CN109597549B - 一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***，该***包括图形模块，用于提供图形、字体及图片的绘制接口；资源管理模块，用于存储图形、字体及图片；字体、图片以及图形的加载采用缓存机制；窗口管理模块，用于管理不同人机交互层的窗口创建单元、窗口绘制单元、控件添加单元、事件响应单元及窗口销毁单元；不同层的窗口采用树形结构，同层的窗口采用链表结构；控件模块，用于提供多种控件的绘制接口；事件管理模块，用于提供外部事件的触发接口；外部事件包括触摸点击事件、按键按下事件、按键抬起事件。应用本发明，不仅提高了资源访问速度和人机交互***显示的实时性，而且还比以往的GYK设备具有的按键触发反应更灵敏。

Description

一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***

技术领域

本发明涉及GYK设备及人机交互技术领域，特别涉及一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***。

背景技术

现有轨道车上的人机交互单元一般采用带有操作***的图形界面进行人机交互显示。由于现有轨道车上的人机交互单元是基于操作***的开发，人机交互界面操作及信息展示等的实时性无法保证；其次，以往轨道车运行控制(GYK)设备的人机交互单元直接从外存加载资源，耗时较长，延缓了资源访问速度；另外现有人机交互单元采用按键操作的方式，操作笨拙，反应迟钝，用户体验低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***，不仅能够提高资源访问速度和人机交互***显示的实时性，而且还比以往的GYK设备具有的按键触发反应更灵敏。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***，所述人机交互***包括：

图形模块，用于提供图形、字体及图片的绘制接口；

资源管理模块，用于存储图形、字体及图片；所述字体、所述图片以及所述图形的加载采用缓存机制；

窗口管理模块，用于管理不同人机交互层的窗口创建单元、窗口绘制单元、控件添加单元、事件响应单元及窗口销毁单元；其中，不同层的窗口采用树形结构，同层的窗口采用链表结构；

控件模块，用于提供多种控件的绘制接口；

事件管理模块，用于提供外部事件的触发接口；所述外部事件包括触摸点击事件、按键按下事件、按键抬起事件。

可选的，所述图形模块用于完成线段、折线、几何形状、几何填充、文字、图片的绘制工作。

可选的，所述资源管理模块包括文件结构、图片对象结构以及缓存区；

所述文件结构用于定义文字起始位置、文字列表、字体像素缓存、文字总数量、字体宽度、字体高度以及字体颜色位宽；

所述文件结构还用于定义图形起终位置、图形列表、图形像素缓存、图形总数量、图形宽度、图形高度以及图形颜色位宽；

所述图片对象结构用于定义图片宽度、图片高度、图片帧数、图片内像素点信息；

所述缓存区为所述资源管理模块的内部存储区，所述缓存区用于存储所述字体、所述图片以及所述图形；

每次需要加载所述字体、所述图片或者所述图形时先从所述缓存区查找相应的数据并按照所述数据对应的结构进行加载。

可选的，所述窗口创建单元是按照人机交互层创建的先后次序分成父窗口、子窗口，同层又分为兄弟窗口；

所述树形结构创建管理的逻辑为首先创建一个主窗口，然后在所述主窗口下创建多个子窗口，且所述主窗口下的所有子窗口仅有一个父窗口，接着在所述子窗口下创建下一层所需要的多个子窗口，依次类推；所述树形结构创建管理的逻辑使所述树形结构中的窗口间存在着一对多的层次关系；

同层窗口按照单向链表的方式管理；在创建同层窗口时，在窗口所在层中添加窗口链表节点。

可选的，所述窗口绘制单元内置通用绘制模板；在窗口绘制时，在所述通用绘制模板中输入不同参数以实现不同类型的窗口设置不同的标题。

可选的，所述控件添加单元中添加的控件包括按钮、编辑框、组合框、列表；所述控件是作为父窗口的子窗口来创建的，不同所述控件所属的父窗口不同；

所述控件添加单元中内置控件排布模板；在添加所述控件时，根据控件属性参数和所述控件排布模板添加对应的控件；所述控件排布模板是根据GYK设备显示操作特点以及控件排布规律制作而成的。

