基于软件工程思想方法的嵌入式测控系统设计

丁远 韩旭 沈子斌 金霄 刘鑫松

摘 要 随着科学技术的发展，嵌入式技术在测控系统中的应用越来越普遍，对测控系统的要求也越来越高，因此需要不断创新。以创新为目的，基于传统的嵌入式测控系统，将软件工程的思想方法融入对实际软件的需求分析、软件的总体设计、软件的分区优化、软件的应用调试等几个方面，从而设计出新的测控系统。希望新系统更稳定，数据可靠，更容易后期维护，更好的适应未来经济社会的发展。

【关键词】软件工程 嵌入式系统 软件开发 可靠性 软件创新

在现代化的发展进程中，嵌入技术的电子产品早已成为人们生活中必不可少的工具，例如智能家电等。随着电子信息时代的到来，传统的嵌入式测控系统已无法满足社会发展的需求，因而研发人员开始注重设计新型嵌入式测控系统。基于软件工程思想方法的嵌入式测控系统是应用比较广泛的新型测控系统。它與传统的嵌入式测控系统相比，新设计的测控系统除了具有监视和测量设备的功能外，同时兼备时效性强、可靠性高及功能完善等特点，它的应用给各行业的测量控制工作带来了很大的便利。

本文以传统嵌入式测控系统设计为基础，植入软件工程思想方法，力求提高传统测控系统各个方面的性能，使测控系统在未来的各领域中得到更好的应用。

1 基于软件工程思想方法的嵌入式测控系统设计

嵌入式测控系统主要包括硬件设计和软件设计2 个方面。

1.1 测控系统的硬件设计

硬件系统以嵌入式处理器为核心，配置存储器、I/O等必要的电子信息技术。其特点是兼容性强，移植性强。芯片作为主板电路的核心，其外围电路系统复杂，包括ADC、DA 等多种接口，能独立完成在复杂环境下设备的监测、控制。本文设计的基于软件工程思想为核心的测控系统平台需要的主要硬件组成及规格如表1所示。

其他的辅助设备例如电线等比较普遍，就近采购即可。

1.2 测控系统的软件设计

软件部分以软件工程思想为核心，主要包括各种应用程序及软件操作系统。应用程序指挥系统的运作和行为；而操作系统则是应用程序与硬件完成交互行为的保证。软、硬件的承接部分为板级支持包 BSP等。嵌入式测控系统的软件设计主要包括对实际软件的需求分析、对软件部分的总体设计、软件的分区优化、软件的应用调试等 。

1.2.1 软件的需求分析

基于软件工程思想为核心的测控系统的软件必须要在设计之前对传统的嵌入式测控系统进行详细而全面的了解，然后根据监测环境及设备的要求，以及传输数据的时效性与可靠性要求，设计出符合实际应用的软件。

1.2.2 软件的总体设计

在设计之前，明确设计顺序。总体设计与传统嵌入式测控系统类似，主要包括 IIC 总线设计、IIC 驱动开发、IIC 存储器件软件设计。

1.2.3 软件的分区优化

通过分析及总体设计，软件设计初步完成后，按软件功能分组编号，然后有针对性地对特定功能软件群组进行相应的优化，一旦软件有问题，可以快速的找到是哪个群组的哪个软件有问题，进而完善设计。

1.2.4 软件调试

最后是软件调试，这是每个设计系统关键的一步。在预设的模拟环境中，将系统的软件设计投入使用，只有各个方面的数据指标都达到预定的理想值或是与理想值相差无几，设计的新系统才能投入试用。

2 试验

经试验后得到基于软件工程思想方法的嵌入式测控系统在实际生产生活中的应用有很大的益处，主要体现在以下2个层面：

设计周期短，成本低。自动化应用是新时代的主要生活模式，使用智能软件做辅助工具开发新系统、新技术已成为时代的主流。在设计嵌入式测控系统时，系统的设计人员只需要把自己的目标开发系统软件“告诉”智能开发工具软件，该软件就会自动完成系统设计的前期准备工作，系统设计人员不用再为前期设计准备工作浪费时间和精力，设计起来效率更快。高科技计算机软件在嵌入式测控系统设计中的合理应用，可有效满足使用者对设备、环境实时监测的需要。

3 结束语

在软件技术的不断进步及嵌入式技术不断创新的社会背景下，嵌入式测控系统的设计水平将会不断提高。目前，通过与软件工程思想方法相结合，嵌入式测控系统不管是系统的稳定性方面，还是对检测对象的影响方面都有很大提升。

参考文献

[1]曹毅.基于软件工程方法的SEMAT理论与实践[J/OL].机电工程技术，2017，08（S2）：266-270.

[2]陈宇泽，宋绪勇.嵌入式测控系统的设计与应用[J].科技与创新，2017，11（15）：160-161.

作者简介

丁远（1988-），男，辽宁省沈阳市人。硕士学位。实习研究员。研究方向为智能控制与嵌入式处理。

作者单位

1.东软集团股份有限公司 辽宁省沈阳市 110000

2.辽宁省金秋医院 辽宁省抚顺市 113006

3.辽宁工程技术大学电子与信息工程学院 辽宁省沈阳市 110000