1、导言
现在大多数的发电厂、煤炭矿厂以及各巨细等级实验室中所运用的工控量热仪都是这样的一个结构：完结仪器实验测验操控的下位机操控模块；供给人机交互，传输和接纳指令、数据的上位机模块；以及两模块间的衔接通讯设备。在此体系中下位机一般运用的是单片机来完结对实验仪器的操控，并担任从通讯设备 usb68013接纳到数据，提取相应的实验操控指令来操控仪器实验。这儿首要评论的是体系上位机的构建和完结，对下位机不做进一步的评论了。那么关于体系的上位机一般的做法便是运用 pc机，当然，通用 pc机有着丰厚的资源，不管是它的 cup时钟频率、内存资源、以及对体系各种软硬件办理的才能等，都有着其它替代品不行比较的优势。可是，运用 pc作为设备的上位机，一个昀大的缺陷便是它体积大、不便携等，一起，跟着仪器生产商为了能下降生产本钱，因而，在能完结仪器全体功用的一起，竭力的去寻觅使仪器体积小、便携、近似 pc机功用的上位机体系。因而，依据 arm嵌入式体系运用于这样的仪器上便是个十分好的计划。
2、 体系规划计划
嵌入式工控量热仪有必要要在寻求仪器设备体积小、便携的根底上，力求完结本来量热仪设备相应的功用，因而，得到下面几点规划计划：
①运用主频尽可能高的微处理芯片，一起具有很好的内存办理功用；
②关于片上资源和各种外设的接口的扩展。考虑到数据存储、内核、文件体系、图形库及运用程序在体系中所占资源，选用适宜的 Flash闪存和 SDRAM；一起，与外围仪器的衔接通讯扩展出一个 USB Host接口、一个网口 RJ45、一个规范串口等；
③为了完结人机交互和仪器的便携，体系中规划出触摸屏式高档用户交互图形操作界面；
2.1体系硬件结构图
如上图，体系上位机中运用的微处理芯片是三星公司的 arm920T S3C2410A；Flash存储器选用 Samsung公司的 K9F1208U0M Nand Flash存储器，存储容量为 64MB，这种非易失性存储器是高数据存储密度的抱负解决计划，它能擦写一百多万次，具有很长的运用寿命； SDRAM存储器选用 HY57V561620CT，在此运用两块，每块巨细为 32MB；为了完结人机交互，以及从体系便携等方面考虑，体系运用了触摸屏，当然还扩展出串口、网口等，以上便是整个体系上位机的硬件结构。上位机和下位机间的通讯设备运用的是 EZ-USB68013，它担任从上位机承受数据和指令，并把下位机实验数据以及各种状况回来到上位机，而它在 linux下驱动编写和移植留到下面再评论。
2.2体系上位机软件组成
针对上面所评论的体系硬件构成，以及体系所要完结的功用，下面临体系上位机的软件组成进行评论。如下是体系上位机的软件组成：
2.2.1嵌入式操作体系规划与移植
在整个体系的规划与完结中内核的装备和移植是十分重要的，本体系运用的是韩国 mizi公司免费供给的嵌入式 linux操作体系，本操作体系体积小、便利取舍，一起它又包含了现有运用的大部分外围设备的驱动，因而，运用此操作体系可以下降开发本钱、加速体系的开发。Arm-linux嵌入式操作体系的移植首要包含如下几步：①树立穿插编译环境。穿插编译环境的树立是进行 arm嵌入式项目开发的根底，它的建立首要需求三个软件包：binutils、 gcc、glibc。其间 binuTIls首要用于生成一些辅助工具，如 objdump、as、ld等；gcc是用来生成穿插编译器 arm-linux-gcc；glibc首要供给用户程序所运用的一些根本的函数库。当然，穿插环境的建立是比较复杂的，许多进程都涉及到硬件渠道的挑选，因而，本体系运用的是成都博睿公司所供给的穿插编译器，而对穿插环境的具体建立这儿就不作进一步的评论了。
②修正装备文件，装备内核。修正装备文件使体系启动时主动挂载 devfs文件体系，装备内核使内核支撑 yaffs文件体系。③依据体系需求增加相应的外围设备的驱动。本体系中运用了 EZ-usb68013来完结上、下位机的数据通讯，那么就有必要要在上位机中增加该通讯设备的驱动。如下是在嵌入式 linux操作体系中 EZ-usb68013设备驱动增加的进程：首要，通过修正内核中/driver/usb下的 usb-skelon.c文件，在 usb-skelon.c中增加 EZ-usb68013设备的 PID和 VID，并修正该目录下的 config.in和 Makefile文件，各增加一行内容，分别为：“dep_tristate’ USB 68013 driver support’ CONFIG_USB_68013 $CONFIG_USB”和 “obj-$（CONFIG_USB_68013）+= usb68013.o”，这样就把 EZ-USB68013设备驱动编译进 Linux内核（当昀后体系启动后，在/dev/usb下呈现 EZ-usb68013的设备节点 skel0）；然后，选中内核对应的装备选项，编译后生成内核的移植镜像文件。
别的，在这儿还简略介绍下体系的文件体系。本体系运用的文件体系是busybox，busybox它具有了linux中一些昀根本的指令，一起它昀首要的一个特色便是占用空间小，是 embedded文件体系中昀抱负的挑选。
