采用Qt Creator人機交互界面的車載播放系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1.Qt簡介

Qt是Trolltech公司的標(biāo)志性產(chǎn)品（現(xiàn)Trolltech公司已被手機巨頭NOKIA公司收購），是一個跨平臺的C++圖形用戶界面（GUI）工具包。它既可以開發(fā)GUI程式，也可用于開發(fā)非GUI程式，比如控制臺工具和服務(wù)器。Qt是面向?qū)ο笳Z言，易于擴展，并且允許組件編程。Qt應(yīng)用程序接口與工具兼容于所有支持平臺，讓開發(fā)員們掌握一個應(yīng)用程序接口便可執(zhí)行與平臺非相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)與配置。

Qt支持下述平臺：

1）MS/Windows-95、98、NT 4.0、ME、2000、XP、Vista和Win7;

2）Unix/X11-Linux、Sun Solaris、HPUX、CompaqTru64 UNIX、IBM AIX、SGI IRIX、FreeBSD、BSD/OS和其它很多X11平臺；3）Macintosh-Mac OS X;

4）Embedded-有幀緩沖（framebuffer）支持的嵌入式Linux平臺，Windows CE.

Qt對不同平臺的專門API進行了專門的封裝（文件處理、網(wǎng)絡(luò)等）。

Qt被Nokia收購后推出了一款新的輕量級集成開發(fā)環(huán)境（IDE）Qt Creator.QtCreator可帶來兩大關(guān)鍵益處：提供首個專為支持跨平臺開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），并確保首次接觸Qt框架的開發(fā)人員能迅速上手和操作。

Qt Creator包含了一套用于創(chuàng)建和測試基于Qt應(yīng)用程序的高效工具，包括：一個高級的C++代碼編輯器、上下文感知幫助系統(tǒng)、可視化調(diào)試器、源代碼管理、項目和構(gòu)建管理工具。

Qt/Embedded（簡稱QT/E）是一個專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計圖形用戶界面的工具包，是NOKIA公司的圖形化界面開發(fā)工具Qt的嵌入式版本，它通過QtAPI與LinuxI/O以及Framebuffer直接交互，擁有較高的運行效率，而且整體采用面向?qū)ο缶幊蹋瑩碛辛己玫伢w系架構(gòu)和編程模式。

Qt/embedded和Qt一樣，在4.5版本之后提供了三種不同的授權(quán)協(xié)議GPL,LGPL和Commercial.開發(fā)者使用QT/E開發(fā)的應(yīng)用程序要移植到不同平臺時，只需要重新編譯代碼，而不需要對代碼進行修改。并可以隨意設(shè)置程序界面的外觀、方便地為程序連接數(shù)據(jù)庫、使程序本地化、將程序與Java集成等。

2.使用Qt Creator設(shè)計界面

在Qt Creator中完成車載播放器工程的創(chuàng)建后首先是設(shè)計界面。界面可用代碼生成，也可用Qt Designer輔助設(shè)計。使用Qt Designer設(shè)計界面只需將界面中所需的窗口部件拖入ui界面文件中，然后設(shè)置屬性修改其顯示效果，最后使用布局控件設(shè)置布局效果。通過拖放窗口部件完成的界面在布局上不夠精確，因此本系統(tǒng)采用純代碼來完成界面開發(fā)。

本系統(tǒng)的界面主要包括的窗口部件有Table View、Push Button等。在界面的布局上，系統(tǒng)采用了手工布局方式。

手工布局方式通過基類Q W i d g e t提供的setGeometry（）函數(shù)來設(shè)置子窗口部件的位置和大小，當(dāng)窗口大小改變的時候，重新計算窗口的大小或者變化比例，然后重載QWidget::resizeEvent（QResizeEvent*）函數(shù)，能夠使得子窗口部件的大小和位置作出適應(yīng)性的改變。

如圖1所示為本系統(tǒng)的主界面：

界面設(shè)計的主要開發(fā)過程如下：

1）使基礎(chǔ)窗口QWidget繼承于主窗口QMainWindow,窗體構(gòu)造函數(shù)負(fù)責(zé)模板的初始化；

2）創(chuàng)建MyButton類構(gòu)造窗體按鈕部件，并對窗口部件中使用的對象以及函數(shù)進行聲明，包括圖標(biāo)、名稱、字體、文本、坐標(biāo)、畫筆、按鈕是否有效、重繪時間、鼠標(biāo)按下事件等；

