一种基于Qt平台的气象信息软件设计

雷文礼　袁君丽　任新成

摘 要：针对用户对气象信息获取的需求，设计了一种专业化的基于Qt平台的气象信息显示软件系统。该软件系统融合Linux操作系统、Qt软件平台、图形界面设计等技术，可实现有关天气、温度、风级、用户户外运动指南等远程气象信息的接收。文章从虚拟机的安装、Qt4.7开发平台的搭建、终端设备的图形界面设计、具体代码分析等方面，详细描述了系统的任务要求及软件系统的设计方案。实验和使用表明：该气象信息软件系统界面显示内容清晰，可满足用户对气象信息的即时获取。

关键词：气象信息；Linux操作系统；Qt软件平台；界面设计

中图分类号：TN915.4 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）08-00-02

0 引 言

当前，人们能够在第一时间获取天气的气象信息是人们安全出行的保障，气象终端软件的诞生是解决这个问题的有效途径。虽然各种平台开发的气象终端软件层出不穷，但是，Qt以其优良的跨平台特性，强大的功能，良好的移植性使之逐渐成为广泛应用的GUI系统，而且在Linux系统下[1]，使用Qt的开发软件Qt Creator开发的气象信息显示软件具有占用内存小、功能齐全、可扩展性好等优点。因此，本文选择使用基于Qt平台开发出一款具有良好的人机交互界面，可以快速查看实时气象信息的软件，为人们提供更好的服务。

1 Qt技术

Qt作为一个跨平台的开发系统，为我们提供了强大的C++图形用户界面库。它由挪威TrollTech公司出品，目前包括Qt、基于FrameBuffer的 Qtopia Core、快速开发工具Qt Designer和国际化工具Qt Linguis等部分[2，3]。Qt支持所有的Unix系统，当然也包括Linux系统，还支持WinNT/Win2k、Windows95/98平台。

基本上，Qt同X-Window上的Motif、Openwin、GTK等图形界面库和 Windows平台上的MFC、OWL、VCL、ATL是同类型的。不过，Qt还具有下列一些优点：

（1）具有优良的跨平台特性。

Qt支持的操作系统非常多，具体包括：Microsoft Windows95/98、Microsoft Windows NT、Linux、Solaris、SunOS、HP-UX、Digital UNIX（OSF/1、Tru64）、Irix、FreeBSD、BSD/OS、SCO、AIX、OS390 和 QNX 等。

（2）能提供良好的面向对象特性。

Qt的良好封装机制使得Qt的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常方便的。Qt提供了一种称为signals/slots的安全类型来替代 callback，这使得各个元件之间的协同工作变得十分简单。

（3）提供有非常丰富的API函数。

Qt包括多达250个以上的C++类，还提供有基于模板的collections、serialization、file、I/O device、directory management 和 date/time 类，甚至还提供正则表达式的处理功能。

（4）支持2D/3D图形渲染，同时支持OpenGL。

（5）提供有大量的help文档，相当于MSDN，同时提供有良好的开发指导。

（6）XML支持。

KDE的出现是真正使Qt在自由软件界众多Widgets（如Lesstif、Gtk、EZWGL、Xforms及fltk等）中脱颖而出的主要原因。Qt是一款开源软件，尽管他的开发公司是一个商业公司，它不仅提供免费下载，并且所有的代码全部都是开放源代码，非商业用途亦采用GPL的版权宣告。

2 气象信息软件系统开发平台搭建

2.1 安装虚拟机软件

搭建开发环境，最基本的一点就是要进行虚拟机软件的安装，具体的安装过程如下：

（1）首先，我们应该选择一个合适的虚拟机版本，这里选取的是10.0.1版本。

（2）打开下载好的虚拟机安装包会出现安装虚拟机的界面，点击“下一步”会出现两个选项 “典型安装”和 “自定义安装”，这里选择“典型安装”。典型安装足以满足项目的需求。

（3）改变虚拟机的安装路径，在这里选择剩余空间较大的盘安装。因为虚拟机的运行会占用很大的运行内存。

（4）点击下一步选择“检查产品更新”，然后一直下一步，显示软件正式在电脑中安装，此过程需要几分钟。

（5）安装完成后会提示输入Key及产品号。下载时已经得到直接输入。点击“完成”，完成虚拟机的安装。

2.2 在虚拟机中安装Linux系统

Fedora操作系统通常被应用于工业嵌入式开发中[4，5]。它是一套免费的Linux操作系统，如今最新的版本已经到了Fedora22，此次选择Fedora20。下面简单介绍怎样在操作系统中安装Linux操作系统：

