基于QT/Embedded的可變情報板應用程序開發

　0引言

　　QT是奇趣科技推出的一種多平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架。它包括QT開發庫QT Library、快速開發工具QT Designer、國際化工具QTLinguist以及開發助手QT Assistant，由于其可移植性好，而且完全面向對象，很容易擴展，因此，QT已成為眾多嵌人式廠家選擇的熱點工具。

　　1? 操作系統選擇

　　本文主要討論的是一個可變情報板控制器的圖形界面系統。該系統需要用串口和以太網口兩路來和主控PC和LED情報板通訊，所以，硬件上選擇的是一款采用SAMSUNGS 3C2440A高性能處理器的開發板。并帶有外部存儲器、兩個五線異步串行口、一個10 M／100 Mbps網口、一個SD卡接口、一個IDE接口，可直接掛接硬盤、LCD和觸摸屏接口等。因此，本設計選擇uclinux作為操作系統，適合于不帶MMU的微處理器芯片。

　　2應用程序開發

　　該程序按照功能可分為三個模塊，分別為界面顯示模塊，串口通訊模塊和以太網通訊模塊。

　　界面顯示模塊可提供人機交互接口。它采用一種直觀便捷的方式來為用戶系統提供控制功能。程序開始運行后，首先進入主界面，包括菜單欄，狀態欄和中間區域界面(包括一個列表框和播放，暫停，下一條，上一條等按鈕，可分別實現不同功能)。

　　串口通訊模塊用于LED情報板和控制器的通訊，以及輪詢情報板的狀態信息。控制板每隔一定時間發送一個串口模糊查詢命令，以輪詢與其連接的16個模塊的狀態信息，被輪詢到的模塊將回送自己所搜集的數據，若在指定時間內沒有收到該模塊的數據信息，則按通訊異常處理。

　　以太網通訊模塊用來實現主控PC和控制器的通訊．以完成數據收發功能。主控PC作為客戶端連接的控制器，可以發送控制命令。控制器接收命令后，便可按照通信協議把命令轉換成控制信號，并完成上傳下載文件和改變LED顯示內容等功能。

　　3? 關鍵技術

　　3.1 QT的信號與槽的機制

　　QT使用信號與槽的機制來完成對象間的通訊，它支持同一進程間的對象通訊。連接信號與槽的函數為：

　　QObjiect：：connect(const QObject*sender，const chat*signal，const QObject*receiver，const char*member)

　　當某一個特定系統定義的或者用戶定義的信號被觸發時，這個信號便被發射。當事先預定義的槽接收到這個信號后，便進行相應的處理。但是使用了信號與槽機制的類必須在類定義的時候申明Q_OBJECT。此外，用戶也可以使用emit來發射一個信號，如：emit function (value)。

　　3.2? 串口編程技術

　　本系統的整個程序框架遵從linux系統下串口通信編程的標準流程，即：串口的打開、設置屬性、讀寫數據、以及關閉。Linux下對設備的管理都是按照文件形式進行的。對串口的讀寫就是對設備文件的讀寫操作。下面是Linux下的部分操作定義：

　　◇串口打開函數：int open (const char*port，int MODE)；

　　◇設置屬性：包括波特率和奇偶校檢，停止位，硬件流控，軟件流控等的設置。

　　◇串口發送函數：int write(intfd，char[]buffer，int Length)。

　　◇串口接收函數：int read(int fd，char []buffer，int length)。

　　◇關閉串口：close(int fd)。

　　3.3 Socket編程技術

　　在本應用程序中，控制器一般被設置為服務器端，其具體的過程如下：

　　◇創建套接字：int socket(int domain，inttype，int protocol。

　　◇綁定socket到特定端口：int bind (intsockfd，struct sockaddr*my_addr，int addrlen)。

　　◇監聽套接字端口：int listen(int sockfd，int backlog)。

　　◇接受客戶端連接請求：int accept (intsockfd，void*addr，int*addrlen)；

　　◇發送數據(面向TCP連接)：int send (intsockfd，const void*msg，int len，int flags)。

　　◇接收數據(面向TCP連接)：int rear(intsockfd，void*buf，int len，unsigned int flags)。

　　◇關閉套接口：close(socket)。

　3.4? 進程間的通信技術

　　進程間的通信手段主要有管道、消息隊列、信號、共享內存、信號量、套接口等等，本文采用的是內存共享和信號機制。

　　(1)內存共享

　　在該方式中，多個進程可以訪問同一塊內存空間，它是最快的可用IPC形式，往往使用信號量機制來達到進程同步一互斥。mmap()系統調用使得進程之間可以通過映射同一個普通文件來實現內存共享。當普通文件被映射到進程地址空間后，進程可以向訪問普通內存一樣來對文件進行訪問，而不必再調用read()和write()等操作。

　　(2)信號機制

　　該方式可用于通知接受進程有某種事件發生，是進程間唯一的異步通信機制。該方式的信號安裝代碼為：

　　int sigaction(int signum，const struct sigaction*act，struct sigaction*olDACt)。

　　而發送信號的代碼為：

　　int sigqueue(pid_t pid，int sig，const unionsigval val)。

　　4? 運行步驟

　　將編譯好的可執行文件移植到目標板上，需要以下幾個步驟：

　　(1)打開電腦的超級終端程序，將計算機串口與目標板相連；

　　(2)在ARM板加電初始化完畢后，cd到開發板的tmp文件夾底下，再用超級終端上的上載文件功能，將可執行程序下載到板子上。

　　(3)在命令行敲人chmod 777 xxx，改變可執行文件的執行權限。

　　(4)在命令行敲人.／xxx，并執行。此后程序開始運行。

　　5? 結束語

　　本文以可變情報板圖形系統的開發為例，闡述了基于QT的應用軟件開發方法，其友好的人機交互界面以及反應快速靈敏的特點，使得該系統具有良好的執行效果。目前，該系統已經成功交付使用并具有良好的穩定性。隨著嵌入式技術的繼續飛速發展和用戶需求的不斷增加，相信在未來不久，LED可變情報板系統將會發揮越來越多的作用。