面向嵌入式超声检测系统的图形接口设计与应用

论文摘要

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。

论文目录

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