hmi的定義

hmi是Human Machine Interface 的縮寫，"人機接口"，也叫人機界面。人機界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介， 它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。

人機界面(hmi)產(chǎn)品的組成及工作原理

人機界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲單元等，其中處理器的性能決定了hmi 產(chǎn)品的性能高低，是hmi的核心單元。根據(jù)hmi的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。hmi軟件一般分為兩部分，即運行于 hmi硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件(如JB-hmi畫面組態(tài)軟件)。使用者都必須先使用hmi的畫面組態(tài)軟件制作"工程文件"，再通過PC機和hmi 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的"工程文件"下載到hmi的處理器中運行。

hmi的作用

一、導航軟件

車載導航在很早之前就已出現(xiàn)，但由于導航不精準、功能較少以及升級麻煩等原因，逐漸被手機所替代。目前車載導航系統(tǒng)共有分為兩種，一種為品牌自帶導航，另一種則是基于手機導航軟件所定制的車載導航?？傮w而言，前者的體驗感較差，后者較好。

二、語音識別

語音識別目前的發(fā)展較為迅速，在無網(wǎng)絡情況下可以支持電臺、空調(diào)等功能，而當有網(wǎng)絡后，還可支持導航目的地搜索、查找餐廳以及查詢股票等功能。盡管在一些細節(jié)功能上有所不同，但功能大多大差不差，基本都能滿足日常的基本使用。

三、流量

手機功能盡管很豐富，但沒有流量，也就是一塊板磚，車機系統(tǒng)也同樣如此。許多人在購車時只看到了互聯(lián)系統(tǒng)強大的功能，但很少會想到它的流量情況。從目前來看，大多數(shù)車企的流量政策均是每月贈送一定數(shù)額或者前兩年免費。前者的流量大多有限，對于喜歡在線聽音樂的車主，一般沒幾天就能用完。后者自然不用說，到了時間要么不用，那么只能花錢買。此外值得一提的是，它的流量相比于三大運營商而言要更貴一些。

四、手機互聯(lián)系統(tǒng)

手機互聯(lián)同樣是最近幾年才有的新功能，盡管一些功能與車載hmi互聯(lián)系統(tǒng)有所重疊，但它的優(yōu)勢在于手機接收到消息時，它可以通過聲音閱讀，省去了在行車時拿手機的步驟，提高了駕駛安全性。而在分類上，它同樣分為兩種，一種是汽車品牌自帶系統(tǒng);另一種則是第三方系統(tǒng)。相比較而言，后者的使用體驗會更好一些。

上位機是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化(液壓，水位，溫度等)。下位機是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機，一般是PLC/單片機之類的。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設(shè)備。下位機不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般為模擬量)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。

上位機在工業(yè)控制當中又被稱為HMI(人機界面又名人機借口：有RS232,RS485,RJ45網(wǎng)線接口)。下位機是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機，一般是PLC/單片機之類的。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設(shè)備。下位機不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般為模擬量)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設(shè)備。下位機不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般模擬量)，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機。簡言之如此，真實情況千差萬別不離其宗。上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。

在概念控制者和提供服務者是上位機被控制者和被服務者是下位機也可以理解為主機和從機的關(guān)系但上位機和下位機是可以轉(zhuǎn)換的兩機如何通訊，一般取決于下位機。TCP/IP一般是支持的。但是下位機一般具有更可靠的獨有通訊協(xié)議，購買下位機時，會帶一大堆手冊光盤，告訴你如何使用特有協(xié)議通訊，里面會舉大量例子，一般對編程人員而言一看也就那么回事，使用一些新的API罷了。多語言支持功能模塊，一般同時支持數(shù)種高級語言為上位機編程。

通常上位機和下位機通訊可以采用不同的通訊協(xié)議， 可以有RS232的串口通訊，或者采用RS485串行通訊，當用計算機和PLC通訊的時候不但可以采用傳統(tǒng)的D形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的PROFIBUS-DP通訊，采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實現(xiàn)PLC和上位機的通訊。當然可以自己編寫驅(qū)動類的接口協(xié)議控制上位機和下位機的通訊。

1、人機界面產(chǎn)品的定義

連接可編程序控制器(PLC)、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元(如觸摸屏、鍵盤、鼠標等)寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實現(xiàn)人與機器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。

2、人機界面(HMI)產(chǎn)品的組成及工作原理

人機界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲單元等，其中處理器的性能決定了HMI 產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運行于 HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件(如JB-HMI畫面組態(tài)軟件)。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過PC機和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。

1、人機界面與人們常說的“觸摸屏”有什么區(qū)別?

