軟件分為三個層次：設備驅動層、實時操作系統層和用戶應用層。
3．2 設備驅動層
設備驅動層在實現總線驅動的基礎上進而實現外設驅動。如圖2所示，總線驅動包括SPI驅動、USART驅動等。外設驅動包括zigBee無線模塊驅動、LCD驅動、觸摸屏(Touch Screen，TS)驅動等。
3．3 實時操作系統層
采用小型實時操作系統內核μC／OS-Ⅱ，負責任務調度、任務間通信、內存管理、互斥訪問等。又移植了FAT文件系統和GUI圖形庫，共同形成實時操作系統的概念。
3．4 用戶應用層
具體針對DIS采集系統的需要，劃分任務，完成各項功能。共劃分了五個任務，并根據緊迫性要求設置了不同的優先級。
(1)采樣任務，負責與傳感器端的簡單通信及實時信號的采集。由于數據采樣的實時性和準確性是采集系統的第一重要任務，所以設置為最高優先級。
采樣任務由點擊圖形用戶界面的響應功能發起，也可由計算機通過USB命令發起。采樣任務首先檢測在線的傳感器類型，獲取他們的ID號，然后設置采樣率，裝載采樣中斷，并打開傳感器，最后打開中斷進入等待狀態，響應指令。采樣中斷根據采樣率定時采樣，如果是模擬傳感器，則讀取本地A／D，進行模／數轉換；如果是數字傳感器，則讀取串口的數據緩沖區，獲得采樣數據。對于特殊的傳感器還要做濾波等特殊處理。當采樣到足夠多的數據，則將數據包發送給處理程序。若是本地發起的采樣任務，則發送給界面任務處理予以顯示；若是計算機通過USB發起的，則發送給USB任務將數據轉發給計算機處理。大致流程圖如圖4所示。

(2)觸摸屏輸入任務，負責實時探測用戶的觸摸操作，更新輸入坐標。
(3)USB通信任務，負責響應計算機端的指令，根據需要，將采集數據傳輸到計算機端。
在初始化完成后，任務運行一個狀態機，進入空閑狀態。當接到計算機的USB中斷請求后，轉換為不同的狀態，以完成任務。大致流程圖如圖5所示。

(4)圖形用戶界面任務，負責與用戶的交互，完成相應的操作，處理顯示數據等。
在初始化完桌面、菜單等一些窗口后，界面任務進入等待狀態，等待采樣數據，并定時刷新界面。若有顯示的需求，界面任務在接收到數據后，根據不同的顯示方式作相應的顯示。
(5)系統空閑任務，負責收集系統信息，更新系統狀態，刷新屏幕內容等。顧名思義，設置為最低優先級。
正如上面提及的順序，各任務優先級從高到低排列為：采樣任務，觸摸屏輸入任務，USB通信任務，圖形用戶界面任務，系統空閑任務。

4 結語
經過測試，系統完成了設計功能，并且經過大批量，長時間的采集，系統沒有出現數據遺漏和出錯情況，能夠穩定的運行。
DIS是數字信息技術和嵌入式技術在教育領域的最新應用。分析了DIS系統的整體模型，給出了其主體的一個具體實現。由于硬件上定義了統一的接口，軟件上引入了實時操作系統，系統的擴展性極強。創新性地提出了傳感器的無線連接方式，以方便實驗。系統硬件上基于ARM7平臺，體積小，重量輕，功耗低，價格便宜；軟件上提供了圖形用戶界面，支持觸摸操作，使用方便，界面友好。系統集數據采集與分析顯示于一體，可獨立使用，又可以方便地與計算機通信，性能優越，穩定性好。可以預見，該設計在中小學實驗教學領域將有廣泛的應用前景。