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機(jī)車顯示終端是機(jī)車乘務(wù)員與機(jī)車設(shè)備之間進(jìn)行人機(jī)信息交互的主要設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)用中，顯示終端將機(jī)車的行車安全信息、故障信息和設(shè)備狀態(tài)等反映給乘務(wù)員，以便有效地指導(dǎo)乘務(wù)員操作，確保機(jī)車安全，減小機(jī)車故障的影響。 機(jī)車顯示終端用戶界面是機(jī)車乘務(wù)員與機(jī)車顯示終端相互交流信息的主要方式。機(jī)車乘務(wù)員對(duì)機(jī)車顯示終端的關(guān)鍵技術(shù)并不熟悉，所以要求顯示終端用戶界面必須直觀、認(rèn)讀性好，且與乘務(wù)員交互性好。目前我國的機(jī)車顯示終端大多采用DOS操作系統(tǒng)。為了使用圖形界面，開發(fā)工作必須從底層開始，難度和工作量都很大。 MiniGUI是一個(gè)自由軟件項(xiàng)目，其目標(biāo)是為基于Linux的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)輕量級(jí)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。免費(fèi)的MiniGUI庫文件和資源文件等可以從因特網(wǎng)上下載。在本文中，作者下載到的是其1.3.3版本。利用MiniGUI技術(shù)，本文研究并開發(fā)出以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的機(jī)車顯示終端的圖形用戶界面。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 顯示終端硬件設(shè)計(jì) 機(jī)車車載顯示終端硬件主要由研華科技PCM-9372型號(hào)的PC/104主板作為硬件平臺(tái)核心，其CPU為VIA Eden系列的處理器，與x86體系完全兼容。機(jī)車顯示終端顯示器選用SHARP公司的10寸彩色TFT液晶顯示屏。 顯示終端軟件設(shè)計(jì) 機(jī)車顯示終端軟件主要由嵌入式Linux和MiniGUI構(gòu)成，并需要對(duì)Linux進(jìn)行裁減并移植到機(jī)車顯示終端的硬件平臺(tái)上。機(jī)車顯示終端圖形用戶界面程序以及有關(guān)應(yīng)用程序的開發(fā)則基于MiniGUI完成。機(jī)車顯示終端軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 機(jī)車顯示終端軟件結(jié)構(gòu)圖 MiniGUI的裁減與移植 在開發(fā)主機(jī)上進(jìn)行MiniGUI的配置、編譯和安裝之后，MiniGUI的體積大小為10M左右，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說，這個(gè)體積過于龐大，必須對(duì)其進(jìn)行裁減。MiniGUI的裁減工作可利用編譯選項(xiàng)和修改配置文件來完成。最終，其體積可裁減到2M，滿足機(jī)車顯示終端嵌入式系統(tǒng)的要求。裁減工作具體做法如下： (1)在編譯libminigui時(shí)，使用如下配置選項(xiàng)： ./configure --disable-static ；不支持靜態(tài)鏈接庫 --disable-lite ；編譯成thread版本 --disable-debug ；在應(yīng)用程序調(diào)試成功后，不支持調(diào)試信息 --disable-tracemsg ；不支持跟蹤信息 --enable -flatstyle；支持平面窗口，而不是3D窗口 --disable-svgalib ；不支持svgalib引擎 --disable-libggi ；不支持libggi引擎 --enable-fblin ；16支持16bpp的FrameBuffer引擎 --enable -nativeial ；支持本地ial 這樣，編譯Libminigui時(shí)僅僅生成動(dòng)態(tài)鏈接庫，MiniGUI體積也就大大減小。 (2)修改/usr/local/etc/MiniGUI.cfg配置文件MiniGUI.cfg中可供裁減的內(nèi)容包括systemfont、truetypefonts、cursorinfo、iconinfo、bitmapinfo以及imeinfo等選項(xiàng)。 在裁減完成后，需要將以下文件拷貝到目標(biāo)機(jī)存儲(chǔ)器的相應(yīng)位置： ①M(fèi)iniGUI的函數(shù)庫，包括libminigui、libmywins和libmgext等，還包括其他的應(yīng)用程序函數(shù)庫等。 ②MiniCUI的配置文件，即/usr/local/etc/MiniGUI.cfg文件。 ③MiniGUI所使用的資源文件，即usr/local/lib/minigui/res。 這樣，就將裁減后的文件移植到目標(biāo)機(jī)上。 基于MiniGUI的圖形用戶界面設(shè)計(jì)與開發(fā) 機(jī)車車載顯示終端的圖形用戶界面主要完成數(shù)據(jù)的顯示、查詢和用戶輸入等功能，在設(shè)計(jì)上要求簡單實(shí)用、操作方便。 MiniGUI是一種基于線程的窗口系統(tǒng)，界面控制線程和應(yīng)用邏輯可以用不同的線程來完成，且線程相互之間通過消息來完成數(shù)據(jù)傳遞。MiniGUI使用消息驅(qū)動(dòng)作為應(yīng)用程序的創(chuàng)建架構(gòu)，主窗口可以單獨(dú)屬于一個(gè)線程，也可以附屬于其它主窗口。 本文將機(jī)車車載顯示終端正常狀態(tài)下的顯示界面設(shè)定為主窗口，MiniGUI為每個(gè)主窗口建立單獨(dú)的消息隊(duì)列，在該主窗口基礎(chǔ)上派生出的其它主窗口、對(duì)話框及其控件均使用同一消息隊(duì)列。在主函數(shù)MiniGUIMain中創(chuàng)建并顯示主窗口，同時(shí)建立窗口結(jié)構(gòu)與窗口過程的聯(lián)系，然后從窗口管理器中獲取、翻譯并分發(fā)消息，而窗口過程則負(fù)責(zé)處理各個(gè)窗口的消息。消息可以有許多種類型，不同類型的消息可以完成不同的處理，如MSG_PAINT消息的處理通常用來繪制窗口，而MSG_CLOSE消息的處理則用來完成應(yīng)用的結(jié)束。需要說明的是，也可以在MiniGUIMain函數(shù)中建立其它應(yīng)用線程。綜合上述過程，得出主界面設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。 圖2 主界面設(shè)計(jì)流程圖 設(shè)計(jì)完成的顯示終端主界面如圖3所示。 圖3 機(jī)車車載顯示終端主界面 在主界面中可以實(shí)現(xiàn)的工作主要包括： (1) 刷新數(shù)據(jù)顯示：需要刷新的數(shù)據(jù)包括速度、限速、信號(hào)機(jī)編號(hào)和類型、距信號(hào)機(jī)距離、時(shí)間等； (2) 刷新狀態(tài)指示顯示：包括當(dāng)前色燈以及屏幕右邊的各種狀態(tài)指示； (3) 刷新圖形顯示：根據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)，畫出前方4km和后方1km的速度、限速曲線以及平縱斷面和道橋隧等。 (4) 機(jī)車位置顯示：主界面左側(cè)約1/5處有一條垂直分割線，表示此處為當(dāng)前機(jī)車位置。機(jī)車由一個(gè)藍(lán)色圖標(biāo)表示。 其它圖形用戶界面設(shè)計(jì)中，主要利用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ捎脤?duì)話框模板來進(jìn)行界面編程。該模板中定義了對(duì)話框本身的一些屬性，比如位置和大小，同時(shí)還定義了對(duì)話框中所有控件的初始信息，包括位置、大小、風(fēng)格等。 結(jié)語 本文給出了機(jī)車顯示終端的總體設(shè)計(jì)方案，針對(duì)目前基于DOS的機(jī)車顯示終端圖形用戶界面開發(fā)難度大的狀況，研究并開發(fā)了基于MiniGUI的機(jī)車顯示終端圖形用戶界面，為新一代的機(jī)車顯示終端軟件開發(fā)提供了一種新思路和技術(shù)嘗試。■ |
