Qt/Embedded是奇趣科技推出的基于Linux的嵌入式平臺開發(fā)工具,是Qt的嵌入式版本。由于KDE等項目均使用Qt作為支持庫,所以許多基于Qt的X Windows程序可以非常方便地移植到Qt/Embedded版本上。Qt/Embedded具有面向對象、跨平臺和界面設計方便美觀等優(yōu)點,已得到了廣泛的應用。
本文針對當前物流行業(yè)終端定位功能的需求,提出與之相適應的物流終端定位功能實現(xiàn)方案,并利用Qt/Embedded,在基于嵌入式Linux和S3C2410的物流信息化終端平臺上對終端定位功能進行了初步實現(xiàn)。
軟硬件系統(tǒng)設計原理
基于現(xiàn)有網(wǎng)絡建設的總體情況和物流配送過程中對定位數(shù)據(jù)的可靠性、連續(xù)覆蓋性、精度的要求,并綜合考慮各種定位技術的發(fā)展現(xiàn)狀及技術成熟度、實現(xiàn)成本等因素,本系統(tǒng)在物流配送網(wǎng)絡中采用了GPS輔助定位系統(tǒng),即GPS+CellID+RFID+圖形道路匹配相結合的定位技術。
系統(tǒng)的軟硬件功能框圖如圖1所示,開發(fā)板CPU采用的是三星公司的S3C2410。該處理器內部集成了ARM公司ARM920T處理器核的32 位微控制器。GPS模塊利用RS232接口與開發(fā)板通信,提供衛(wèi)星定位信號;GSM/GPRS模塊提供通信以及CELLID定位信息獲??;RFID模塊提供標簽信息采集和RFID定位功能。終端通過GSM/GPRS通信網(wǎng)絡與物流信息控制中心建立聯(lián)系,提交相關數(shù)據(jù)采集信息和接收物流信息控制中心指令。
系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng),移植Qt/Embedded 3.3.4和SQLITE數(shù)據(jù)庫,采用Qt編程實現(xiàn)物流信息化終端定位功能。
軟件系統(tǒng)設計
本文的軟件系統(tǒng)設計主要以S3C2410平臺為核心,通過RS-232串口從GPS模塊、GSM/GPRS模塊、RFID模塊提取
定位信息,加以分析轉換,并根據(jù)需要用于終端導航或通過GSM/GPRS網(wǎng)絡提交給物流信息控制中心。
宿主機開發(fā)環(huán)境建立
由于目標平臺資源所限,需要搭建交叉編譯環(huán)境,本系統(tǒng)開發(fā)過程中采用的平臺如下:
宿主機:RED HAT 9.0
Qt/X11 3.3.4
Qt/Embedded 3.3.4
SQLITE 2.8.16
cross-2.95.3.tar.bz2
目標機:Linux Kernel 2.4.18
Qt/Embedded 3.3.4
SQLITE 2.8.16
Qt/Embedded 3.3.4移植
為了正確交叉編譯Qt/Embedded,建議宿主機完全安裝RED HAT 9.0,同時要確保UUID、ZLIB、JPEG、GIF、PNG、SQLITE等Qt中所需要的頭文件、庫文件在交叉編譯前正確安裝,并移植相應的庫文件至目標機中,此類文件的具體安裝在此不再贅述。下面主要對Qt/Embedded 3.3.4的交叉編譯及移植進行詳細討論。
下載解壓源文件
$ cd ~
$ mkdir -p qt_embedded/
$ cd qt_embedded
$ wget ftp://ftp.trolltech.com/qt/source/qt-x11-free-3.3.4.tar.bz2
$ wget ftp://ftp.trolltech.com/qt/source/qt-embedded-free-3.3.4.tar.bz2
$ tar jxf qt-x11-free-3.3.4.tar.bz2
$ tar jxf qt-embedded-free-3.3.4.tar.bz2
$ mkdir -p qt-embedded-free-3.3.4-target/
$ sudo cp -r qt-embedded-free-3.3.4/ qt-embedded-free-3.3.4-target/
安裝Qt/X11
$ cd qt-x11-free-3.3.4
$ export QTDIR=$PWD
$ export PATH=$QTDIR/bin:$PATH
$ export LD_LIBRARY_PATH =$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY _PATH
$ echo yes | ./configure -thread -plugin-sql-sqlite -prefix /usr/local/ Qt-3.3.4/
$ make
$ sudo make install
[!--empirenews.page--]
安裝Qt/E 3.3.4的宿主機版本
為便于在宿主機上進行嵌入式程序開發(fā),利用qvfb進行虛擬嵌入式LCD屏幕顯示。
$ cd /qt-embedded-free-3.3.4
$ export QTDIR=$PWD
$ export PATH=$QTDIR/bin:$PATH
$ export LD_LIBRARY_PATH =$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY _PATH
$ echo yes | ./configure -thread -plugin-sql-sqlite -prefix /usr/local/Qt-embedded-3.3.4-host -qvfb
$ make
$ sudo make install
$ sudo cp -r lib/fonts/ /usr/local/Qt-embedded-3.3.4-host/lib/
安裝Qt/E 3.3.4的目標機版本
$ cd /qt-embedded-free-3.3.4-target
$ cp /qt-x11-free-3.3.4/bin/uic bin/(注意:需拷貝uic工具的QT/X11版本至安裝目錄中)