3）添加按鈕的信號與槽。系統(tǒng)界面中每個功能按鈕都對應(yīng)一個信號和槽，信號和槽式Qt編程的核心技術(shù)，通過信號可以將界面上的空間所發(fā)生的事件進行發(fā)射，槽函數(shù)負(fù)責(zé)接受相應(yīng)信號并作出響應(yīng)處理。如播放暫停按鈕，與其對應(yīng)的信號是單擊，它的單擊信號連接一個槽處理函數(shù)，在這個函數(shù)中通過QProcess來向slave模式下的MPlayer發(fā)送命令，達到控制播放的目的。其他的控件在處理方式上都與播放暫停按鈕類似，都有自己得信號和槽。

3.軟件功能模塊設(shè)計

機車車輛車載播放器主要由音頻播放和視頻播放兩大部分組成，這兩部分存在著很多相同和相似的功能，為避免重復(fù)編碼，采用C++面向?qū)ο蟮哪K化設(shè)計思想，將兩部分中功能相似的部分抽取出來，形成獨立的功能模塊，提高了軟件的可重用性和系統(tǒng)的運行效率。各功能模塊均采用C++類來實現(xiàn)，對模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)進行封轉(zhuǎn)，對外提供接口供外部調(diào)用，一方面提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性，另一方面也使軟件編碼更加的規(guī)范。

為實現(xiàn)機車車輛車載播放系統(tǒng)的功能，創(chuàng)建了窗體文件用于設(shè)置車載播放器的窗體；創(chuàng)建了配置文件用于處理系統(tǒng)配置信息；創(chuàng)建了用于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫操作的源文件；創(chuàng)建了觸摸屏控制文件以及歌曲列表文件。

具體功能模塊設(shè)計方式如下：

1）搜索歌曲

點擊搜索歌曲按鈕時，跳出一個對話框，當(dāng)用戶輸入了歌曲名或名稱中的部分內(nèi)容并確定后，發(fā)送消息到服務(wù)器端，服務(wù)器端對表song進行模糊查詢，得到符合的歌曲列表，將這些信息返回給客戶端，在客戶端形成一個QwidgetTable控件，用來顯示搜索的結(jié)果。當(dāng)用戶點擊其中的一行時，將相應(yīng)行的歌曲信息賦值給current并播放。

2）上一首

上一首按鈕連接了prev（）函數(shù)，它的功能是通過prev（）函數(shù)來實現(xiàn)的。在此函數(shù)中，實現(xiàn)讀取usersong.xml文件中位置為songpos-1的歌曲信息，賦值給current,然后進行播放，實現(xiàn)上一首功能。

3）播放

當(dāng)點擊播放按鈕時，隱藏播放按鈕，顯示暫停按鈕，并讀取c u r r e n t中的信息，通過Phonon的函數(shù)play（）實現(xiàn)播放。

4）暫停

當(dāng)點擊暫停按鈕時，隱藏暫停按鈕，顯示播放按鈕，調(diào)用Phonon中的pause（）函數(shù)，將播放暫停。

5）下一首

當(dāng)點擊下一首按鈕時，調(diào)用nextFile（）函數(shù)，并且當(dāng)歌曲播放完之后會產(chǎn)生一個aboutToFinish（）信號，這個時候也會調(diào)用nextFile（）函數(shù)。在此函數(shù)中調(diào)用readinformation（）函數(shù)，得到下一首的信息，并播放。

6）打開本地文件

Qt和QT/Embedded提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的通用對話框為方便程序員進行某些特定功能對話框的編程，其中包括了文件對話框QFileDialog.通過彈出QFileDialog對話框，我們既可以選擇一個或者多個文件以及目錄，也可以輸入文件名或者路徑。它可以限制用戶只能選擇已經(jīng)存在的文件，也可以允許用戶輸入一個新的文件名；此外，使用過濾器，則只能選擇符合特殊標(biāo)準(zhǔn)的文件名。點擊打開按鈕會彈出獲取本地文件路徑和名稱的對話框，當(dāng)用戶選中后，因為它是本地文件，會直接把地址賦給播放的對象，當(dāng)播放完后繼續(xù)播放usersong.xml中的下一首。

7）靜音

音量的控制是通過Phonon::VolumSlid e r控件實現(xiàn)的，通過執(zhí)行語句：u i ->volumeSlider->setAudioOutput（audiooutput）將音量的控件連接到了音頻輸出的設(shè)備上，通過語句Phonon::createPath（mediaobject,audiooutput）音頻輸出的設(shè)備和播放的對象mediaobject連接，因此實現(xiàn)靜音功能。

8）顯示歌曲名稱

void Player::setLabel（QString

track）

{

QString filename = mediaObject-

>currentSource（）。fileName（）；

filename = filename.right

（ f i l e n a m e . l e n g t h （ ） - f i l e n a m e .

