互系统架构分为触控驱动层、WinCE操作系统层、触控解释层(触控模板库)及触控应用层4个层次，系统架构图，如图1所示。
1.触控驱动层104
当用户对触摸屏进行操作时，仪器硬件完成触点检测和触点识别，并获得触点信息相关数据流；触控驱动层从数据流中识别出有效的手指触点位置和触点数量等信息，然后把相关触点信息以数据包的形式经过通信协议发送给WinCE操作系统。
2.WinCE操作系统层103
操作系统层负责根据相关触点信息生成相应的触控消息，消息将被发送到驻机软件的注册窗口，该窗口把相关信息发送给触控解释层。WinCE操作系统支持多点触控的检测和响应。WinCE7操作系统提供了WM_TOUCH和WM_GESTURE消息以及GESTUREINFO来让应用层软件获取触控相关信息。
3.触控解释层102
操作系统层通过消息发送的触控数据可根据位置变化和触点数量等信息识别成触控指令，形成触控语法。当仪器中发生触控操作并进行识别的过程中，触控解释层需要根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成触控模板库。当用户对仪器进行触控操作时，某个触控区域内一组触点所代表的触控操作与触控模板库匹配时，触控解释层将该触控操作识别为对应的触控语法，进而转化成触控语义后发送给触控应用层做出相应的操作响应。其中，触控语法与触控模板之间是一一映射关系，不允许存在歧义。
4.触控应用层101
由于同一个触控动作，对于不同应用具有不同触控语义，因此需要解决如何实现触控语法在不同应用场景下的语义映射问题。触控应用层主要实现触控语法在不同应用场景下的语义转化问题，即同一个触控动作，在不同的应用场景下的执行操作是不同的，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口。比如，双指触控的缩放手势，在频谱分析仪中所代表的意思是扫宽变宽或变窄，在示波器中所代表的意思确是时间/格变大或变小。
本发明中：1、人机交互系统的四层架构设计，人机交互系统分为触控驱动层、WinCE操作系统层、触控解释层和触控应用层；2、触控解释层中根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成的触控模板库；3、触控应用层实现触控语法在不同应用场景下的语义转化问题，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口。
本发明的有益效果：1、通过分层设计实现了触控数据采集、触控数据解释及触控数据应用的相互独立；2、实现了不同的应用场景下的触控操作的转化问题，从而实现触控交互的即插即用，且无需修改应用系统接口；3、通过触控驱动层实现交互系统的硬件无关性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于触控技术的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，包括：触控驱动层，用于从数据流中识别出有效的手指触点位置和触点数量信息，然后把相关触点信息以数据包的形式经过通信协议发送给WinCE操作系统；WinCE操作系统层，用于根据相关触点信息生成相应的触控消息，消息将被发送到驻机软件的注册窗口，该窗口把相关信息发送给触控解释层；触控解释层，用于需要根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成触控模板库；触控应用层，用于实现触控语法在不同应用场景下的语义转化。
2.如权利要求1所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，所述触控驱动层在从数据流中识别出有效的手指触点位置和触点数量信息之前，还进行当用户对触摸屏进行操作时，仪器硬件完成触点检测和触点识别，并获得触点信息相关数据流。
3.如权利要求1所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，所述WinCE操作系统层的WinCE操作系统支持多点触控的检测和响应。
4.如权利要求3所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，所述WinCE操作系统层的WinCE操作系统提供了WM_TOUCH和WM_GESTURE消息以及GESTUREINFO来让触控应用层获取触控相关信息。
5.如权利要求1所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，操作系统层通过消息发送的触控数据根据位置变化和触点数量信息识别成触控指令，形成触控语法；当仪器硬件中发生触控操作并进行识别的过程中，触控解释层需要根据预先定义好的一组触控语法所形成的触点识别模板，进而形成触控模板库；当用户对仪器进行触控操作时，某个触控区域内一组触点所代表的触控操作与触控模板库匹配时，触控解释层将该触控操作识别为对应的触控语法，进而转化成触控语义后发送给触控应用层做出相应的操作响应。
6.如权利要求5所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，所述触控语法与触控识别模板之间是一一映射关系。
7.如权利要求1所述的电子测量仪器人机交互系统架构，其特征在于，所述触控应用层，用于实现触控语法在不同应用场景下的语义转化。
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