朱敦達

摘 要 Linux操作系統(tǒng)在產(chǎn)品當中應(yīng)用的越來越廣泛，在Linux操作系統(tǒng)中進行軟件開發(fā)成為當前軟件研究的一個熱點問題，本文介紹了幾種比較常見的嵌入式Linux組態(tài)軟件開發(fā)的特點，之后對可以應(yīng)用在qt平臺之上的Linux開發(fā)環(huán)境進行了介紹，總結(jié)了使用qt進行Linux程序開發(fā)的基本方法，并著重介紹了如何利用qt進行組態(tài)軟件的基礎(chǔ)設(shè)計，并總結(jié)了該項技術(shù)如何應(yīng)用于具體的平臺之上。

關(guān)鍵詞 組態(tài)軟件 qt平臺 數(shù)據(jù)庫開發(fā)

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

Linux操作系統(tǒng)的用戶數(shù)量不斷增多，由于Linux系統(tǒng)的代碼是開放性的，因此在網(wǎng)絡(luò)方面具有強大優(yōu)勢，使用Linux操作系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的選擇。隨著嵌入式Linux開發(fā)應(yīng)用的越來越普遍，各種嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)已經(jīng)逐漸變得完善，根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和日志文件可以對技術(shù)的支持和應(yīng)用進行維護，在嵌入式系統(tǒng)當中植入Linux可以應(yīng)用的組態(tài)軟件越來越成為一種趨勢，多平臺支持的組態(tài)軟件越來越成為一種可能，常見的組態(tài)軟件有Supervisory Control等，這種組態(tài)軟件可以同時兼容Linux系統(tǒng)和Win NT系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)軟件應(yīng)用的現(xiàn)狀，本文介紹了一些利用嵌入式Linux系統(tǒng)組態(tài)軟件進行設(shè)計的方法。

1嵌入性Linux軟件設(shè)計

1.1嵌入式GUI

比較常見的Linux主要由miniGUI和主要有飛漫公司開發(fā)的Micro Windows以及由Troltech公司開發(fā)的qt和由GTK開發(fā)的GTK+。

使用miniGUI進行開發(fā)的第一步首先是建立一個比較成熟的引擎，比如使用SVGALib或者使用LibGGI，進行開發(fā)的重中之重在于窗口的設(shè)置，在圖形接口的設(shè)計方面，需要引入MiniGUI的開發(fā)，需要引入的是圖形層面的抽象設(shè)計和輸入層面的抽象設(shè)計，利用的是GAL和IAL的概念。可以嘗試利用GAL或者LAL進行圖形的設(shè)計，利用MiniGUI進行圖形引擎的設(shè)計，便于圖形進行移植和保留。并且程序設(shè)計出來可以和普通的Windows系統(tǒng)兼容，在進行win系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計的時候，也可以采用例如miniGUI這樣的方法。

如果是使用MicroWindows目前的開發(fā)主要是底層的引擎，如何進行窗口的開發(fā)或者是圖形的設(shè)計還有待研究，但是任何操作系統(tǒng)如果沒有窗口的支持都是沒有辦法進行操作的，因此如果僅僅是對顯示設(shè)備進行操作，這種操作系統(tǒng)就顯得過于小巧，如何將這種系統(tǒng)移植到設(shè)備之上會成為一個問題，如果最上層的API可以起到支持Win32或者支持NanoX的作用，那么就有可能實現(xiàn)win32和X Window窗口保持一致，這些系統(tǒng)如果可以兼容互相移植起來就會顯得比較容易。