可选的，所述事件响应单元用于对按键进行响应；

事件响应的机制是将按键值进行排列，当按键弹起的时候按照不同的键值响应不同的事件；所述响应包括单键响应、组合键响应、长按键响应及短按键响应。

可选的，所述窗口销毁单元是通过销毁窗口创建时的树形结构的窗口节点以达到销毁窗口的目的。

可选的，所述控件模块，在窗口创建时添加，用于完成编辑框、按钮、组合框、列表框的绘制工作；

所述编辑框用于各个参数的输入和编辑；

所述按钮包括按键按钮、复选框按钮和单选框按钮；在所述按钮初始化输入按钮风格、按钮名称、按钮响应时设置相应的接口以达到人机交互的目的；

所述组合框属于下拉列表式；在所述组合框初始化时，对所述组合框中的列表项数量、列表项内容及字符长度通过参数进行设置，并且对所述组合框中的列表项的焦点移动及列表项的选中操作设置对应的接口；

所述列表框是根据实际使用情况，在初始化时定义行数、列数以及列的结构形式；所述列表框的结构定义包括列类型、字符串对齐方式、列宽以及标题字符串；所述列表框中的列表项之间按次序切换，并能进行列表项删除操作。

可选的，所述事件管理模块用于提供触摸点击事件接口、按键按下事件接口、按键抬起事件接口；

触摸点击事件的逻辑为当鼠标点击屏幕按钮时，设置鼠标捕获，保存捕获到的句柄，按钮按下时根据保存的句柄触发事件，并设置触发消息窗口的焦点；

按键按下事件和按键抬起事件的逻辑为键盘按键按下时将所在焦点窗口句柄赋给按键消息响应句柄，得到消息响应句柄后，判断按键消息是否已经被处理，如果所述按键消息被处理则不响应所述按键消息并返回所述按键消息已经被处理标志；如果所述按键消息没被处理则判断按键消息是否被转义，如果所述按键消息被转义则按照所述按键消息被转义的字符在按键抬起时响应按键消息。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***，该***包括图形模块，用于提供图形、字体及图片的绘制接口；资源管理模块，用于存储图形、字体及图片；字体、图片以及图形的加载采用缓存机制；窗口管理模块，用于管理不同人机交互层的窗口创建单元、窗口绘制单元、控件添加单元、事件响应单元及窗口销毁单元；不同层的窗口采用树形结构，同层的窗口采用链表结构；控件模块，用于提供多种控件的绘制接口；事件管理模块，用于提供外部事件的触发接口；外部事件包括触摸点击事件、按键按下事件、按键抬起事件。本发明通过在资源管理模块中使用缓存机制，大大降低了外部资源访问时间，在有限的内存条件下，最大限度的提高了***资源的访问速度；在窗口管理模块对窗口按照特定的数据结构进行层级管理，提高了人机交互***显示的实时性，降低了反馈延时；在事件管理模块增加的屏幕触摸触发方式，比以往的GYK设备具有的按键触发反应更灵敏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例人机交互***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决GYK设备的人机交互单元操作反馈时间长，资源加载耗时较长以及按键操作迟钝等问题，本发明提供了一种基于逻辑通用型轨道车嵌入式UI***(简称SelfUI)技术的人机交互***，将这种技术应用于GYK设备，提升了显示人机交互***的实时性，降低了操作反馈延时时间，加快了资源访问速度，另外SelfUI技术在按键触发的基础上增加了新的触发方式，解决了以往按键触发反应迟钝的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

轨道车运行控制(GYK)设备中的人机交互单元是提供设备操作、信息设置以及状态反馈的主要途径，在轨道车控制中起到至关重要的作用。

图1是本发明实施例人机交互***的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的人机交互***主要分为以下几个模块：图形模块，资源管理模块，事件管理模块、窗口管理模块以及控件模块。

