HMI组态软件用于开发人机交互界面,具有效率高、成本低、可靠性高等特点。随着人机交互设备广泛应用于生活的各个领域,HMI组态软件拥有了更广泛的应用场景。本文以HMI组态软件为核心,设计并实现了一种低成本的嵌入式组态人机交互系统。本文首先分析了国内外常见HMI组态软件的优缺点,并阐述HMI组态软件的发展趋势,提出了一种基于嵌入式平台的HMI组态软件的设计方案。其次,采用TSUMV56RUU作为嵌入式设备的主控芯片,选用串口作为嵌入式设备与组态软件之间的通信方式,并定义了通信格式与规范。在主程序框架的基础上进行嵌入式软件的开发,设计并实现了串口通信、配置文件解析和画面绘制等基本功能模块。在通信方面,用基于余式表的CRC算法来保证数据传输的正确性与完整性。然后,使用C#语言进行组态软件的开发,在.NET框架的基础上设计了组态软件的用户交互界面,借助Singleton Pattern、Prototype Pattern、State Pattern等设计模式实现了窗口编辑、配置文件生成、下载等核心功能模块,大大降低程序的耦合性,提高了软件开发效率。设计XML文件与组态画面之间的相互转换规则,并实现项目管理模块。最后,搭建系统环境,对组态软件及系统功能进行单元测试与联合测试,并利用开发的组态软件实现了对电动轮椅监控的应用实例,验证了设计方案的可行性。