嵌入式GPS導航系統設計
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使得每個(gè)人對空間信息有了更多的依賴(lài)，使得人們對于「我身處在何方？」、「前往的目的地？」、「如何前往？」等問(wèn)題，存在著(zhù)前所未有的需求性。因此，以嵌入式系統為主要平臺的數碼地理整合性應用與其因應方案，也就是手持式、車(chē)載GPS全球衛星導航系統，便可解決對此人們急迫的需求性。
圖說(shuō)：附加功能仍持續呈現高度擴張，過(guò)去車(chē)用導航系統中不需要AM/FM收音機、DVD/VCD影音系統、CD/MP3播放器，又或者兼具語(yǔ)音導航的音效系統、擁有存放地圖的存儲器等諸多功能性。
今日GPS衛星導航定位的應用已愈來(lái)愈普及，但大多數人對它的認識仍限定在行車(chē)導航的用途之上，不過(guò)針對廣泛的
這可以由嵌入式GPS導航系統的核心技術(shù)來(lái)看，以三星ARM9系列中的16/32位RISC處理器S3C2410A芯片為例，該芯片強大的實(shí)時(shí)處理能力和豐富的外圍界面非常適合嵌入式系統的開(kāi)發(fā)，而該系統就是基于該芯片的這些特點(diǎn)而設計的。該系統以S3C2410A微處理器為核心，與2片32M的SDRAM（HY57V561620CT）和64M的NAND Flash（K9F1208U0B）整合為最小的一套系統；另外，就是在系統外部加裝可用于收GPS信號的GPS模塊，用于顯示的液晶面板，以及UDA1341TS的語(yǔ)音芯片系統。
建立系統平臺完善架構 兼容性是主要目標
主要來(lái)說(shuō)，其系統平臺架構的建立，可細分為2個(gè)主要部分，也就是主控的計算機主機的操作系統的選擇和交叉編輯設備與工具鏈的建立。在計算機的主機上，其操作系統可以有多種選擇，包括：安裝Linux發(fā)行版、在Windows下使用虛擬機或者使用Cygwin。由于現今Microsoft Windows統領(lǐng)著(zhù)全球超過(guò)半數的計算機系統，而許多開(kāi)發(fā)者開(kāi)始使用虛擬機等手段來(lái)實(shí)現在Windows平臺下進(jìn)行嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)，但這些方法都會(huì )或多或少地帶來(lái)些兼容性問(wèn)題。開(kāi)發(fā)嵌入式Linux最好的選擇便是在計算機主機上安裝Linux發(fā)行版，因為這樣與Windows毫無(wú)關(guān)聯(lián)，可占有系統全部資源，擁有系統最高性能和最佳的兼容性。
其次，就是在建立交叉式編輯設備的工具鏈方面，必須注意一點(diǎn)就是在計算機運行系統的選擇?，F在可供選擇的運行系統有g(shù)libc、uClibc以及newlib等。glibc是由GNU項目提供的標準系統，因為主要是針對計算機而應用設計，主體架構較為巨大，不過(guò)卻能供應最佳的兼容性。如果一般的嵌入式開(kāi)發(fā)可選用uClibc，而uClibc原本就是uCLinux開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)C語(yǔ)言庫，現已經(jīng)獨立于uCLinux項目并且進(jìn)一步完善。它對glibc的大部分函數進(jìn)行了重寫(xiě)，并且目標就定位于嵌入式，所以其相對glibc而言要小巧很多。此外由于它的函數與glibc保持一致，這樣很多原本基于glibc開(kāi)發(fā)的軟件基本不需要更改，便能使uClibc在編輯的過(guò)程中獲得最佳化，使得在嵌入式系統上占用的存儲器和磁盤(pán)空間更少，不過(guò)由于不是標準的運行系統，因此uClibc擁有著(zhù)一定的兼容性問(wèn)題。
圖說(shuō)：使用在不同設備上的GPS導航設備，比方說(shuō)，手持式導航設備或者是汽車(chē)上所嵌入式的GPS導航架構，這都是要選擇適當的硬件架構之前，必須要先行確認的使用范疇及定位方向。（www.u-blox.com）
GPS導航應用軟件 關(guān)乎導航系統優(yōu)劣
