張 強，張 偉

（湖北大學 物理學與電子技術學院，湖北 武漢 430062）

將先進的計算機技術、通信技術、傳感器技術等運用在醫(yī)院中，能有效地減輕醫(yī)護人員工作強度、提高醫(yī)護效率和醫(yī)療質量、可盡量減少誤差以避免醫(yī)療事故和醫(yī)療差錯，為公眾提供優(yōu)質便捷的醫(yī)療服務，使醫(yī)院更加高效、可靠地運營。病房管理系統(tǒng)是數(shù)字化醫(yī)院的重要組成部分，良好的界面設計則是系統(tǒng)可用和易用的關鍵。本文利用嵌入式技術和Qt界面開發(fā)技術，完成了一種簡潔實用的病房管理系統(tǒng)界面設計，成功實現(xiàn)了前臺界面和后臺數(shù)據庫的連接，為病患查詢相關信息、與醫(yī)護人員交互提供了友好的平臺。

1 系統(tǒng)界面功能需求及開發(fā)平臺

1.1 系統(tǒng)界面功能需求

根據項目需求分析，所設計的病房管理系統(tǒng)圖形界面如圖1所示，其主要功能[1]包括病人信息、治療信息、病情信息、短消息、醫(yī)囑、費用、呼叫、調試頁等。

圖1 系統(tǒng)功能結構圖

1.2 系統(tǒng)界面開發(fā)平臺

本系統(tǒng)在以S3C6410A微處理器芯片為核心的嵌入式終端系統(tǒng)硬件平臺上，利用Qt作為圖形界面開發(fā)工具。Qt是一個跨平臺的C++開發(fā)工具，不但擁有完善的C++圖形庫，還集成了數(shù)據庫、OpenGL庫、多媒體庫、網絡庫、腳本庫、XML庫、WebKit庫等，而其內核庫還加入了進程間通信、多線程等模塊，極大地豐富了Qt開發(fā)大規(guī)模復雜跨平臺應用程序的能力。

Qt/Embedded是圖形化界面開發(fā)工具Qt的嵌入式版本，它通過 QtAPI與 Linux I/O以及 Framebuffer[2]直接交互，擁有較高的運行效率，而且整體采用面向對象編程，擁有良好的體系架構和編程模式。

2 系統(tǒng)界面的開發(fā)過程

在GUI用戶界面中，當用戶操作一個窗口部件時，需要其他窗口部件的響應或者能夠激活其他的操作。而在程序開發(fā)中，經常使用回調機制來實現(xiàn)。但Qt提供的信號和槽機制不同于回調函數(shù)機制，其信號是一個特定的標識；而槽機制是一個槽就是一個函數(shù)，與一般的函數(shù)不同，槽函數(shù)既能夠與信號關聯(lián)，也能夠像普通函數(shù)一樣直接調用。當某個事件出現(xiàn)時，通過發(fā)送信號，可以將與之相關聯(lián)的槽函數(shù)激活，即執(zhí)行槽函數(shù)代碼。在程序中，使用 QObject：：connect（）函數(shù)來將某個信號和某個槽進行關聯(lián)，而信號和槽之間的真正關聯(lián)是由Qt的信號和槽機制來實現(xiàn)的。

系統(tǒng)界面的開發(fā)主要分4個部分：（1）軟件平臺的移植；（2）系統(tǒng)圖形界面的設計；（3）系統(tǒng)界面功能的實現(xiàn)，主要通過TCP訪問服務器并接收其發(fā)出的數(shù)據；（4）系統(tǒng)界面的移植。

2.1 Qt/Embedded的移植

實現(xiàn)Qt/Embedded的移植[3]需要下載 qt-everywhereopensource-src-4.7.3軟件包。由于完整的Qt/Embedded圖形庫對于嵌入式設備資源的要求很高，因此，應根據項目需求在安裝過程中利用參數(shù)進行配置和剪裁。主要參數(shù)配置如下：

利用make進行編譯，然后利用make install把安裝文件打包下載到ARM板上，這樣即完成了Qt/Embedded的移植。

2.2 系統(tǒng)圖形界面的設計

2.2.1 網頁界面的設計

根據項目需求，利用Qt creator設計整體的操作界面。首先創(chuàng)建一個主窗口，在這個窗口上放置一個QTabWidget窗口部件，并在其頂部可以編輯系統(tǒng)的一些功能，如：ui->tabWidget->setTabText（0，tr（"病人信息"）），定義該窗口標簽為病人信息；然后在這一窗口部件上放置一個QWebView子窗口部件。QWebView類是Qt webkit模塊中最常用到的類之一，它用來創(chuàng)建一個可以view和edit文檔的widget，也就是說可以通過QWebView來查看和編輯網頁，即通過QWebView類可以實現(xiàn)病人信息的查看。其系統(tǒng)的網頁界面（ui）的設計如圖2所示。

