基于Qt/Embedded的嵌入式控制界面开发
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2020-08-14
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基于基于Qt/Embedded的嵌入式控制界面开发的嵌入式控制界面开发
基于GPL(General Public License)架构之下的Linux，具有硬件需求低，架构开放，系统稳定，保密性好等特
点，嵌入式Linux的这些优点正好符合工控领域安全性，稳定性，实时性和易维护等要求。
基于GPL(General Public License)架构之下的Linux，具有硬件需求低，架构开放，系统稳定，保密性好等特点，嵌入式Linux
的这些优点正好符合工控领域安全性，稳定性，实时性和易维护等要求。另外，嵌入式Linux操作系统中一个重要的组成部分
就是图形用户界面GUl(Graphic User Interface)。风电控制系统中人机界面功能复杂，种类繁多，其性能的好坏主要取决于图
形功能的设计。利用Qt/Embedded(简称qte)开发的GUI，能实现系统的监视，控制，管理等功能。
1 控制界面的图形化设计
在风电控制界面设计中，对用户特征分析十分重要，用户一般是受过训练的，经常使用计算机而且有相当经验的非程序员用
户。其人机界面开发中应考虑以下几方面：
(1)安全性：设定操作员级别，使画面显示，执行和操作根据权限的不同而有区别。
(2)顺序原则：信息分层，增强可读，集成一致性。
(3)图形系统：完成特定图形的输入，显示和操作。
(4)实时数据的操作：对现场采集的数据能在限定的时间内给予显示，通过画面方便的在线调节和设定一些参数。如风电中风
速显示，叶轮的转角调节等。
(5)先进的报警系统。
众多的自动化控制设备，如微机调速器以及微机测量仪表等它们采用小体积的Flash或ROM，处理器性能相对较弱，它们适合
用嵌入式GUI来完成人机交互的操作。嵌入式Linux系统的有代表性的GUI系统主要有MiniGUI、Microwindows、TinyX以及
Qt/Embedded。很多工控软件是使用c++语言编写的，而且系统本身对库的健壮性，稳定性要求比较高，用qte能设计出优秀
的图形界面，并且能和其它C++程序互相调用。
2 开发过程
开发使用的硬件平台为H9200F系统主板，它是基于嵌入式工业控制系统的开发套件。系统的核心是32位ARM920T核的高速
ARM处理器AT91RM9200，移植了Uboot，设备的驱动程序包括触摸屏驱动和unux-2.4.27的内核，交叉编译工具为cross-
2．95．3。
2．1 建立交叉编译环境
嵌入式系统应用软件的开发属于跨平台开发，因为嵌入式设备所用的CPU和Pc机上的CPU有着不同的架构，需要一个交义开
发环境在PC机上编译出适用于嵌入式设备CPU架构的软件。用来开发的计算机一般称为宿主机(X86)，它运行Linux程序；嵌
入式设备称为目标机，一般就是目标板(arm)，所以我们必须配置两套开发环境((for ARM和for X86)。如图1为完整的嵌入式Qt
程序开发流程。
图1 嵌入式Qt交叉编译开发过程
从网上下载免费的Qt/Embedded开发包，本系统采用qte3.3.4的版本：qt-embedded-free-3.3.4.tar.gz，qt-x11-free-
3.3.4.tar.gz。其软件包中自带了qmake，可以生成工程文件和Makefile文件。
* 将压缩包解压后安装在主机上。在qte的安装过程中，研究了以下几个问题：
(1)．/configure后的命令指定Qt嵌入式开发包能否生成虚拟缓冲帧工具qvfb，支持的显示颜色深度，支持的图形种类等。如果
qte的应用是在UNIX/Linux平台下开发的话，那么qvfb就可以在机器上以一个独立的控制台或者虚拟缓冲帧的方式来运行，通
过指定显示设备的宽度，高度和颜色深度，虚拟出来的缓冲帧将和物理的显示设备在每个像素卜保持一致。这样每次调试应用
时开发人员就不用总是刷新嵌入式设备的FLASH存储空间。从而加速了应用的编译、链接和运行周期。
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