嵌入式定位系統的實用設計與軟件算法實現

前言：定位系統自問世后便得到了蓬勃發展，其應用已滲入到各行各業。個人消費領域移動定位類型科技產品集中涌現，其他領域和行業也有大量技術更新。目前各領域的定位系統主要集中在平臺和地圖的研發上，平臺配合應用要求選用硬件，地圖根據顯示要求實現軟件算法。因而，它們在定位系統的研究工作中各成體系，兼容性不強。

　　近年來，在定位系統設計中，硬件選擇越來越集中在幾個品牌的幾個型號上。而軟件設計方面比較分散。因而在一個兼容性強的平臺上實現軟件的集中研發，將是未來的研發方向。

　　這里提出一種系統構造模式，弱化硬件平臺的影響而力求zui大限度的統一軟件設計。

　　1 系統整體設計方案

　　這里提出一種實用的設計方案，通過對系統的各方面配置，實現GPS實時導航功能。系統主控器件采用韓國Samsung公司生產的ARM核32位RISC微處理器S3C2410，并在由其組成的開發板上移植Linux操作系統，Linux操作系統負責系統的整體調度和控制。通過S3C2410的UART接口連接GPS接收機，用以接收NEMA0183格式的GPS定位信息。通過UART接口和GSM／GPRS模塊MC35進行通信。

　　為了在移動LED上實現電子地圖的繪制顯示，系統的整體層次結構框圖如圖1所示。Linux操作系統負責底層硬件的初始化和管理，并向上層提供應用接口，MiniGUI完成電子地圖在LED上的繪制，并通過Linux內核提供的應用接口與GPS接收機和GSM／GPRS模塊完成通信等功能。

　　2 圖形界面支持系統——MiniGUI

　　MiniGUI是一個針對嵌入式系統的輕量級圖形界面支持系統。MiniGUI能夠在各個不同的平臺上提供zui大程度的接口兼容性，可運行于AR-M、MIPS等各種主流嵌入式硬件平臺之上。它能夠提供一個輕型、資源開銷少的嵌入式圖形接口。

　　這里利用MiniGUI Ver l．3．3版本，將其編譯為lite版本并移植到基于ARM核的32位微處理器S3C2410上。在此基礎上，開發基于MiniG-UI的電子地圖顯示應用程序，配合GPS信號接收機實現定位導航功能。

　　2．1 交叉編譯MiniGUI

　　MiniGUI從結構層次上可以分為3層，zui上層是APT層，中間層是MiniGUI核心，負責維護整個窗口系統的運行，zui下層由2部分組成，即圖形抽象層（GAL）和輸人抽象層（IAL）。

　　為了使MiniGUI能夠在不同的目標平臺上運行，必須有針對相應平臺的交叉編譯環境。根據本文的設計選用S3C2410器件，則選擇交叉編譯環境Linux-ARM，選擇Mizi公司針對Samsung公司32位ARM核RISC微處理器S3C2410設計開發的工具鏈，這樣的配置環境使軟件和硬件具有更好的兼容性。具體交叉編譯的步驟如下：

　　1）修改configure文件。設置make環境變量CC、LD及AR等。

　　2）GAL（圖形引擎）和IAL（輸入引擎）接口的實現。在MiniGUI中，GAL和IAL是MinGUI的2個基礎設施，MiniGUI的高可靠度在很大程度上也是由于這2個接口提供了獨立于硬件的抽象能力。這2個接口的抽象類似于Linux內核中的虛擬文件系統。