专利名称：在实时多任务操作系统中建立嵌入式图形化用户界面的方法
技术领域：
本发明涉及电力通信系统，更具体地涉及变电站自动化中的远动及控制的方法。
背景技术：
应用于变电站的综合控制系统，尤其是适用110KV电压等级以上变电站的产品，通常都会提供配套的图形化用户界面，方便变电站值班人员的使用。现阶段常见的图形化用户界面多架构在变电站控制系统的操作平台上，主要包括两种类型一种是架构于Window’NT(Windows’2000)操作系统平台之上，运行于PC机或工作站，采用Microsoft或其他公司提供的面向对象的编程工具及相应的编程环境——例如Visual C、Visual Basic，Delphi(Borland公司出品的面向对象开发软件包)开发的图形化用户界面；这种类型的产品的优点是运行于主流操作系统，开发及辅助工具功能强大。
另一种是架构于UNIX(Solaris，SCO Unix，HP-UX等)操作系统平台上，多数运行于工作站，采用Motif(开放软件基金会的图形接口)图形化界面软件工具包开发的用户界面；这类产品的优点是稳定性高，可移植性强，界面友好。
但是以上提到的两种类型产品共同存在的问题是对于硬件平台的资源要求很高，包括处理器的运算速度、内存的规模等等，将导致成本的增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种在微内核实时多任务操作系统中建立嵌入式图形化用户界面的方法。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的，所述的一种在微内核实时多任务操作系统中建立嵌入式图形化用户界面的方法，包括步骤对该图形化用户界面(CUI)进行初始化，CUI启动必要的系统定时器，读入变电站各个保护间隔的配置文件并存储在其内存区；系统登录并判断是否是合法用户，如果登录失败，允许用户重新登录，或直接退出系统，并释放动态分配的内存；如果系统登录成功，建立主用户界面窗口并对用户开放事件输入的接口，通过接口输入事件消息；根据输入事件消息，输出有关事件。
所述的输入事件消息中输入事件是“数据更新定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是使现有数据列表窗口中所有的数据被更新为当前值，以便用户观察最新的实时数据；所述的输入事件消息中输入事件是“用户操作”，用户随时可以通过鼠标或键盘的操作，将请求输入到事件处理主循环中，而主循环根据输入的不同信息，分别按照要求产生各类输出事件，所述的各类输出事件包括显示实时数据，即按照用户选择的继电保护间隔信息，分类别弹出窗口，显示相应的实时数据列表；提供用户设备操作菜单，即按照用户选择的继电保护间隔信息，弹出设备遥控对象选择窗口，通过对数据库与CUI之间消息队列的操作，使用户能够执行设备遥控；显示事件记录，即调出显示最近若干条事件记录的告警窗口；提供用户帐户管理功能，即允许当前用户添加新的合法用户，并将添加的新用户名及密码加密后存入特定文件；退出系统，即退出系统模块断开了与数据库核心的联系，并释放了动态分配的内存，关闭所有打开的窗口。
所述的输入事件消息中输入事件是“事件查询定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是“如有事件自动弹出窗口”，即查询数据库与CUI之间建立的消息队列，如果有遥信变位事件、遥测越限事件、保护动作事件、装置告警事件或事件顺序记录(SOE)的发生，则弹出事件告警窗口，以便及时提示用户发生了重要事件；如果事件告警窗口已经打开，则立即更新窗口提示的内容。
本发明的优点是考虑到变电站控制与通信的实际需要，以及QNX及其图形开发工具的特点，CUI的功能简洁，操作简单，界面直观，可以提供用户方便地查询变电站全面的信息，并可以协助用户对变电站的设备进行必要的操作。
下面结合附图进一步说明本发明方法的具体步骤及优点。
图1是本发明方法的具体步骤的软件流程示意图。
具体实施例方式
图1是本发明方法的具体步骤的软件流程示意图。如图1所示，本发明的方法概括为对该图形化用户界面(CUI)进行初始化，CUI启动必要的系统定时器，读入变电站各个保护间隔的配置文件并存储在其内存区；系统登录并判断是否是合法用户，如果登录失败，允许用户重新登录，或直接退出系统，并释放动态分配的内存；如果系统登录成功，建立主用户界面窗口并对用户开放事件输入的接口，通过接口输入事件消息；根据输入事件消息，输出有关事件。
