实现圆纬机集中控制的手持终端设计

李 柔，浦 炜

(常熟理工学院，江苏 常熟 215500)

1 课题研究背景

针织机械在国内发展的时间并不长，相对于我们而言，发达国家的整体大型机械自动化操作比我们要强的多。随着电子计算机技术，自动化控制技术，嵌入式技术等高新技术的发展，现如今的圆纬机自动化水平已经是一个比较高的水平[1]。一方面，我们需要提高的是圆纬机的单机水平，而另一方面，我们需要提高的则是圆纬机群的自动控制水平。

随着企业的发展管理，大部分的企业开始实行集中管理，而圆纬机群工作的时候，会有个别机器出现异常的情况，这时候就需要人工进行处理。为了能实时监控圆纬机的工作状态以及即使处理相应的异常情况，提高车间的整体工作效率，对圆纬机群进行集中系统整体控制。再加上厂区位置和人员活动的关系，我们将这种集中控制系统安置在手持终端上，以实现对应工作区、多设备进行联网监管。

2 系统设计框架

本设计提出了以三星s3c2440作为嵌入式系统开发，用Qt作为主软件平台，实现人机互动集中控制的手持终端设计。系统分为两个模块：人机交互模块和通讯模块，本文主要就人机交互模块进行分析和介绍。

图1 系统设计框图

如图1所示为整个系统的一个设计模块图。人机互动模块采用Qt进行软件功能实现多个圆纬机的监控和相关操作。人机交互模块主要是员工和机器交互的一个模块，大致包含显示、控制单元。其中人机显示单元主要是利用Qt GUI设计的功能界面显示，包括界面的跳转显示等等。控制单元主要是对下位机传来的数据进行处理，然后通过人机互动模块进行显示或者花型的下发。

整个系统的实现主要是依赖人机互动进行数据的处理和显示，整个系统的流程也是大部分围绕着人机互动进行的，从一开始的初始化到登录转换到两个不同的界面端，再到管理人员的机型分配和操作人员的监控和各项功能的实现，再到和数据库的交互和下位机的数据交流[2]。

图2 系统设计流程图

3 系统软件设计

QT是一个跨平台的应用程序和GUI开发软件，它除了可以创建漂亮的界面，还有很多其他组件，其中还有很多的库。本次设计需要用到人机的互动界面，Qt拥有相对而言较为完善的功能和强大的实用性，所以选择使用Qt作为人机互动的软件设计平台[3，4]。

3.1 数据库设计

系统的数据管理用的是SQLite数据库，它简单，易于实现，占据的内存比较小，而且功能也强大，非常适用嵌入式系统的开发[5]。在编程实现中充分利用多线程编程技术，分模块设计的方式实现数据流通过线程分散保存到数据库表中，再进行处理。一来不会给整个系统的数据处理造成压力，二来能及时储存异常信息。

3.2 管理员界面设计

管理员界面主要负责为操控人员进行机器分配，管理员需要选中员工号和机器号，通过添加和删除按钮进行操作人员的分配工作[6]。

图3 分配和删除功能流程图

3.3 操作人员界面

监控界面可以说是整个人机互动系统的核心，操作人员需要通过监控界面监控其管理的相关圆纬机的状态来对圆纬机进行故障的修理和相关操作。由于不同的操作人员操作的机器是不相同的，需要通过数据库提供的数据进行变化，保证系统的可广泛使用性。

状态的显示选用的是toolbutton的一个背景变色的功能，这个功能可以说是很直观就能感受到两者之间的区别。

图4 监控界面功能流程图

在本次系统的设计中，由于界面的限制，又考虑到操作人员管理的圆纬机数量会超过8个，这时候就需要设置上下的翻页。上下翻页时需要重置整个显示的机器编号和状态，避免状态重复。

4 测试结果

通过移植和测试，关键界面如图5所示。

图5 管理界面和监控界面测试图

在图5所示的分配界面中，主体就是两个选择表和一个员工工号的选择栏，通过对三个控件的选择，再通过添加和删除按钮完成分配。而整体机群的监控界面，包括对收集到的数据进行各项处理。在显示上，做到了整体机群的报警提示和实时的数据显示。

5 创新点及总结

本课题的创新点在于实现了圆纬机集中控制终端的可移动性，一来解放了整体的一个监控模式，人们再也不用局限于坐在某个地方看着监控，或者到每个机器面前去检查整体的情况。二来，系统的整体可靠性变强，人工检查不仅耗时费力，在某种程度上，误查或者漏查的情况是存在的，所以这样的移动终端大大提高车间机器运行的可靠性和高效性。因此本课题拥有应用空间广泛、应用领域多、应用方式灵活、投入价格低、功耗低、信号传输稳定等优点，所以必然会有很好的应用前景。