董磊磊，陳新華

（山東科技大學(xué) 山東 青島 266590）

智能家居行業(yè)在近兩年得到了較快的發(fā)展，越來越多的智能住宅、智能小區(qū)應(yīng)運而生，得到了眾多開發(fā)商和消費者的青睞。而隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式也得到越來越廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用設(shè)計很多領(lǐng)域，其中就涉及樓宇對講領(lǐng)域。樓宇對講系統(tǒng)是安防行業(yè)中直接保人民“安居樂業(yè)”的安全防衛(wèi)體系。近年來，隨著高端別墅、公寓項目的大量推出，開發(fā)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(wù)才能在市場競爭中取得成功。隨著終端客戶對樓宇對講產(chǎn)品品質(zhì)、功能需求的不斷提升，智能家居產(chǎn)品集成系統(tǒng)相應(yīng)而生。

早期的家居智能只是相對獨立的可視對講、閉路監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、三表抄送系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、門禁一卡通系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、燈光控制、家電控制等，這些系統(tǒng)之間不能互聯(lián)互通，因此樓宇對講行業(yè)面臨一次全面的產(chǎn)品技術(shù)升級，業(yè)內(nèi)把一些工業(yè)級技術(shù)應(yīng)用到民用樓宇對講行業(yè)中。本文討論的就是集可視對講、智能抄表、智能監(jiān)控、多媒體、家電控制等為一體的智能家居系統(tǒng)。

1 嵌入式GUI的實現(xiàn)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(shè)計。而對于嵌入式GUI來說，由于嵌入式設(shè)備對資源的要求很嚴格，不同的嵌入式設(shè)備需要定制不同的嵌入式系統(tǒng)，那么對GUI的要求也就不一樣，因此，對于不同的嵌入式系統(tǒng)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(fā)工具。主要用于高端symbian手機開發(fā)，MeeGo平板和MeeGo手機開發(fā)。WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎(chǔ)，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)，它是精簡的Windows 95，Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。MiniGUI也是一款國產(chǎn)的GUI系統(tǒng)，主要用于低端嵌入式領(lǐng)域開發(fā)。本文采用的Qt/Embedded也是分層體系結(jié)構(gòu)，在功能提供方面采用C++類方式。

2 嵌入式Qt系統(tǒng)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(xié)議，開放主要的源代碼，用戶可以在GPL的規(guī)定下自由添加新特性。

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

3）Qt為界面開發(fā)提供了很多方便之處，從最開始的QWidget，樣式表，QGraphicsView到現(xiàn)在的qml無一不為界面開發(fā)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(wǎng)絡(luò)，多線程，容器類，字符串類相當(dāng)?shù)膹姶?，qt中也提供了對mvc架構(gòu)的支持，降低了UI和底層數(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)庫操作，對openVG/openGL的支持，對自定義動態(tài)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(yīng)的轉(zhuǎn)換接口。

8）Qt提供了一套自己的內(nèi)存管理機制。

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

3 基于嵌入式Qt的樓宇對講GUI的設(shè)計

3.1 嵌入式linux移植

1）搭建開發(fā)環(huán)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(huán)境；

6）目標板Qt運行。

3.2 嵌入式樓宇對講系統(tǒng)GUI整體設(shè)計和軟件構(gòu)架

系統(tǒng)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(nèi)機用4按鍵

視頻分辨率：D2，720×480

共有6款產(chǎn)品，包括室內(nèi)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(chǎn)品與界面有關(guān)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(jiān)控：室內(nèi)監(jiān)控、單元門監(jiān)控、小區(qū)門口監(jiān)控；

3）多媒體：音視頻播放、電子相冊；

4）信息服務(wù)：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(tǒng)設(shè)置：觸摸屏校準、背光調(diào)節(jié)、音量/音效/配色等設(shè)置、屏保設(shè)置、免擾設(shè)置、系統(tǒng)壁紙設(shè)置、電子相框播放間隔設(shè)置、TV-OUT輸出設(shè)置、IP地址設(shè)置等。

嵌入式樓宇對將系統(tǒng)GUI主界面如圖1所示。

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

圖2 樓宇對講系統(tǒng)的軟件構(gòu)件Fig.2 Software component of building intercommunication telephone

嵌入式樓宇對講系統(tǒng)的整體軟件構(gòu)架如圖2所示。需要實時響應(yīng)的事件：視頻通話請求、網(wǎng)絡(luò)廣播消息信息傳輸請求、視頻監(jiān)控請求。

控制請求：開鎖（本地和網(wǎng)絡(luò)）、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(fā)給當(dāng)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(xiàn)自定義事件處理函數(shù)customevent。如，對底層溫濕度計進行實時訪問，將得到的數(shù)據(jù)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(fā)送到當(dāng)前窗口，當(dāng)前窗口取出數(shù)據(jù)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(jù)配置文件設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，把需要常駐內(nèi)存的參數(shù)用一個類包含，生成全局對象，供所有模塊讀取。其他參數(shù)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(shè)置、電子相框默認播放文件夾、電子相框播放間隔、TV輸出設(shè)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(jié)束語

嵌入式Linux是目前流行的嵌入式系統(tǒng)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(chǔ)上完成了基于嵌入式Qt的樓宇對講系統(tǒng)GUI平臺的設(shè)計和實現(xiàn)，文章還對嵌入式Linux的移植做了論述，對系統(tǒng)的軟件構(gòu)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(jīng)濟價值，并可為其他嵌入系統(tǒng)設(shè)計提供價值。

[1]譚磊.基于嵌入式Linux的智能移動終端的軟件研究與設(shè)計[D].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005.

[2]羅琦.面向?qū)ο笄度胧蕉嗳蝿?wù)GUI的設(shè)計和實現(xiàn)[D].成都:電子科技大學(xué)，2003.

[3]吳峰，王自強.基于FrameBuffer的嵌入式GUI系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機應(yīng)用與軟件，2005，22（3）:128－130.WU Feng.WANG Zi-qiang，Based on embedded system design of the FrameBuffer GUI[J].Computer Applications and Software，2005，22（3）:128－130.

[4]閔華松，童學(xué)才.基于Linux的嵌入式GUI設(shè)計研究[J].微計算機信息，2007，23:79－81.MIN Hua-song，TONG Xue-cai.Based on Linux embedded GUI design research[J].Control and Automation，2007，28:79－81.

[5]彭均鍵，史步海，劉洋.基于Qt的嵌入式GUI開發(fā)平臺的搭建[J].微型電腦應(yīng)用，2010（2）:40－42.PENG Yun-jian， SHI Bu-hai.LIU Yang， Based on the Qt embedded GUI development platform [J].Microcomputer Applications，2010（2）:40－42.

[6]楊中華，李兵.基于Qt/Embedded的GUI應(yīng)用程序的實現(xiàn)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用， 2008（5）:115－117.YANG Zhong-hua， LI Bing， Based on the Qt/Embedded GUI application realization [J].Computer Development&Applications，2008（5）:115－117.

[7]魏永明.Linux設(shè)備驅(qū)動程序[M].3版.北京：中國電力出版社，2005.

[8]陳健，宋健健.Linux 程序設(shè)計[M].3版.北京：人民郵電出版社，2007.