【Rico Board试用体验】之基于Qt的环境信息采集系统设计(结项篇)

2017-1-8 18:50:34 18351

本帖最后由 windworld 于 2017-3-15 13:03 编辑

基于Qt的环境信息采集系统

项目概述：

随着科学技术的发展，大数据、机器学习、人工智能、物联网不断涌入人们的生活，因此人们生活质量的相比之前也得到很大的改善。本项目即结合Rico Board设计的一套基于Qt的环境采集系统，旨在用于智能家居领域为我们的生活提供便利。系统主要实现利用Rico Board结合相应传感器，来采集当前环境下的温湿度等信息，另外可以实现对家居电器的智能控制，同时具有对环境信息超过阈值自动报警等功能。

系统硬件设计：

由于需要采集各种环境信息，同时要能对危险情况下产生报警动作，所以之类需要采用传感器和继电器来实现，另外根据Rico Board自身的一些接口和外置音频接口，可以实现简单的多媒体等功能，因此综上系统设计硬件框图如下：

图一硬件设计框图

实验准备：

Rico Board板卡
HDMI转接线
HDMI显示器
5V/2A电源
ESP8266模块
继电器模块
AM2302传感器

系统软件部分：

系统上位机使用Qt4.8.5编写程序，Qt就是一个C++的类库，实际上就是编写C++程序。所以说只要学过C++的去编写Qt程序很容易上手。C++是在C语言上进行开发的语言，很多语法跟C语言很像。不过C++在C语言上扩展了很多语法。C语言是面向过程的语言，而C++是面向对象的一种语言。同时调用了Linux驱动程序。在上位机设计时，自己创建了许多类，下面就以表格的方式来介绍这些类。类的部分成员如表下表所示。

类的成员表1

类的成员表2

上面是上位机设计用到的一些类图，由于有些类成员很多，所以只是把其中重要的写了出来。下面我用一张图来表示这些类之间的关系，如下图所示。注：箭头这个类包含指向的那个类的指针变量

图二类间关系

程序流程图：

1.加载驱动：
系统会自动加载串口驱动和HDMI接口驱动。

2.创建mainface对象：
首先定义mainface的一个对象。这是整个显示界面的类,里面包含整个程序运行的所有资源，在创建这个类时会先创建一个Wifi类。这个Wifi对象就是和ESP8266通信的接口。创建完对象以后函数打开ESP8266服务器，打开这个服务器是为了跟下位机的ESP8266进行TCP连接，然后进行上位机和下位机的通信（这部分还些问题）。然后再初始化Qt界面，初始化键盘类，初始化时间而且实时显示在界面上，初始化几个furniture对象，每个furniture对象代表一个电器，还要初始化一个AlARM类，这个类用来表示现在是否处于报警状态。还初始化几个Dial来显示温湿度，这个类实际上是画了一个仪表盘样子的表，然后还有一个指针指向当前的数据。

3.创建Login对象：
这部分是在创建一个Login对象，在创建这个对象时还会，添加两个lineEdit对象用来输入用户名和密码，然后添加两个pushButton对象，这是两个按键一个用来当登陆按钮，一个用来清除输入的账号密码。创建完成后显示这个登陆界面。

4.进入Qt循环事件：
执行完以上步骤以后程序就进入Qt循环事件，同时还有两个进程再运行，用来采集信息和图形界面进行实时显示。

5.进行事件处理：
接受到数据，然后执行他们各自的数据处理，并发出事件，该事件与mainface对象的一个槽函数相连接，所以会转到该事件进行执行。同时也有可能是点击按键事件，每个按键都对应一个槽函数，当点击该案件时就会转到该按键对应的槽函数去执行相应的处理。

项目工程代码：

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"
#include "./keyboard/keyboard.h"
Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
QDialog(parent),
ui(new Ui::Dialog)
{
setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);
setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground);
ui->setupUi(this);
lineEditkeyboard = new Keyboard();
connect(ui->lineEdit ,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
connect(ui->lineEdit_2,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
}
Dialog::~Dialog()
{
delete ui;
}
void Dialog::open_keyboard_lineEdit()
{
QLineEdit *line = (QLineEdit *)sender();
lineEditkeyboard->setLineEdit(line);
lineEditkeyboard->show();
}
void Dialog::on_pushButton_clicked()
{
if(this->ui->lineEdit->text().trimmed()== tr("zdl") &&
this->ui->lineEdit_2->text().trimmed()==tr("935520"))
{
accept();
}
else
{
QTextCodec::setCodecForTr( QTextCodec::codecForName("GBK") );
QMessageBox::warning(this,tr("Warning"),tr("username and password are wrong!"),QMessageBox::Yes);
this->ui->lineEdit->clear();
this->ui->lineEdit_2->clear();
this->ui->lineEdit->setFocus();
}
}
void Dialog::on_pushButton_2_clicked()
{
this->ui->lineEdit->clear();
this->ui->lineEdit_2->clear();
this->ui->lineEdit->setFocus();
}

