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針對車輛遠程終端儀中車載導航的硬件構成和GIS軟件開發進行了探討。給出了以Renesas Electronics公司SH7764微處理器為核心的電路圖，對嵌入式電子地圖的體系結構、數據管理等進行了論述。同時介紹了在MapXMobile 下進行二次集成開發的過程。此系統在上海泛亞汽車技術有限公司實驗用車上運行了兩年，實際證明系統運行可靠，能滿足生產的基本需求。 車輛遠程診斷儀的主要功能是導航。導航功能的重點是行車路線設計、自動車輛定位、綜合信息服務、路徑引導服務等。導航功能是GIS技術、通訊技術、嵌入式技術和GPS定位等技術相結合的綜合應用系統。系統通過對GPS定位全天候、高精度、實時性強的特點，可實現對車輛準確實時的跟蹤，通過應用GLS技術，則可在電子地圖上顯示車輛的定位信息，明確用戶所在的準確位置。文中在介紹了典型的導航系統軟硬件構成的基礎上，重點探討了車載導航電子地圖設計和實現，對于車載導航的進一步優化具有現實意義。 1 車載導航電子地圖的體系結構 1.1 系統硬件設計方案 嵌入式系統作為電子地圖的載體時，硬件系統需采用32位的微處理器，工作頻率在400 HMz以上，以便能夠處理大量的數據和流暢的運行操作系統。硬件系統需能夠支持多媒體功能，支持LCD觸摸屏輸入、具有大容量SD卡的加載功能，所選取的操作系統應具有信息數據庫和地圖數據庫的管理功能。 SH7764作為診斷儀的核心處理器，其最高工作頻率為324MHz，可實現583MI／S的處理性能。FPU支持單、雙精度運算，可實現 2．3GFLOPS的最高性能。并具有豐富的硬件資源，包括硬件音頻解碼功能、正玄／余玄操作以及向量元算操作功能。外設執行存儲功能包括NAND閃存控制器和存儲卡控制器、以太網控制器（10／100BASE—T）、USB接口（全速／高速）、I2C總線接口、帶有FIFO的串行通訊接口，顯示支持功能是由2D圖形引擎、LCD控制器和數字RGB輸出功能提供的。 SH7764高速的數據處理性能和豐富的外設功能，使得SH7764處理器可以低廉的成本構成一個高性能的車載診斷處理系統。使用SH7764構成車載遠程診斷儀時，電路框圖如圖1所示。 
圖1 使用SH7764構成車載遠程診斷儀時的電路框圖 1.2 操作系統WinCE操作系統是一個功能強、可裁剪、易移植的系統，且具備了系統所必須的用戶信息數據庫和數字地圖數據庫的存儲及管理功能。 在WinCE操作系統中，虛擬專用網絡（Virtual Private Network，VPN）的操作性和適用性較強，其主要是利用公用網絡作為用戶信息傳輸的媒體，通過附加的隧道封裝、信息加密、用戶認證和訪問控制等技術實現對信息傳輸過程的安全保護，從而向用戶提供類似專用網絡的安全性能。相對而言安全性大幅提升，因此這種基于網絡信息安全系統一般會采用復雜的密碼身份驗證機制，得以保證系統賬戶的安全。系統采用嚴格的權限管理，用以確保系統運行的安全性。 （1）網絡操作系統層：通過網絡和操作系統的管理機制并借助相應的管理軟件和防火墻技術，防止病毒和黑客入侵企業的信息管理網絡，對重要的數據和傳輸的數據進行加密處理，防止非法人員登錄數據庫和應用系統，保障在網絡環境下的各項業務順利進行。 （2）數據庫系統層：通過數據庫操作系統ORACLE等管理機制和相應的管理軟件，實現對登錄數據庫用戶的檢驗，數據各種操作權限的控制，數據及時備份和歷史數據的管理。 （3）系統應用層：主要是系統平臺提供的管理功能測試，有功能權限設置、數據權限設置、時間權限設置、應用控制機制和操作日志管理。 1.3 GIS軟件設計 GIS軟件的設計基礎在于數據結構以及數據庫結構的定義兩方面，其直接決定了系統的穩定性、合理性、功能完整性、可擴充性等方面。GIS軟件所具備的查詢檢索功能、圖像功能、分析功能均依次為基礎來進行開發的。 1.3.1 電子地圖的文件格式與數據組織 在電子地圖地理信息系統中，實行屬性數據與空間數據的分開儲存。其中，空間數據以電子地圖的自身格式在文件中進行保存，而屬性則以數據鏈形式在一份表中實現儲存。且兩者利用一定索引機制便可有效地關聯。電子地圖以土層為依據進行地理管理。每個圖層均由屬性數據表結構文件、屬性數據文件、交叉索引文件、空間數據文件多個基本文件構成。空間數據包括空間對象的顏色信息、坐標信息、幾何類型等，當用戶對索引字段加以規定后，索引文件便會在地理信息系統中自動生成。 電子地圖通過“Table”的形式來建立屬性數據與空間實體間的對應關系，并以此為基礎建立起電子地圖的查詢檢索系統。通過定義空間數據結構，對空間實體類型進行確定。數據庫關系模型選用一組邏輯嚴密、結構簡單的二維平面表為操作對象，Table中嚴禁重復存儲，從而保障空間內唯一的實體記錄。在描述空間實體類型的多種屬性時，將其進行多個Table的分解，從而使其形成多重的鏈表關系，多個Table屬性信息同空間實體發生聯系，進而構成屬性數據同空間實體間多重對應的關系。 