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1、智能人机交互通信系统设计与实现 摘要：针对当前智能人机交互通信系统存在的通信稳定性和平安性差、延迟大的问题，提出并设计基于RS232的智能人机交互通信系统。该系统主要由登录与退出单元、通信数据传输单元和通信数据信息加密单元等模块组成，系统运行时下位机向上位机传输通信指令，下位机向上位机发送实时数据信息。上位机利用接收线程完成数据信息的处理，系统上位机向下位机传输反响?34；TP827文献标识码：A文章编号：1004?373X202120?0175?04Abstract：Asthecurrentintelligenthuman?computerinteractioncommunicationsy
2、stemhastheproblemsofpoorstability，securityandlargedelaysincommunication，anintelligenthuman?machineinteractivecommunicationsystembasedonRS232isproposedanddesigned.Thesystemismainlycomposedoftheloginandlogoutunit，communicationdatatransmissionunit，andcommunicationdatainformationencryptionunit.Duringthe
3、systemoperation，thelowercomputersendscommunicationinstructionstotheuppercomputer，andthelowercomputersendsreal?computerinteractiondevice.Intheloginandlogoutunit，whenthesystemisstartedontheclientandthelogininterfaceappears，theusernameandpasswordshouldbeimmediatelyenteredtocompletetheloginandentertheco
4、mmunicationprogramimmediately.Inthecommunicationdatatransmissionunit，thecorrespondingdialogboxisfoundaccordingtotheaddressofthetransmittingterminal，thecorrespondingmessagesaredisplayedinthedialogbox，andthereceivingselectionofdisplayedmessagesisset.Inthecommunicationdataencryptionunit，thecommunicatio
5、ndataencryptionisaccomplishedbyusingtheDES_ncbc_encrypencryptionanddecryptionfunction.Theexperimentalresultsshowthatthesystemissuperiortothecurrentsysteminoperationstabilityandsecurity，andhastheadvantagesoflowdelay，highfeasibility，strongpracticalityandapplicability.Keywords：human?computerinteraction
6、；communicationinstruction；systemdesign；encryption；datatransmission；RS2320引言智能人机交互即时通信是互联网应用的重要研究方向，针对它的研究已经受到了业界的高度重视1?3。人机交互即时通信系统组建了一个能够在线进行实时沟通的平台，得到了广阔用户的广泛使用。左韬等人提出并设计基于以太网EtherCAT的人机交互通信系统【4】。对以太网通信总线网络延时进行分析，通过最小二乘法与支持向量机的有效结合，实现网络延迟的在线测试。并以此为依据，通过可变延迟校正PID控制器，对控制对象的参数进行识别，完成控制对象模型变化的自适应调解。实验
7、结果说明，该系统可将通信延迟控制在合理范围内，但存在通信信道较为拥挤，通信信号幅值波动较大，即通信不稳定的情况。李沫等人提出并设计基于星型网的通信系统【5】。该系统中将星型网络组建为5个节点的无线网络定位以及通信系统，并将系统节点的硬件组成实现、定位，以及通信软件设计当作研究重点。实验结果说明，系统稳定性较为可靠，但无法将通信延迟控制在相对合理的范围内。郭丽萍等人提出并设计基于MicrochipMCP2515CAN的通信系统【6】。以CAN协议原理和应用技术为理论依据，通过外挂MicrochipMCP2515CAN设计思想，实现基于AVR的CAN通信系统设计，同时满足电源控制体系方案需要。系统
8、设计中分别设计了CAN总线整体结构、控制器以及收发器等局部硬件和软件，并对该系统的网络负载情况进行分析。实验结果说明，该系统网络负载情况较为乐观，但存在通信平安性差的问题。智能人机交互是当前社会不可缺少的技术之一，智能人机交互的通信系统设计与实现，更是该领域开展的重要途径。1智能人机交互通信系统设计1.1登录与退出单元在该单元中，当客户端启动系统，出现登录界面后，立即输入用户名称及密码完成登录。过程中客户端向效劳器传输用户登录信息，效劳器再对用户登录信息进行解析，获取用户名与密码，然后搜索数据库相应数据，以完成数据验证。假设用户不存在或是密码不一致，那么效劳器将验证失败结果返送至客户端；假设验
9、证结果为通过，那么效劳器将数据库中用户的状态转换为在线。客户端收到成功信息之后，根据系统提示实现即时通信。客户端在进行登录时，会向效劳器传输消息，服務器接收到信息后，得到客户端IP和通信端口号。客户端退出系统时，会向效劳器传输用户已下线的消息，此时，效劳器会将客户端状态改为离线状态。系统登录和退出流程如图1所示。1.2通信数据传输单元通信数据信息在传输过程中，共分为属性消息传输与消息内容传输两种形式7?阻碍其推广利用，解决该问题成为了通信软件设计中的关键之一9?11。在基于RS232的智能人机交互通信系统中，使用DES加密法在通信数据信息传送之前进行加密，并在接收之后进行解密。该系统使用Ope
10、nSSL开源软件中DES加密函数完成智能人机交互通信数据信息加密以及解密。仅需在通信数据文件中代入“#include，就能够在代码中实现通信信息数据加密。1.4智能人机交互通信系统实现登录智能人机交互通信系统之后，进入人机通信模式。使用者上线以后，效劳器向用户传送智能机器的相关信息。随后进入文本通信与文件传输界面，实现人机交互通信。详细实现步骤如图3所示。2实验结果与分析为验证基于RS232的智能人机交互通信系统具有高效性与否，进行一次实验。在Matlab上运行上述系统，并分别在通信稳定系数、通信延迟和通信平安性三方面对所提系统进行验证。实验结果如图4所示。图4中，基于以太网EtherCAT的
11、人机交互通信系统运行初期，稳定性系数呈上升趋势，但随着系统运行时间的延长，该系统出现了稳定性较差的情况。基于RS232的智能人机交互通信系统运行前期，稳定性系数存在波动，但波动较小，后期较为稳定。经验证，基于RS232的智能人机交互通信系统稳定性更加可靠。3结论综合目前智能人机交互通信系统存在的通信稳定行差、通信延迟高和通信平安性不理想的问题，提出并设计基于RS232的智能人机交互通信系统。利用客户端程序启动时，通信数据信息接收线程也随之启动，同时创立监听线程，来降低通信延迟。通过多线程传输技术完成人机交互通信，提高通信稳定性。依据通信数据信息加密单元的设置，提高通信系统平安性。实验说明，该系
12、统可利用价值较高。参考文献【1】张艳.移动自组织网络通信模块的设计与实现J.现代电子技术，2021，4010：54?organizingnetworkcommunicationmoduleJ.Modernelectronicstechnique，2021，4010：54?57.【2】张皓孙.大型城市污水输送SCADA系统通信网络设计与实现J.电机与控制应用，2021，447：76?79.ZHANGHaosun.DesignandrealizationofcommunicationnetworkofSCADAsysteminmetropolitansewagetransportionJ.Electricmachines&controlapplication，2021，447：76?79.【3】李军，李光，邸永强，等.基于虚拟路由冗余协议和双向转发检测的基层气象通信网络设计和实现J.气象科技，2021，452：281?284.LIJun，LIGuang，DIYongqiang，etal.DesignandimplementationofXianmeteorologicalcommunicationnetworkbasedonVRRPandBFDJ.Meteorologicalscienceandtechnology，2021，452：281?284.
智能人机交互通信系统设计与实现