复制代码

#include "mainface.h"
#include "ui_mainface.h"
#include "wendu/qcw_meter.h"
#include"./wifi/Wifi.h"
#include "./keyboard/keyboard.h"
mainface::mainface(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
ui(new Ui::mainface)
{
ui->setupUi(this);
wifi_init();
initData();
enviroment_init();
keyboard_init();
time_init();
alarm_init();
led_init();
}
mainface::~mainface()
{
delete ui;
}
void mainface::open_keyboard_lineEdit()
{
QLineEdit *line = (QLineEdit *)sender();
lineEditkeyboard->setLineEdit(line);
lineEditkeyboard->show();
}
void mainface::initData()
{
setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);
setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground);
m_vecBtn.push_back(ui->environment);
m_vecBtn.push_back(ui->control);
m_vecBtn.push_back(ui->music);
m_vecBtn.push_back(ui->option);
m_vecBtn.push_back(ui->set);
for (int i = 0; i != m_vecBtn.size(); ++i)
{
///功能选择键只有一个被选中;
m_vecBtn[i]->setCheckable(true);
m_vecBtn[i]->setAutoExclusive(true);
}
}
void mainface::setCurrentWidget()
{
for (int i = 0; i != m_vecBtn.size(); ++i)
{
if ( m_vecBtn[i]->isChecked() )
{
ui->stackedWidget->setCurrentIndex(i);
}
}
}
void mainface::on_environment_clicked()
{
setCurrentWidget();
}
void mainface::on_control_clicked()
{
setCurrentWidget();
}
void mainface::on_music_clicked()
{
setCurrentWidget();
}
void mainface::on_option_clicked()
{
setCurrentWidget();
}
void mainface::on_set_clicked()
{
setCurrentWidget();
}
void mainface::enviroment_init()
{
wendu1=new QcwMeter(ui->temp);
shidu1=new QcwMeter(ui->shidu);
shidu1->setUnits("%");
wendu1->setMinValue(0);
wendu1->setMaxValue(40);
shidu1->setMinValue(0);
shidu1->setMaxValue(80);
wendu2=new QcwMeter(ui->temp_2);
shidu2=new QcwMeter(ui->shidu_2);
shidu2->setUnits("%");
wendu2->setMinValue(0);
wendu2->setMaxValue(40);
shidu2->setMinValue(0);
shidu2->setMaxValue(80);
}
void mainface::wifi_init()
{
wifi2=new Wifi();
wifi2->openserver();
QObject::connect(wifi2,SIGNAL(readyRead(QString)),this,SLOT(DataComing(QString)),Qt::QueuedConnection);
}
void mainface::keyboard_init()
{
lineEditkeyboard = new Keyboard();
connect(ui->lineEdit ,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
connect(ui->lineEdit_2 ,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
connect(ui->lineEdit_3 ,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
connect(ui->lineEdit_4,SIGNAL(selectionChanged()),this ,SLOT(open_keyboard_lineEdit()));
}
void mainface::time_init()
{
ui->lcdNumber->setNumDigits(8); //显示格式 hh:mm:ss
ui->lcdNumber->setSegmentStyle(QLCDNumber::Flat); //设置时间显示字体
ui->lcdNumber->display(QTime::currentTime().toString("hh:mm:ss"));
timer = new QTimer();
QObject::connect(timer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(chTime()));
timer->start(1000);
}
void mainface::alarm_init()
{
alarm1=new QcwIndicatorLamp(ui->alarm);
alarm2=new QcwIndicatorLamp(ui->alarm_2);
wen1_alarm="100";
shi1_alarm="100";
wen2_alarm="100";
shi2_alarm="100";
}
void mainface::led_init()
{
led11=new Led(ui->widget);
led12=new Led(ui->widget_3);
led21=new Led(ui->widget_2);
led22=new Led(ui->widget_4);
}
void mainface::chTime()
{
QTime time = QTime::currentTime();
QString text = time.toString("hh:mm:ss");
ui->lcdNumber->display(text);
}
void mainface::DataComing(QString buf)
{
int id=buf.mid(0,1).toInt();
QString wen,shi,yanwu,led1,led2;
wen=buf.mid(1,3);
shi=buf.mid(4,3);
yanwu=buf.mid(7,1);
if(id==1)
{
wendu1->setValue(wen.toDouble()/10);
shidu1->setValue(shi.toDouble()/10);
}
if(id==2)
{
wendu2->setValue(wen.toDouble()/10);
shidu2->setValue(shi.toDouble()/10);
}
is_alarm(id,yanwu.toInt());
if(wifi2->idflag==1)
{
wifi2->idflag=0;
wifi2->SendData("AT+RSTr");
wifi2->id1="";
wifi2->id2="";
//sleep(5);
wifi2->openserver();
}
}
void mainface::is_alarm(int id,int yanwu)
{
if(id==1)
{
if(yanwu==1||wendu1->value()>wen1_alarm.toDouble()||shidu1->value()>shi1_alarm.toDouble())
{
if(alarm1->isAlarm()==false)
{
alarm1->setAlarm(true);
}
}
else
{
if(alarm1->isAlarm()==true)
{
alarm1->setAlarm(false);
}
}
}
if(id==2)
{
if(yanwu==1||wendu2->value()>wen2_alarm.toDouble()||shidu2->value()>shi2_alarm.toDouble())
{
if(alarm2->isAlarm()==false)
{
alarm2->setAlarm(true);
}
}
else
{
if(alarm2->isAlarm()==true)
{
alarm2->setAlarm(false);
}
}
}
}
void mainface::on_set_alarm_clicked()
{
wen1_alarm=ui->lineEdit->text();
shi1_alarm=ui->lineEdit_2->text();
wen2_alarm=ui->lineEdit_3->text();
shi2_alarm=ui->lineEdit_4->text();
is_alarm(1,0);
is_alarm(2,0);
}
void mainface::on_led11_control_clicked()
{
if(led11->isLed())
{
led11->setLed(false);
}
else
{
led11->setLed(true);
}
sendmsg1();
}
void mainface::on_led12_control_clicked()
{
if(led12->isLed())
{
led12->setLed(false);
}
else
{
led12->setLed(true);
}
sendmsg1();
}
void mainface::on_led21_control_clicked()
{
if(led21->isLed())
{
led21->setLed(false);
}
else
{
led21->setLed(true);
}
sendmsg2();
}
void mainface::on_led22_control_clicked()
{
if(led22->isLed())
{
led22->setLed(false);
}
else
{
led22->setLed(true);
}
sendmsg2();
}
void mainface::sendmsg1()
{
QString data="1";
if(led11->isLed())
{
data.append("1");
}
else
{
data.append("0");
}
if(led12->isLed())
{
data.append("1");
}
else
{
data.append("0");
}
wifi2->sendmsg(data,wifi2->id1);
}
void mainface::sendmsg2()
{
QString data="2";
if(led21->isLed())
{
data.append("1");
}
else
{
data.append("0");
}
if(led22->isLed())
{
data.append("1");
}
else
{
data.append("0");
}
wifi2->sendmsg(data,wifi2->id2);
}