由于Qt/E3.3.4沒有專門針對觸摸屏的配置選項,為了確保觸摸屏能正常工作,可以利用現(xiàn)有的配置選項進行修改,以滿足實際需要。現(xiàn)利用qt-mouse-Linuxtp修改觸摸屏驅動。
修改src/embedded/qmouselinuxtp-qws.h,添加下面兩行:
#
define Qt_QWS_IPAQ
#define Qt_QWS_IPAQ_RAW
修改src/embedded/qmouselinuxtp-qws.cpp,把文件中/dev/**3600改為開發(fā)板ARM-Linux操作系統(tǒng)中相應觸摸屏驅動的名稱/dev/touchscreen/0raw。
$ echo yes | ./configure -embedded arm -shared -debug -no-cups -thread -plugin-sql-sqlite -no-ipv6 -qt-mouse-Linuxtp -prefix /usr/local/Qt-embedded-3.3.4-target -depths 16 -system-libpng -system-libjpeg
$ export QMAKESPEC=“qws/linux-arm-g”++
$ make
$ sudo make install
$ sudo cp -r lib/fonts/ /usr/local/Qt-embedded-3.3.4-target/lib/
此時,將交叉編譯的Qt/E 3.3.4的庫文件下載至開發(fā)板中,并設置相應的環(huán)境變量QTDIR、PATH、LD_LIBRARY_PATH等。另外還要設置觸摸屏環(huán)境變量如下:
$ export QWS_MOUSE_ PROTO=“LinuxTP:/dev/touchscreen/0raw”
$ export QWS_KEYBOARD=
[!--empirenews.page--]
此時,觸摸屏可能仍無法工作或誤差較大,其主要原因是開發(fā)板操作系統(tǒng)中/etc/pointercal文件不存在或該文件中對觸摸屏進行調整的校準參數(shù)不正確,需對/etc/pointercal文件進行修改。修改方法有兩種:一種方法是直接新建該文件,并在文件中按正確格式添加相應參數(shù);另一種方法是交叉編譯tslib-1.3.tar.bz2,將生成的校準程序拷貝至目標板,設置環(huán)境變量,運行校準程序,可直接生成高精度的/etc /pointercal文件。這里推薦使用第二種方法。
至此,Qt/E3.3.4便可在目標板上正確執(zhí)行,移植完畢。
Qt/E編程
本文采用Qt/Embedded 3.3.4版本,主要是考慮到Qt/E 3.3版本相對以往版本更成熟,可視化編程相對更方便易用,且其支持SQLITE數(shù)據(jù)庫驅動,便于數(shù)據(jù)庫操作與編程。在本設計中主要使用了Qt/E的畫布模塊、SQL模塊、網(wǎng)絡模塊及多線程編程,縮短了程序的開發(fā)周期,提高了開發(fā)效率。下面主要就多線程編程和畫布模塊編程進行討論。
多線程編程
通常情況下圖形用戶界面應用程序有一個執(zhí)行線程并且每次執(zhí)行一個操作。如果用戶在單線程的應用程序中從用戶界面中調用一個耗時的操作,當這個操作被執(zhí)行的時候,用戶界面通常會被凍結。本實現(xiàn)使用QThread子類化得到QGPSThread類,并使用QMutex、QSemphore和 QWaitCondition來同步各線程。QGPSThread類用于通過串口編程接收GPS模塊的$GPRMC定位數(shù)據(jù)幀,并加以解析,得到實時的經(jīng)緯度等定位信息,供其它線程使用。
畫布模塊
畫布模塊中QCanvas庫是一個高度優(yōu)化的二維繪圖庫,QCanvas可以包含很多任意圖形的項并且在內部使用雙緩沖來避免閃爍,而且 QCanvas支持分層,適合數(shù)字地圖的分層顯示。QCanvas與其它畫布模塊結合使用,能很方便地實現(xiàn)導航地圖的顯示、縮放、漫游以及鷹眼等功能。下面是導航地圖常用操作的實現(xiàn)代碼。
void Form2::zoomin() //縮小地圖比例
{
QWMatrix m = mapview->worldMatrix();
m.scale( 0.5, 0.5 );
mapview->setWorldMatrix( m );
}
void Form2::movleft() //地圖向左漫游
{
mapview->scrollBy(-10,0);
}
void Form2::centerpoint() //將當前定位點居于顯示地圖正中
{
mapview->center (pointx,pointy);
}
void Form2::movleft() //定位點在地圖上移動
{
i->move (pointx,pointy);
canvas->update();
}
初步實現(xiàn)
嵌入式信息終端平臺定位功能的初步實現(xiàn)如圖2所示,該系統(tǒng)人機界面友好,定位精確。定位誤差主要取決于GPS-OEM模塊的定位精度,實驗顯示,本系統(tǒng)能初步滿足物流信息終端對定位功能的需求。
[!--empirenews.page--]
結語
本文提出了一種嵌入式物流信息化終端定位功能的實現(xiàn)方案,并利用Qt/E編程對其進行了初步實現(xiàn)。實驗結果證明,
系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)精確、界面友好、系統(tǒng)可擴展性強,較好地完成了物流信息化終端定位功能。
參考文獻
1.常菲,李明祿,李魯群。物流配送中移動定位技術研究[J]。微型電腦應用(研究與設計),2004,20(1)。22-24
2.楊暈,胡永健,林志泉?;贚inux和S3C2410嵌入式圖象傳輸系統(tǒng)設計[J]。微計算機信息(嵌入式與SOC),2007,23(3-2)。20-24
3.(加拿大)布蘭切尼(Blanchette,J.),(英)桑姆菲爾德(Summerfield,M.)著;齊亮譯。C++ GUI Qt3 編程[M]。北京:北京航空航天大學出版社,2006