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清华大学2012届毕业设计说明书
eSupermap是一个开放的嵌入式地理信息系统软件开发平台[21]。
eSuperMap是把所有的GIS功能封装到不同的类库中，类库层次关系清晰、结构紧凑、容易理解、代码效率高，使用方便。用户可以根据应用系统和硬件系统的不同需要，快速开发出应用系统。
eSuperMap专为嵌入式设备而设计，它充分考虑到这类设备资源紧缺的特点，在各类算法上都精益求精，性能优异，硬件资源占用少，速度快，可以在配置比较低的嵌入式设备上高效稳定的运行。
eSuperMap 功能更加强大除了提供常规的地图浏览、属性查询外，还提供了强大的路径分析功能、GPS功能、导航功能、地图编辑功能和远程访问SuperMap IS .NET 5服务器的功能。eSuperMap的许多分析算法都进行了改进，效率更高。其中，网络分析和GPS协议还设计为扩展架构，允许用户扩展，使用自定义的分析模型和协议解析器。
eSuperMap设计的两种数据存储格式PM2和PMR（Portable Map Runtime File）文件格式，这种数据结构专门为嵌入式设备量身定做，更适合在资源紧缺的嵌入式设备上使用。具有数据格式逻辑结构紧凑、清晰、便于管理，而且不依赖于任何数据库技术，可移植性强，支持跨平台使用的特点。
eSuperMap采用多源数据无缝集成技术，您可以通过数据引擎访问不同的数据源，为不同的应用提供不同的解决方案。
eSuperMap除提供传统GIS常规功能外，还可实时接收GPS数据，并提供多种GPS数据解析协议，自动校正GPS数据的偏移，在电子地图上实时显示移动目标，完成汽车自动导航、路径分析等功能。
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3GPS汽车导航系统总体框架设计
3.1 总体设计
该系统的设计包括硬件系统设计和软件系统设计两部分，且这两部分的设计是相互联系、密不可分的。因此在设计过程中需要同时考虑硬件部分和软件部分。 本系统的主要设计思路有：
1.GPS导航采用Zarlink公司的集成芯片GP2015和GP4020，再加入一些外围电路,构成GPS模块[22]。
2.GPS模块再与S3C2440嵌入式处理器及网络音频模块、时钟复位电路、LED触摸显示屏、SDRAM存储器、FLASH存储、CF卡、USB和RS232接口等共同构成了汽车导航系统的硬件平台，为以后的升级提供了空间。
3.系统资源的选取，在完成GPS导航各种功能的前提下，要考虑各种价格因素，技术实现的难易程度等。选择现有的货架产品模块即可以解决技术上的问题。软件上可以采用一些免费软件和工具[23]。 3.2硬件规划
硬件规划要求对各系统所使用的功能模块进行合理的分析和选用。该系统主要实现导航功能，包括地图操作、路径搜索查询、路径显示和导航数据处理等，同时也要实现车载娱乐的功能[24]。对于本系统硬件结构如图3.1所示。
硬件设计要求如下：
⑴CPU要有一定的处理能力，能够处理GPS的串行数据，能够完成较为复杂的GUI交互功能；对系统存储器也有一定的要求；
⑵为了方便软件开发，CPU应当具有两个串口，并且能实现在线调试；
⑶系统中要完成的任务有：接收GPS数据；完成GUI交互并填充相应的数据结构；为实现这些任务的调度，需要有操作系统的支持；
⑷选择合适的RAM，提供系统运行空间； ⑸使用市场上现有的GPS模块采集经纬度等信息；
⑹使用LCD液晶屏来显示内容，可采用市场上现有的触摸屏；
⑺尺寸适度，不能在车中占用太大的地方；美观朴实，满足使用环境，结实耐用、
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防震和耐温性好；
⑻外接电源口和数据通信口；
⑼面板设计应具有数字键、选择键、取消和确认等。
SDRAM存储器FLASH存储GPS模块LED触摸显示屏S3C2440嵌入式处理器USB CF卡RS232通信电源时钟、复位网络、音频
图3.1 汽车导航系统硬件图
各模块功能如下：
（1） SDRAM存储器：调试代码； （2） FLASH存储：操作系统代码； （3） GPS模块：接收和处理定位信息；
（4） USB、CF卡：烧写操作系统、存储电子地图； （5） RS232通信：输出信息；
（6） 网络、音频：烧写Eboot、导航信息提示及音乐视频播放； （7） LED触摸显示屏：路径选择、显示和音乐视频播放及桌面显示等。 3.3 软件规划
现在嵌入式系统的软件开发从汇编启动代码开始，以后的应用程序绝大部分用C语言来开发。用C语言开发程序，大大地缩短了软件开发周期，也增强了可维护性和可升级性。针对不同的硬件设备，采用不同类型的编译器，可以对程序进行优化处理，提高程序的效率。
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（1）嵌入式操作系统
嵌入式操作系统负责管理嵌入式硬件部分，控制各按键功能设置和应用软件。依据优先级对GPS和人机交互任务做出调度。本系统对实时性比较敏感，例如要及时处理GPS数据以显示给用户[25]。 （2）BootLoader软件
系统加电或复位后，所有的处理器通常都从处理器制造商预先安排的地址处取指令，比如，S3C44B0X在复位时都从地址0x00000000处取第一条指令。而在系统刚加电时，操作系统的内核还没有被加载，处理器将首先执行BootLoader程序完成初始化工作。 （3）应用软件
应用软件负责实现嵌入式的日常应用功能，接收并解析GPS信号，与人机界面交互并执行所发出的命令，对各种异常情况进行处理。还要实现菜单的可制定性，即根据需要随时设置各项功能菜单项，能够增加、减少、修改、上下移动功能菜单项，并且可以保存菜单项的设置。应用软件要能对数据进行解析，并将解析结果显示在矢量电子地图上。
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