智能GPS 导航系统终端设计与实现.doc

智能GPS导航系统终端的设计与实现 引言 近年来，城市道路建设步伐的加快和人员流动的日益频繁使每个人对空间信息有了更多的依赖，尤其是在户外和移动过程中，对地理信息的需求非常普遍。新一代的智能移动通讯导航设备不仅小巧、轻便，能够实现电话语音、短信和随时随地的接入网功能; 同时以无线的方式将电脑、通讯、导航三者融合在一起，实现无线通讯、远程安控、信息接收查询等功能，最大程度地发挥终端移动通讯、信息管理和智能GPS 导航功能，具有可观的发展前景。基于此，本文开展基于Windows CE 5. 0 的智能GPS 导航系统终端的研究。 1 系统整体设计 智能GPS 导航系统终端的框图如图1 所示。 图1 智能GPS 导航系统终端框图 最底层是系统层。由Windows CE 嵌入式操作系统和内置的各种接口器件的驱动程序以及相关外围设备的驱动程序组成。驱动程序通过操作系统进行调用，完成相应的功能，为上层的接口层和应用层提供数据服务。 中间的嵌入式GUI 为接口层，采用qt-embeddedwince-opensource4.5作为用户GUI的界面库。QT4. 5是基于服务器-客户端的一种用户界面设计中间件，具有丰富的标准库、动态引擎、强大的信号槽机制。 最上层是应用层。采用qt-embedded-wince-opensource4.5 作为应用程序框架进行设计。它具有Widget 样式表，强大的图形布画和多线程功能。不仅能够提供丰富的功能控件和精美的外层界面设计功能，而且可以快捷地设计出符合要求的各种功能模块。主要包含以下几个功能模块： ( 1) 实时路径导航模块: 通过GPS 模块实时地接收卫星信号，解析得出所在地理位置的经纬度信息，在导航界面框架上更新显示; 同时可以设置目的地点，系统将通过路径优先算法显示最优路径，完成导 航功能； ( 2) 空间分析功能模块: 可以在导航界面有哪些信誉好的足球投注网站当前所处地点附近的公共设施、酒店、医院、停车场等。方便用户在短时间内查询所需信息，为用户提供帮助； ( 3) 无线语音通讯模块: 通过平台外扩GPRS 模块，实现无线语音通讯，拨打和接听电话； ( 4) 指纹识别登录模块: 从设备的安全角度考虑设计，用户通过指纹识别正确登录后才能使用设备； ( 5) 安全报警模块: 主要体现在对指纹识别登录多次失败后采取的一种警报方案。它通过对GPRS短信功能、GPS 定位功能和指纹识别功能的结合，获取警报定位，保障对设备的实时地位。 本系统的开发环境如下： ( 1) 硬件环境: UP-TECHPXA270-S 硬件开发平台、指纹识别模块、GPS模块、GPRS模块； ( 2) 软件环境: Platform Builder5.0、qt-embeddedwince- Opensource4.5、Visual Studio 2005 + SP1。 2 系统硬件设计 2.1 XSCALE PXA270 特性介绍 基于XScale 架构的PXA27X 系列处理器 ，最高主频达到624MHz，引用了英特尔的SpeedStep动态电源管理技术，在保证CPU性能的情况下，最大限度地降低系统功耗，延长便携产品的电池使用功耗。同时加入了Wireless MMX 无线多媒体扩展指令集技术，提高了多媒体处理能力，使其能够支持2D 和3D 游戏、数据流MPEG4 视频、无线加密/解密、语音识别和数字编辑等应用。 2. 2 硬件模块设计 系统硬件主要有以下模块: ( 1) 处理器模块: 即PXA270 处理器，用于实现系统的输入输出控制和音视频、图像等的编解码; ( 2) 输入接口模块: 主要处理用户的交互输入信息，分为USB 接口、RS232 串口、标准串行( STUART)接口和触摸屏，USB 接口包括键盘输入、蓝牙和摄像头; RS232 串口包括GPRS 模块、指纹识别模块，GPS模块; ( 3) 音频输出模块: 主要用于音频信息的输出，包括本地内置喇叭的音频输出和音频接口的输出; ( 4) 显示输出模块: 主要用于输出视频影像、图像、文本等功能信息的输出，实现人机的交互; ( 5) 系统控制模块: 包括晶振，电源，复位电路，总线扩展槽等; ( 6) 存储模块: 包括NOR/NAND Flash、SDRAM、U 盘、SD 卡等。用于系统初始化代码的存放、音视频数据及图像数据的存储等。 3 系统软件设计 系统软件包括Windows CE 嵌入式操作系统的定制与裁剪、驱动程序和应用程序的开发。 3. 1 Windows CE 嵌入式操作系统 通过微软提供的Platform Builder 定制嵌入式操作系统，不仅能够符合系统的硬件平台，也能为各外围设备的驱动以及应用程序的运行提供稳定的系统环境。 Windows CE 是高度模块化的嵌入式操作系统，用户