于洋深

(大慶油田天然氣分公司工程技術(shù)大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

隨著儀器儀表的改革和不斷發(fā)展，智能儀表軟件產(chǎn)生，而實(shí)現(xiàn)智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)研究，能夠擺脫傳統(tǒng)手動(dòng)操作的束縛，使儀表操作更加靈活。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的應(yīng)用，使得智能儀表軟件開發(fā)中加入了新的技術(shù)手段，這些新手段的加入，促進(jìn)了智能儀表相關(guān)工作效率的提升，極大地降低了智能儀表開發(fā)的成本和實(shí)踐，對(duì)推動(dòng)儀表領(lǐng)域的發(fā)展等起到了重要的促進(jìn)作用。

1 智能儀表的發(fā)展歷史

儀表從初始至今經(jīng)歷了3代發(fā)展，第一代具有代表性的是模擬式儀表，第二代具有代表性的是數(shù)字式儀表，第三代具有代表性的是智能儀表。智能儀表在七十年代時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)了，主要的工作原理是將人工智能理論應(yīng)用到儀表當(dāng)中去，賦予儀表類似于人的特有的功能。在智能儀表中一般情況下應(yīng)用的是嵌入式的微處理器芯片，數(shù)字信號(hào)器或者硅晶體軟件等，這樣能夠?yàn)閮x表軟件的后期開發(fā)提供便利。智能儀表受功能的限制，其軟件結(jié)構(gòu)也是不同的，所以不同軟件結(jié)構(gòu)之間的共同應(yīng)用被稱之為軟件系統(tǒng)，而軟件系統(tǒng)是在智能高低方向起決定作用的新型儀表。

2 智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化問題

智能儀表軟件開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)性和專業(yè)性較強(qiáng)的軟件系統(tǒng)，一般包括了信號(hào)處理軟件、交互界面軟件以及其他的通訊軟件系統(tǒng)，針對(duì)于不同的領(lǐng)域有專門的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，目前我們?cè)谥悄軆x表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)探究上仍面臨著一些難題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

對(duì)應(yīng)領(lǐng)域理論和硬件體系結(jié)構(gòu)問題。智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)應(yīng)專門領(lǐng)域的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在具體的應(yīng)用過程中不能夠應(yīng)用通用的智能儀表理論進(jìn)行解決，以免影響軟件開發(fā)自動(dòng)化工具優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化處理。同時(shí)，現(xiàn)階段正在應(yīng)用的智能儀表系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)也無法很好地與現(xiàn)今的軟件開發(fā)自動(dòng)化工具所契合。

對(duì)應(yīng)儀表軟件開發(fā)自動(dòng)化工具問題。智能儀表軟件的開發(fā)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的是用戶與系統(tǒng)之間的交互，但目前能夠?qū)崿F(xiàn)的是面向工程師的交互，并不是面向相關(guān)人員的，這就會(huì)導(dǎo)致工具與具體領(lǐng)域之間的出現(xiàn)脫軌的問題。

3 智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)及CASE技術(shù)

3.1 智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)

（1）對(duì)智能儀表軟件開發(fā)自動(dòng)化技術(shù)的理解。從廣義上來說，智能儀表的能夠?qū)崿F(xiàn)人工開發(fā)到完全自動(dòng)化開發(fā)，將以往人工處理的內(nèi)容全部轉(zhuǎn)移給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，極大地減輕了人工操作的負(fù)擔(dān)。智能儀表軟件開發(fā)中的自動(dòng)化技術(shù)主要指的是專門的軟件開發(fā)系統(tǒng)，對(duì)自動(dòng)化特征進(jìn)行了相對(duì)化地反應(yīng)。從狹義上來講，智能儀表軟件開發(fā)從功能、規(guī)格、說明等方面全部都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的操作。

（2）智能儀表軟件開發(fā)自動(dòng)化的方法。目前智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化方法主要有以下3種：首先，在軟件開發(fā)自動(dòng)化中應(yīng)用新的設(shè)計(jì)方法，比如Agent將程序編制模塊化、構(gòu)建化等，這樣能夠減少軟件開發(fā)中的工作流程。其次，將人工操作流程轉(zhuǎn)換成為半自動(dòng)或者全自動(dòng)操作，高層工件可以根據(jù)已經(jīng)設(shè)置好的模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換位低層工件。利用新的集成方法對(duì)現(xiàn)有的軟件開發(fā)工具進(jìn)行二次自動(dòng)化操作。

3.2 智能儀表CASE技術(shù)研究

CASE技術(shù)能夠提高軟件各個(gè)階段的開發(fā)效率和技術(shù)水平，所以可以將其簡(jiǎn)單地定義為軟件開發(fā)自動(dòng)化技術(shù)。在具體的應(yīng)用過程中，其能夠?yàn)檐浖拈_發(fā)與維護(hù)提供自動(dòng)化的操作原理，主要包括自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)方法、面向?qū)ο蟮姆椒ㄒ约白詣?dòng)化工具等。

