嵌入式車載播放系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

李攀，楊艷

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南濟(jì)源459000）

嵌入式車載播放系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

李攀，楊艷

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南濟(jì)源459000）

系統(tǒng)使用Q t Creator作為開發(fā)工具，綜合嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite、開源多媒體播放器MPlayer技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了一款嵌入式車載播放系統(tǒng)，人機(jī)交互界面友好易操作，支持主流音視頻文件的播放，且系統(tǒng)易于移植和擴(kuò)展.

車載播放系統(tǒng)；Qt Creator；SQLite；MPlayer

1 Qt簡介

Qt是Trolltech公司的標(biāo)志性產(chǎn)品(現(xiàn)Trolltech公司已被手機(jī)巨頭NOKIA公司收購)，是一個跨平臺的C++圖形用戶界面(GUI)工具包.它既可以開發(fā)GUI程式，也可用于開發(fā)非GUI程式，比如控制臺工具和服務(wù)器.Qt是面向?qū)ο笳Z言，易于擴(kuò)展，并且允許組件編程.Qt應(yīng)用程序接口與工具兼容于所有支持平臺，例如Linux和其他類Unix系統(tǒng)、微軟的視窗系統(tǒng)及蘋果電腦的Mac OS X系統(tǒng)，并對不同平臺的專門API進(jìn)行了專門的封裝(文件處理、網(wǎng)絡(luò)等)[1]，讓開發(fā)員們掌握一個應(yīng)用程序接口便可執(zhí)行與平臺無關(guān)的應(yīng)用開發(fā)與配置.

Qt被Nokia收購后推出了一款新的輕量級集成開發(fā)環(huán)境(IDE)Qt Creator.Qt Creator是專為支持跨平臺開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境，包含一套用于創(chuàng)建和測試Qt應(yīng)用程序的高效工具：高級C++代碼編輯器、Qt Designer可視化調(diào)試器、源代碼管理、項目和構(gòu)建管理工具等.開發(fā)人員可使用代碼編輯器直接進(jìn)行高效的代碼開發(fā)，也可使用Qt Designer進(jìn)行可視化的設(shè)計，非常易于上手和操作.

Qt/Embedded(簡稱QT/E)是一個專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計圖形用戶界面的工具包，是NOKIA公司的圖形化界面開發(fā)工具Qt的嵌入式版本，它通過QtAPI與Linux I/O以及Framebuffer直接交互，擁有較高的運行效率.Qt/Embedded和Qt一樣，在4.5版本之后提供了三種不同的授權(quán)協(xié)議GPL，LGPL和Commercial.開發(fā)者使用QT/E開發(fā)的應(yīng)用程序要移植到不同平臺時，只需要重新編譯代碼，而不需要對代碼進(jìn)行修改.并可以隨意設(shè)置程序界面的外觀、方便地為程序連接數(shù)據(jù)庫、使程序本地化、將程序與Java集成等.

2 使用Qt Creator設(shè)計界面

在Qt Creator中完成車載播放器工程的創(chuàng)建后首先是設(shè)計界面.界面可用代碼生成，也可用Qt Designer輔助設(shè)計.使用Qt Designer設(shè)計界面只需將界面中所需的窗口部件拖入ui界面文件中，然后設(shè)置屬性修改其顯示效果，最后使用布局控件設(shè)置布局效果.通過拖放窗口部件完成的界面在布局上不夠精確，因此本系統(tǒng)采用純代碼來完成界面開發(fā).

本系統(tǒng)的界面主要包括的窗口部件有Table View、Push Button等.在界面的布局上，系統(tǒng)采用了手工布局方式.手工布局方式通過基類QWidget提供的setGeometry()函數(shù)來設(shè)置子窗口部件的位置和大小，當(dāng)窗口大小改變的時候，重新計算窗口的大小或者變化比例，然后重載QWidget：：resizeEvent (QResizeEvent*)函數(shù)，能夠使得子窗口部件的大小和位置作出適應(yīng)性的改變.

圖1 .1系統(tǒng)主界面

如圖1所示為本系統(tǒng)的主界面.

界面設(shè)計的主要開發(fā)過程如下：

①使基礎(chǔ)窗口QWidget繼承于主窗口QMain-Window，窗體構(gòu)造函數(shù)負(fù)責(zé)模板的初始化；

②創(chuàng)建MyButton類構(gòu)造窗體按鈕部件，并對窗口部件中使用的對象以及函數(shù)進(jìn)行聲明，包括圖標(biāo)、名稱、字體、文本、坐標(biāo)、畫筆、按鈕是否有效、重繪時間、鼠標(biāo)按下事件等；

③添加按鈕的信號與槽.