复制代码

软件调试：

为了方便测试和这里首先最好设置开机自启，详细操作见帖子：【Rico Board试用体验】Qt应用移植到Rico Board测试并设置自启动这里主要是修改启动文件，让启动时开始执行QT应用，具体如下

然后重启Rico Board会看到开机后直接进入系统登录界面。

注：如果出现两个鼠标的问题，可以参考下前面帖子：【Rico Board试用体验】Qt开发中问题及解决方法小结测试结果：

图四温室度采集子界面

这里设置了2个方间的信息数据采集，当然也可以添加更多个，因为手头传感器显示，所以只显示了方间1有信息数据。从动态变化的数据中可以看到，方间1的温度为：湿度为

图五家电开关控制子界面

这部分主要是用来控制家电的开关，可以是空调，灯光，窗帘灯各种开关，另外也可以根据需要添加更多开关节点。

图七报警阈值设置子界面

设置这里主要是设置报警阈值。这里也是两个房间的，下面是设置中温度和湿度最大阈值，两个房间所以有四栏。超过则报警，显示为红色，正常情况下为绿色。

系统整体视图如下：

图八系统视图

视频演示：

若无法播放请点链接：基于QT的环境信息采集系统

试用总结：

本次Rico Board主要是围绕基于Qt的环境信息采集系统进行的，期间因为一些事情，所以一直耽搁到现在才结项。在Qt项目开发中遇到了很多问题，比如无法编译、界面出现箭头拖动痕迹等。还好有网友和官方的帮助，除了wifi部分还在调试，其他部分最终基本上都已顺利完成。后面准备加上多媒体部分已经其他传感器的信息采集，另外结合网络实现天气等更多的信息，争取设计的更加完善。由于试用即将结束，所以根据自己2个多月的研究情况再次进行一个总结。后面附自己前面分享试用中分享的一些帖子如下（附件）。

最后欢迎和大家一起学习共同进步！同时非常感谢米尔科技和电子发烧友论坛提供的此次试用机会！

附：

0.jpg (22.22 KB, 下载次数: 70)

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michael_llh	+ 20	原创技术先锋,加分鼓励!

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2017-1-8 18:50:34　　评论 淘帖0 举报

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0 非常棒！

2017-1-9 12:31:50 评论举报 1^# michael_llh

0 michael_llh 发表于 2017-1-9 12:31 非常棒！谢谢！

2017-1-9 14:43:32 评论举报 2^# windworld

0 楼主的界面做的真好看。

2017-1-11 12:35:04 评论举报 3^# 杨永胜

0 刚发现这个区，刚买了块板子~要是先看见这就好了

2017-1-14 17:02:06 评论举报 4^# gong_h

0 gong_h 发表于 2017-1-14 17:02 刚发现这个区，刚买了块板子~要是先看见这就好了现在也不晚，一起学习！

2017-1-14 20:12:12 评论举报 5^# windworld

0 楼主开发的界面很强悍

2017-1-17 21:04:32 评论举报 7^# zxl_zxl

0 厉害了我的哥~

2017-1-27 08:17:58 评论举报 8^# 柠檬守护

0 赞

2017-1-17 20:59:38 评论举报 6^# 李恩惠

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