朱敦達

摘 要 Linux操作系統(tǒng)在產(chǎn)品當中應用的越來越廣泛，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)軟件的基礎設計，并總結(jié)了該項技術如何應用于具體的平臺之上。

關鍵詞 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)應用領域的選擇。隨著嵌入式Linux開發(fā)應用的越來越普遍，各種嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)技術已經(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的支持和應用進行維護，在嵌入式系統(tǒng)當中植入Linux可以應用的組態(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)軟件進行設計的方法。

1嵌入性Linux軟件設計

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置，在圖形接口的設計方面，需要引入MiniGUI的開發(fā)，需要引入的是圖形層面的抽象設計和輸入層面的抽象設計，利用的是GAL和IAL的概念?？梢試L試利用GAL或者LAL進行圖形的設計，利用MiniGUI進行圖形引擎的設計，便于圖形進行移植和保留。并且程序設計出來可以和普通的Windows系統(tǒng)兼容，在進行win系統(tǒng)應用設計的時候，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)設計的時候常用的GTK也是一種開放源代碼的圖形設計程序，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計，根據(jù)程序的框架進行一些多平臺的系統(tǒng)應用，注重用戶體驗的同時可以有精美的用戶界面設計，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計是具有應用基礎的，基于一種面向?qū)ο蟮脑O計思想，用戶對界面的擴展也顯得設計方便，在進行組件編程的時候也具有應用方便的優(yōu)勢。

因此根據(jù)MinGUI或者Micro Window和GTK進行Linux系統(tǒng)軟件的設計，對于一般工業(yè)用戶或者單純的系統(tǒng)應用用戶來說都比較方便，對于普通工業(yè)領域的用戶或者單純Linux系統(tǒng)的用戶，進行開發(fā)設計都需要時間適應?？紤]到組件的開發(fā)需要多系統(tǒng)平臺，需要多用戶的應用，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平臺提供的設計工具qt designer進行系統(tǒng)用戶界面的設計，或者是利用圖形界面的生成工具直接進行圖形界面的設計，可以嘗試利用圖形界面進行多用戶界面的快速設計，嘗試利用多種程序代碼進行系統(tǒng)的開發(fā)應用，通過多種程序的開發(fā)，可以在多種系統(tǒng)當中生成應用程序的代碼，利用快速的開發(fā)手段，進行程序設計可以實現(xiàn)基于Linux環(huán)境和Window系統(tǒng)的交叉編譯，通過多種程序設計的qt designer的用戶對象設計可以編譯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)軟件的設計和相關技術的實現(xiàn)

2.1組態(tài)軟件設計的基本理論

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)境設計。可以嘗試通過I/O程序從設備上獲取數(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)的設計和操作人員的指令將相關數(shù)據(jù)匯總到設備平臺之上，對執(zhí)行機構的設計進行參數(shù)調(diào)控。通過對數(shù)據(jù)采集分析的應用，將動畫界面和報警設置進行調(diào)配，通過動畫進行動態(tài)設計，在警報設置的時候利用用戶進行多流程的設計，在輸入和輸出設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計程序，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信組件的合成，可以設計出設備驅(qū)動組件，其中不僅可以設計實時監(jiān)控系統(tǒng)也可以設計數(shù)據(jù)的動態(tài)核心引擎，圖形界面的設計和驅(qū)動程序的設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

組態(tài)軟件的技術實現(xiàn)需要多方面的技術特點進行支持，首先是程序底層的設計，進行圖像的模擬需要根據(jù)顯示儀器的狀態(tài)進行設置，對于圖形和界面的設計需要根據(jù)現(xiàn)場的狀況進行設計，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，進行第三方的應用和核心組的設計需要利用數(shù)據(jù)庫進行文件支持。Qt組件的設計需要基于framebuffer進行，在Linux系統(tǒng)架構之下需要根據(jù)系統(tǒng)架構的版本進行設計，找準動態(tài)接口之后設計出相應的LCD接口和初始化端口，包括畫面緩沖區(qū)域和相應的DMA 區(qū)域的控制，同時需要針對畫面緩沖設置一對讀寫代碼，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)底層的抽象設計可以設計QScreen或者類似于QGfx的設計，根據(jù)QScreen可以嘗試抽象的底層現(xiàn)實數(shù)據(jù)，如果明了顯示設備的描述和操作之后，在系統(tǒng)打開和關閉功能的設計之上就可以建立不同的操作對象。Qt的底層設計有一些類似于Qscreen的種類，可以進行底層設計的同時，對于顯示設備的基本描述和操作方法的設計也能進行，如果聲明了對于基礎顯示設備的描述和操作之后，還可以在打開和關閉方面進行操作，在打開和關閉的時候可以嘗試不同的操作對象的創(chuàng)建，在QGfx的設計和抽象顯示的設備操作方面進行接口的設計和畫面比例的選擇，可以設計畫面的幀速率和矩形設計等步驟，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的設計當中，進行Signal和Slot設計都需要進行一些基礎替代，回調(diào)部分函數(shù)的指針，在應用Slot的時候需要關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)窗口圖形的設計和實時數(shù)據(jù)的傳輸建立相關性對象，在設計的時候需要關注動畫屬性，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中所有的軟件設計需要基于Qevert，qt的回路設計的就是列隊里面取得的本地窗口需要轉(zhuǎn)換成QEvent，然后需要將相關的事件轉(zhuǎn)化后發(fā)到QObject當中去，根據(jù)具體的QObject設計相應具體的函數(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)部程序相對應的生成機制都是建立在底層輸入設備之上的，qt當中的輸入設備都具有一些鍵盤和鼠標組件，其中的鼠標可以抽象為QWSMouseHandle，鍵盤設備當中的抽象軟件大都是利用QWSMouseHandle進行設計的。

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的設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)客戶機和服務器建立起來的簡單的管理數(shù)據(jù)庫，通過服務器和相應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計，相應的編譯程序和端口程序也比較小巧，在系統(tǒng)頂層設計MySQL和ODBC等基本結(jié)構，可以方便的進行數(shù)據(jù)庫的訪問等操作，在對應的多種設計語言的幫助之下，可以方便的對不同的編譯程序進行設計。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設計方法和特征的應用之后，在動態(tài)數(shù)據(jù)組件的設計之中可以嘗試進行qt系統(tǒng)的開發(fā)和應用，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)和相關技術的合成，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)組件的設計。

參考文獻

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