從嚴格意義上來說，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因為“觸摸屏”僅是人機界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備;而人機界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機交互設(shè)備。在工業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機界面產(chǎn)品稱為“觸摸屏”，但這是不科學的。

2、人機界面和組態(tài)軟件有什么區(qū)別?

人機界面產(chǎn)品，常被大家稱為“觸摸屏”，包含HMI硬件和相應的專用畫面組態(tài)軟件，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫面組態(tài)軟件，連接的主要設(shè)備種類是PLC。而組態(tài)軟件是運行于PC硬件平臺、windows操作系統(tǒng)下的一個通用工具軟件產(chǎn)品，和PC機或工控機一起也可以組成HMI產(chǎn)品;通用的組態(tài)軟件支持的設(shè)備種類非常多，如各種PLC、PC板卡、儀表、變頻器、模塊等設(shè)備，而且由于PC的硬件平臺性能強大(主要反應在在速度和存儲容量上)，通用組態(tài)軟件的功能也強很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。

3、人機界面產(chǎn)品中是否有操作系統(tǒng)?

任何人機界面產(chǎn)品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運行在HMI的處理器中，支持多任務處理功能，處理器中需有小型的操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件的運行?；谄桨逵嬎銠C的高性能人機界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系統(tǒng)。

4、人機界面只能連接PLC嗎?

不是這樣的。人機界面產(chǎn)品是為了解決PLC的人機交互問題而產(chǎn)生的，但隨著計算機技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，很多工業(yè)控制設(shè)備都具備了串口通訊能力，所以只要有串口通訊能力的工業(yè)控制設(shè)備，如變頻器、直流調(diào)速器、溫控儀表、數(shù)采模塊等都可以連接人機界面產(chǎn)品，來實現(xiàn)人機交互功能。

5、人機界面只能通過標準的串行通訊口與其它設(shè)備相連接嗎?

大多數(shù)情況下是這樣的。但隨著計算機和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機界面產(chǎn)品的接口能力越來越強。除了傳統(tǒng)的串行(RS232、RS422/RS485)通訊接口外，有些人機界面產(chǎn)品已具有網(wǎng)口、并口、USB口等數(shù)據(jù)接口，它們就可與具有網(wǎng)口、并口、USB口等接口的工業(yè)控制設(shè)備相連接，來實現(xiàn)設(shè)備的人機的交互。

6、是否有通訊功能的設(shè)備一定能和人機界面產(chǎn)品連接?

應該是這樣的。因為通用的人機界面產(chǎn)品都提供了大量的、可供選擇的常用設(shè)備通訊驅(qū)動程序;一般情況下，只要在人機界面的畫面組態(tài)軟件中選擇與連接設(shè)備相對應的通訊驅(qū)動程序，就可以完成HMI和設(shè)備的通訊連接。如果所選HMI產(chǎn)品的組態(tài)軟件中沒有要連接設(shè)備的通訊驅(qū)動程序，用戶則可以把要連接設(shè)備的通訊口類型和協(xié)議內(nèi)容告知HMI產(chǎn)品的生產(chǎn)商，請HMI廠商代為編制該設(shè)備的通訊驅(qū)動程序。

7、PC機加觸摸屏，能否直接與PLC通訊，完成HMI的功能?

當然可以。不過還要編制相應的HMI軟件，才能使PC機成為一個真正的HMI產(chǎn)品。

8、未來人機界面的發(fā)展趨勢是什么?

隨著數(shù)字電路和計算機技術(shù)的發(fā)展，未來的人機界面產(chǎn)品在功能上的高、中、低劃分將越來越不明顯，HMI的功能將越來越豐富;5.7寸以上的 HMI產(chǎn)品將全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將更長。由于計算機硬件成本的降低，HMI產(chǎn)品將以平板PC計算機為HMI硬件的高端產(chǎn)品為主，因為這種高端的產(chǎn)品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種類和數(shù)量、組網(wǎng)能力、軟件資源共享上都有較大的優(yōu)勢，是未來HMI產(chǎn)品的發(fā)展方向。當然，小尺寸的(顯示尺寸小于 5.7寸)HMI產(chǎn)品，由于其在體積和價格上的優(yōu)勢，隨著其功能的進一步增強(如增加IO功能)，將在小型機械設(shè)備的人機交互應用中得到廣泛應用。