基于Qt插件技术的肺癌气体检测嵌入式控制软件系统设计与实现

摘要

随着肺癌发病率和死亡率的提高，人们越来越重视肺癌的检测。对肺癌的研究发现，肺癌患者呼出的气体中含有可用于检测肺癌的物质——肺癌标志物。本课题组提出了一种利用卟啉传感器阵列检测肺癌的新型检测方法。随着研究的不断深入，需要经常调整肺癌检测仪器的软件功能。如果使用常规的软件开发方式，存在开发周期长，不易扩展等不足。本文旨在基于Qt插件技术设计和实现一套具有高扩展性和复用性的用于肺癌气体检测的嵌入式控制软件系统。
　　为了完成这个目标，本文的研究工作从以下几个方面展开：
　　①做出软件的需求分析，并基于Qt插件技术完成系统的设计。通过系统设计，将本软件总体上分两部分。一部分运行在PIC16F877A型单片机构成的下位机，一部分运行在Tiny6410嵌入式平台构成的上位机。在每个部分又将程序进行了模块划分。将下位机分为简单IO口模块，微型气泵模块，温湿度采集模块，串口通信模块和“看门狗”模块。将上位机分为简单类插件和复杂类插件。
　　②下位机程序中，分别实现了简单IO口模块，微型气泵模块，温湿度采集模块，串口通信模块和“看门狗”模块的功能。
　　③在上位机程序中，分别实现了简单类插件、复杂类插件、GUI界面、主体程序的功能。主体程序中使用任务池的类，实现了在配置文件中指定器件动作的功能。并使用该方法，完成了富集循环任务，检测循环任务和摄像头的采集等任务。在GUI界面的设计中遵循统一的风格，设计出实用、美观的登录界面、执行界面和结果显示界面。
　　④将宿主机中的软件交叉编译后移植到嵌入式设备中，并测试它的功能正确性、容错性、可扩展性和可复用性。为了测试功能正确性，在室温为25摄氏度，湿度为67％的环境下进行大量的实验，结果软件均能正常的运行。为检测系统的容错性，分别做了登录验证容错性测试、温度超阈值容错性测试、串口通信容错性测试，结果软件在各种错误条件下均能提示出错。为检测软件的复用性和可扩展性，以扩展一个直通电磁阀为例，复用直通电磁阀插件完成了程序的扩展。
　　经过以上的工作，本文基于Qt插件技术实现了肺癌气体检测控制软件系统。该软件系统实现了预期的功能，具有良好的扩展性、可复用性和容错性。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1引言

1.2 肺癌呼气检测的发展

1.3 Qt插件技术概述

1.4研究目的和主要研究内容

2 系统设计

2.1需求分析

2.2总体设计

2.3下位机程序模块划分

2.4 Qt插件模块划分

2.5指令集设计

2.6本章小结

3 下位机程序实现

3.1简单IO模块

3.2温湿度采集模块

3.3微型气泵模块

3.4串口通信模块

3.5“看门狗”模块

3.6下位机主体程序实现

3.7下位机程序功能验证

3.8本章总结

4 上位机程序实现

4.1制作图元

4.2信号与槽机制

4.3 生成Qt自定义插件的方法

4.4简单类插件实现

4.5复杂类插件的实现

4.6界面设计

4.7上位机主体程序实现

4.8本章小结

5 系统移植与测试

5.1软件移植

5.2功能正确性测试

5.3容错性测试

5.4复用性和可扩展性测试

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

致谢

参考文献