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第1章　绪论1

1.1　人机交互的概念1

1.2　人机交互的研究内容2

1.2.1　人机工程学3

1.2.2　计算机软件技术3

1.2.3　认知心理学4

1.2.4　艺术设计5

1.3　人机交互的关键技术5

1.3.1　硬件技术5

1.3.2　软件工程技术5

1.3.3　数据库技术7

1.3.4　多媒体技术8

1.4　人机交互的发展历史及趋势9

1.4.1　人机交互的发展过程9

1.4.2　人机交互的发展趋势14

第2章 工业控制中的交互设备16

2.1　概述16

2.2　输入设备16

2.2.1　键盘——专用键盘16

2.2.2　点操作设备——鼠标、轨迹球17

2.2.3　触摸屏19

2.2.4　操纵杆22

2.2.5　DCS中的手操器22

2.3　输出设备23

2.3.1　光栅扫描阴极射线管（CRT）23

2.3.2　液晶显示器（LCD）24

2.3.3　DLP背投影25

2.3.4　一机多屏技术26

2.3.5　打印设备27

2.4　多媒体交互设备28

2.4.1　音响设备——语音输出设备28

2.4.2　视频设备29

第3章　人机交互技术31

3.1　概述31

3.1.1　人机交互的基本概念31

3.1.2　人机交互的基本特征34

3.2　人机交互用户分析38

3.2.1　用户特征38

3.2.2　用户模型39

3.3　命令语言和文本菜单技术42

3.3.1　命令语言结构42

3.3.2　命令语言的分析与设计44

3.3.3　菜单技术45

3.3.4　菜单界面的设计原则48

3.4 图形用户界面（GUI）49

3.4.1 GUI的主要思想50

3.4.2　GUI的设计原则52

3.5　响应时间和显示速率56

3.5.1 响应时间56

3.5.2　显示速率58

3.5.3　取舍原则59

3.6　帮助和错误处理59

3.6.1　帮助系统设计60

3.6.2　错误处理分析62

3.6.3　错误处理系统设计63

3.7　工业控制系统中的交互界面65

3.7.1 工业控制系统界面用户特征分析65

3.7.2　工业控制系统界面设计原则65

第4章 人机交互界面的开发69

4.1　概述69

4.2　交互系统的软件结构70

4.2.1　多任务模块化结构70

4.2.2　多用户网络化结构70

4.3　软件平台的设计方法71

4.3.1 面向对象的设计方法71

4.3.2　视图的抽象设计76

4.3.3　视图的概要设计77

4.3.4　视图的关联性设计78

4.3.5　面向不同语言和文化的设计78

4.4　图形工具箱82

4.4.1　矢量化图元82

4.4.2　基本图元83

4.4.3　扩展图元87

4.4.4　动态和交互图元92

4.5　色彩设计98

4.5.1　色彩基础98

4.5.2　色调和色彩搭配99

4.5.3　心理因素100

4.5.4　工业设备色彩设计原则102

4.5.5　工业软件色彩设计原则105

第5章　Web界面设计106

5.1 概述106

5.2　Web基础107

5.2.1　Internet技术简介107

5.2.2　网页界面112

5.3 网站内容的组织结构和机制设计115

5.3.1 网页间的衔接116

5.3.2　信息金字塔结构116

5.4　Web界面设计技术与工具119

5.4.1 HTML119

5.4.2　JSP122

5.4.3　XML125

5.5　Web界面在工业控制系统中的应用127

5.5.1 工业控制系统的动态特性和交互特性127

5.5.2　Web化的主要问题129

5.5.3　西门子WinCC Web Navigator130

第6章　数据管理技术134

6.1 概述134

6.2　数据模型134

6.3　通用数据库系统的体系结构135

6.3.1　集中式数据库系统136

6.3.2　基于C/S结构的数据库系统136

6.3.3　基于Web的数据库系统137

6.4　实时数据库140

6.4.1 实时数据库的特点140

6.4.2　实时／历史数据库的结构143

6.4.3　几种常见的实时／历史数据库147

6.5 内存数据管理153

6.5.1　实时控制软件153

6.5.2　eXtremeDB的系统结构154

6.5.3　eXtremeDB的开发环境155

6.5.4　eXtremeDB数据库的基本概念155

6.5.5　在DCS现场控制站中的开发与应用157

第7章 可用性分析与评估161

7.1 可用性与可用性工程161

7.1.1　可用性定义161

7.1.2　可用性工程163

7.2　支持可用性的设计原则165

7.2.1 可学习性165

7.2.2　灵活性167

7.2.3　鲁棒性169

7.3　可用性评估及其方法171

7.3.1　可用性评估171

7.3.2　可用性评估方法172

第8章 分散控制系统的人机交互182

8.1 分散控制系统的功能描述182

8.1.1　现场级182

8.1.2　控制级183

8.1.3　监控级184

8.1.4　管理级186

8.2　主要的人机交互功能187

8.2.1　现场控制站软件187

8.2.2　操作员站软件188

8.2.3　工程师站软件188

8.2.4　各种专用功能的节点及其相应的软件190

8.3　监控层站点的数据结构190

8.4　功能软件194

8.4.1　系统管理程序196

8.4.2　数据库组态程序196

8.4.3　控制策略组态198

8.4.4　监控画面198

8.4.5　趋势查看201

8.4.6　报表程序202

8.4.7　设计举例203

第9章 分散控制系统的通用接口技术206

9.1　概述206

9.2　基于Modbus协议实现与DCS通信208

9.2.1　Modbus协议208

9.2.2　Modbus协议实现与Ovation系统通信217

9.2.3　Modbus协议实现与XDPS系统通信219

9.3　基于DDE协议实现与DCS通信220

9.3.1　DDE协议220

9.3.2　DDE程序的设计实现221

9.3.3　利用DDE协议实现与I/A Series系统通信225

9.4　基于OPC协议实现与DCS通信228

9.4.1　OPC技术228

9.4.2　OPC接口方式230

9.4.3　OPC数据访问方式232

9.4.4　OPC技术规范234

9.4.5　OPC接口的具体实现239

参考文献242