1.3.2 電子地圖的數據索引機制 電子地圖數據索引機制的索引設計過程如下：當從屬性信息中進行空間信息的查詢時，電子地圖首先應在屬性文件中找到數據庫中的相應數據。此時就可在索引文件中選取相應指針，其所指的地圖對象即為同數據庫記錄空間相對應的對象。從而能夠在空間信息中進行屬性信息的查詢。（如對于某一空間對象已在地圖上查出，電子地圖便可在空間文件中讀出同空間信息相對應的記錄號，以此為依據，便可實現該地圖對象底性信息在屬性數據文件中的查詢。）而 MapInfo地理信息數據格式的應用，則可較好地落實上述索引思路，且能夠按照土層間的疊加關系進行存放與顯示。 1.3.3 電子地圖的圖層與圖元 在MapX中，對于MapInfo表的地圖標示均是以圖層的形式進行顯示的，這些圖層中除有地物元素位置外，默認為透明。疊加圖層后，便可看到地圖的各種方面。圖元則包括區域對象、點對象、線對象。在MapX中，通過對Feature對象的利用便可實現對上述地圖對象的房問題，可完成創建、自定義、編輯、顯示等操作。 1.3.4 應用Geoset，實現地圖管理 對于滿意的地圖，便可進行保存，在驅動器中將其寫入Geoset文件當中。將Geoset文件打開，全部地圖的設置和土層均為保存時狀態。此時，可應用MapX自帶工具Geoset Manager可對．gst文件進行管理，來對管理縮放級別、圖層、表和其他屬性進行修改。 2 電子地圖模塊的二次開發 基于Active技術的MapX控件為開發人員的二次開發提供了方便。在VC++等可視化開發環境中，將MapX控件嵌入到窗體中即可進行編程、設置屬性等操作，完成空間數據查詢，地理空間數據的可視化，編碼等地圖信息系統功能。 2.1 安裝MapX mobile 在MapX安裝完畢后，添加MapX空間便可對地圖進行顯示。具體設計步驟為：建立標準exe于編程環境當中，從“工程”菜單中選取“部件”，隨即將“部分對話框打開”，于部件列表內，將“MapX mobile V5．02”找到，完成復選后，點擊“確定”。隨后工具欄中便會將Map空間圖標顯示出來，此時，單擊“控件”，便完成了工程中Map空間的引入。 2.2 地圖的基本操作 車載嵌入式車載導航中，主要通過DataSet對象和Layer對象操作來完成MapX地圖操作。對同此類型對象的應用，仍可將地圖土層添加到應用程序當中。而屬性數據操作的完成，則可通過建立數據綁定、數據源設置的方式實現。而電子地圖的加載主要通過以下兩種設計形式實現。一是在 MapX中加載一個Geoset對象，加載完成后，MapX將各個圖層自動打開，在地圖窗口中進行疊加，并對圖層屬性信息進行設置。二是在MapX中加載一個圖層，該種方法是對一個MapInfo文件的直接加載，待圖層打開后，其將在地圖窗口內完成自動的疊加。 2.3 地圖的刷新 MapX首先繪制動態圖層以外的全部圖層，并在某一地方進行存儲，當其他圖層未變而動態圖層發生變化時，便可通過已存儲的動態圖層和數據來實施覆蓋處理，進而現實處理結果。地圖的刷新過程設計為依次全部刷新的形式，從最小外界矩形窗口區域開始，來完成整合刷新過程。該方法的優點是相比于整個地圖窗口的刷新形式要更加快速。同時，因受地圖刷新速度的影響，MapX難以同時完成多目標的刷新，這時iju可進行統一刷新鬧鐘的設置，從而使每個一定時間間隔，目標地圖便會自動刷新一次。 2.4 地圖調用 首先，在工程中加入MaoX．cpp和MapX．h文件。在菜單“Project”中選擇“Files”命令，隨后將對話框打開選取 MaoX．cpp和MapX．h文件加入到MapX系統當中。將MapX對象頭文件加入到視圖（包含MapX）中。針對MapX進行一個資源ID的創建，通過“新建一名稱輸入”的操作來完成。進行消息映射函數SIZE和CREATE的創建，在“視圖／類導向”中選擇視圖類，并將兩個信息在消息框中完成分別選擇，之后通過函數的條件，來對代碼進行編輯，導入地圖。通過類向導，來進行SETFOCUS映射函數的創建，使得窗口在獲得焦點的同時，地圖空間也可獲取焦點。 2.5 圖層的控制 GIS軟件中，通常需對圖層屬性進行設置，而通過對顯示圖層控制方法的應用便可實現此項功能，借助于MapX中可選擇、可顯示、自動標注、可編輯的四種屬性設置來實現地理信息維護與查詢功能的發揮。 2.6 鷹眼圖的實現 鷹眼圖是基于嵌入式車載導航電子地圖的一項基本功能，其實現思路為：進行一個無模式對話框的創建，確立HAWK為ID。建立MapX空間來對鷹眼圖進行控制，并創建一新圖層于鷹眼圖中，以此添加矩形框，對主視圖中地圖作出表示，且該矩形框的位置和大小不隨主視圖邊界變化而發生變化。添加一個按鈕于對話框，依據按鈕下的相應函數來操作鷹眼圖MapX空間，從而使其對Map空間的操作得以實現，且當按下對話框按鈕后，便可對CLICK信息進行發送。依靠此設計程度的鷹眼圖可在EVC模擬器上運行，并具備了車載導航電子地圖的基本功能。 3 結束語 嵌入式車載導航在車載導航領域中有廣泛的應用，隨著社會信息化的發展，嵌入式車載導航電子地圖的功能必將進一步完善。因此，嵌入式車載導航的應用前景將十分廣闊。 |