在系統(tǒng)設(shè)計的時候常用的GTK也是一種開放源代碼的圖形設(shè)計程序，這種程序是Tool Kit的縮寫，目前所主要采用的圖形所主要使用的就是這種比較常見的高層數(shù)據(jù)庫，由于這種軟件的模塊設(shè)計和C語言程序的編程具備良好的兼容屬性，因此運行比較穩(wěn)定，常見的運行庫也比較小巧，加上GTK和X服務(wù)器的體積僅僅占有3MB左右的空間，因此具備良好的兼容性，可以節(jié)省大量存儲空間，這種軟件完全可以用來開發(fā)嵌入式GUI系統(tǒng)，進行系統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)可以免費得到網(wǎng)上可能獲取的各種資源，這種應(yīng)用程序可以免費從網(wǎng)上獲取各種代碼，具備上述優(yōu)勢之后Linux系統(tǒng)常見的操作之一就是獲得GNOME應(yīng)用GTK開發(fā)一些較為強大的功能。

利用qt平臺可以進行和C++程序一樣的圖形界面設(shè)計，根據(jù)程序的框架進行一些多平臺的系統(tǒng)應(yīng)用，注重用戶體驗的同時可以有精美的用戶界面設(shè)計，所具有的元素主要是一些圖形的用戶界面，利用面向用戶的思想，根據(jù)用戶對擴展應(yīng)用的熟悉程度，可以形成一種面向?qū)ο蟮乃枷?，因此用戶對界面進行設(shè)計是具有應(yīng)用基礎(chǔ)的，基于一種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，用戶對界面的擴展也顯得設(shè)計方便，在進行組件編程的時候也具有應(yīng)用方便的優(yōu)勢。

因此根據(jù)MinGUI或者Micro Window和GTK進行Linux系統(tǒng)軟件的設(shè)計，對于一般工業(yè)用戶或者單純的系統(tǒng)應(yīng)用用戶來說都比較方便，對于普通工業(yè)領(lǐng)域的用戶或者單純Linux系統(tǒng)的用戶，進行開發(fā)設(shè)計都需要時間適應(yīng)?？紤]到組件的開發(fā)需要多系統(tǒng)平臺，需要多用戶的應(yīng)用，需要利用多控件的支持，因此需要利用豐富的軟件庫支持，進行qt開發(fā)需要程序設(shè)計方面的選擇，利用qt平臺進行開發(fā)是最好的選擇。

1.2進行qt應(yīng)用開發(fā)的程序

可以嘗試利用如下兩種方法進行嵌入式Linux系統(tǒng)環(huán)境的開發(fā)，一種是嘗試利用qt平臺提供的設(shè)計工具qt designer進行系統(tǒng)用戶界面的設(shè)計，或者是利用圖形界面的生成工具直接進行圖形界面的設(shè)計，可以嘗試利用圖形界面進行多用戶界面的快速設(shè)計，嘗試利用多種程序代碼進行系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，通過多種程序的開發(fā)，可以在多種系統(tǒng)當中生成應(yīng)用程序的代碼，利用快速的開發(fā)手段，進行程序設(shè)計可以實現(xiàn)基于Linux環(huán)境和Window系統(tǒng)的交叉編譯，通過多種程序設(shè)計的qt designer的用戶對象設(shè)計可以編譯MOC和用戶編輯器UIC，進行代碼轉(zhuǎn)換和代碼編譯可以生成額外的執(zhí)行文件。還可以通過手動編輯的編譯方法來進行程序的設(shè)計和實現(xiàn)，通過利用windows系統(tǒng)環(huán)境下的VC++編寫，可以實現(xiàn)代碼的優(yōu)化設(shè)計，在VC++平臺之下可以實現(xiàn)Tools菜單當中的功能，在彈出的對話框中可以有Add選項，選擇ins and Macro files等功能就可以實現(xiàn)。

2系統(tǒng)組態(tài)軟件的設(shè)計和相關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)

