在工业生产中,由于生产设备分散控制和操作人员集中管理的需要,集散控制系统(DCS)已被广泛应用于各个领域。集散控制系统把控制和管理两个模块分开设计,减小了系统开发的工作量。人机交互作为集散控制系统金字塔最顶端的部分,提供了生产设备与操作人员交互的接口,承担着信息显示、数据通信、模块协调等重要任务,而人机交互系统的组态设计方式以其模块化、智能化、可扩展等优点在工业领域中占据越来越重的地位。本文在分析了国内外常见的组态软件优缺点的情况下,从工业生产实际出发,改进了原有人机交互系统开发方式,针对组态人机交互系统需要实现的功能进行了分析,提出了一种基于Linux的组态人机交互系统的软硬件设计方案。本文首先进行了人机交互系统硬件平台的设计,实现了以TI公司生产的基于ARM Cortex-A8架构的处理器AM3352为核心的嵌入式系统架构,包括核心电路、界面显示、人机操作、设备通信、数据存储与传输等功能模块的设计。然后根据处理器和外围芯片的特性,参考现有的软件资源进行引导程序、操作系统、文件系统的移植和优化,以得到适合运行在本系统上的软件,并且移植了Qte以使嵌入式设备能够支持丰富的图形库。最后在Qt Creator中进行了组态软件的开发,利用Qt的图形视图框架、对数据库良好的操作支持、脚本程序的解析功能以及第三方的串口类代码等强大功能,实现了基本的图形界面及其动画的组态,数据的定义、存储、查询、修改,通信系统及其协议的设置和定义,以及对脚本语言进行编写、解析和运行等功能。本课题所设计的组态人机交互系统具有成本低、操作简单、实时性好、数据存储安全等优点,设计的组态软件为企业员工提供了简便的开发环境,经过快速的二次开发后即可投入生产,避免了从底层开始设计的很多不必要的琐碎工作。经过实验室和现场调试,能够基本实现组态开发、设备通信、数据存储等功能,满足项目初步要求。