系統(tǒng)界面中每個功能按鈕都對應(yīng)一個信號和槽，信號和槽式Qt編程的核心技術(shù)，通過信號可以將界面上的空間所發(fā)生的事件進(jìn)行發(fā)射，槽函數(shù)負(fù)責(zé)接受相應(yīng)信號并作出響應(yīng)處理.如播放暫停按鈕，與其對應(yīng)的信號是單擊，它的單擊信號連接一個槽處理函數(shù)，在這個函數(shù)中通過QProcess來向slave模式下的MPlayer發(fā)送命令，達(dá)到控制播放的目的.其他的控件在處理方式上都與播放暫停按鈕類似，都有自己得信號和槽.

3 軟件功能模塊設(shè)計

車載播放系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)音頻和視頻文件的播放，此外，本文所設(shè)計的車載播放系統(tǒng)可按照多種方式對數(shù)據(jù)庫中的歌曲進(jìn)行查找；可實現(xiàn)歌曲的播放暫停，以及上一首和下一首歌曲的切換；所選歌曲可生成播放列表，列表可以循環(huán)播放，列表信息可修改，在列表中雙擊歌曲名稱可播放該歌曲；可對設(shè)備中存儲的歌曲進(jìn)行刪除；可播放外接存儲器中的歌曲.

具體功能模塊設(shè)計方式如下[2]：

3.1 搜索歌曲

點擊搜索歌曲按鈕時，跳出一個對話框，當(dāng)用戶輸入了歌曲名或名稱中的部分內(nèi)容并確定后，發(fā)送消息到服務(wù)器端，服務(wù)器端對表song進(jìn)行模糊查詢，得到符合的歌曲列表，將這些信息返回給客戶端，在客戶端形成一個QwidgetTable控件，用來顯示搜索的結(jié)果.當(dāng)用戶點擊其中的一行時，將相應(yīng)行的歌曲信息賦值給current并播放.

3.2 上一首

上一首按鈕連接了prev()函數(shù)，它的功能是通過prev()函數(shù)來實現(xiàn)的.在此函數(shù)中，實現(xiàn)讀取usersong.xml文件中位置為songpos-1的歌曲信息，賦值給current，然后進(jìn)行播放，實現(xiàn)上一首功能.

3.3 播放

當(dāng)點擊播放按鈕時，隱藏播放按鈕，顯示暫停按鈕，并讀取current中的信息，通過Phonon的函數(shù)play()實現(xiàn)播放.

3.4 暫停

當(dāng)點擊暫停按鈕時，隱藏暫停按鈕，顯示播放按鈕，調(diào)用Phonon中的pause()函數(shù)，將播放暫停.

當(dāng)點擊下一首按鈕時，調(diào)用nextFile()函數(shù)，并且當(dāng)歌曲播放完之后會產(chǎn)生一個aboutToFinish()信號，這個時候也會調(diào)用nextFile()函數(shù).在此函數(shù)中調(diào)用readinformation()函數(shù)，得到下一首的信息，并播放.

3.6 打開本地文件

文件對話框QFileDialog是Qt中用于實現(xiàn)文件打開和保存操作的基本對話框.QFileDialog提供了很多靜態(tài)函數(shù)，用于獲取用戶選擇的文件.其中g(shù)etOpenFileName()用于獲取用戶所選文件的文件名.getOpenFileName()中有六個參數(shù)，分別用于設(shè)定父組件、對話框的標(biāo)題、默認(rèn)打開的目錄、可選文件類型等.當(dāng)用戶選擇文件后，因為它是本地文件，會直接把所選文件的路徑賦給播放的對象.當(dāng)播放完后繼續(xù)播放usersong.xml中的下一首.

3.7 靜音

音量的控制是通過Phonon::VolumSlider控件實現(xiàn)的，通過執(zhí)行語句：ui->volumeSlider->setAudioOutput(audiooutput)將音量的控件連接到了音頻輸出的設(shè)備上，通過語句Phonon::createPath(mediaobject,audiooutput)音頻輸出的設(shè)備和播放的對象mediaobject連接，因此實現(xiàn)靜音功能.

3.8 顯示歌曲名稱

void Player::setLabel(QString track)

{

內(nèi)部控制主要是指企業(yè)通過制定一系列規(guī)章制度來對自身經(jīng)營管理活動進(jìn)行控制。從實踐情況來看，這種控制性的行為很難得到人們的認(rèn)可，由此使得企業(yè)內(nèi)部控制管理缺乏必要的動力支持。另外，企業(yè)實施內(nèi)部控制也需要一定的成本費用，在開展內(nèi)部控制的過程中會影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的獲得。

QString filename=mediaObject->currentSource().fileName();

filename=filename.right(filename.length()-filename.lastIndexOf('/')-1);

this->setWindowTitle("Player~"+filename);

}

3.9 關(guān)閉窗口

雙擊窗體空白處可關(guān)閉播放器.需重定義鼠標(biāo)雙擊事件調(diào)用close()函數(shù)加以實現(xiàn).

3.10 數(shù)據(jù)庫操作

本文所設(shè)計的車載播放系統(tǒng)使用SQLite數(shù)據(jù)庫對歌曲及用戶信息進(jìn)行管理.