所述的输入事件消息中输入事件是“数据更新定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是使现有数据列表窗口中所有的数据被更新为当前值，以便用户观察最新的实时数据；所述的输入事件消息中输入事件是“用户操作”，用户随时可以通过鼠标或键盘的操作，将请求输入到事件处理主循环中，而主循环根据输入的不同信息，分别按照要求产生各类输出事件，所述的各类输出事件包括显示实时数据，即按照用户选择的继电保护间隔信息，分类别弹出窗口，显示相应的实时数据列表；提供用户设备操作菜单，即按照用户选择的继电保护间隔信息，弹出设备遥控对象选择窗口，通过对数据库与CUI之间消息队列的操作，使用户能够执行设备遥控；显示事件记录，即调出显示最近若干条事件记录的告警窗口；提供用户帐户管理功能，即允许当前用户添加新的合法用户，并将添加的新用户名及密码加密后存入特定文件；退出系统，即退出系统模块断开了与数据库核心的联系，并释放了动态分配的内存，关闭所有打开的窗口。
所述的输入事件消息中输入事件是“事件查询定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是“如有事件自动弹出窗口”，即查询数据库与CUI之间建立的消息队列，如果有遥信变位事件、遥测越限事件、保护动作事件、装置告警事件或事件顺序记录(SOE)的发生，则弹出事件告警窗口，以便及时提示用户发生了重要事件；如果事件告警窗口已经打开，则立即更新窗口提示的内容。
其具体步骤的软件流程是从步骤S00开始，步骤S01为CUI的初始化部分。由于考虑到嵌入式系统有限的硬件资源，CUI并不建立自己独立的数据库，而只是链接特定的核心用户实时数据库，必要时通过数据库提供的用户接口函数，进行数据的读写操作。在初始化部分，CUI启动了必要的系统定时器，读入变电站各个保护间隔的配置文件，存储在内存区，填充自己的简单数据结构，以避免经常的文件操作。步骤S02进行系统登录，对用户权限进行检查。弹出对话框，提示用户登录。步骤S03判断登录是否成功，检查用户输入的用户名及密码，比较密码文件中的记录，判断是否是合法用户。如果通过检查，登录对话框会自动关闭；如未通过检查，则弹出登录错误提示告警框。步骤S04-登录失败后清除上次输入的内容，允许用户重新登录。步骤S05-登录失败后也允许用户直接选择退出。退出系统模块断开了与数据库核心的联系，并释放了动态分配的内存，关闭所有打开的窗口。步骤S06-登录成功后出现的主界面窗口，对用户开放了事件输入的接口；通过所有接口输入的事件消息，将被送往处于接收阻塞状态(即我们常说的接收状态)的CUI的事件处理主循环，由主循环生成相应的输出事件。这个主循环负责处理所有的屏幕输入、键盘输入、鼠标操作事件，同时调度各种中断程序，负责界面的过滤、剪裁和输出工作，是所有图形化用户界面软件的调度核心。步骤S07-输入事件之一是“数据更新定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发。相应的输出事件是S14-使现有数据列表窗口中所有的数据被更新为当前值，以便用户观察最新的实时数据。步骤S08-输入事件之二是“用户操作”。用户随时可以通过鼠标或键盘的操作，将请求输入到事件处理主循环中，而主循环根据输入的不同信息，分别按照要求产生各类输出事件，主要包括在步骤S10按照用户选择的继电保护间隔信息，分类别弹出窗口，显示相应的实时数据列表；在步骤S11提供用户设备操作菜单，按照用户选择的继电保护间隔信息，弹出设备遥控对象选择窗口，通过对数据库与CUI之间消息队列的操作，使用户能够执行设备遥控；在步骤S12调出显示最近若干条事件记录的告警窗口；步骤S13-提供用户帐户管理功能，允许当前用户添加新的合法用户，并将添加的新用户名及密码加密后存入特定文件；在步骤在步骤S05也允许用户直接选择退出。退出系统模块断开了与数据库核心的联系，并释放了动态分配的内存，关闭所有打开的窗口。在步骤S09输入事件消息中的输入事件是“事件查询定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的在步骤S15输出事件是“如有事件自动弹出窗口”，即查询数据库与CUI之间建立的消息队列，如果有遥信变位事件、遥测越限事件、保护动作事件、装置告警事件或事件顺序记录(SOE)的发生，则弹出事件告警窗口，以便及时提示用户发生了重要事件；如果事件告警窗口已经打开，则立即更新窗口。
由于基于微内核技术的实时多任务操作系统QNX做最小化安装时，只需占用不足2兆的存储空间，加入网络组件后不超过3兆，增加必要的字体文件和图形化界面支持后，大约占用4.5兆字节，完全可以安装在电子盘或其它类型小容量存储介质上。而如果采用486的CPU(主频为133MHz)和32兆的内存，就完全可以达到变电站现场控制和通信的实时性要求。由此可见，基于QNX开发的图形化用户界面与其他类型的产品相比对于硬件的要求低得多，可以应用于嵌入式的硬件平台。
