一種基于Qt平臺的氣象信息軟件設計

雷文禮　袁君麗　任新成

摘 要：針對用戶對氣象信息獲取的需求，設計了一種專業(yè)化的基于Qt平臺的氣象信息顯示軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)融合Linux操作系統(tǒng)、Qt軟件平臺、圖形界面設計等技術，可實現(xiàn)有關天氣、溫度、風級、用戶戶外運動指南等遠程氣象信息的接收。文章從虛擬機的安裝、Qt4.7開發(fā)平臺的搭建、終端設備的圖形界面設計、具體代碼分析等方面，詳細描述了系統(tǒng)的任務要求及軟件系統(tǒng)的設計方案。實驗和使用表明：該氣象信息軟件系統(tǒng)界面顯示內(nèi)容清晰，可滿足用戶對氣象信息的即時獲取。

關鍵詞：氣象信息；Linux操作系統(tǒng)；Qt軟件平臺；界面設計

中圖分類號：TN915.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）08-00-02

0 引 言

當前，人們能夠在第一時間獲取天氣的氣象信息是人們安全出行的保障，氣象終端軟件的誕生是解決這個問題的有效途徑。雖然各種平臺開發(fā)的氣象終端軟件層出不窮，但是，Qt以其優(yōu)良的跨平臺特性，強大的功能，良好的移植性使之逐漸成為廣泛應用的GUI系統(tǒng)，而且在Linux系統(tǒng)下[1]，使用Qt的開發(fā)軟件Qt Creator開發(fā)的氣象信息顯示軟件具有占用內(nèi)存小、功能齊全、可擴展性好等優(yōu)點。因此，本文選擇使用基于Qt平臺開發(fā)出一款具有良好的人機交互界面，可以快速查看實時氣象信息的軟件，為人們提供更好的服務。

1 Qt技術

Qt作為一個跨平臺的開發(fā)系統(tǒng)，為我們提供了強大的C++圖形用戶界面庫。它由挪威TrollTech公司出品，目前包括Qt、基于FrameBuffer的 Qtopia Core、快速開發(fā)工具Qt Designer和國際化工具Qt Linguis等部分[2，3]。Qt支持所有的Unix系統(tǒng)，當然也包括Linux系統(tǒng)，還支持WinNT/Win2k、Windows95/98平臺。

基本上，Qt同X-Window上的Motif、Openwin、GTK等圖形界面庫和 Windows平臺上的MFC、OWL、VCL、ATL是同類型的。不過，Qt還具有下列一些優(yōu)點：

（1）具有優(yōu)良的跨平臺特性。

Qt支持的操作系統(tǒng)非常多，具體包括：Microsoft Windows95/98、Microsoft Windows NT、Linux、Solaris、SunOS、HP-UX、Digital UNIX（OSF/1、Tru64）、Irix、FreeBSD、BSD/OS、SCO、AIX、OS390 和 QNX 等。

（2）能提供良好的面向對象特性。

Qt的良好封裝機制使得Qt的模塊化程度非常高，可重用性較好，對于用戶開發(fā)來說是非常方便的。Qt提供了一種稱為signals/slots的安全類型來替代 callback，這使得各個元件之間的協(xié)同工作變得十分簡單。

（3）提供有非常豐富的API函數(shù)。

Qt包括多達250個以上的C++類，還提供有基于模板的collections、serialization、file、I/O device、directory management 和 date/time 類，甚至還提供正則表達式的處理功能。

（4）支持2D/3D圖形渲染，同時支持OpenGL。

（5）提供有大量的help文檔，相當于MSDN，同時提供有良好的開發(fā)指導。

（6）XML支持。

KDE的出現(xiàn)是真正使Qt在自由軟件界眾多Widgets（如Lesstif、Gtk、EZWGL、Xforms及fltk等）中脫穎而出的主要原因。Qt是一款開源軟件，盡管他的開發(fā)公司是一個商業(yè)公司，它不僅提供免費下載，并且所有的代碼全部都是開放源代碼，非商業(yè)用途亦采用GPL的版權宣告。

2 氣象信息軟件系統(tǒng)開發(fā)平臺搭建

2.1 安裝虛擬機軟件

搭建開發(fā)環(huán)境，最基本的一點就是要進行虛擬機軟件的安裝，具體的安裝過程如下：

（1）首先，我們應該選擇一個合適的虛擬機版本，這里選取的是10.0.1版本。

（2）打開下載好的虛擬機安裝包會出現(xiàn)安裝虛擬機的界面，點擊“下一步”會出現(xiàn)兩個選項 “典型安裝”和 “自定義安裝”，這里選擇“典型安裝”。典型安裝足以滿足項目的需求。

（3）改變虛擬機的安裝路徑，在這里選擇剩余空間較大的盤安裝。因為虛擬機的運行會占用很大的運行內(nèi)存。

（4）點擊下一步選擇“檢查產(chǎn)品更新”，然后一直下一步，顯示軟件正式在電腦中安裝，此過程需要幾分鐘。

（5）安裝完成后會提示輸入Key及產(chǎn)品號。下載時已經(jīng)得到直接輸入。點擊“完成”，完成虛擬機的安裝。

2.2 在虛擬機中安裝Linux系統(tǒng)

Fedora操作系統(tǒng)通常被應用于工業(yè)嵌入式開發(fā)中[4，5]。它是一套免費的Linux操作系統(tǒng)，如今最新的版本已經(jīng)到了Fedora22，此次選擇Fedora20。下面簡單介紹怎樣在操作系統(tǒng)中安裝Linux操作系統(tǒng)：