图形模块用于提供图形、字体、图片等的绘制接口，图形模块是人机交互窗口绘制的基础；资源管理模块用于存储图形、字体及图片，为窗口中字体、图片以及图形的载入做准备，字体、图片以及图形等资源的加载采用缓存机制，加快了资源的访问速度，提升了用户体验；窗口管理模块为人机交互***的核心模块，用于承担人机交互层级窗口的创建、管理及窗口销毁等重要任务，不同层窗口采用树形结构实现，可快速的对窗口进行查找、***及删除，同层窗口采用链表结构，可快速***和删除，正是将这两种数据结构应用于人机交互界面的实现，提高了显示***的实时性，降低了操作反馈时间。控件模块用于提供多种控件的绘制接口，控件作为一类特殊的窗口，是在主窗口的基础上创建的子窗口；事件管理模块用于提供窗口中事件触发的接口，通过触摸点击，按键按下，按键抬起等外部触发事件工作达到GYK设备人机交互的目的，其中增加的触摸点击方式灵敏度高，解决了以往采用按键操作方式笨拙，反应迟钝的问题。以上模块技术共同构建了SelfUI图形库。通过以上模块技术实现的关联关系在GYK设备上进行实现。

图形、字体及图片组成了人机交互窗口的子部件，作为窗口绘制的基础，首先介绍图形模块及资源管理模块。

图形模块

图形模块主要完成了基本图形如线段，折线，几何形状，几何填充，文字，图片等的绘制工作。不同图形的绘制方法如下：

线段绘制：分为水平线段和垂直线段。按照设置的起点和终点的横坐标和纵坐标绘制出线段，在绘制时根据设置的画笔类型绘制出不同的线段。

折线绘制：设置画笔的宽度，根据实际曲线多点的横坐标和纵坐标以及点的总数，绘制出不同风格的折线。

几何形状：图形模块可以绘制的几何图形有：矩形、圆形、椭圆以及多边形等。其中，

矩形绘制：矩形是由线段组成，根据实际情况确定矩形的左边、顶部、右边、底部参数计算出线段的坐标，再通过绘制水平线段和垂直线段的方法绘制出矩形。

圆形绘制：根据实际应用确定圆形中心点的横坐标和纵坐标以及圆形的半径绘制出对应的圆形。

椭圆绘制：根据实际应用确定的中心点的横坐标和纵坐标以及椭圆的长半径和短半径四个参数绘制出椭圆。

多边形绘制：根据实际应用中确定的多个点的横坐标和纵坐标以及点的总数绘制出不同形状的多边形。

几何填充：对矩形、圆形、椭圆以及多边形等几何图形进行填充。其中，

矩形填充：已知需要填充矩形的左边、顶部、右边、底部参数，采用从顶部到底部水平画线的方法进行填充。

圆形和椭圆填充：根据圆形或椭圆中心点横坐标和纵坐标规律的增加和递减以及半径长短变化计算圆形或椭圆中的线段位置长短，采用多条线段填充的方法达到圆形或椭圆填充的目的。

多边形填充：实际应用中确定的多边形最小和最大纵坐标作为限制范围，查找出与各边的交点并记录，对所有交点排序，然后利用画线的方法连接各个交点，完成填充多边形。

文字：本***制作了多种字体风格，可通过字体设置接口中的索引参数，设置字体风格。

图片：首先读取图片时从制定的BMP结构体加载图片，通过图片索引获取图片句柄，按照图片句柄加载图片。

资源管理模块

在本发明实施例中SelfUI图形库制作了18种字体，资源管理模块针对某种字体的文件结构定义了文字的起始位置、文字列表、字体像素缓存、文字的总数量、字体宽度和字体高度以及颜色位宽。

