1.1 研究目的及意义

随着光电产业发展趋势与工业测试不断优化，行业对测试界面的美观以及性能提出了更高的要求。为了优化光电仪表系统性能,提高系统智能化、人机交互界面友好度,目前光电测试仪表的下位机控制系统多为基于嵌入式系统，该系统以嵌入式实时操作系统Linux为软件平台,因此配套的软件界面也需要是基于Linux系统,并采用开放源代码的图形界面库QT开发仪表终端应用程序。Qt是一个1991年由Qt Company开发的跨平台C 图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。

在现代工业生产中,经常要同时对多个物理量进行长时间的测量、检测或监控,并对得到的数据进行实时综合分析处理。整体上的工作量比较大,仅仅通过一两项技术和设备,根本无法较好的完成,但如果是多项技术和设备联用,又会在客观上增加时间与精力,对于工作人员来讲,并不是最好的选择。经过长时间的讨论与研究,认为选择“基于计算机的虚拟仪器技术”,能够完成较多的工作,并且可以实现仪器的模拟工作,贴合现实工作,减少工作量的同时,还能搜集到较多的数据和信息,以此来促使现代工业生产的全面进步。虚拟仪器技术是现代计算机技术和仪器仪表技术深层次结合的产物，它充分利用了现有计算机的高速运算能力，在具有传统仪器功能的同时，还具备传统仪器无法比拟的智能化程度、高速运算处理能力和良好的可操作性。本文基于开源跨平台图形界面库Qt, 采用C 语言, 开发出一种虚拟指针仪表。该仪表人机交互性好, 响应迅速, 跨平台性和可扩展性能充分发挥。

1.2国内外研究现状

虚拟仪器技术相对传统的电子测量仪器，有很大优点，其优势在于用户可自行定义仪器的功能和结构等，且构建容易、转换灵活。目前虚拟仪器已经在国内的各个行业得到了广泛应用，它已广泛应用于电子测量、振动分析、声学分析、故障诊断、航天航空、机械建筑工程、铁路交通、生物医疗、教学及科研等方面。随着计算机软硬件技术、通信技术及网络技术的发展，给虚拟仪器的发展提供了广阔的天地，国内外仪器界正看中这块大市场。测控仪器将会向高效、高速、高精度和高可靠性以及自动化、智能化和网络化的方向发展。开放式数据采集标准将使虚拟仪器走上标准化、通用化、系列化和模块化的道路。

国外虚拟仪器技术自上世纪80年代由美国NI公司提出以来,一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。近年来，世界各国的许多大型自动测控和仪器公司均相继研制了为数不少的虚拟仪器开发平台，但最早和最具影响力的还是NI公司的图形化开发平台LabVIEW。虚拟仪器在国外已发展成为一种新的产业。美国是虚拟仪器的诞生地，目前也是全球最大的虚拟仪器制造国。

国内虚拟仪器最早的研究也是从引进消化NI的产品开始。国家自然科学基金委员会也曾将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为“十五”期间优先资助领域。目前有些研究已取得可喜成绩，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是- .种不同于欧美虚拟仪器的技术。这项成果表明我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子，并成为国际上嵌入式一体化虚拟仪器研发的先行者”。

我国国民经济的持续快速发展，加快了企业的技术升级步伐，先进仪器设备的需求更加强劲；虛拟仪器赖以生存的个人计算机最近几年以极高的速度在中国发展，这些都为虚拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础。据专家预测，我国虚拟仪器行业的产值在未来若干年内将超过仪器仪表行业总产值的50%， 虚拟仪器技术代表了今后仪器仪表技术发展的先进方向，我国的虚拟仪器技术存在巨大的发展潜力。

近年来, 嵌入式产品的广泛应用带动了GUI的迅速发展, 嵌入式系统需要一个高性能、高可靠性的GUI解决方案。Qt/Embedded延续了Qt在桌面系统的所有功能, 其丰富的API接口和基于组建的编程模型, 使得嵌入式Linux系统应用程序的开发更加便捷, 其必将成为未来嵌入式系统的主流GUI。

2. 研究的基本内容与方案

基于Linux 的QT的光电仪表界面设计的基本设计思想是将各种光电传感器采集到的数据进行智能化的处理，然后在运行于嵌入式Linux系统的使用Qt设计的虚拟仪表盘上进行显示；基于Linux 的QT的光电仪表终端底层软件由Linux内核及所需的驱动程字构成；接口层是基于QT/Embedded的嵌入式QT库本文根据实际情况对其进行了适当的裁剪，应用程序在运行时将QT库作为动态加载项，使程字能够尽量占用较少的运存空间；同时，QT库精简和优化了各种图形操作，应用软件在工作过程中不需要额外的系统组件支持可以有效地减少内存消耗和CPU负担；应用层实现了虚拟仪表显示界面及交互控制界面通过调用接口层的API接口函数，实现界面友好的人机交互应用，使用户能够直观地观察光电仪表各项参数指标及各系统的工作状况，如当前速度、温度等，并在某状态出现异常时提示报警，避免潜在事故的发生。