基于嵌入式LINUX的車載導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

車載電子設(shè)備在技術(shù)水平上的不斷提高已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志之一，而車載導(dǎo)航設(shè)備是其中重要組成部分。它要將數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，影音娛樂(lè)系統(tǒng)，定位系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，讓用戶得到充分的駕駛信息，以ARM 及嵌入式操作系統(tǒng)為技術(shù)核心，為車輛駕駛者提供安全行駛所必需的路況、地理信息的車載導(dǎo)航系統(tǒng)目前正在全世界得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，大大提高了用戶駕駛體驗(yàn)與車輛運(yùn)行的安全性。

但目前市場(chǎng)上的車載導(dǎo)航系統(tǒng)多使用 WinCE 作為操作系統(tǒng)，不僅軟件使用價(jià)格昂貴，而且對(duì)硬件要求較高，運(yùn)行速度偏慢。本文提出并設(shè)計(jì)了一種基于GPS 和GPRS，使用嵌入式32 位處理器和嵌入式Linux 的車載導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用S3C2440A:32 位ARM920T內(nèi)核處理器，外部擴(kuò)展GPS 接收模塊及GPRS 通訊模塊，顯示部分采用SAMSUNG 4.3 寸480×272 分辨率寬屏TFT 真彩液晶。底層采用嵌入式Linux 操作系統(tǒng)，具有源碼開放、易移植、模塊化、資源豐富的優(yōu)勢(shì)。圖形用戶界面(GUI)采用Qt/Embedded 軟件進(jìn)行開發(fā)。本文著重從 GPS 與GPRS 數(shù)據(jù)接收與發(fā)送, 嵌入式Linux 總體架構(gòu)，多線程技術(shù)在Qt中應(yīng)用等方面進(jìn)行論述。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及軟件開發(fā)平臺(tái)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，本系統(tǒng)采用SAMSUNG 公司的S3C2440A 嵌入式處理器，標(biāo)稱工作頻率：400MHz；CPU 內(nèi)置STN/CSTN/TFT LCD 控制器，支持1024ⅹ768 分辨率以下的各種液晶；以太網(wǎng)控制器；1 通道5 線制串口，2 通道3 線制串口，CAN 接口，SPI接口，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘等；通過(guò)RS232 外接GPS接收儀及GPRS模塊; 系統(tǒng)外擴(kuò)64NB SDRAM，用于操作系統(tǒng)內(nèi)存空間，存放動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行程序; 系統(tǒng)外擴(kuò)64MB Flash 空間，用于存放Linux 內(nèi)核，文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù)。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)軟件基于嵌入式Linux 操作系統(tǒng)，并選擇Qt/Embedded 作為圖形用戶界面（GUI）開發(fā)環(huán)境。Qt 是Trolltech 公司推出的跨平臺(tái)的應(yīng)用程序框架，Qt/Embedded 是Qt 面向嵌入式應(yīng)用的版本，一次編寫，隨處編譯。 Qt 特有的信號(hào)/槽（singal /slot）機(jī)制，加強(qiáng)了對(duì)象間通信的靈活性；通過(guò)裁剪去掉無(wú)關(guān)模塊可以調(diào)整庫(kù)文件的大小，適合嵌入式系統(tǒng)使用；在QT 中支持OpenGL 接口和矢量圖形格式SVG. 能充分滿足導(dǎo)航系統(tǒng)繪圖需要。系統(tǒng)從GPS實(shí)時(shí)獲取車輛位置（包括經(jīng)緯度與時(shí)間等）和運(yùn)行信息（包括車速與方向等），在電子地圖上顯示相關(guān)導(dǎo)航信息，用戶通過(guò)觸摸屏操作，提供地圖漫游、地圖查詢和道路信息管理等功能。