2.3 系統應用層的程序設計
應用層的程序設計主要是在Qt/Embedded平臺上完成的，負責設計觸摸屏的應用程序GUI，另外通過調用驅動程序以實現硬件平臺的工作算法。Qt/Embedded是由Trolltech公司開發的面向嵌入式的Qt版本。它通過Qt API與Linux I/O以及Framebuffer直接交互,擁有較高的運行效率，其類庫采用C++封裝且完全面向對象以實現真正組件編程。其開發套件使用C++語言編程，具有功能強大、使用簡單、控件資源豐富且可移植性好等特點[7]。
本系統主程序的觸發來自兩方面。其一是按照系統時鐘，依據時序觸發各事件并完成相應的處理；另一方面由用戶界面操作觸發。根據設計要求，系統主程序采用雙線程工作方式，分別定義Ctrb_n 與SensorT繼承QThread實現雙線程。 QThread代表在程序中一個單獨的線程控制[4]，在多任務操作系統中，它和同一進程中的其他線程共享數據，但運行起來就像一個單獨的程序一樣。QThread不是在main()中開始，而是在run ()中開始運行的。
在工作算法中添加模糊PID自適應控制，使控制器能夠在線自動調整比例系數Kp、積分系數Ki和微分系數Kd，以期獲得最佳的溫度控制。在PID控制器中，比例系數Kp值的選取決定于系統的響應速度，積分控制Ki用于消除系統的穩態誤差,微分系數Kd在于改變系統的動態特性。調節初期選取較大的Kp值以提高響應速度，較小的Ki值以防止積分飽和，Kd=0以保證系統的穩定性；在調節中期，隨著誤差的減小Kp也逐漸變小，Ki值加大以盡量消除余差，Kd值取較小值以調節系統的動態特性；在調節過程后期，Kp值調到較小值以保證系統的平穩性，Ki值取適中以消除余差，Kd值取小值以控制過程的制動作用[5]。主程序的工作流程如圖5所示。

3 結果分析
在室溫為33℃時，設定目標溫度為48℃，分別采用普通PID算法與模糊自適應PID算法測得實驗數據，并利用MATLAB對所測實驗數據進行比較分析，得到圖6所示的溫度變化曲線。

從圖6可知采用普通PID控制時,具有調節速度慢、超調量大以及精度不高等特點；而ARM實現的模糊PID控制，其調節時間相對于普通PID控制而言減小了5 min， 超調量變小, 平穩性更好，且控制相對誤差達到±1.1%。熱電半導體的應用，相對于傳統的加熱制冷設備，在減小噪音和環境污染等方面有很大的改進，從而提高了控制質量，降低了能耗。
本文實現了一種基于ARM9與嵌入式Linux操作系統并采用新型熱電半導體為溫控元件的控制方案，經反復實驗調試該培養箱已達到相對誤差±1.1%的控制要求，所設計的控制方案具有溫度調節響應快、超調量小、性能穩定等特點。該方案具有低功耗、無污染及觸屏控制等優點，具有良好的市場潛力。
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