基于Qt/Embedded的病房管理系统界面的设计

2013-02-28张强，张伟

网络安全与数据管理 2013年3期

张强，张伟

（湖北大学物理学与电子技术学院，湖北武汉 430062）

将先进的计算机技术、通信技术、传感器技术等运用在医院中，能有效地减轻医护人员工作强度、提高医护效率和医疗质量、可尽量减少误差以避免医疗事故和医疗差错，为公众提供优质便捷的医疗服务，使医院更加高效、可靠地运营。病房管理系统是数字化医院的重要组成部分，良好的界面设计则是系统可用和易用的关键。本文利用嵌入式技术和Qt界面开发技术，完成了一种简洁实用的病房管理系统界面设计，成功实现了前台界面和后台数据库的连接，为病患查询相关信息、与医护人员交互提供了友好的平台。

1 系统界面功能需求及开发平台

1.1 系统界面功能需求

根据项目需求分析，所设计的病房管理系统图形界面如图1所示，其主要功能[1]包括病人信息、治疗信息、病情信息、短消息、医嘱、费用、呼叫、调试页等。

图1 系统功能结构图

1.2 系统界面开发平台

本系统在以S3C6410A微处理器芯片为核心的嵌入式终端系统硬件平台上，利用Qt作为图形界面开发工具。Qt是一个跨平台的C++开发工具，不但拥有完善的C++图形库，还集成了数据库、OpenGL库、多媒体库、网络库、脚本库、XML库、WebKit库等，而其内核库还加入了进程间通信、多线程等模块，极大地丰富了Qt开发大规模复杂跨平台应用程序的能力。

Qt/Embedded是图形化界面开发工具Qt的嵌入式版本，它通过 QtAPI与 Linux I/O以及 Framebuffer[2]直接交互，拥有较高的运行效率，而且整体采用面向对象编程，拥有良好的体系架构和编程模式。

2 系统界面的开发过程

在GUI用户界面中，当用户操作一个窗口部件时，需要其他窗口部件的响应或者能够激活其他的操作。而在程序开发中，经常使用回调机制来实现。但Qt提供的信号和槽机制不同于回调函数机制，其信号是一个特定的标识；而槽机制是一个槽就是一个函数，与一般的函数不同，槽函数既能够与信号关联，也能够像普通函数一样直接调用。当某个事件出现时，通过发送信号，可以将与之相关联的槽函数激活，即执行槽函数代码。在程序中，使用 QObject：：connect（）函数来将某个信号和某个槽进行关联，而信号和槽之间的真正关联是由Qt的信号和槽机制来实现的。

系统界面的开发主要分4个部分：（1）软件平台的移植；（2）系统图形界面的设计；（3）系统界面功能的实现，主要通过TCP访问服务器并接收其发出的数据；（4）系统界面的移植。

2.1 Qt/Embedded的移植

实现Qt/Embedded的移植[3]需要下载 qt-everywhereopensource-src-4.7.3软件包。由于完整的Qt/Embedded图形库对于嵌入式设备资源的要求很高，因此，应根据项目需求在安装过程中利用参数进行配置和剪裁。主要参数配置如下：

利用make进行编译，然后利用make install把安装文件打包下载到ARM板上，这样即完成了Qt/Embedded的移植。

2.2 系统图形界面的设计

2.2.1 网页界面的设计

根据项目需求，利用Qt creator设计整体的操作界面。首先创建一个主窗口，在这个窗口上放置一个QTabWidget窗口部件，并在其顶部可以编辑系统的一些功能，如：ui->tabWidget->setTabText（0，tr（"病人信息"）），定义该窗口标签为病人信息；然后在这一窗口部件上放置一个QWebView子窗口部件。QWebView类是Qt webkit模块中最常用到的类之一，它用来创建一个可以view和edit文档的widget，也就是说可以通过QWebView来查看和编辑网页，即通过QWebView类可以实现病人信息的查看。其系统的网页界面（ui）的设计如图2所示。

2.2.2 呼叫界面的设计

首先建立一个主窗口，在这个主窗口上放置一个行编辑框用来输入病床号、若干个数字按钮、一个呼叫按钮和一个挂断按钮。输入要呼叫的病床号，当按下呼叫按钮时，发出信号 signal（），将与之相关联的槽函数 slot（）激活，执行槽函数代码。实现代码为connect（ui->StartCall，SIGNAL （clicked （）），this，SLOT （startCall（）））。其系统的呼叫界面的设计如图3所示。

2.3 系统界面的功能实现

本系统的功能实现采用C/S[4]模式，即首先启动服务器，稍后的某个时刻启动客户端，客户端与此服务器经过3次握手后建立连接。此后的一段时间内，客户端向服务器发送一个请求，服务器处理这个请求后，给客户端发回一个响应。TCP客户端与服务器间的交互时序如图4所示。

图4 TCP客户端与服务器间的交互时序

Qt提供了 QTcpSocket类[5]和 QTcpServer类，用于编写TCP客户端和服务器的应用程序。QTcpSocket类提供了TCP协议的通用接口，采用异步工作方式，依靠Qt事件循环发现外来数据和向外发送的数据，并以信号的方式报告状态改变或产生的错误。而QTcpServer类则在服务器端处理外来的TCP客户连接，其功能实现的主要代码如下：

一旦连接建立成功，QTcpSocket类将发出connected（）消息，继而调用 manualUpdateConnectSuccess（）槽函数。manualUpdateConnectSuccess（）函数则进行数据更新，当发出数据时，QTcpSocket类将会产生 readyRead（）信号，继而调用manualUpdateReceiveData（）槽函数，接收更新后的新数据。如果连接或数据传输过程中的某次操作发生错误，QTcpSocket类会发出 error（）信号，并触发错误处理函数displayError（），关闭连接。其功能实现代码如下：

当有客户端连接请求到来时，QTcpSocket类将会发出 newConnection（）信号，从而触发 acceptConnection（）函数。QTcpServer类在接收了外来TCP连接请求后，可以通过 nextPendingConnection（）函数获取一个新的已建立连接的子套接字，并返回QTcpSocket类指针将返回值保存在clientConnection变量中；当建立的连接有新的可供读取的数据时，QTcpSocket类会发出 readyRead（）信号，从而触发 tcpServerReceiveData（）函数，该函数完成数据的接收；而当新连接中产生错误时则会发出error（）信号。