基于MiniGUI的機車顯示終端圖形用戶界面研究

摘要：為解決當(dāng)前基于DOS的機車顯示終端圖形用戶界面開發(fā)難度大和工作量大的問題，本文研究了基于MiniGUI的機車顯示終端的整體設(shè)計，重點分析了MiniGUI的裁減、移植以及基于MiniGUI的顯示終端圖形用戶界面的開發(fā)。

關(guān)鍵詞：MiniGUI；顯示終端；Linux；圖形用戶界面

機車顯示終端是機車乘務(wù)員與機車設(shè)備之間進行人機信息交互的主要設(shè)備。在實際運用中，顯示終端將機車的行車安全信息、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，確保機車安全，減小機車故障的影響。

機車顯示終端用戶界面是機車乘務(wù)員與機車顯示終端相互交流信息的主要方式。機車乘務(wù)員對機車顯示終端的關(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、認讀性好，且與乘務(wù)員交互性好。目前我國的機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是一個自由軟件項目，其目標(biāo)是為基于Linux的實時嵌入式系統(tǒng)提供一個輕量級的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。免費的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)的機車顯示終端的圖形用戶界面。
　　
系統(tǒng)整體設(shè)計方案

顯示終端硬件設(shè)計

機車車載顯示終端硬件主要由研華科技PCM-9372型號的PC/104主板作為硬件平臺核心，其CPU為VIA Eden系列的處理器，與x86體系完全兼容。機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

機車顯示終端軟件主要由嵌入式Linux和MiniGUI構(gòu)成，并需要對Linux進行裁減并移植到機車顯示終端的硬件平臺上。機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。機車顯示終端軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 機車顯示終端軟件結(jié)構(gòu)圖

MiniGUI的裁減與移植

在開發(fā)主機上進行MiniGUI的配置、編譯和安裝之后，MiniGUI的體積大小為10M左右，對于嵌入式系統(tǒng)來說，這個體積過于龐大，必須對其進行裁減。MiniGUI的裁減工作可利用編譯選項和修改配置文件來完成。最終，其體積可裁減到2M，滿足機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，使用如下配置選項：
./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時僅僅生成動態(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。

在裁減完成后，需要將以下文件拷貝到目標(biāo)機存儲器的相應(yīng)位置：
①MiniGUI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)機上。
　
基于MiniGUI的圖形用戶界面設(shè)計與開發(fā)

機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)計上要求簡單實用、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)動作為應(yīng)用程序的創(chuàng)建架構(gòu)，主窗口可以單獨屬于一個線程，也可以附屬于其它主窗口。

本文將機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為每個主窗口建立單獨的消息隊列，在該主窗口基礎(chǔ)上派生出的其它主窗口、對話框及其控件均使用同一消息隊列。在主函數(shù)MiniGUIMain中創(chuàng)建并顯示主窗口，同時建立窗口結(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，而窗口過程則負責(zé)處理各個窗口的消息。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)計流程圖如圖2所示。

圖2 主界面設(shè)計流程圖

設(shè)計完成的顯示終端主界面如圖3所示。　　

圖3 機車車載顯示終端主界面

在主界面中可以實現(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、信號機編號和類型、距信號機距離、時間等；
(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)前機車位置。機車由一個藍色圖標(biāo)表示。

其它圖形用戶界面設(shè)計中，主要利用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ捎脤υ捒蚰０鍋磉M行界面編程。該模板中定義了對話框本身的一些屬性，比如位置和大小，同時還定義了對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

本文給出了機車顯示終端的總體設(shè)計方案，針對目前基于DOS的機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的機車顯示終端圖形用戶界面，為新一代的機車顯示終端軟件開發(fā)提供了一種新思路和技術(shù)嘗試?！?BR>　　
參考文獻
1. 劉剛.基于MiniGUI的嵌入式瀏覽器的研究與開發(fā).華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文. 2005
2. http://www.minigui.com
3.谷豐.基于Linux的機車顯示系統(tǒng)平臺的設(shè)計.機車電傳動，2005,1
4.魏永明.MiniGUI編程手冊.北京飛漫軟件有限公司，2003
5.魏永明.面向?qū)崟r嵌入式系統(tǒng)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)----MiniGUI編譯、安裝和配置.http://www.cn.ibm.com/developerWorks/Linux/