基于ARM的车载GPS智能导航体系

　　1  小序

　　随着中国的都市化的程度不绝加快，使得越来越多的人口与奇迹单位会合在一个“局促”范畴内生存与事变。都市的敏捷“膨胀”直接导致了交通网络的日趋巨大，职员活动的日益频繁也使得每个人私家对空间信息有了更多的依赖。人们越发体贴“当前我在那边？”“目标地在那边？”“怎样到达？”等题目。而以嵌入式体系为平台的数字地理集成应用方案可以有效地办理这些抵牾。在此背景下，本文给出了基于ARM的嵌入式办理方案。

　　2硬件实现

　　本嵌入式GPS导航体系的硬件内核是三星公司ARM9系列中的16/32位RISC处理惩罚器S3C2410A芯片，该芯片强大的及时处理惩罚本领和丰富的外围接口非常得当嵌入式体系的开辟，本体系正是基于该芯片的这些特点而计划的。体系框图如图1所示。

　　该体系以S3C2410A微处理惩罚器为内核，与2片32M的SDRAM(HY57V561620CT)和一片64M的NAND Flash(K9F1208U0B)构成了最小体系。外部添加了用于吸取GPS信号的GPS模块，用于表现的液晶外观以及一片UDA1341TS的声音芯片。别的，为了调试的方便，我们还增长了一片CS8900A的10M网卡芯片。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图１体系框图

　　3体系平台的创建

　　体系平台的创建重要包括两部分，即宿主机（PC机）上操纵体系的选择和交错编译器东西链的创建。

　　PC机上的操纵体系可以有多种选择：安置Linux发行版、在Windows下利用假造机大概利用Cygwin。由于现今Microsoft Windows统领着环球高出半数的PC机（在中国Windows占据近90%的份额），很多开辟者开始利用假造机等本领来实如今Windows平台下举行嵌入式Linux的开辟，但这些要领都市或多或少地带来些兼容性题目。开辟嵌入式Linux最好的选择便是在PC机上安置Linux发行版，由于如许与Windows毫无接洽干系，可占据体系全部资源，拥有体系最高性能和最佳的兼容性。

　　在创建交错编译器东西链方面必须细致一点的便是C运行库的选择。如今可供选择的C运行库有glibc, uClibc以及newlib等。glibc是由GNU项目提供的标准C运行库，它针对PC应用计划，较巨大，但能提供最优的兼容性。要是一样平常的嵌入式开辟可选用uClibc。uClibc本来是uCLinux开辟进程中的一个C语言库，现已经独立于uCLinux项目并且进一步美满。它对glibc的大部分函数举行了重写，并且目标就定位于嵌入式，以是其相对glibc而言要小巧很多。别的由于它的函数与glibc保持同等，如许很多本来基于glibc开辟的软件根本无需窜改便可改用uClibc编译运行，使得在嵌入式体系上占用的内存和磁盘空间更少。但由于终究不是标准的C运行库，因此uClibc拥有着肯定的兼容性题目。

　　本体系选用了Fedora Core 5作为宿主机（PC机）的操纵体系以及分别利用buildroot和crosstool创建两条采取差别的C运行库的交错编译器东西链。由于我们体系开辟必要利用U-Boot的TFTP成果下载Linux内核以及Linux的NFS网络文件体系，以是起首必要对Fedora Core 5设置TFTP以及NFS，而后必要设置一个串口通讯软件与开辟板交互，本体系选择了Kermit。

　　利用两条采取差别C运行库的交错编译器东西链的重要缘故起因在于，我们的导航应用步伐利用uClibc有兼容性题目，以是不得不采取glibc。而为了淘汰占用资源，我们U-Boot、Linux内核和Busybox仍旧采取的是uClibc。

　　本课题重要环境设置如下：

课题主目次
 /Project
 
编译器目次
 arm-linux-uclibc-
 /Project/toolchina/uclibc/buildroot/build_arm_nofpu/

staging_dir
 
arm-unknown-linux-gnu-
 /Project/toolchain/glibc/tools/gcc-4.1.0-glibc-2.3.2/

arm-unknown-linux-gun
 
NFS目次
 /Project/nfs
 
TFTP目次
 /tftpboot
 
PC机的IP地点
 192.168.0.110
 
开辟板的IP地点
 192.168.0.3
 
　　4应用软件的开辟

　　在体系平台创建之后，Linux操纵体系提供了底层的操纵，包括文件体系的办理、内存分派以及根本flash的烧录读取，但并没有提供友爱的表现界面。同时也为了实现地理数据的表现和导航，就必要在操纵体系上放入图形用户界面支持体系和地理信息开辟平台。为此我们分别选择了MiniGUI和mGIS。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3是应用软件的流程图

