嵌入式定位系统的实用设计与软件算法实现

前言：定位系统自问世后便得到了蓬勃发展，其应用已渗入到各行各业。个人消费领域移动定位类型科技产品集中涌现，其他领域和行业也有大量技术更新。目前各领域的定位系统主要集中在平台和地图的研发上，平台配合应用要求选用硬件，地图根据显示要求实现软件算法。因而，它们在定位系统的研究工作中各成体系，兼容性不强。

　　近年来，在定位系统设计中，硬件选择越来越集中在几个品牌的几个型号上。而软件设计方面比较分散。因而在一个兼容性强的平台上实现软件的集中研发，将是未来的研发方向。

　　这里提出一种系统构造模式，弱化硬件平台的影响而力求zui大限度的统一软件设计。

　　1 系统整体设计方案

　　这里提出一种实用的设计方案，通过对系统的各方面配置，实现GPS实时导航功能。系统主控器件采用韩国Samsung公司生产的ARM核32位RISC微处理器S3C2410，并在由其组成的开发板上移植Linux操作系统，Linux操作系统负责系统的整体调度和控制。通过S3C2410的UART接口连接GPS接收机，用以接收NEMA0183格式的GPS定位信息。通过UART接口和GSM／GPRS模块MC35进行通信。

　　为了在移动LED上实现电子地图的绘制显示，系统的整体层次结构框图如图1所示。Linux操作系统负责底层硬件的初始化和管理，并向上层提供应用接口，MiniGUI完成电子地图在LED上的绘制，并通过Linux内核提供的应用接口与GPS接收机和GSM／GPRS模块完成通信等功能。

　　2 图形界面支持系统——MiniGUI

　　MiniGUI是一个针对嵌入式系统的轻量级图形界面支持系统。MiniGUI能够在各个不同的平台上提供zui大程度的接口兼容性，可运行于AR-M、MIPS等各种主流嵌入式硬件平台之上。它能够提供一个轻型、资源开销少的嵌入式图形接口。

　　这里利用MiniGUI Ver l．3．3版本，将其编译为lite版本并移植到基于ARM核的32位微处理器S3C2410上。在此基础上，开发基于MiniG-UI的电子地图显示应用程序，配合GPS信号接收机实现定位导航功能。

　　2．1 交叉编译MiniGUI

　　MiniGUI从结构层次上可以分为3层，zui上层是APT层，中间层是MiniGUI核心，负责维护整个窗口系统的运行，zui下层由2部分组成，即图形抽象层（GAL）和输人抽象层（IAL）。

　　为了使MiniGUI能够在不同的目标平台上运行，必须有针对相应平台的交叉编译环境。根据本文的设计选用S3C2410器件，则选择交叉编译环境Linux-ARM，选择Mizi公司针对Samsung公司32位ARM核RISC微处理器S3C2410设计开发的工具链，这样的配置环境使软件和硬件具有更好的兼容性。具体交叉编译的步骤如下：

　　1）修改configure文件。设置make环境变量CC、LD及AR等。

　　2）GAL（图形引擎）和IAL（输入引擎）接口的实现。在MiniGUI中，GAL和IAL是MinGUI的2个基础设施，MiniGUI的高可靠度在很大程度上也是由于这2个接口提供了独立于硬件的抽象能力。这2个接口的抽象类似于Linux内核中的虚拟文件系统。