Qt/Embedded和Linux在污水处理控制系统中应用的研究

【摘要】： 由于Windows系列操作系统的普及使得图形化操作观念深入人心,同时随着信息家电、手持设备、无线终端、复杂工控设备的迅速发展,人们对嵌入式系统的需求逐渐增多,要求也越来越高。为嵌入式系统提供一个友好方便、稳定可靠的GUI系统成为非常迫切的要求。 本论文以油田污水处理控制系统为应用背景,在已经研制出的含油污水处理系统的基础上,对其控制方案进行了改进,提出了以基于ARM920T核的S3C2410为嵌入式处理器、以基于ARM9广泛使用的Linux为嵌入式操作系统、以Qt/Embedded为嵌入式GUI构建污水处理控制系统中的人机界面的方案,替代了原来IPC、PLC和现场执行机构三层结构的控制方案。以嵌入式Linux系统中的GUI系统为研究对象,从理论、技术、设计与应用三个层次进行研究,并将重点放在Qt/Embedded系统之上。 文中介绍了嵌入式Linux GUI的发展概况,基于Qt/Embedded的GUI开发环境Qtopia,并结合实例阐述了基于嵌入式Linux的Qtopia应用程序开发过程,分析了该应用程序在向项目目标硬件上移植过程中出现的问题,并给出了解决此问题时的几种解决方法。 本论文的主要工作是研究Qt/Embedded这种嵌入式GUI在构建污水处理控制系统人机界面中的应用。依次研究与实现了以下内容:Qt/Embedded在宿主机和目标机上开发环境的建立,VIVI的配置、编译、生成与向ARM平台的烧写,Linux内核的配置、编译与向ARM平台的烧写,基于Qt/Embedded污水处理人机界面应用程序的开发,带应用程序的Qtopia图形界面文件系统的制作与向ARM平台的烧写,以及相关驱动程序的开发。 污水处理控制系统的图形用户系统存在着独立进程、跨平台等特殊要求,因而选择Qt/Embedded作为支撑平台。文中就Qt/Embedded的图形用户系统开发提出了两个关键性问题,即跨平台移植与中文化。 最后就本论文所做的工作进行总结,并对进一步的研究提出了自己的看法。 【关键词】：嵌入式系统 Qt/Embedded Linux 污水处理
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-26
• 1.1 项目来源9
• 1.2 研究背景9-12
• 1.2.1 我国污水处理自动控制系统现状9-10
• 1.2.2 嵌入式控制系统在污水处理装置中应用的必要性10-11
• 1.2.3 高性能嵌入式处理器以及GUI在实际工业控制场合中的优点11-12
• 1.3 污水处理控制系统简介12-15
• 1.3.1 污水处理控制系统的工艺流程12-13
• 1.3.2 污水处理控制系统中开关控制量13-14
• 1.3.3 污水处理控制系统中模拟控制量14
• 1.3.4 污水处理控制系统中主要参数控制要求14-15
• 1.4 污水处理控制系统硬件平台的选择15-19
• 1.5 污水处理控制系统软件平台的选择19-23
• 1.5.1 污水处理控制系统软件平台中嵌入式操作系统的选择19-20
• 1.5.2 污水处理控制系统软件平台中嵌入式GUI的选择20-23
• 1.6 研究的目的与意义23-24
• 1.7 本文主要工作24-25
• 1.8 论文结构25-26
• 第2章 Qt/Embedded开发环境的建立26-34
• 2.1 引言26
• 2.2 Qt/Embedded开发环境建立需要的软件包26-27
• 2.3 Qt/Embedded宿主机开发环境的建立27-29
• 2.4 Qt/Embedded目标机开发环境的建立29-30
• 2.5 运用Qt/Embedded开发应用程序的常用工具介绍30-31
• 2.6 Qt/Embedded应用系统开发流程31-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 Linux在ARM硬件平台上移植的研究与实现34-45
• 3.1 引言34
• 3.2 移植环境及准备工作34
• 3.3 Bootloader的编译与移植过程34-39
• 3.3.1 Bootloader简介34-36
• 3.3.2 vivi的编译36-37
• 3.3.3 vivi向ARM硬件平台的移植37-39
• 3.4 Linux2.4.18内核的编译与移植过程39-41
• 3.4.1 Linux内核的定制与编译39-40
• 3.4.2 Linux内核向ARM硬件平台的移植40-41
• 3.5 YAFFS文件系统的移植41-44
• 3.5.1 YAFFS文件系统的简介41-42
• 3.5.2 YAFFS文件系统的制作42-43
• 3.5.3 加Qtopia图形界面到YAFFS文件系统43-44
• 3.5.4 YAFFS文件系统的移植44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 污水处理控制系统中基于Qt/Embedded用户层的设计与实现45-75
• 4.1 引言45
• 4.2 系统的规划与设计45-54
• 4.2.1 硬件平台的规划与设计45-49
• 4.2.2 嵌入式Linux软件平台的构建49-50
• 4.2.3 软件架构设计50-52
• 4.2.4 基于Qt/Embedded的用户监控界面的设计52-54
• 4.3 基于Qt/Embedded的用户监控界面代码的设计与实现54-62
• 4.3.1 Qt程序设计基础54-56
• 4.3.2 Qt系统的信号与槽机制56-59
• 4.3.3 基于Qt/Embedded的用户监控界面代码的编写59-62
• 4.4 污水处理控制系统中基于Linux驱动程序的开发62-69
• 4.4.1 Linux环境下设备驱动程序的概述62-64
• 4.4.2 污水处理控制系统中驱动程序的开发64-68
• 4.4.3 驱动程序的编译与加载68-69
• 4.5 Qt图形用户系统的国际化69-72
• 4.5.1 Qt/Embedded国际化编程69-70
• 4.5.2 Qt/Embedded图形用户系统的中文化70-72
• 4.6 带应用程序的YAFFS文件系统向ARM硬件平台的移植72-74
• 4.7 本章小结74-75
• 第5章 结束语75-78
• 5.1 全文总结75-76
• 5.2 本文不足之处76-78
• 参考文献78-81
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文81-82
• 致谢82

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