Linux和Qt GUI工具包在故障诊断仪开发中的研究

摘要

科学技术的进步,带动我国钢铁、石化、电力等行业的机械设备日趋向大型化、集成化、连续化和自动化方向发展。这为企业降本增效做出重要贡献的同时,也给维护结构复杂的设备带来困难。因此,设备故障的早期诊断,对避免安全事故的发生具有重要意义。同时随着嵌入式技术的广泛应用,其与故障诊断技术的结合已成为当今业界的热门研究方向。
　　 Linux系统以其开源特性和免费使用的优势,获得了嵌入式爱好者的青睐;而Qt则以其绚丽的界面和良好的可移植性在各种消费类电子产品中得到了广泛的应用。本论文以钢铁企业故障诊断系统为应用背景,对嵌入式Linux系统和Qt图形用户库(GUI)在便携式机械故障诊断仪中的应用进行了研究,结合嵌入式硬件系统实现了便携式故障诊断仪软件的设计。在开发平台方面,本系统宿主机采用虚拟机下安装的Ubuntu Linux系统,目标机采用基于ARM9处理器的三星S3C2440开发板,两者之间通过JTAG和串口线进行连接。
　　 本文对开发相关的技术作了简要阐述,包括故障诊断系统的硬件和软件结构、基于ARM9处理器的三星S3C2440芯片、嵌入式Linux操作系统及Qt图形库;并详细介绍了故障诊断仪软件部分从底层到顶层的实现过程,包括虚拟机下Ubuntu Linux开发环境的构建,交叉编译工具arm-linux-gcc的安装,与开发相关版本的Qt GUI工具包及其三方控件Qwt的编译与安装,Bootloader的源码分析与修改,嵌入式Linux系统的工作过程分析及裁剪移植,LCD和触摸屏设备驱动程序的修改与移植,以及Qt人机界面程序的开发与移植。在应用程序的开发过程中使用了Qt的一个用于工程绘图的三方控件Qwt进行波形的绘制工作,使得波形的显示更加专业和高效,这是本论文的一个新颖之处。最终在开发板上得到一个友好易用的故障诊断仪人机界面。
　　 本文最后对所做工作进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。