2.2.2 呼叫界面的設計

首先建立一個主窗口，在這個主窗口上放置一個行編輯框用來輸入病床號、若干個數(shù)字按鈕、一個呼叫按鈕和一個掛斷按鈕。輸入要呼叫的病床號，當按下呼叫按鈕時，發(fā)出信號 signal（），將與之相關聯(lián)的槽函數(shù) slot（）激活，執(zhí)行槽函數(shù)代碼。實現(xiàn)代碼為connect（ui->StartCall，SIGNAL （clicked （）），this，SLOT （startCall（）））。其系統(tǒng)的呼叫界面的設計如圖3所示。

2.3 系統(tǒng)界面的功能實現(xiàn)

本系統(tǒng)的功能實現(xiàn)采用C/S[4]模式，即首先啟動服務器，稍后的某個時刻啟動客戶端，客戶端與此服務器經過3次握手后建立連接。此后的一段時間內，客戶端向服務器發(fā)送一個請求，服務器處理這個請求后，給客戶端發(fā)回一個響應。TCP客戶端與服務器間的交互時序如圖4所示。

圖4 TCP客戶端與服務器間的交互時序

Qt提供了 QTcpSocket類[5]和 QTcpServer類，用于編寫TCP客戶端和服務器的應用程序。QTcpSocket類提供了TCP協(xié)議的通用接口，采用異步工作方式，依靠Qt事件循環(huán)發(fā)現(xiàn)外來數(shù)據和向外發(fā)送的數(shù)據，并以信號的方式報告狀態(tài)改變或產生的錯誤。而QTcpServer類則在服務器端處理外來的TCP客戶連接，其功能實現(xiàn)的主要代碼如下：

一旦連接建立成功，QTcpSocket類將發(fā)出connected（）消息，繼而調用 manualUpdateConnectSuccess（）槽函數(shù)。manualUpdateConnectSuccess（）函數(shù)則進行數(shù)據更新，當發(fā)出數(shù)據時，QTcpSocket類將會產生 readyRead（）信號，繼而調用manualUpdateReceiveData（）槽函數(shù)，接收更新后的新數(shù)據。如果連接或數(shù)據傳輸過程中的某次操作發(fā)生錯誤，QTcpSocket類會發(fā)出 error（）信號，并觸發(fā)錯誤處理函數(shù)displayError（），關閉連接。其功能實現(xiàn)代碼如下：

當有客戶端連接請求到來時，QTcpSocket類將會發(fā)出 newConnection（）信號，從而觸發(fā) acceptConnection（）函數(shù)。QTcpServer類在接收了外來TCP連接請求后，可以通過 nextPendingConnection（）函數(shù)獲取一個新的已建立連接的子套接字，并返回QTcpSocket類指針將返回值保存在clientConnection變量中；當建立的連接有新的可供讀取的數(shù)據時，QTcpSocket類會發(fā)出 readyRead（）信號，從而觸發(fā) tcpServerReceiveData（）函數(shù)，該函數(shù)完成數(shù)據的接收；而當新連接中產生錯誤時則會發(fā)出error（）信號。

2.4 圖形界面的移植

完成Qt應用程序在PC端的Linux下的仿真運行、對源程序進行交叉編譯、將生成的可執(zhí)行文件和相關的庫文件拷貝到開發(fā)板上，即可實現(xiàn)移植，在開發(fā)板上將顯示出如圖5所示的圖形界面。

在Linux操作系統(tǒng)下，采用Qt/Embedded作為圖形界面開發(fā)工具，利用其高效性和跨平臺性，實現(xiàn)了病房管理系統(tǒng)界面的設計，并進行移植，使其穩(wěn)定地在ARM11開發(fā)板上運行。保證了應用系統(tǒng)的快速高效，極大地提高了護士、醫(yī)生的工作效率，同時給醫(yī)院和病人帶來很大的方便。

[1]馬錫坤，徐旭東，胡敏.病房醫(yī)生工作站信息系統(tǒng)的功能與應用[J].醫(yī)療設備信息，2007（1）.

[2]丁林松，黃麗琴.Qt4圖形設計與嵌入式開發(fā)[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3]趙辛晨，吳仲光，唐建兵.基于 Qt/Embedded的數(shù)碼一體機圖形界面設計與實現(xiàn)[J].微型機與應用，2011，30（7）.

[4]SCAGLIA S.嵌入式Internet TCP/IP基礎、實現(xiàn)及應用[M].潘琢金，徐蕾，拱長青，譯.北京：北京航空航天大學出版社，2008.

[5]蔡志明，盧傳富，李立夏.精通 Qt4編程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.