资源管理模块中具有50种图片，图片对象结构规定了图片的宽度、高度、帧数、图片内像素点信息等信息。

资源管理模块定义了内部存储区作为缓存区，将文件加载到定义的内部存储区域即缓存区，每次需要加载文件时先从数据缓存区查找相应的数据按照文件结构进行加载，不需要每次从外部存储器查找加载。

窗口管理模块

窗口管理模块是SelfUI技术的核心部分，支撑着整个SelfUI图形库。

窗口管理模块在GYK设备上实现了窗口的创建，绘制，控件添加，事件响应，销毁等工作。

窗口创建

窗口按照人机交互层创建的先后次序分成父窗口、子窗口，同层又分为兄弟窗口，不同层的窗口按照树形结构管理，树形结构创建管理的逻辑是：首先创建一个主窗口，有且仅有一个主窗口，主窗口下可以创建若干个子窗口，主窗口下的所有子窗口都有且仅有一个父窗口，而子窗口下又可以创建若干个子窗口，这种树形结构中的窗口元素间存在着一对多的层次关系。

窗口具有树形结构快速创建的特点，同一层窗口按照单向链表的方式管理，创建窗口时在所在层中添加窗口链表节点，因此，将树形结构和链表结构运用于创建GYK设备的人机交互单元界面，降低了人机交互操作的反馈时间，提高了***的显示实时性。设备上窗口大小不一，采用不同尺寸的窗口按位置创建，利用绝对位置创建窗口，这种方法提高了***运行速度；其次，制作了窗口创建的固定模板，每次创建窗口，只需将固定的位置参数(窗口宽度)输入模板，即可创建出不同大小的窗口。

窗口绘制

不同类型的窗口标题不同，针对标题差异的不同窗口风格设计了通用的绘制模板，因此只需输入特定参数就可以快速的通过模板绘制出风格差异的窗口。

添加控件

人机交互显示和可操控的控件有按钮、编辑框、组合框、列表等控件，按照控件的属性特点分类并按类型绘制。

控件是在父窗口的基础上创建的，不同控件所属的父窗口有所差异。

控件是作为父窗口的子窗口来创建的，根据控件的属性定义属性参数，控件创建时只需给出属性参数即可绘制出控件。同时结合GYK设备显示操作特点，总结控件排布规律，制作控件排布模板，因此，在控件创建的同时也已定位控件的位置，快速准确的创建出不同类型的控件子窗口。

事件响应

窗口的事件响应主要对按键进行响应，包括对鼠标或键盘的按键响应。响应机制是将按键值进行排列，当按键弹起的时候按照不同的键值响应不同的事件(进入子窗口或执行相应的功能)，具有单键、组合键、长按键及短按键等多种响应方式。

窗口销毁

窗口的销毁只需找到创建时的树形结构的窗口节点，销毁对应的窗口节点达到销毁窗口的目的。同层窗口的销毁管理按照链表结构管理。

因此，GYK设备多层人机交互界面的创建及销毁以及窗口中控件(子窗口)的创建等工作，按照树形及链表数据结构进行管理，使交互窗口快速的创建、销毁并运行，降低了人机交互操作的反馈时间，提高了***的显示实时性。

控件模块

控件作为特殊的窗口，是在窗口创建时添加的，控件模块主要是对子控件的实现。

控件模块在与用户的交互过程中，担任着主要角色。窗口可以响应不同控件以及控件焦点的切换等操作，能够对按钮按下、抬起，编辑框输入，组合框选项切换选中，列表增加删除等不同的控件操作进行回应。一个窗口中可以有多个控件，各个控件之间可以按焦点顺序进行切换。控件作为窗口的子窗口，与窗口的创建和绘制原理相同，控件除了具有窗口的普遍特性外，还具有自身的特殊属性。