2.1組態(tài)軟件設(shè)計的基本理論

運用組態(tài)軟件進行開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境的設(shè)計需要利用Linux系統(tǒng)或者Window系統(tǒng)進行程序的交叉編譯，可以嘗試利用Intel環(huán)境和PXA250平臺進行軟件的環(huán)境設(shè)計。可以嘗試通過I/O程序從設(shè)備上獲取數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)整合之后在屏幕上進行顯示，還可以嘗試利用圖形界面的方式將投影直觀的展示到計算機屏幕當中，同時還可以按照組態(tài)的設(shè)計和操作人員的指令將相關(guān)數(shù)據(jù)匯總到設(shè)備平臺之上，對執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計進行參數(shù)調(diào)控。通過對數(shù)據(jù)采集分析的應(yīng)用，將動畫界面和報警設(shè)置進行調(diào)配，通過動畫進行動態(tài)設(shè)計，在警報設(shè)置的時候利用用戶進行多流程的設(shè)計，在輸入和輸出設(shè)置當中利用多用戶界面解決實際問題，動態(tài)軟件的開發(fā)所主要利用的就是用戶的界面設(shè)計程序，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信組件的合成，可以設(shè)計出設(shè)備驅(qū)動組件，其中不僅可以設(shè)計實時監(jiān)控系統(tǒng)也可以設(shè)計數(shù)據(jù)的動態(tài)核心引擎，圖形界面的設(shè)計和驅(qū)動程序的設(shè)計都可以通過軟件的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，可以嘗試利用內(nèi)部協(xié)議進行數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)添加操作。

2.2實現(xiàn)組態(tài)軟件的技術(shù)

組態(tài)軟件的技術(shù)實現(xiàn)需要多方面的技術(shù)特點進行支持，首先是程序底層的設(shè)計，進行圖像的模擬需要根據(jù)顯示儀器的狀態(tài)進行設(shè)置，對于圖形和界面的設(shè)計需要根據(jù)現(xiàn)場的狀況進行設(shè)計，根據(jù)事件的驅(qū)動進行調(diào)整，事件驅(qū)動支持系統(tǒng)需要運用多種程序進行數(shù)據(jù)庫的選擇，根據(jù)圖形和應(yīng)用的數(shù)據(jù)對象之間的支持數(shù)據(jù)庫進行選擇，建立起動畫和圖形界面的聯(lián)系，選擇圖形需要整個動態(tài)數(shù)據(jù)庫搭建起橋梁，進行第三方的應(yīng)用和核心組的設(shè)計需要利用數(shù)據(jù)庫進行文件支持。Qt組件的設(shè)計需要基于framebuffer進行，在Linux系統(tǒng)架構(gòu)之下需要根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的版本進行設(shè)計，找準動態(tài)接口之后設(shè)計出相應(yīng)的LCD接口和初始化端口，包括畫面緩沖區(qū)域和相應(yīng)的DMA 區(qū)域的控制，同時需要針對畫面緩沖設(shè)置一對讀寫代碼，具體根據(jù)查找的需要可以適用不同的數(shù)據(jù)接口，根據(jù)qt系統(tǒng)底層的抽象設(shè)計可以設(shè)計QScreen或者類似于QGfx的設(shè)計，根據(jù)QScreen可以嘗試抽象的底層現(xiàn)實數(shù)據(jù)，如果明了顯示設(shè)備的描述和操作之后，在系統(tǒng)打開和關(guān)閉功能的設(shè)計之上就可以建立不同的操作對象。Qt的底層設(shè)計有一些類似于Qscreen的種類，可以進行底層設(shè)計的同時，對于顯示設(shè)備的基本描述和操作方法的設(shè)計也能進行，如果聲明了對于基礎(chǔ)顯示設(shè)備的描述和操作之后，還可以在打開和關(guān)閉方面進行操作，在打開和關(guān)閉的時候可以嘗試不同的操作對象的創(chuàng)建，在QGfx的設(shè)計和抽象顯示的設(shè)備操作方面進行接口的設(shè)計和畫面比例的選擇，可以設(shè)計畫面的幀速率和矩形設(shè)計等步驟，進行簡單的ALPHA操作。

