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    如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計

    來源:計算機與信息技術 作者:李青松 周曉光 周慧 發表于:2010-01-18 09:49  點擊:
    【關健詞】工程機械;監控;診斷;QT
    關鍵字 工程機械;監控;診斷;QT 摘 要 近年來工程機械以電子、信息技術為先導,計算機輔助駕駛系統、信息管理系統及故障診斷系統、電子監控和自動報警等系統有了長足發展。本文通過以PXA270硬件平臺、QT為開發工具、CAN和串口為通訊方式,開發出了適用于工程機械的監控和診斷的應用程序。

    1  引言(如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)

        傳統工程機械的儀器儀表,電氣控制系統是獨立顯示和控制的。這種設計使控制系統特別臃腫,操作手監控和管理信息的難度大,工作效率低。隨著計算機技術、微電子技術、信息技術和自動控制技術等在工程機械的應用,基于嵌入式平臺開發人機交互界面,實現工程機械的監控和診斷成為熱點[1]
        本文采用PXA270硬件平臺、QT/Embedded圖形工具,開發了模擬工程機械狀態的儀器儀表,通過調用QT數據庫SQLite,運用CAN總線、RS232/RS485串口進行信息傳輸,實現了對工程機械的狀態監控和故障的預測評估診斷。

    2  QT 概述(如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)

        QT是前挪威Trolltech公司所開發的一個跨平臺FrameWork環境,在X環境下可以看作是一套功能完整的用戶界面工具包,是開源的桌面系統KDE的基石。它采用類似C++的語法,并且具備物件導向功能。和Java的“一次編譯,到處運行”的跨平臺不同的是,QT是源碼級的跨平臺。“一次編寫,隨處編譯”的特性可以讓使用QT編寫的應用程序,移植到Microsoft Windows 95/98/2000、Microsoft Windows NT、MacOS X、Linux、Solaris、HP-UX、Tru64 (Digital UNIX)、Irix、FreeBSD、BSD/OS、SCO、AIX等許多平臺[2]
        Trolltech公司也針對嵌入式系統,推出了相應的版本,可以在多種處理器上運行。在QT4.0以前,嵌入式版本稱為QTopia Core;QT4.0以后,變改名為QT for Embedded Linux。與桌面版本不同的是,QT for Embedded Linux整合了所有功能,應用程序直接使用frame buffer,取代了X Server及X Library等角色。同時它還采用模塊化設計,可裁剪性強,最小可壓縮到800Kb左右,該特性讓其更適合在嵌入式環境下生存。圖1顯示了QT for Embedded Linux的實現結構。
     
    圖1  QT for Embedded Linux的實現結構

    3  開發環境(如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)

    3.1  硬件環境

        UP-EM4000_PXA270硬件平臺是一款比較理想的工程機械監視器應用開發系統。該平臺采用了高性能(520MHz主頻)和低功耗的Intel PXA270處理器,64MB SDRAM,128MB NAND FLASH以及16MB的NOR FLASH,6.4英寸的640*480分辨率的SHARP TFT LCD,2路CAN總線的接口,1路10/100Mb的以太網接口,2個PAL制式的AV接口,1個USB接口,2路RS-232接口或1路RS-232接口+1路RS-485接口,以及8個功能鍵。UP-EM4000_PXA270硬件平臺還支持GPS定位以及GPRS通信功能擴展,可以完成對工程車地理位置和各種運行狀態的集中監控。(如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)
        UP-EM4000_PXA270硬件平臺移植了Linux2.6的內核作為操作系統,yaffs的文件系統以及QT4的庫,方便用戶直接進行應用程序的開發和移植。

    3.2  軟件環境

        (如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)為了開發滿足功能的應用程序,本文采用的軟件環境是Vmware Work Station虛擬機+Fedora 8 Linux操作系統、HMI_Developer。
        Vmware work station虛擬機 + Fedora 8 Linux操作系統,是為了建立QT for Embedded Linux的交叉編譯環境,生成可以移植到UP-EM4000-PXA270的QT庫文件。
        HMI_Developer是一個集QT for Windows和Cygwin的組態軟件編程環境,并包含了自主開發的一系列的工程機械常用的控件,大大減輕了開發者的開發難度。其中QT for Windows用來程序編輯,Cygwin是Windows下的一種Unix/Linux環境,用來建交叉編譯環境,用來編譯生成下位機的可執行程序。
     
    圖2  PXA270硬件平臺結構圖

    4  應用程序開發

        (如何實現QT的工程機械監控及診斷系統的設計)通過分析工程機械的一些共有特征和存在一些問題,要實現工程機械的監控和診斷,應用程序需要滿足下面幾個部分。

        (1)工程機械上的一些基本的狀態要在監控器上顯示出來,比如油量、油溫、發動機轉速、相對水平位置、車速等。
        (2)工程機械的智能控制需要通過監控器來操作,比如儀器開關、指示燈開關等。(責任編輯:南粵論文中心)轉貼于南粵論文中心: http://www.dcddqc.com(南粵論文中心__代寫代發論文_畢業論文帶寫_廣州職稱論文代發_廣州論文網)
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