控件模块主要完成了常用控件，如：编辑框，按钮，组合框，列表框等子窗口的实现。

编辑框的主要功能是各个参数的输入和编辑，可以输入和编辑多种文本类型，主要有无符号整型、有符号整型、无符号浮点、有符号浮点、时间(日期)、公里标、字母、IP地址等，且类型易扩展。输入文本的长度和范围可使用相应的接口来设置，编辑框内容可分为选中和未被选中，被选中的内容可以删除或被替换掉。

按钮作为一种类型的子窗口，分为按键按钮、复选框和单选框三种类型，按钮在初始化时输入类型，按钮的风格、按钮名称的设置等操作，都有相应的接口操作，按钮的响应也在按钮初始化时给出了响应的接口，通过响应接口达到人机交互的目的。

组合框属于下拉列表式，可以通过下拉按钮弹出列表，浏览或选中列表内容。初始化组合框时，可以对列表项的数量、列表项的内容及字符长度通过参数进行设置。组合框列表项的焦点移动及列表项的选中等操作都有相应的实现接口。

列表框根据实际使用情况在列表初始化时定义行数和列数以及列的结构形式，列表框的结构定义为列类型、字符串对齐方式、列宽以及标题字符串，列表项之间可以按次序切换，并能进行列表项删除等操作。

事件管理模块

事件管理模块提供了触摸点击，按键按下，按键抬起等外部触发事件接口，主要对窗口管理模块中的窗口及控件模块中的控件子窗口进行触发操作来实现与GYK设备的人机交互。

触摸点击事件：当鼠标点击屏幕按钮时，设置鼠标捕获，保存捕获到的句柄，按钮按下时根据保存的句柄触发事件，并设置触发消息窗口的焦点。

按键按下或抬起事件：键盘按键按下时将所在焦点窗口句柄赋给按键消息响应句柄，得到消息响应句柄后，判断按键消息是否已经被处理，如果被处理则不响应消息并返回消息已经被处理标志；消息如果没被处理则判断按键消息是否被转义，如果被转义则按照被转义的字符在按键抬起时响应按键消息。

与现有技术相比，

1)本发明中的资源管理模块，使用缓存机制，大大降低了外部资源访问时间，在有限的内存条件下，最大限度的提高了***资源的访问速度。

2)本发明中的窗口管理模块对窗口按照特定的数据结构进行层级管理，提高了人机交互***显示的实时性，降低了反馈延时。

3)本发明中事件管理模块增加的屏幕触摸触发方式，比以往的GYK设备具有的按键触发反应更灵敏。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于SelfUI的GYK设备的人机交互***，其特征在于，所述人机交互***包括：

图形模块，用于提供图形、字体及图片的绘制接口；

资源管理模块，用于存储图形、字体及图片；所述字体、所述图片以及所述图形的加载采用缓存机制；所述资源管理模块定义内部存储区作为缓存区，将文件加载到缓存区，每次需要加载文件时从缓存区查找相应的数据按照文件结构进行加载；

窗口管理模块，用于管理不同人机交互层的窗口创建单元、窗口绘制单元、控件添加单元、事件响应单元及窗口销毁单元；其中，不同层的窗口采用树形结构，同层的窗口采用链表结构；所述窗口创建单元是按照人机交互层创建的先后次序分成父窗口、子窗口，同层又分为兄弟窗口；所述树形结构创建管理的逻辑为首先创建一个主窗口，然后在所述主窗口下创建多个子窗口，且所述主窗口下的所有子窗口仅有一个父窗口，接着在所述子窗口下创建下一层所需要的多个子窗口，依次类推；所述树形结构创建管理的逻辑使所述树形结构中的窗口间存在着一对多的层次关系；同层窗口按照单向链表的方式管理；在创建同层窗口时，在窗口所在层中添加窗口链表节点；

控件模块，用于提供多种控件的绘制接口；

事件管理模块，用于提供外部事件的触发接口；所述外部事件包括触摸点击事件、按键按下事件、按键抬起事件；触摸点击事件的逻辑为当鼠标点击屏幕按钮时，设置鼠标捕获，保存捕获到的句柄，按钮按下时根据保存的句柄触发事件，并设置触发消息窗口的焦点。