　　整个软件体系寄托相应差别窗口大概控件发出的变乱，来实现种种成果。通过主窗口创建后注册mGIS控件，可以较为方便的实现一些常用的舆图操纵。主窗口创建后，将会创建很多用于子窗口，包括用于表现经纬度信息，时间。速率的静态框，用于实现快速便捷操纵的东西栏，用于实现GPS成果封闭和舆图数据加载的菜单栏。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4 GPS吸取模块流程图

　　5总结和预测

　“Find My Way”（完成项目标名称）嵌入式移动舆图导航体系颠末最初计划、实现及应用查验，已经具备根本的成果，可开端餍足个人私家移动导航信息体系的需求。能完成数字舆图的加载、缩放、拖动、搜刮、浅显导航、测距、GPS成果开闭等成果。同时我们也探索出了一整套较为可行的矢量舆图的制作要领,能依据利用的场合差别，较快速的完成舆图数据源的制作及相干信息的添加，有肯定的扩展本领。固然由于时间和本领的有限，这款产品也有其肯定的不敷，值得进一步的深入研究，比方：在打开GPS吸取模块之后，体系的相应速率将有明显的降落，固然已经对Linux内核和编译器颠末得当的优化，但环境并没有明显的改进。题目大概在硬件平台的处理惩罚速率和可调用的资源有限，也有大概在软件吸取上的步伐布局不同理，嵌套过多。GPS吸取信号偶然会产生信号吸取的不稳固，出现信号的偏移，高出标称的偏差值。题目大概在开辟平台的计划电路中对付数据信号线的排版上，没有使信号线等距，也没有设置公道的信号断绝和掩护带，导致终极出现了不该有的偏差。但从软件上动手，怎样改正如许的偏差也是值得研究的一个方向。在本课题中只实现了牢固点的导航，并不克不及完成从恣意点至恣意点的导航。导航成果可以从软件方面连续深入的研究，包括对舆图格局的选择等。这些都是将来值得美满之处。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5硬件平台

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图6最闭幕果图

　　参考文献

　　1飞漫软件，MiniGUI 技能白皮书 Ver 1.6.2，www.minigui.org， 2004.3.29

　　2飞漫软件，mGIS技能文档，www.minigui.org， 2005.3

　　3飞漫软件，mGIS产品先容，www.minigui.org， 2005.3

　　4 MapInfo Corporation, MapInfo7.5用户指南，www.mapinfo.com,2003.12

　　5HOLUX，GR-87利用手册，www.holux.com.cn,2006.2.21

　　6HOLUX，GR-86 manual，www.holux.com.cn,2005.5

　　7 邓滔，徐勇，GPS与嵌入式Linux平台串行通讯研究，湖南大学电气与信息工程学院，2004.11.2，全文

　　8孙天泽，袁文菊，张海峰. 嵌入式计划及Linux驱动开辟指南. 北京：电子产业出版社，2005

　　9马忠梅，李善平，康慨等. ARM & Linux嵌入式体系教程. 北京：航空航天出版社，2004

　　10廖日坤. ARM嵌入式应用开辟技能白金手册. 北京：中国电力出版社，2005

　　11Samsung Electronics Co., Ltd. S3C2410X 32-Bit RISC Microprocessor User's Manual. Revision 1.2. 2003

　　12Samsung Electronics Co., Ltd. K9F1208U0B Datasheet. Revision 0.1. 2004

　　13Corbet J, Rubini A, Kroah-Hartman G. Linux配置驱动步伐. 魏永明，耿岳，钟书毅译. 第三版. 北京：中国电力出版社，2006

　　14Love R. Linux内核计划与实现. 陈莉君，康华，张波译. 第二版. 北京：机器产业出版社，2006

　　15Philips Semiconductors. UDA1341TS Product Specification. 2002

　　16Sharp Corporation. LQ080V3DG01 Product Specification. 2003