嵌入式車(chē)載導航電子地圖的設計和實(shí)現

摘要 針對車(chē)輛遠程終端儀中車(chē)載導航的硬件構成和GIS軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)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(jìn)行了論述。同時(shí)介紹了在MapXMobile下進(jìn)行二次集成開(kāi)發(fā)的過(guò)程。此系統在上海泛亞汽車(chē)技術(shù)有限公司實(shí)驗用車(chē)上運行了兩年，實(shí)際證明系統運行可靠，能滿(mǎn)足生產(chǎn)的基本需求。
關(guān)鍵詞 SH7764；GIS；MapX Mobile；GPS

車(chē)輛遠程診斷儀的主要功能是導航。導航功能的重點(diǎn)是行車(chē)路線(xiàn)設計、自動(dòng)車(chē)輛定位、綜合信息服務(wù)、路徑引導服務(wù)等。導航功能是GIS技術(shù)、通訊技術(shù)、嵌入式技術(shù)和GPS定位等技術(shù)相結合的綜合應用系統。系統通過(guò)對GPS定位全天候、高精度、實(shí)時(shí)性強的特點(diǎn)，可實(shí)現對車(chē)輛準確實(shí)時(shí)的跟蹤，通過(guò)應用GLS技術(shù)，則可在電子地圖上顯示車(chē)輛的定位信息，明確用戶(hù)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(diǎn)探討了車(chē)載導航電子地圖設計和實(shí)現，對于車(chē)載導航的進(jìn)一步優(yōu)化具有現實(shí)意義。

1 車(chē)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(shí)，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(shí)現583MI／S的處理性能。FPU支持單、雙精度運算，可實(shí)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(wǎng)控制器(10／100BASE—T)、USB接口(全速／高速)、I2C總線(xiàn)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(gè)高性能的車(chē)載診斷處理系統。使用SH7764構成車(chē)載遠程診斷儀時(shí)，電路框圖如圖1所示。

1．2 操作系統
WinCE操作系統是一個(gè)功能強、可裁剪、易移植的系統，且具備了系統所必須的用戶(hù)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(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )(Virtual Private Network，VPN)的操作性和適用性較強，其主要是利用公用網(wǎng)絡(luò )作為用戶(hù)信息傳輸的媒體，通過(guò)附加的隧道封裝、信息加密、用戶(hù)認證和訪(fǎng)問(wèn)控制等技術(shù)實(shí)現對信息傳輸過(guò)程的安全保護，從而向用戶(hù)提供類(lèi)似專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的安全性能。相對而言安全性大幅提升，因此這種基于網(wǎng)絡(luò )信息安全系統一般會(huì )采用復雜的密碼身份驗證機制，得以保證系統賬戶(hù)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(wǎng)絡(luò )操作系統層：通過(guò)網(wǎng)絡(luò )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(shù)，防止病毒和黑客入侵企業(yè)的信息管理網(wǎng)絡(luò )，對重要的數據和傳輸的數據進(jìn)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(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的各項業(yè)務(wù)順利進(jìn)行。
(2)數據庫系統層：通過(guò)數據庫操作系統ORACLE等管理機制和相應的管理軟件，實(shí)現對登錄數據庫用戶(hù)的檢驗，數據各種操作權限的控制，數據及時(shí)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(shí)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(xún)檢索功能、圖像功能、分析功能均依次為基礎來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。