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面向嵌入式超声检测系统的图形接口设计与应用

作　者: 陈节省
导　师: 王强
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 彩色超声检测图形用户接口嵌入式系统面向对象
分类号: TP274.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 98次
引　用: 2次
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内容摘要

本论文以嵌入式彩色超声检测系统软件开发为背景,详细阐述了一个嵌入式图形用户接口(GUI)的设计与实现。随着SOC技术和嵌入式系统的发展,超声检测设备向数字化、小型化和智能化的方向发展。本文总结了计算机图形用户接口的发展历史和开发方法,比较了目前常用的嵌入式GUI系统的优缺点,根据彩超检测系统项目的开发背景和用户要求,提出了要开发的GUI系统的目的和意义,详细分析了彩超系统软件的需求,将系统划分成八个子系统,并形成了医生、彩超设备和患者三个对象间的交互顺序图。根据软件需求,提出了基于多进程机制和客户端/服务器模式的GUI总体架构,在服务器上负责输入抽象层和事件分发,在客户端上负责具体消息处理和界面更新。D-Bus是用于桌面操作系统的通信总线,可用于实现客户端和服务器的数据交换。在客户端的设计和实现中,应用面向对象技术和设计模式的思想。首先在MVC(模型-视图-控制器)模式的基础上引进了MVP(模型-视图-表达器)模式,作为本GUI系统的总体实现方案。然后介绍了窗口和控件的树形组织结构,以及窗口Z序和剪切域计算方法,并构建了窗口系统。最后以观察者模式和责任链模式为原理,实现了消息循环与消息处理的功能,构建了事件驱动模块。以此GUI图形库为基础,实现了彩超检测系统软件的主界面和各个设置对话框,使用策略模式实现前端控制子系统,使用状态模式和命令模式实现计算测量子系统,成功地完成了彩超系统软件的界面设计。通过彩超检测系统软件的实践表明,新建立的嵌入式彩超GUI系统增强了系统稳定性,易于扩展和二次开发,提高了软件的性能,产品研发周期也大大缩短。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 项目背景  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-15
    1.2.1 GUI发展历史  10-11
    1.2.2 GUI开发方法  11-12
    1.2.3 嵌入式GUI系统  12-13
    1.2.4 Qt简介  13-14
    1.2.5 MiniGUI简介  14-15
  1.3 课题研究的意义  15
  1.4 主要研究内容  15-17
第2章彩超检测系统软件需求分析  17-22
  2.1 彩超检测系统原理简介  17-18
  2.2 彩超检测系统交互顺序图  18-19
  2.3 彩超检测系统软件组成结构  19
  2.4 彩超系统软件各子模块需求分析  19-21
    2.4.1 前端参数控制模块  19-20
    2.4.2 前端图像显示模块  20
    2.4.3 系统设置模块  20
    2.4.4 计算测量模块  20
    2.4.5 文本注释模块  20
    2.4.6 存储管理模块  20-21
    2.4.7 报告打印模块  21
    2.4.8 DICOM传输模块  21
  2.5 本章小结  21-22
第3章彩超检测系统软件图形库总体设计  22-34
  3.1 图形库总体架构  22-23
    3.1.1 多进程机制  22-23
    3.1.2 客户端/服务器模式  23
  3.2 D-Bus应用  23-27
    3.2.1 进程间通讯机制  23-24
    3.2.2 D-Bus简介  24-26
    3.2.3 D-Bus交互过程  26-27
    3.2.4 应用  27
  3.3 底层硬件抽象  27-30
    3.3.1 图形抽象层与帧缓冲  27-28
    3.3.2 图形设备接口  28
    3.3.3 输入抽象层  28-30
  3.4 图形库组成结构  30-33
    3.4.1 系统组成结构  30-31
    3.4.2 系统工作流程图  31-32
    3.4.3 编程实现  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第4章彩超检测系统软件GUI详细设计  34-57
  4.1 面向对象简介  34-36
    4.1.1 面向对象技术介绍  34-35
    4.1.2 面向对象分析与设计  35-36
    4.1.3 设计模式  36
  4.2 GUI系统架构模式设计  36-41
    4.2.1 MVC模式  36-37
    4.2.2 MVP模式  37-39
    4.2.3 具体实现  39-41
  4.3 窗口和控件管理  41-49
    4.3.1 树形窗口层次结构  41-42
    4.3.2 基于组合模式的窗口系统  42-45
    4.3.3 Z序  45-46
    4.3.4 剪切域  46-47
    4.3.5 基于命令模式的菜单设计  47-49
  4.4 事件和消息管理  49-54
    4.4.1 事件驱动与消息循环  49-50
    4.4.2 观察者模式  50-53
    4.4.3 责任链模式  53
    4.4.4 消息传递路径  53-54
  4.5 GUI系统实现  54-56
  4.6 本章小结  56-57
第5章彩超检测系统软件实现  57-66
  5.1 主控制界面  57-60
  5.2 前端控制子系统  60-62
    5.2.1 简介  60
    5.2.2 策略模式  60-61
    5.2.3 探头切换  61-62
  5.3 计算与测量子系统  62-65
    5.3.1 图元绘制  62-63
    5.3.2 撤销操作的实现  63-64
    5.3.3 编程实现  64-65
  5.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文  71-73
致谢  73

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