CN102591695A

CN102591695A - 基于嵌入式系统的图形用户中间件

Info

Publication number: CN102591695A
Application number: CN2011100043094A
Authority: CN
Inventors: 吴源
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-07-18

Abstract

一套基于WinCE系统的图形用户中间件，此中间件使用脚本语言Lua实现图形用户界面，可以跨平台使用，并且提供一些基础的图形控件，如按钮、列表框、进度条等。本发明可以提高界面开发效率，并且使得开发人员不需要具备很高的开发技能即可方便的使用。

Description

基于嵌入式系统的图形用户中间件

技术领域

本发明所要解决的技术问题在于提供一套嵌入式图形用户中间件，此中间件使用脚本语言Lua实现图形用户界而，可以跨平台使用，并且提供一些基础的图形控件，如按钮、列表框、进度条等。

背景技术

目前国内外已推出了多种用于嵌入式环境的通用图形用户界面系统，现在比较成熟的主要有MiniGUI、QT/Embedded等。国内的主流嵌入式图形设计库首推miniGUI。它模仿了Windows下的消息机制，采用VB、VC中的控件设计模式，具有较为完善的图形绘制功能。但在实际工程应用中，不能直接使用其接口函数，必须以miniGUI为主控平台，否则会产生致命的漏洞。DeltaGUI是构造嵌入式图形用户界面的应用开发包，它由北京科银京城技术有限公司自主开发，专门为实时嵌入式系统提供轻量级的图形用户界面支持。QT/Enbedded由于移植了大量的原来基于QT的X Window、程序，提供了非常完整的嵌入式GUI解决方案，再加上Opera浏览器可以说是一个成熟的商业软件。

与本发明相近的技术方案很少，目前较为流行的图形用户中间件使用XML作为配置文件配置界面的图形中间件，此类中间件，只是实现静态资源文件的配置，无法使用脚本语言实现整个用户界面的动态操作。

发明内容

1、目前流行的界面开发中间件都是基于PC机上的中间件精简而来的。WinCE下较为流行的界面开发中间件有MFC和.Net Compact Framework.，这些流行的开发库，都有着一定的缺点，例如MFC很难上手，且用户界面开发与UI设计并不能完全脱离，整个架构过于冗杂，灵活性小，很难开发出华丽的界面，并且MFC是无法跨平台使用的；若使用.Net CompactFramework虽然开发容易、效率高，但是.Net Compact Framework是收费类库，会造成产品成本增加。

2、其他用户图形中间件例如QT，miniGUI等中间件对开发人员要求高，程序员无法从界面布局中完全解脱出来。

针对现有技术的主要不足本中间件提出使用C++实现整个中间件，并且添加C++与Lua交互的功能，使Lua语言可以调用C++接口，从而使得可以使用Lua语言实现整个用户界面。由于脚本语言对开发者编程要求低，可以使得开发效率提高。并且提供按钮、列表框、进度条、文字框、图片框等基础控件，使得开发更为方便和高效。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：整个中间件完全从应用程序中剥离出来，对外提供一些接口，可作为用户图形库单独使用。他有四大模块构成：消息管理模块、窗口管理模块、资源管理模块、绘图模块组成、Lua交互模块。整个中间件是一个以消息为导向的系统，系统在消息的控制下进行窗口管理，通过调用资源管理模块添加资源文件，通过调用绘图模块进行窗口绘制。系统通过Lua语言进行界面实现，整个资源打包为一个bin文件，窗口管理模块通过Lua接口来添加控件、资源、以及管理窗口布局。绘图模块使用Windows GDI和DirectX技术以及Linux的FrameBuffer进行2D/3D图像绘制，从而在使用不同平台时，通过定义不同的宏而调用Windows或者Linux的绘图接口，从而实现跨平台的性能。在消息管理模块，对底层消息进行了封转，从而避免了操作系统的相关性。Lua交互模块，用于定义Lua语言调用的接口和调用的相应的C++接口，从而使得整个中间件可以使用 Lua语言进行界面实现。窗口管理模块与资源管理模块以标准C++采用面向对象的方式实现，这两个模块不依赖于操作系统，可以再windows平台或者Linux平台上编译运行，因此整个中间件可以很好的跨平台使用。

本发明的有益效果是，本发明可以提高界面开发效率，并且使得开发人员不需要具备很高的开发技能即可方便的使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本图形中间件的模块图。

具体实施方式

整个系统使用standard C++和Windows api实现。主要设计方法如下：

由于整个用户图形中间件采用standard c++加Windows api的编程方式实现，因此，这个图形中间件在PC机上编程并调试成为可能，可以完全独立于WinCE进行开发，这样减少了调试的成本，并且使硬件的开发和软件的开发同时进行，大大提高了开发的速度。

使用Windows WinMain作为基础，生成一个并且是唯一一个窗口，这个窗口不带有任何基础控件，在此窗口的基础上进行界面的显示和切换。所有窗口都继承自CWnd，CWnd有一个Static的CWnd容器和一个装载控件的m_CUserControl容器，所有控件都继承于CUserControl，且CUserControl是一个嵌套的结构，每个CUserControl都可以有若干的CUserControl构成，通过一个m_CUserControl的容器来存储这些CUserControl。每个控件有自己的显示层次，用来表示绘制时的先后顺序。CUserControl通过读取具有特定格式的XML配置文件来得到各个控件的类型和显示信息，CUserControl使用C++面向对象编程的多态特性，实现m_CUserControl容器中各个控件的生成和添加。各个控件通过调用各自的Draw函数将自身绘制于图形缓存区。

由于在程序运行周期只存在一个窗口，也就是只有一个窗口句柄存在，因此在消息机制不同于其他中间件的设计方式。消息被分为三大类：系统全局消息、系统按键消息、定时器消息。

系统全局消息由IGlobalMessage接口来实现，他独立于CWnd存在，只有窗口需要处理系统全局消息时才会继承并实现它。

系统按键消息主要是用户点击屏幕或者点击外按键板触发的消息，这类消息只会发送到当前窗口进行处理。当系统发出点击操作消息后，此消息在WinProc函数被捕获，并且调用CWnd的OnWndMsg进行处理，此函数在获得当前窗口句柄后将消息分发给当前窗口的处理函数OnMsg进行处理，OnMsg在经过一系列判断，判断是否点击了某一按钮，若是这样则将此按钮id作为参数，调用该窗口的OnBtnID函数，此函数由用户用来定义点击后的操作。

定时器消息主要通过封装Windows api的SetTimer和KillTimer实现。定时器消息主要有两种：一种是全局定时器消息；一种是CUserControl定时器消息。前者不管窗口是否是当前显示窗口，消息都会被分发，后者当当前窗口退出后，其CUserControl的定时器消息将不再被处理。在设置CUserControl定时器的同时保存一个CUserControl的指针到TimerGrps，若指针为空则表示其为当前窗口定时器，否则此定时器为该CUserControl定时器，当消息被触发后，先调用当前窗口处理函数看是否有对应的id并处理，若未处理则调用基类的处理函数进行处理，否则查询当前窗口的TimerGrps容器中的id，找到此id调用相应的CUserControl定时器处理函数。

在界面显示方面，此中间件使用Windows GDI和DiretX技术将界面直接绘于屏幕的Primary层或者Overlay层。

在于Lua交互方面，使用SWIG1.3工具将C++的类和接口进行封装，使这些接口可以在 Lua语言中被调用。这样就可以用Lua语言进行界面实现了。

Claims

1.中间件的控件生成方式。

2中间件使用Lua脚本语言进行界面生成的实现方式。

3中间件的单窗口管理模式。