lastIndexOf（‘/’）-1）；

this->setWindowTitle（“Player

~”+filename）；

}

9）關(guān)閉窗口

雙擊窗體空白處可關(guān)閉播放器。需重定義鼠標(biāo)雙擊事件調(diào)用close（）函數(shù)加以實現(xiàn)。

10）數(shù)據(jù)庫操作

程序中使用SQLite數(shù)據(jù)庫對歌曲及用戶信息進行管理。

SQLite是D.Richard Hipp用C語言編寫的開源嵌入式數(shù)據(jù)庫引擎。它是完全獨立的，不具有外部依賴性，非常健壯。SQLite第一個Alpha版本誕生于2000年5月，至今已經(jīng)有11個年頭，最新版本SQLite3也已經(jīng)發(fā)布。SQLite是完全免費開源的軟件。

SQLite能夠運行在Windows/Linux/Unix等各種操作系統(tǒng)。SQLite源代碼大約3萬行，250KB大小，占用資源非常少。相比Mysql、PostgreSQL這兩款著名的開源數(shù)據(jù)庫，SQLite占用資源更少，處理速度更快，非常適合用于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。

在系統(tǒng)中采用SQLite數(shù)據(jù)庫對歌曲信息結(jié)構(gòu)進行組織、存儲以及管理。通過使用SQLite建立歌曲信息數(shù)據(jù)庫表，然后就可以在程序通過相關(guān)接口函數(shù)對歌曲信息進行操作，如插入、刪除、更新、查詢等。采用SQLite數(shù)據(jù)庫進行歌曲信息的管理大大降低了編程的復(fù)雜性。

在具體的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模塊中，采用了Qt連接SQLite數(shù)據(jù)庫的方式來操作數(shù)據(jù)庫。Qt框架中QtSql模塊提供了一個平臺無關(guān)且數(shù)據(jù)庫無關(guān)的訪問S Q L數(shù)據(jù)庫的接口。Qt中的每個數(shù)據(jù)庫連接用一個QSqlDatabase對象來表示，同時Qt也使用不同driver來和各種不同數(shù)據(jù)庫的API進行通訊。對于SQLite數(shù)據(jù)庫Qt提供了很好的支持和封裝，通過Qt的相關(guān)類可以很容易的進行數(shù)據(jù)庫操作。

要實現(xiàn)對S Q L i t e 數(shù)據(jù)庫進行操作首先需要創(chuàng)建一個關(guān)于數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和鏈接的頭文件，然后在頭文件中通過創(chuàng)建QSqlDatabase數(shù)據(jù)庫連接對象來調(diào)用addDatabase（）并設(shè)置相關(guān)函數(shù)的屬性，然后在工程文件的最后添加關(guān)于使用數(shù)據(jù)庫的聲明“QT+=sql”.

4.MPlayer播放器的控制

MPlayer是一款開源多媒體播放器，以GNU通用公共許可證發(fā)布。此款軟件可在各主流作業(yè)系統(tǒng)使用，例如Linux和其他類Unix系統(tǒng)、微軟的視窗系統(tǒng)及蘋果電腦的Mac OS X系統(tǒng)。MPlayer能夠播放大多數(shù)MPEG、VOB、AVI、OGG、VIVO、ASF/WMV、Qt/MOV、FLV、RM等媒體文件。相對其它播放器來說，MPlayer還具有資源占用非常少，不需要任何系統(tǒng)解碼器就可以播放各種媒體格式，在低配置的機器上使用等突出優(yōu)勢。所以對于運算速度相對較弱的嵌入式系統(tǒng)來說，MPlayer是一個很好的選擇。

在本文的系統(tǒng)設(shè)計中，選用了MPlayer作為系統(tǒng)的媒體播放器來進行媒體文件的播放以及控制。在系統(tǒng)的播放模塊中采用Qt的QProcess（進程類）通過start方法調(diào)用slave模式下的MPlayer產(chǎn)生一個進程，然后通過QProcess類的write方法向MPlayer發(fā)送控制命令，實現(xiàn)控制播放的目的。

5.小結(jié)

本論文詳細(xì)介紹了如何使用Qt Creator完成車載音樂播放系統(tǒng)的界面設(shè)計及程序代碼的編輯與運行。此車載播放系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

1）具有美觀、易于理解和操作的主界面；

2）可按照多種方式對數(shù)據(jù)庫中的歌曲進行查找；

3）可實現(xiàn)歌曲的播放、暫停，以及上一首和下一首歌曲的切換；

4）所選歌曲可生成播放列表，列表可以循環(huán)播放，列表信息可修改，在列表中雙擊歌曲名稱可播放該歌曲；

5 ） 可對設(shè)備中存儲的歌曲進行刪除；

6）可播放外接存儲器中的歌曲。

同時，系統(tǒng)可以方便地移植到各種嵌入式設(shè)備中。