信號(hào)處理CASE技術(shù)研究。首先，層次結(jié)構(gòu)分析。不同職能儀表的信號(hào)也是不同的，但具體信號(hào)是有限的，是由相對(duì)穩(wěn)定的信號(hào)處理單元所構(gòu)成的，而每一個(gè)信號(hào)處理單元又被是作為一系列的數(shù)據(jù)管理與決策活動(dòng)，在特定的算法下這些都是可以相互驗(yàn)證和細(xì)化的。智能儀表中的信號(hào)處理主要包括信息的收集、存儲(chǔ)、加工和傳遞，這些穩(wěn)定的單元組成了一些穩(wěn)定的系統(tǒng)，而這些單元又是按照層次進(jìn)行劃分的，最終為傳感器采集數(shù)據(jù)所服務(wù)。在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)不同層次的需求進(jìn)行模塊的單獨(dú)開發(fā)，利用低層次模塊對(duì)整個(gè)智能儀表的信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，以此來提高智能儀表信號(hào)處理軟件開發(fā)的效率。其次，層次構(gòu)件連接及接口綁定。在智能儀表信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，每個(gè)層次的任務(wù)都是通過構(gòu)件連接的，不同層次上構(gòu)件的目標(biāo)、范圍與功能等都是不同的。構(gòu)件在結(jié)構(gòu)上來看，是語義描述和接口代碼的復(fù)合體。從功能上來看，是為了實(shí)現(xiàn)某種實(shí)用體目的的算法。在智能儀表信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，構(gòu)件的連接一般分為并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)幾種連接方式。在構(gòu)件接口綁定時(shí)，不同接口要保證能夠與統(tǒng)一的接口規(guī)約相符合。接口綁定能夠建立內(nèi)部接口與外部接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系主要分為一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的關(guān)系。

交互界面CASE技術(shù)研究。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能儀表交互界面軟件的發(fā)展也到了新的時(shí)期，目前智能儀表交互界面軟件開發(fā)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面.首先，機(jī)械交互界面。這是在信息技術(shù)發(fā)展早期形成的，智能儀表的交互界面是機(jī)械式的，不可操作的界面，其與人之間的交互涉及內(nèi)容較少，只是完成了界面功能的提示和顯示的作用。其次，圖形式的交互。主要表現(xiàn)為圖形、圖像技術(shù)形成了交互界面，這種形式與人們對(duì)事物現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)相符合。目前，絕大多數(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上顯示的都是圖形式交互界面，已經(jīng)成為了極為普遍界面操作系統(tǒng)了。

交互界面CASE技術(shù)的應(yīng)用，使得人們對(duì)于智能儀表界面的需求得到了滿足，所以這種類型的交互界面已經(jīng)成為了智能儀表交互界面的主導(dǎo)，為此對(duì)這一類型的交互界面進(jìn)行研究，是決定其能否成為智能儀表交互界面CASE技術(shù)的關(guān)鍵，對(duì)此應(yīng)該從以下兩個(gè)方面進(jìn)行具體研究。一是根據(jù)軟件工程原理，對(duì)智能儀表交互界面軟件的各個(gè)生存期階的開發(fā)方法進(jìn)行重新的構(gòu)建，其中包括分析、設(shè)計(jì)、文檔、代碼等軟件自動(dòng)化技術(shù)。二是在現(xiàn)有的CASE工具和環(huán)境的基礎(chǔ)上，用新的手段或者方法進(jìn)行智能儀表交互界面CASE技術(shù)的開發(fā)。

在對(duì)交互界面進(jìn)行開發(fā)之后分析可以得出，在交互界面開發(fā)中首先要對(duì)已知的交互界面模型或者未來要建立什么樣的交互界面模型進(jìn)行確定，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行交互界面軟件方法的研究和開發(fā)。從相關(guān)實(shí)踐中可以看出，模型的構(gòu)建是建立在理論基礎(chǔ)之上的，這是實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)建的方法?；诳刂乞?qū)動(dòng)的交互界面模型主要分為Seeheim模型、MVC模型、PAC模型等。

4 結(jié)語

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成化電路技術(shù)迅速發(fā)展，儀表系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬到數(shù)字再到智能化的飛躍。但是目前我國(guó)智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)仍然存在一系列制約性的問題，這將極大地限制智能儀表系統(tǒng)開發(fā)的效率和效果。因此，在智能儀表軟件開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)研究過程中，要對(duì)概念、方法及技術(shù)進(jìn)行深入地探究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)CASE的概念及相關(guān)技術(shù)要深入的研究。CASE技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其在儀表開發(fā)與生產(chǎn)中的應(yīng)用具有重大的意義。本文對(duì)此方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要地探析，但其在具體的應(yīng)用當(dāng)中還有很多值得借鑒之處，需要我們對(duì)此不斷地研究。