SQLite是D．Richard Hipp使用C語言編寫的開源嵌入式數(shù)據(jù)庫引擎.它是完全獨立的，不具有外部依賴性，非常健壯.SQLite大約250KB大小，相比Mysql、PostgreSQL這兩款著名的開源數(shù)據(jù)庫，SQLite占用資源更少，處理速度更快，非常適合用于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中.

在本系統(tǒng)中使用SQLite數(shù)據(jù)庫對歌曲信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織、存儲以及管理.通過使用SQLite建立歌曲信息數(shù)據(jù)庫表，然后在程序中通過相關(guān)接口函數(shù)對歌曲信息進(jìn)行操作，如插入、刪除、更新、查詢等.采用SQLite數(shù)據(jù)庫進(jìn)行歌曲信息的管理大大降低了編程的復(fù)雜性.

在具體的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模塊中，采用了Qt框架中的QtSql模塊連接SQLite數(shù)據(jù)庫的方式來操作數(shù)據(jù)庫.QtSql模塊提供了一個平臺無關(guān)且數(shù)據(jù)庫無關(guān)的訪問SQL數(shù)據(jù)庫的接口，Qt中的每個數(shù)據(jù)庫連接用一個QSqlDatabase對象來表示，同時Qt也使用不同driver來和各種不同數(shù)據(jù)庫的API進(jìn)行通訊.對于SQLite數(shù)據(jù)庫Qt提供了很好的支持和封裝，通過Qt的相關(guān)類可以很容易的進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作[3].

要實現(xiàn)對SQLite數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作首先需要創(chuàng)建一個關(guān)于數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和鏈接的頭文件，然后在頭文件中通過創(chuàng)建QSqlDatabase數(shù)據(jù)庫連接對象來調(diào)用addDatabase()并設(shè)置相關(guān)函數(shù)的屬性，然后在工程文件的最后添加關(guān)于使用數(shù)據(jù)庫的聲明“QT+=sql”.

4 MPlayer播放器的控制

系統(tǒng)的主要功能是響應(yīng)客戶端發(fā)送來的各種請求，并作出正確處理，包括歌曲選擇、播放控制等.在本文的系統(tǒng)設(shè)計中，選用了MPlayer作為系統(tǒng)的媒體播放器來進(jìn)行媒體文件的播放以及控制.

MPlayer是一款開源多媒體播放器，以GNU通用公共許可證發(fā)布.MPlayer能夠播放MPEG、VOB、AVI、OGG、VIVO、ASF/WMV、Qt/MOV、FLV、RM等大多數(shù)媒體文件，且不需要任何系統(tǒng)解碼器. MPlayer資源占用非常少，并可運行于各種主流操作系統(tǒng)，在低配置的機(jī)器上使用有突出優(yōu)勢.所以對于運算速度相對較弱的嵌入式系統(tǒng)來說，MPlayer是一個很好的選擇[4].

MPlayer本身是一個命令行的程序，默認(rèn)情況下MPlayer是從鍵盤上獲得控制信息.但MPlayer也另外提供了一種更為靈活的控制方式——slave模式.在slave模式下，MPlayer會在后臺運行并不再截獲鍵盤事件，它只會從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取以換行符( )分隔開的命令，這樣就為GUI程序提供一個簡單的編程接口，本系統(tǒng)中就是采用MPlayer的slave模式進(jìn)行播放控制的.

具體實現(xiàn)方式是，在系統(tǒng)的播放模塊中，使用Qt的QProcess(進(jìn)程類)通過start方法調(diào)用slave模式下的MPlayer產(chǎn)生一個進(jìn)程，然后通過QProcess類的write方法向MPlayer發(fā)送控制命令，實現(xiàn)控制播放的目的.

5 小結(jié)

本論文詳細(xì)介紹了如何使用Qt Creator完成車載音樂播放系統(tǒng)的界面設(shè)計及軟件功能模塊設(shè)計.此車載播放系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

①具有美觀、易于理解和操作的主界面；

②可按照多種方式對數(shù)據(jù)庫中的歌曲進(jìn)行查找；

③可實現(xiàn)歌曲的播放、暫停，以及上一首和下一首歌曲的切換；

④所選歌曲可生成播放列表，列表可以循環(huán)播放，列表信息可修改，在列表中雙擊歌曲名稱可播放該歌曲；

⑤可對設(shè)備中存儲的歌曲進(jìn)行刪除；

⑥可播放外接存儲器中的歌曲.

同時，系統(tǒng)可以方便地移植到各種嵌入式設(shè)備中.

〔1〕JasMin Blanchette．C++GUI Programming With Q t 4[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

〔2〕楊向文.基于ARM-LINUX的嵌入式媒體播放器的研究與實現(xiàn)[D].大連：大連海事大學(xué)，2009.

〔3〕雷小俊，李偉．SQLite在嵌入式Web服務(wù)器中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2006.

〔4〕Crealse Sheng．MPlayer研究報告[Z].2007.

TP311

A

1673-260X（2013）07-0123-03

河南省科學(xué)技術(shù)廳項目資助（豫科鑒委字[2011]第2190號）