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基于QT软件的人机交互界面设计和应用

摘要：本文针对混合动力有轨电车的人机交互界面(HMI)设计需求，阐述了人机

交互界面的界面设计和主界面功能区域划分规则，以及利用QT软件实现信息显

示、参数设定、控制操作、故障处理等功能的设计和实现方法。

关键字：人机交互界面HMI、QT软件、混合动力有轨电车。

软件环境1QT

QtCreator是基于C++的、主要的、跨平台的图形用户界面应用程序框架，它

包括一套跨平台的类库、一套整合的开发工具和一个跨平台的集成开发环境

（IDE),它可以开发GUI程序，也可以用于开发非GUI程序，它是面向对象的框架，

使用特殊的代码生成扩展以及一些宏，易于扩展，允许组件编程。

系统的建立通HMI过QT现有文档类型—C++文件类型建立。系统结构主要包

括四个部分：Forms-添加designer生成的.ui文件；Headers-头文件（.h文件）；

Resources-资源管理（image.qrc导入图形文件）Sources-执行文件（.cpp文件）。

其QT软件程序编辑界面如图1所示。

图1QT软件程序编辑界面

功能需求2

人机交互界面HMI，是司机和列车交互的媒介，车辆状态、故障等信息在

HMI上显示给司机，司机还可以通过在HMI上进行操作对列车进行控制。

每列车装有2个HMI，分别安装在两个Mc车中，HMI是TCMS（列车控制和

管理系统）的显示终端设备，HMI通过以太网与VCU（车辆控制单元）通信，是

司机和维护人员操作列车的窗口，用于监测和控制列车。

针对混合动力有轨电车，主要实现以下功能：

）参数显示：1HMI需要对列车主要的技术参数进行显示。

）状态2显示：HMI可以显示主要设备的状态，包括各个子系统的主要运行状

态或所处的运行模式等。

）故障3提示：对列车发生的故障，通过故障界面可以查阅当前故障信息，通

过历史故障界面，能够查询列车曾经发生过的故障信息。还可以通过详细故障界

面，查看已发生故障的详细信息。

）控制功能：主要包括4空调的控制模式设置、司机火警消音、故障翻页、亮

度设置等功能。

）维护5功能：HMI需设置维护界面，专门供列车维护人员使用。

人机交互界面设计3

界面设计3.1

根据功能需求，该显示屏界面大致划分为以下三个等级。

第一级：各系统主界面——此界面由司机选择显示屏上的相关按钮进入，主

要显示各个系统的状态、数据等主要信息。

第二级：各系统子界面——显示各主要子系统的具体状态，包括空调温度控

制模式、各主要节点信息、通讯状态等。同时还可以提供一些子系统的设置功能，

如屏幕亮度设置、里程数重置设置等。

第三级：操作界面——此界面主要为空调温度设置、轮径设置、车号设置的

输入键盘调用界面，浮动数字键盘显示，以及详细故障显示界面，方便司机根据

故障的详细处理意见进行故障处理。

主界面功能划分及说明3.2

在显示屏界面设计时，为了便于阐述界面功能，将显示界面划分为A、B、C、

D、E五个大区，每个大区包含若干个小区。

A区属于公共信息显示区；B区为子系统信息显示区；C区为重要信息显示区；

D区为子系统界面按键提示区；E区为故障及行车信息按键提示区。绘制的主界

面如图2所示。

图2主界面设计效果图

软件功能实现4

根据功能需求，首先要整理图标素材，再进行主界面的绘制。在框架程序的

基础上，由主界面划分图，可搭建主界面的QT软件程序构架，每个界面需要建

立对应的头文件.h文件和源文件.cpp文件，在每个界面中根据需求规范调用相应

的Label、Image、Button、Line等控件来进行界面的绘制。

在每个界面源文件中，都需要调用公有函数：

界面更新函数:VoidOnUpdatePage();

界面展示函数:VoidOnShowPage();

界面初始化函数:VoidOnInitPage();

其中数据通讯的相关内容需要在OnUpdatePage()函数中定义与实现。

程序中对应的HMIQT软件功能实现方式一般有以下几种。

参数显示：HMI