實現(xiàn)圓緯機集中控制的手持終端設(shè)計

李 柔，浦 煒

(常熟理工學院，江蘇 常熟 215500)

1 課題研究背景

針織機械在國內(nèi)發(fā)展的時間并不長，相對于我們而言，發(fā)達國家的整體大型機械自動化操作比我們要強的多。隨著電子計算機技術(shù)，自動化控制技術(shù)，嵌入式技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)如今的圓緯機自動化水平已經(jīng)是一個比較高的水平[1]。一方面，我們需要提高的是圓緯機的單機水平，而另一方面，我們需要提高的則是圓緯機群的自動控制水平。

隨著企業(yè)的發(fā)展管理，大部分的企業(yè)開始實行集中管理，而圓緯機群工作的時候，會有個別機器出現(xiàn)異常的情況，這時候就需要人工進行處理。為了能實時監(jiān)控圓緯機的工作狀態(tài)以及即使處理相應(yīng)的異常情況，提高車間的整體工作效率，對圓緯機群進行集中系統(tǒng)整體控制。再加上廠區(qū)位置和人員活動的關(guān)系，我們將這種集中控制系統(tǒng)安置在手持終端上，以實現(xiàn)對應(yīng)工作區(qū)、多設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管。

2 系統(tǒng)設(shè)計框架

本設(shè)計提出了以三星s3c2440作為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，用Qt作為主軟件平臺，實現(xiàn)人機互動集中控制的手持終端設(shè)計。系統(tǒng)分為兩個模塊：人機交互模塊和通訊模塊，本文主要就人機交互模塊進行分析和介紹。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計框圖

如圖1所示為整個系統(tǒng)的一個設(shè)計模塊圖。人機互動模塊采用Qt進行軟件功能實現(xiàn)多個圓緯機的監(jiān)控和相關(guān)操作。人機交互模塊主要是員工和機器交互的一個模塊，大致包含顯示、控制單元。其中人機顯示單元主要是利用Qt GUI設(shè)計的功能界面顯示，包括界面的跳轉(zhuǎn)顯示等等。控制單元主要是對下位機傳來的數(shù)據(jù)進行處理，然后通過人機互動模塊進行顯示或者花型的下發(fā)。

整個系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是依賴人機互動進行數(shù)據(jù)的處理和顯示，整個系統(tǒng)的流程也是大部分圍繞著人機互動進行的，從一開始的初始化到登錄轉(zhuǎn)換到兩個不同的界面端，再到管理人員的機型分配和操作人員的監(jiān)控和各項功能的實現(xiàn)，再到和數(shù)據(jù)庫的交互和下位機的數(shù)據(jù)交流[2]。

圖2 系統(tǒng)設(shè)計流程圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

QT是一個跨平臺的應(yīng)用程序和GUI開發(fā)軟件，它除了可以創(chuàng)建漂亮的界面，還有很多其他組件，其中還有很多的庫。本次設(shè)計需要用到人機的互動界面，Qt擁有相對而言較為完善的功能和強大的實用性，所以選擇使用Qt作為人機互動的軟件設(shè)計平臺[3，4]。

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理用的是SQLite數(shù)據(jù)庫，它簡單，易于實現(xiàn)，占據(jù)的內(nèi)存比較小，而且功能也強大，非常適用嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)[5]。在編程實現(xiàn)中充分利用多線程編程技術(shù)，分模塊設(shè)計的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)流通過線程分散保存到數(shù)據(jù)庫表中，再進行處理。一來不會給整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理造成壓力，二來能及時儲存異常信息。

3.2 管理員界面設(shè)計

管理員界面主要負責為操控人員進行機器分配，管理員需要選中員工號和機器號，通過添加和刪除按鈕進行操作人員的分配工作[6]。

圖3 分配和刪除功能流程圖

3.3 操作人員界面

監(jiān)控界面可以說是整個人機互動系統(tǒng)的核心，操作人員需要通過監(jiān)控界面監(jiān)控其管理的相關(guān)圓緯機的狀態(tài)來對圓緯機進行故障的修理和相關(guān)操作。由于不同的操作人員操作的機器是不相同的，需要通過數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)進行變化，保證系統(tǒng)的可廣泛使用性。

狀態(tài)的顯示選用的是toolbutton的一個背景變色的功能，這個功能可以說是很直觀就能感受到兩者之間的區(qū)別。

圖4 監(jiān)控界面功能流程圖

在本次系統(tǒng)的設(shè)計中，由于界面的限制，又考慮到操作人員管理的圓緯機數(shù)量會超過8個，這時候就需要設(shè)置上下的翻頁。上下翻頁時需要重置整個顯示的機器編號和狀態(tài)，避免狀態(tài)重復。

4 測試結(jié)果

通過移植和測試，關(guān)鍵界面如圖5所示。

圖5 管理界面和監(jiān)控界面測試圖

在圖5所示的分配界面中，主體就是兩個選擇表和一個員工工號的選擇欄，通過對三個控件的選擇，再通過添加和刪除按鈕完成分配。而整體機群的監(jiān)控界面，包括對收集到的數(shù)據(jù)進行各項處理。在顯示上，做到了整體機群的報警提示和實時的數(shù)據(jù)顯示。

5 創(chuàng)新點及總結(jié)

本課題的創(chuàng)新點在于實現(xiàn)了圓緯機集中控制終端的可移動性，一來解放了整體的一個監(jiān)控模式，人們再也不用局限于坐在某個地方看著監(jiān)控，或者到每個機器面前去檢查整體的情況。二來，系統(tǒng)的整體可靠性變強，人工檢查不僅耗時費力，在某種程度上，誤查或者漏查的情況是存在的，所以這樣的移動終端大大提高車間機器運行的可靠性和高效性。因此本課題擁有應(yīng)用空間廣泛、應(yīng)用領(lǐng)域多、應(yīng)用方式靈活、投入價格低、功耗低、信號傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點，所以必然會有很好的應(yīng)用前景。