基本上，軟件功能也是決定導航系統好壞的重要關(guān)鍵之一；首先是操作系統的選擇，由于是車(chē)載嵌入式系統，車(chē)廠(chǎng)對內裝設備的可靠性要求遠高于消費性或家用等設備系統，而作為導航系統的計算機主要機體的操作系統，以及分別使用buildroot和crosstool建立兩條采用不同的運行系統的交叉編輯設備工具鏈。由于系統開(kāi)發(fā)需要使用U-Boot的TFTP功能下載Linux內核，以及Linux的NFS網(wǎng)絡(luò )文件系統，所以首先需要對Fedora Core 5設置TFTP，以及NFS，而后需要設置一個(gè)接口通信軟件與開(kāi)發(fā)平臺上進(jìn)行互動(dòng)之用，因此，在選擇上可采用Kermit通訊協(xié)定，進(jìn)行資料的傳輸。使用2不同運行系統的交叉編輯器工具鏈的主要原因在于，導航應用程序使用uClibc有兼容性問(wèn)題，所以不得不采用glibc，而為了減少占用資源，而U-Boot、Linux內核和Busybox仍然采用的是uClibc。
在系統平臺建立之后，Linux操作系統提供了底層的操作，包括：文件系統的管理、存儲器分配以及基本快閃存儲器的燒錄讀取，但并沒(méi)有提供最佳的的顯示界面，而再同一時(shí)間為了體現出地理數據的顯示與導航功能，就需要在操作系統上放入圖形用戶(hù)界面支持系統和地理信息開(kāi)發(fā)平臺。
整個(gè)軟件系統依靠響應不同窗口或者控制元件所發(fā)出的訊息，進(jìn)行一部體現出各式各樣的導航系統功能，再透主窗口建立后注冊mGIS控件，可以較為方便的實(shí)現一些常用的地圖操作。主窗口建立后，將會(huì )創(chuàng )建許多用于子窗口，包括：用于顯示地圖經(jīng)緯度信息、時(shí)間。最后，在速度的靜態(tài)功能上，則可用于實(shí)現快速便捷操作的工具欄，用于實(shí)現GPS功能關(guān)閉和地圖數據加載的菜單欄。
圖說(shuō)：手持式GPS系統電路結構圖。GPS的應用范圍十分廣泛，也必然有其市場(chǎng)的賣(mài)點(diǎn)，但要將GPS做到手機當中，仍有不少瓶頸需要突破。手機的GPS應用與車(chē)載導航差異甚大，前者要求在行走的環(huán)境中能獲得精準的定位信息，而手機用戶(hù)又經(jīng)常會(huì )處于收訊不良的室內或巷弄當中。（www.Edom.com）
「Find My Way」是GPS衛星導航的終極目標
Find My Way嵌入式移動(dòng)地圖導航系統經(jīng)過(guò)最初設計、實(shí)現及應用檢驗，已經(jīng)具備基本的功能，可初步滿(mǎn)足個(gè)人移動(dòng)導航信息系統的需求。能完成數碼地圖的加載、縮放、拖動(dòng)、搜索、簡(jiǎn)易導航、測距、GPS功能開(kāi)閉等功能。同時(shí)必須要針對較為可行的矢量地圖的制作方法，能依據使用的場(chǎng)合不同，較快速的完成地圖數據源的制作及相關(guān)信息的添加，有一定的擴展能力。
當然由于時(shí)間和能力的有限，這款產(chǎn)品也有其一定的不足，值得進(jìn)一步的深入研究，例如：在打開(kāi)GPS接收模塊之后，系統的響應速度將有顯著(zhù)的下降，雖然已經(jīng)對Linux核心和編輯器經(jīng)過(guò)適當的優(yōu)化過(guò)程，但情況并沒(méi)有顯著(zhù)的改善。問(wèn)題可能在硬件平臺的處理速度和可調用的資源有限，也有可能在軟件接收上的程序結構不合理，嵌套過(guò)多。
GPS接收信號有時(shí)會(huì )發(fā)生信號接收的不穩定，出現信號的偏移，超過(guò)標稱(chēng)的誤差值。問(wèn)題可能在開(kāi)發(fā)平臺的設計電路中對于數據信號線(xiàn)的照排上，沒(méi)有使信號線(xiàn)等距，也沒(méi)有設置合理的信號隔離和保護帶，導致最終出現了不應有的誤差。但從軟件上著(zhù)手，如何糾正這樣的誤差也是值得研究的一個(gè)方向，不過(guò)，在本文中只說(shuō)明了固定點(diǎn)導航，并不能完成從任意點(diǎn)至任意點(diǎn)的導航，導航功能可以從軟件方面繼續深入的研究，包括對地圖格式的選擇等，這些都是未來(lái)必須要面對到的問(wèn)題與挑戰。
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