2.2.2图形库 qte的装备和移植
Qte是荷兰 Trolletch公司的图形化界面开发工具 Qt的嵌入式版别，它通过Qt API与Linux I/O直接交互，具有较高的运转功率，并且全体选用面向对象编程，具有杰出地体系架构和编程形式，它选用 framebuffer作为底层的图形接口，并运用 c++进行封装，具有杰出的移植性，一起，咱们可以把用 Qt的Designer开宣布来的GUI运用程序，通过穿插编译后可直接移植到Qte嵌入式渠道。
本体系运用的是Qt-embedded-3.3.2作为体系的根底图形库，在进行图形库编译之前，为了能使移植后的图形库支撑触摸屏，则需对图形库源码进行如下修正：①在源文件包的 /src/embedded下的qmouselinuxtp_qws.h中增加两行代码 #define QT_QWS_IPAQ和#define QT_QWS_IPAQ_RAW；②对 qmouselinuxtp_qws.cpp做如下的修正，即把源文件中翻开的触摸屏设备节点要改成自己所用触摸屏设备节点，如本体系中改成为：/dev/touchscreen/0raw。通过如上的修正后就可以对图形库进行装备了，即如下： 。/configure -embedded arm -qt-mouse-linuxtp -qt-kbd-usb，装备、编译成功后，将 /lib下的库文件移植到方针板上的 /lib目录下，这样就完结了图形库Qte及触摸屏支撑的装备和移植。
3 、Qte渠道上用户运用程序模块的完结
3.1 本体系运用程序模块剖析
本体系的用户运用程序用qt跨渠道言语编写，通过穿插编译后移植到方针板上，而运用程序首要包含如图3所示的几个模块：实验显现模块、 usb通讯模块、仪器实验操控模块、数据库模块，别的还有数据打印模块等。
⑴实验显现模块它包含体系的主界面、实验数据输入和成果显现界面。其间主界面通过菜单控件按钮来调用其它的模块，实验数据输入界面是在仪器实验傍边输入时刻和实验样品的质量数等，而成果显现界面是把由 usb通讯设备返送回来的下位机实验所得成果及下位机的状况显现出来。
⑵仪器实验操控模块。仪器实验模块是本体系昀重要的程序模块，体系要完结的各项功用都是在此模块中来规划和完结的，在本嵌入式工控量热仪中，它具体要完结的使命是以下一些：往下位机发送指令，操控下位机实验的开端和中止；收集下位机实验温度；操控下位机内、外桶水位平衡；一起，当实验完毕后，操控 usb通讯设备把下位机的实验成果收集回来等。
⑶usb通讯模块。 usb通讯模块在前面也现已简略的介绍过它首要的功用是担任把从上位机承受来的输入数据和操控指令发送到下位机，一起又把下位机的实验成果返送回上位机。因而为了能使数据的精确传输，在运用程序中界说了两个用以承受和传输数据的结构体 struct DOWN_DATA、UP_DATA，每个结构体是 64字节。而在程序中对 usb68013通讯设备的操作是运用Linux下的设备文件的 I/O操作，翻开 usb68013通讯设备是： open（ “/dev/usb/skel0”， O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY ），其间 skel0是usb68013设备在体系中的设备节点。成功翻开通讯设备后就可以进行上、下位机的数据通讯了，即往设备上发送数据和从设备上读取数据，这分别为： write（m_hDev，（UCHAR*）writeBuffer，64）、 read（m_hDev，（UCHAR*）readBuffer，64），这样就成功的完结体系中数据的通讯。
⑷数据库模块。本工控量热仪由所以用来丈量某种样品的发热量的，那么，一般要对此样品进行屡次的实验，再来取平均值，因而，运用数据库对实验成果的保存是十分必要的。在本体系中运用的是sqlite-3.3.6这一零装备的数据库，这种数据库它首要的特色便是体积小、封装了一些根本的数据库API接口函数、操作简略、易于移植，是嵌入式体系中昀抱负的数据库。
3.2 体系完结及测验
通过上面的评论，本体系的各模块都现已成功的规划出并得以完结。因为体系依据 QTE规划出图形用户界面，则供给杰出的人机交互，使体系更易于操作和办理。通过实验测验，本体系上位机各模块可以很好的到达规划的方针，整个上位机体系操控下位机实验，并把成果正确显现出。如图4所示为体系图形用户界面的实验操控模块。
4 、定论
本文依据需求对嵌入式工控量热仪的上位机软、硬件渠道规划和构建进行了深化的评论，并得出了计划的具体完结进程，终究还给出了体系实验测验框图，然后验证了嵌入式工控量热仪的可行性、有用性。本体系的立异点有以下几点：①体系上位机运用arm嵌入式渠道来替代本来的pc机，这样使本钱下降了，昀重要便是嵌入式渠道比较于 pc机体积更小，这样设备就越便携、有用；②体系运用QT跨渠道言语来编写体系的运用程序，这样程序具有杰出的移植性，一起，体系规划开宣布用户界面，并用触摸屏替代传统的鼠标和键盘，具有友爱的人机交互。
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