Photon是一种面向QNX实时操作系统和QNX应用的图形化用户界面接口(GUI)，它为最终用户及开发人员提供了一种灵活易用的环境。为了便于开发QNX应用的运行于photon下的图形化用户界面，photon提供了一种比较方便的开发工具“Photon Application Builder(简称PhAB——Photon图形化应用开发工具)”。利用PhAB，可以比较容易的做出一个类似于CUI的友好的用户界面。
考虑到变电站控制与通信的实际需要，以及QNX及其图形开发工具的特点，CUI的功能简洁，操作简单，界面直观，可以提供用户方便地查询变电站全面的信息，并可以协助用户对变电站的设备进行必要的操作，具体如下1.根据用户的要求，显示相应的开关量实际状态、模拟量和电度量的实时数据；2.用户可以通过简单的鼠标点击操作，对全站的可控开关、刀闸及其他设备进行遥控；3.当需要监视的保护间隔发生事件时，可以向用户发出消息通知。
4.根据实际工作需要，增加系统的合法用户，并设置操作权限。
为了说明和描述的目的，已经提供了本发明优选实施例的前面的描述。它不是详尽的或者限制本发明为揭露的精确的形式。按照上面的教导许多修改和变化是可能的。本发明的范围不是由这个详细的描述限定，而是由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种在微内核实时多任务操作系统中建立嵌入式图形化用户界面的方法，该方法包括步骤对该图形化用户界面(CUI)进行初始化，CUI启动必要的系统定时器，读入变电站各个保护间隔的配置文件并存储在其内存区；系统登录并判断是否是合法用户，如果登录失败，允许用户重新登录，或直接退出系统，并释放动态分配的内存；如果系统登录成功，建立主用户界面窗口并对用户开放事件输入的接口，通过接口输入事件消息；根据输入事件消息，输出有关事件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的输入事件消息中输入事件是“数据更新定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是使现有数据列表窗口中所有的数据被更新为当前值，以便用户观察最新的实时数据；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的输入事件消息中输入事件是“用户操作”，用户随时可以通过鼠标或键盘的操作，将请求输入到事件处理主循环中，而主循环根据输入的不同信息，分别按照要求产生各类输出事件，所述的各类输出事件包括显示实时数据，即按照用户选择的继电保护间隔信息，分类别弹出窗口，显示相应的实时数据列表；提供用户设备操作菜单，即按照用户选择的继电保护间隔信息，弹出设备遥控对象选择窗口，通过对数据库与CUI之间消息队列的操作，使用户能够执行设备遥控；显示事件记录，即调出显示最近若干条事件记录的告警窗口；提供用户帐户管理功能，即允许当前用户添加新的合法用户，并将添加的新用户名及密码加密后存入特定文件；退出系统，即退出系统模块断开了与数据库核心的联系，并释放了动态分配的内存，关闭所有打开的窗口。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的输入事件消息中输入事件是“事件查询定时器时间到”，每1秒钟(可调整)该事件被触发，相应的输出事件是“如有事件自动弹出窗口”，即查询数据库与CUI之间建立的消息队列，如果有遥信变位事件、遥测越限事件、保护动作事件、装置告警事件或事件顺序记录(SOE)的发生，则弹出事件告警窗口，以便及时提示用户发生了重要事件；如果事件告警窗口已经打开，则立即更新窗口提示的内容。
全文摘要
本发明公开了一种在微内核实时多任务操作系统中建立嵌入式图形化用户界面的方法,该方法包括步骤:对图形化用户界面(CUI)进行初始化,CUI启动必要的系统定时器,读入变电站各个保护间隔的配置文件并存储在其内存区;系统登录并判断是否是合法用户,如果登录失败,允许用户重新登录,或直接退出系统,并释放动态分配的内存;如果系统登录成功,建立主用户界面窗口并对用户开放事件输入的接口,通过接口输入事件消息;根据输入事件消息,输出有关事件。根据本发明方法建立的CUI的功能简洁,操作简单,界面直观,可以提供用户方便地查询变电站全面的信息,并可以协助用户对变电站的设备进行必要的操作。
文档编号G06F9/445GK1337622SQ01141429
公开日2002年2月27日 申请日期2001年9月25日 优先权日2001年9月25日
发明者吴涤, 杨常府, 田小琰, 高峰 申请人:北京四方同创保护与控制设备有限公司