基于嵌入式Qt的樓宇對講系統GUI平臺設計

董磊磊，陳新華

（山東科技大學 山東 青島 266590）

智能家居行業在近兩年得到了較快的發展，越來越多的智能住宅、智能小區應運而生，得到了眾多開發商和消費者的青睞。而隨著嵌入式技術的飛速發展，嵌入式也得到越來越廣泛的應用，應用設計很多領域，其中就涉及樓宇對講領域。樓宇對講系統是安防行業中直接保人民“安居樂業”的安全防衛體系。近年來，隨著高端別墅、公寓項目的大量推出，開發商之間的競爭越來越趨于白熱化，推向市場的樓盤開始需要有好的賣點、性能、服務才能在市場競爭中取得成功。隨著終端客戶對樓宇對講產品品質、功能需求的不斷提升，智能家居產品集成系統相應而生。

早期的家居智能只是相對獨立的可視對講、閉路監控系統、停車場管理系統、三表抄送系統、背景音樂系統、電子巡更系統、門禁一卡通系統、物業管理系統、燈光控制、家電控制等，這些系統之間不能互聯互通，因此樓宇對講行業面臨一次全面的產品技術升級，業內把一些工業級技術應用到民用樓宇對講行業中。本文討論的就是集可視對講、智能抄表、智能監控、多媒體、家電控制等為一體的智能家居系統。

1 嵌入式GUI的實現平臺

GUI是圖形用戶接口，一般用于PC機上人機交互界面的設計。而對于嵌入式GUI來說，由于嵌入式設備對資源的要求很嚴格，不同的嵌入式設備需要定制不同的嵌入式系統，那么對GUI的要求也就不一樣，因此，對于不同的嵌入式系統來說GUI也必須是可定制的。

主流 UI平臺有嵌入式 Qt、Windows CE、MiniGUI。 QT是諾基亞的開源跨平臺開發工具。主要用于高端symbian手機開發，MeeGo平板和MeeGo手機開發。WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統，是基于掌上型電腦類的電子設備操作系統，它是精簡的Windows 95，Windows CE的圖形用戶界面相當出色。MiniGUI也是一款國產的GUI系統，主要用于低端嵌入式領域開發。本文采用的Qt/Embedded也是分層體系結構，在功能提供方面采用C++類方式。

2 嵌入式Qt系統的簡介

Qt/Embedded移植了大量的原來基于Qt的X-Windows程序，并提供了非常完整的嵌入式GUI解決方案，是一個成熟的GUI平臺，具有如下特點：

1）Qt遵循GPL協議，開放主要的源代碼，用戶可以在GPL的規定下自由添加新特性。

2）Qt的信號/槽要比win32的回調機制舒服得多，看起來舒服，用起來也方便。

3）Qt為界面開發提供了很多方便之處，從最開始的QWidget，樣式表，QGraphicsView到現在的qml無一不為界面開發提供了方便。

4）Qt一次編碼，多次編譯，可以達到跨平臺的目的。

5）Qt的提供的網絡，多線程，容器類，字符串類相當的強大，qt中也提供了對mvc架構的支持，降低了UI和底層數據模塊的耦合性。

6）Qt提供了隱式共享，顯式共享等機制，QtWebKit模塊提供網頁瀏覽的一整套機制。

7）Qt對動畫的支持，對多媒體文件的操作（音頻、視頻、圖片等），數據庫操作，對openVG/openGL的支持，對自定義動態鏈接庫的支持，對不同字符編碼的支持等都很完備。除此之外，qt對標準c++里的容器類也提供了相應的轉換接口。

8）Qt提供了一套自己的內存管理機制。

基于Qt的這些特點，在嵌入式樓宇對講系統的開發過程中，文中采用了嵌入式Qt作為圖形用戶界面開發的GUI支持平臺。

3 基于嵌入式Qt的樓宇對講GUI的設計

3.1 嵌入式linux移植

1）搭建開發環境；

2）配置 Ltib；

3）配置 Kernel；

4）交叉編譯 Qt；

5）安裝Qt Creater交叉編譯環境；

6）目標板Qt運行。

3.2 嵌入式樓宇對講系統GUI整體設計和軟件構架

系統輸入方式：4×4小鍵盤，觸摸屏

界面大小：800×600

功能鍵：管理中心機用16按鍵，梯口機、圍墻機用12按鍵，室內機用4按鍵

視頻分辨率：D2，720×480

共有6款產品，包括室內機、門口機（或稱門前確認機）、單元門口機、圍墻機、管理中心終端機、管理中心PC機。

產品與界面有關的功能包括：

1）可視對講：視頻通話、軟鍵盤、留言留影、開鎖；

2）視頻監控：室內監控、單元門監控、小區門口監控；

3）多媒體：音視頻播放、電子相冊；

4）信息服務：文字信息、留言信息、留影信息、輸入法；

5）工具箱：溫濕度計、萬年歷、鬧鐘、計算器等；

6）系統設置：觸摸屏校準、背光調節、音量/音效/配色等設置、屏保設置、免擾設置、系統壁紙設置、電子相框播放間隔設置、TV-OUT輸出設置、IP地址設置等。

嵌入式樓宇對將系統GUI主界面如圖1所示。

圖1 嵌入式樓宇對將系統GUI主界面Fig.1 Embedded building system of main interface GUI

圖2 樓宇對講系統的軟件構件Fig.2 Software component of building intercommunication telephone

嵌入式樓宇對講系統的整體軟件構架如圖2所示。需要實時響應的事件：視頻通話請求、網絡廣播消息信息傳輸請求、視頻監控請求。

控制請求：開鎖（本地和網絡）、低溫加熱、門磁、煙感、煤氣泄漏的檢測、遠程家電控制、RFID、IC開門、鍵盤、光敏電阻感光啟動鍵盤、攝像頭背光。

其他：溫度、濕度。為每一個需要實時訪問的底層接口建立一個線程和事件處理類，通過自定義事件，在事件處理對象中將事件發給當前GUI窗口或進行其他處理，需要進行底層事件處理的窗口類實現自定義事件處理函數customevent。如，對底層溫濕度計進行實時訪問，將得到的數據保存在自定義事件類中，通過事件處理類將自定義事件對象發送到當前窗口，當前窗口取出數據并顯示在窗口上。

開機后需要運行的程序：1）GUI主進程；2）配置文件讀取或建立，根據配置文件設置系統參數，把需要常駐內存的參數用一個類包含，生成全局對象，供所有模塊讀取。其他參數由需要的模塊臨時讀取此類包含：壁紙文件路徑、背光延時按鍵音 按鍵音音量、信息提示音

信息提示音音量、鈴聲、鈴聲類型、鈴聲音量、免擾設置、電子相框默認播放文件夾、電子相框播放間隔、TV輸出設置-輸出制式。完成好的樓宇對講的主界面如圖3所示。

圖3 樓宇對講的主界面Fig.3 Building interphone Lord interface

4 結束語

嵌入式Linux是目前流行的嵌入式系統解決方案，而嵌入式GUI是嵌入式Linux不可缺少的組成部分。本文通過分析、比較目前流行的幾種嵌入式GUI，選擇了嵌入式Qt作為研究對象并對其進行了深入討論。在此礎上完成了基于嵌入式Qt的樓宇對講系統GUI平臺的設計和實現，文章還對嵌入式Linux的移植做了論述，對系統的軟件構架進行了描述，最后還給出了所做項目GUI的截圖，具有較高的經濟價值，并可為其他嵌入系統設計提供價值。

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