進行qt的操作可以基于qt技術(shù)實現(xiàn)Signal的操作，不同于大多數(shù)的GUI工具，大多數(shù)的GUI都可以進行數(shù)據(jù)軟件的控制，所控制的都是一些函數(shù)的模擬，在QT的設(shè)計當中，進行Signal和Slot設(shè)計都需要進行一些基礎(chǔ)替代，回調(diào)部分函數(shù)的指針，在應(yīng)用Slot的時候需要關(guān)注對象間的復雜操作，圖形和圖像之間需要根據(jù)數(shù)據(jù)接口進行窗口圖形的設(shè)計和實時數(shù)據(jù)的現(xiàn)實，圖形畫面的鏈接主要根據(jù)窗口圖形的設(shè)計和實時數(shù)據(jù)的傳輸建立相關(guān)性對象，在設(shè)計的時候需要關(guān)注動畫屬性，可以嘗試將物理屬性和參數(shù)特征結(jié)合到一起，這樣在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中，系統(tǒng)界面也會活動起來，形成的圖像就會逼真而生動。

Qt中所有的軟件設(shè)計需要基于Qevert，qt的回路設(shè)計的就是列隊里面取得的本地窗口需要轉(zhuǎn)換成QEvent，然后需要將相關(guān)的事件轉(zhuǎn)化后發(fā)到QObject當中去，根據(jù)具體的QObject設(shè)計相應(yīng)具體的函數(shù)進行調(diào)用和接收，這是一種內(nèi)部程序的生成機制。Qt中與內(nèi)部程序相對應(yīng)的生成機制都是建立在底層輸入設(shè)備之上的，qt當中的輸入設(shè)備都具有一些鍵盤和鼠標組件，其中的鼠標可以抽象為QWSMouseHandle，鍵盤設(shè)備當中的抽象軟件大都是利用QWSMouseHandle進行設(shè)計的。

2.3組態(tài)軟件的核心

和windows操作系統(tǒng)類似的還有一些數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)，需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進行對照，對數(shù)據(jù)庫進行配置之后對相應(yīng)的設(shè)置文件進行編譯和操作，在Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫當中，可以嘗試Oracle和sql等多種，常見的數(shù)據(jù)庫就是MYSQL。該數(shù)據(jù)庫是根據(jù)客戶機和服務(wù)器建立起來的簡單的管理數(shù)據(jù)庫，通過服務(wù)器和相應(yīng)的客戶程序連接起來，根據(jù)客戶程序的不同和數(shù)據(jù)庫組成的不同，進行相應(yīng)的代碼開發(fā)，方便用戶自由的使用。根據(jù)強大和靈活的屬性，可以進行豐富端口的設(shè)計，相應(yīng)的編譯程序和端口程序也比較小巧，在系統(tǒng)頂層設(shè)計MySQL和ODBC等基本結(jié)構(gòu)，可以方便的進行數(shù)據(jù)庫的訪問等操作，在對應(yīng)的多種設(shè)計語言的幫助之下，可以方便的對不同的編譯程序進行設(shè)計。例如以MySQL為例，可以在Linux系統(tǒng)當中實現(xiàn)多步驟的操作。

3結(jié)語

在總結(jié)了幾種常見的嵌入式Linux系統(tǒng)的GUI設(shè)計方法和特征的應(yīng)用之后，在動態(tài)數(shù)據(jù)組件的設(shè)計之中可以嘗試進行qt系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，本文所著重闡述的就是qt程序的開發(fā)，所著重論述的就是系統(tǒng)組件的實現(xiàn)和相關(guān)技術(shù)的合成，當組成了一種嵌入式系統(tǒng)之后，就可以實現(xiàn)在Linux系統(tǒng)環(huán)境當中進行qt系統(tǒng)工具的開發(fā)和Linux系統(tǒng)組件的設(shè)計。

參考文獻

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