（1）首先，在Fedora官網(wǎng)上下載Fedora20 64位的Linux操作系統(tǒng)。（注意：此處下載的是iOS鏡像文件）

（2）打開已經(jīng)安裝好的虛擬機，點擊桌面上的創(chuàng)建新虛擬機選項。新建一個虛擬機設備。

（3）選擇第一步下載好的Fedora路徑，點擊“下一步”會出現(xiàn)配置此次安裝的虛擬機。

（4）具體配置選項如圖1所示。

2.3 在Fedora中安裝QtCreator

2.3.1 安裝gcc/g++編譯工具

首先，打開已經(jīng)安裝好的Fedora操作系統(tǒng)，保證操作系統(tǒng)可以連上網(wǎng)。因為選擇的是在線安裝gcc/g++。

打開終端，在命令行輸入su，然后輸入密碼。進入root權限，在root下輸入yum –install gcc g++命令。就開始安裝編譯工具。

2.3.2 安裝Qt以及QtCreator

Qt現(xiàn)在的最新版本已經(jīng)到Qt5.3，此次課題選擇的是Qt4.7。以下是它的安裝過程。之所以選擇Qt，是因為Qt是專門的圖形GUI平臺，屬于開源軟件。

（1）先進入root權限。在Qt官網(wǎng)上下載Qt庫，庫名為：qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz；

（2）進入下載的文件所在目錄，然后，使用cp qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz /tmp，將壓縮文件拷貝到臨時文件下；

（3）進入/tmp目錄，然后輸入命令：tar –zxvf qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz解壓文件；

（4）準備數(shù)據(jù)building： ./configure.由于c是商業(yè)版的，o是開源的且是免費的，因此選擇o；

（5）編譯Qt源文件，輸入命令gmake，此過程比較長，大概需要2個小時。最后，再輸入gmake –install進行安裝。

以上步驟是環(huán)環(huán)相扣的，缺少一步都不行。

2.3.3 安裝QtCreator

安裝QtCreator的步驟如下：

（1）官網(wǎng)上下載Qt Creator 為qt-creator-linux-x86-opensource.2.0.1.bin；

（2）將上面下載好的文件拷入Linux系統(tǒng)中，進入其所在目錄，輸入命令./ qt-creator-Linux-x86-opensource.2.0.1.bin進行安裝QtCreator；

（3）為QtCreator創(chuàng)建桌面快捷方式。至此，開發(fā)環(huán)境就全部搭建完畢。

3 氣象信息軟件系統(tǒng)的設計

3.1 用戶需求分析

根據(jù)應用程序的功能需要，對用戶界面做如下分析設計：

（1）日期選擇界面：最基本的一點，用戶首先需要了解當前的日期；

（2）實時天氣界面：顯示所選城市當前的實時天氣情況，包括天氣描述、溫度高低、風級等氣象信息。此界面是應用程序的主界面，所以在設計的時候應盡量使界面美觀，將天氣數(shù)據(jù)以用戶所容易接受的方式呈現(xiàn)出來；

（3）城市選擇界面：用戶可以根據(jù)需要選擇各個城市并查看城市的天氣情況，因此需要在界面上顯示出來具體是在哪個城市。

結合以上幾點的用戶需求，大概就有了界面的總體構圖，主要分為三個界面，即日期選擇界面、實時天氣界面、城市選擇界面。系統(tǒng)提供定時更新功能，應用http：//m.weather.com.cn/data/網(wǎng)站上提供的免費的WebService接口可以獲取具體的天氣預報信息。

3.2 氣象信息軟件系統(tǒng)的設計

選擇的父窗口類型為QMinWindow，其他的所有類均繼承于父窗口。需要一個QtableWiget類可以顯示一周之內(nèi)的天氣情況，一個Qcombox類用來選擇用戶所需要查看的城市（目前只支持三個城市的搜索西安，延安，渭南），若干個QLabel類用來顯示所需要顯示的信息。添加一個QGroupBox類和若干QLabel類來顯示推薦指數(shù)，用戶可以獲取進行具體戶外運動的推薦指數(shù)。程序通過tableWidget從網(wǎng)絡上得到的數(shù)據(jù)進行判斷，然后通過推薦幾顆星來幫助用戶在準備戶外運動的時候能快速決定。

4 結 語

隨時隨地獲取當前及未來幾日的氣象信息是現(xiàn)代社會生活的需求，本文設計了一種專業(yè)化的基于Qt平臺的氣象信息顯示軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)融合Linux操作系統(tǒng)、Qt軟件平臺、圖形界面設計等技術，實現(xiàn)了有關天氣、溫度、風級、用戶戶外運動指南等遠程氣象信息的接收。實驗和使用表明：該氣象信息軟件系統(tǒng)界面顯示內(nèi)容清晰，可滿足用戶對氣象信息的即時獲取需求。

參考文獻

[1]宋寶華.Linux設備驅動開發(fā)詳解[M].北京：人民郵電出版社，2010：478-528.

[2]成潔，盧紫毅.Linux窗口程序設計—Qt4精彩實例分析[M].北京：清華大學出版社，2015.

[3]龔建偉，熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信編程實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[4]李善平，劉文峰，王煥龍.Linux與嵌入式系統(tǒng)[M].北京：清華大學出版社，2006.

[5]韋東山.嵌入式Linux應用開發(fā)完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2008：197-221.