2.根据权利要求1所述的人机交互***，其特征在于，所述图形模块用于完成线段、折线、几何形状、几何填充、文字、图片的绘制工作。

3.根据权利要求1所述的人机交互***，其特征在于，所述资源管理模块包括文件结构、图片对象结构以及缓存区；

所述文件结构用于定义文字起始位置、文字列表、字体像素缓存、文字总数量、字体宽度、字体高度以及字体颜色位宽；

所述文件结构还用于定义图形起终位置、图形列表、图形像素缓存、图形总数量、图形宽度、图形高度以及图形颜色位宽；

所述图片对象结构用于定义图片宽度、图片高度、图片帧数、图片内像素点信息；

所述缓存区为所述资源管理模块的内部存储区，所述缓存区用于存储所述字体、所述图片以及所述图形；

每次需要加载所述字体、所述图片或者所述图形时先从所述缓存区查找相应的数据并按照所述数据对应的结构进行加载。

4.根据权利要求1所述的人机交互***，其特征在于，所述窗口绘制单元内置通用绘制模板；在窗口绘制时，在所述通用绘制模板中输入不同参数以实现不同类型的窗口设置不同的标题。

5.根据权利要求4所述的人机交互***，其特征在于，所述控件添加单元中添加的控件包括按钮、编辑框、组合框、列表；所述控件是作为父窗口的子窗口来创建的，不同所述控件所属的父窗口不同；

所述控件添加单元中内置控件排布模板；在添加所述控件时，根据控件属性参数和所述控件排布模板添加对应的控件；所述控件排布模板是根据GYK设备显示操作特点以及控件排布规律制作而成的。

6.根据权利要求5所述的人机交互***，其特征在于，所述事件响应单元用于对按键进行响应；

事件响应的机制是将按键值进行排列，当按键弹起的时候按照不同的键值响应不同的事件；所述响应包括单键响应、组合键响应、长按键响应及短按键响应。

7.根据权利要求6所述的人机交互***，其特征在于，所述窗口销毁单元是通过销毁窗口创建时的树形结构的窗口节点以达到销毁窗口的目的。

8.根据权利要求5所述的人机交互***，其特征在于，所述控件模块，在窗口创建时添加，用于完成编辑框、按钮、组合框、列表框的绘制工作；

所述编辑框用于各个参数的输入和编辑；

所述按钮包括按键按钮、复选框按钮和单选框按钮；在所述按钮初始化输入按钮风格、按钮名称、按钮响应时设置相应的接口以达到人机交互的目的；

所述组合框属于下拉列表式；在所述组合框初始化时，对所述组合框中的列表项数量、列表项内容及字符长度通过参数进行设置，并且对所述组合框中的列表项的焦点移动及列表项的选中操作设置对应的接口；

所述列表框是根据实际使用情况，在初始化时定义行数、列数以及列的结构形式；所述列表框的结构定义包括列类型、字符串对齐方式、列宽以及标题字符串；所述列表框中的列表项之间按次序切换，并能进行列表项删除操作。

9.根据权利要求8所述的人机交互***，其特征在于，所述事件管理模块用于提供触摸点击事件接口、按键按下事件接口、按键抬起事件接口；

触摸点击事件的逻辑为当鼠标点击屏幕按钮时，设置鼠标捕获，保存捕获到的句柄，按钮按下时根据保存的句柄触发事件，并设置触发消息窗口的焦点；

按键按下事件和按键抬起事件的逻辑为键盘按键按下时将所在焦点窗口句柄赋给按键消息响应句柄，得到消息响应句柄后，判断按键消息是否已经被处理，如果所述按键消息被处理则不响应所述按键消息并返回所述按键消息已经被处理标志；如果所述按键消息没被处理则判断按键消息是否被转义，如果所述按键消息被转义则按照所述按键消息被转义的字符在按键抬起时响应按键消息。

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