（1）首先，在Fedora官网上下载Fedora20 64位的Linux操作系统。（注意：此处下载的是iOS镜像文件）

（2）打开已经安装好的虚拟机，点击桌面上的创建新虚拟机选项。新建一个虚拟机设备。

（3）选择第一步下载好的Fedora路径，点击“下一步”会出现配置此次安装的虚拟机。

（4）具体配置选项如图1所示。

2.3 在Fedora中安装QtCreator

2.3.1 安装gcc/g++编译工具

首先，打开已经安装好的Fedora操作系统，保证操作系统可以连上网。因为选择的是在线安装gcc/g++。

打开终端，在命令行输入su，然后输入密码。进入root权限，在root下输入yum –install gcc g++命令。就开始安装编译工具。

2.3.2 安装Qt以及QtCreator

Qt现在的最新版本已经到Qt5.3，此次课题选择的是Qt4.7。以下是它的安装过程。之所以选择Qt，是因为Qt是专门的图形GUI平台，属于开源软件。

（1）先进入root权限。在Qt官网上下载Qt库，库名为：qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz；

（2）进入下载的文件所在目录，然后，使用cp qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz /tmp，将压缩文件拷贝到临时文件下；

（3）进入/tmp目录，然后输入命令：tar –zxvf qt-everywhere-opensource-src-4.7.1.tar.gz解压文件；

（4）准备数据building： ./configure.由于c是商业版的，o是开源的且是免费的，因此选择o；

（5）编译Qt源文件，输入命令gmake，此过程比较长，大概需要2个小时。最后，再输入gmake –install进行安装。

以上步骤是环环相扣的，缺少一步都不行。

2.3.3 安装QtCreator

安装QtCreator的步骤如下：

（1）官网上下载Qt Creator 为qt-creator-linux-x86-opensource.2.0.1.bin；

（2）将上面下载好的文件拷入Linux系统中，进入其所在目录，输入命令./ qt-creator-Linux-x86-opensource.2.0.1.bin进行安装QtCreator；

（3）为QtCreator创建桌面快捷方式。至此，开发环境就全部搭建完毕。

3 气象信息软件系统的设计

3.1 用户需求分析

根据应用程序的功能需要，对用户界面做如下分析设计：

（1）日期选择界面：最基本的一点，用户首先需要了解当前的日期；

（2）实时天气界面：显示所选城市当前的实时天气情况，包括天气描述、温度高低、风级等气象信息。此界面是应用程序的主界面，所以在设计的时候应尽量使界面美观，将天气数据以用户所容易接受的方式呈现出来；

（3）城市选择界面：用户可以根据需要选择各个城市并查看城市的天气情况，因此需要在界面上显示出来具体是在哪个城市。

结合以上几点的用户需求，大概就有了界面的总体构图，主要分为三个界面，即日期选择界面、实时天气界面、城市选择界面。系统提供定时更新功能，应用http：//m.weather.com.cn/data/网站上提供的免费的WebService接口可以获取具体的天气预报信息。

3.2 气象信息软件系统的设计

选择的父窗口类型为QMinWindow，其他的所有类均继承于父窗口。需要一个QtableWiget类可以显示一周之内的天气情况，一个Qcombox类用来选择用户所需要查看的城市（目前只支持三个城市的搜索西安，延安，渭南），若干个QLabel类用来显示所需要显示的信息。添加一个QGroupBox类和若干QLabel类来显示推荐指数，用户可以获取进行具体户外运动的推荐指数。程序通过tableWidget从网络上得到的数据进行判断，然后通过推荐几颗星来帮助用户在准备户外运动的时候能快速决定。

4 结 语

随时随地获取当前及未来几日的气象信息是现代社会生活的需求，本文设计了一种专业化的基于Qt平台的气象信息显示软件系统。该软件系统融合Linux操作系统、Qt软件平台、图形界面设计等技术，实现了有关天气、温度、风级、用户户外运动指南等远程气象信息的接收。实验和使用表明：该气象信息软件系统界面显示内容清晰，可满足用户对气象信息的即时获取需求。

参考文献

[1]宋宝华.Linux设备驱动开发详解[M].北京：人民邮电出版社，2010：478-528.

[2]成洁，卢紫毅.Linux窗口程序设计—Qt4精彩实例分析[M].北京：清华大学出版社，2015.

[3]龚建伟，熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信编程实践[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4]李善平，刘文峰，王焕龙.Linux与嵌入式系统[M].北京：清华大学出版社，2006.

[5]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京：人民邮电出版社，2008：197-221.