徐战亚[1]2010年在《可移植嵌入式导航平台关键技术研究》文中指出互联网技术、分布式计算技术、无线通讯技术、移动计算技术、微型嵌入式技术以及微型RTOS技术的快速发展,使得计算机技术逐步嵌入到各种日常的信息工具之中,并使这些工具更加功能化和智能化；信息技术的重心正在由信息管理与存储转向信息处理、信息加工与整合、信息的高效利用和信息快速获取等领域。另外,空间信息技术中的诸多技术在社会各领域中的集成更加密切,定位导航系统已经得到了快速的发展和广泛应用。尤其是在大众化的嵌入式导航系统方面,其功能和和作用已被人们接受和认可。嵌入式导航系统是可以广泛应用在各类车载、手持、轻量级娱乐消费产品中,同时也涉及到硬件、操作系统、地图数据服务、导航应用和用户界面的多层次系统。随着无线网络的快速发展和城市信息化服务程度的提高,系统所提供的各种综合信息服务已经成为人们生活中不可或缺的关键组成,在国内外已经出现了大量以嵌入式导航为基础和主要内容的智能交通系统,它们在社会的发展和进步中,起到了重要的推动作用。但由于目前的嵌入式硬件的多样性、操作系统的多样性以及现有导航电子地图数据的组织与管理中的诸多不足使得嵌入式导航类系统在应用领域上、功能扩展中均出现了较多的限制和约束,故大部分的应用都是由不同的厂商独立开发为主。硬件层和系统层的巨大差异,产品多样化、良莠不齐等现象,使得基于导航的嵌入式应用服务难以满足行业需求,应用扩展困难。目前的嵌入式导航系统研究主要以硬件厂商和导航电子地图商为主,研究的内容主要集中在导航软件与固定嵌入式硬件平台的捆绑开发,信息服务以导航为主,信息服务数据也主要以国际主流导航电子地图格式为标准,产品性能差异很大,可移植能力弱,软件的扩展性有限。国内外已经出现了一些能够进行嵌入式GIS开发和导航应用的开发软件平台,但这些开发平台基本都是以某个具体的嵌入式操作系统或定制系统环境来开发的。目前还缺乏对导航系统进行从底向上的深入分析与研究,但由于嵌入式导航系统的特殊性,某些高性能算法和数据模型的研究已经远远不能满足嵌入式导航系统的需求。合理的系统架构设计、空间信息数据的高效组织与设计与嵌入式系统多模块的合理调度等关键技术已经成为嵌入式导航系统的核心基础,跨平台的嵌入式软件开发方法、多引擎的导航内核组织是导航系统快速开发与应用的核心。因此,对嵌入式硬件和嵌入式操作系统的系统分析与研究,对空间数据在嵌入式领域的合理管理与应用,以及多引擎的设计与集成,配合正确的嵌入式软件的开发技术,即构建可移植嵌入式导航平台是快速进行嵌入式导航系统开发和应用拓展的重要途径。本文结合国家自然科学基金项目：十一五国家支撑计划《城市空间信息基础设施共享关键技术研究与示范》,重点研究和设计具备核心导航能力的可移植嵌入式导航平台,解决基于定位导航的嵌入式信息服务领域的空间数据组织管理、硬件平台差异化、行业应用和大众服务拓展性等问题。研究了国内外嵌入式导航系统的数据组织与管理模式、可移植软件的开发方法与途径、多引擎的导航模块设计与实现等关键内容。分析了对不同硬件平台和软件平台系统适应性设计；设计了自己的导航电子地图物理存储格式,并在此基础上实现了多元数据的集成和管理；结合导航核心应用,将定位、路径分析、智能导航等多中应用引擎进行了详细设计和实现；利用了增强可扩展的文件访问模块和高效的内存管理模块,配合独立的GUI引擎使得整个导航平台具备了优秀的性能和良好的地图表现力,能够适用于多种行业的应用开发和扩展。具体的研究工作如下：(1)分析回顾了嵌入式导航系统的应用与发展,指出了多技术在嵌入式领域的集成和智能化是嵌入式导航系统的重要发展趋势,而导航电子地图数据、无线数据传输、行业应用集成和跨平台的开发支持是目前嵌入式导航系统发展的重点。对嵌入式系统的开发技术、导航电子地图技术、多引擎技术和导航技术等进行分析讨论,指出了可移植嵌入式导航平台的可行性。并结合空间信息服务的特征,国内外的行业应用的需求,甚至物联网的快速发展,提出了可移植嵌入式导航平台在目前和未来信息化社会中的必要性和重要性。(2)比较分析了嵌入式导航系统的应用模型,讨论了嵌入式导航平台的核心模块组成,从GIS角度导航数据的组织和管理进行分析,总结了嵌入式导航地图数据的逻辑分类、管理、空间索引、路径分析、路径导航、地图显示等内容,给出了嵌入式导航系统的层次模型。为实现系统的跨平台,给出了可移植嵌入式导航平台的主要特征,并对相关的关键技术做了讨论,采用对硬件层和操作系统层进行抽象的方法实现了导航平台的功能模块与硬件和系统软件的无关性设计。同时,对导航电子地图进行研究,重点分析其道路模型、物理存储格式和多元数据的组织管理；根据自己所设计的导航电子地图,对系统的多引擎结构进行设计,将GUI、路网分析、定位导航、无线通信等关键模块在平台中的组织和使用进行了分析,构建了可移植嵌入式导航平台的完整架构。(3)利用抽象层设计技术,将嵌入式导航平台与嵌入式硬件和嵌入式操作系统完整集成,利用硬件抽象层技术实现硬件平台与嵌入式操作系统的隔离,利用操作系统抽象层将导航平台与嵌入式操作系统相隔离。讨论了抽象层设计中所要涉及的消息的抽象设计、文件接口设计等内容,着重对GUI视窗系统进行了详细讨论和分析,利用GAL和IAL,结合对消息和窗口的分层管理机制,设计了类Windows的独立视窗系统。通过对上述部分的分析和设计,为平台设计了完整的可移植抽象层,为跨平台的软件开发奠定了良好的基础。(4)从导航和应用角度讨论了导航电子地图应该遵循的原则,结合数据的管理,对大图幅的地图管理和无缝拼接技术进行讨论,从空间数据的管理角度对导航系统中的各种数据组织与协同调度机制进行研究,提出了能够满足导航应用和信息服务扩展的数据组织模式。通过将数据按照统一格网索引组织,在不同的比例尺层中放置不同的数据,按照既定的比例尺规则,实现了连续地图操作时的连贯浏览,同时,对每个格网的数据采用分包策略组织,并进行集中存储,根据道路的拓扑结构,将分割后的道路段连接,构建IDT表,实现了矢量数据的无损存储压缩。在此基础上,对主流导航数据的物理存储格式进行讨论,从物理存储的角度,对物理文件的存储模型进行设计,并结合嵌入式设备的特征,对数据的压缩给出了自己的解决策略,利用简化结构、比特位存储及分块压缩等叁个步骤,使得产生的导航地图数据可以满足导航大众应用的需求,在数据量上,在数据的存储信息等方面都能很好地对导航进行支持。(5)对导航平台中的多引擎结构进行设计,给出了合理的设计模型。基于Framebuffer的GDI显示引擎实现了优秀的可视化地图表现能力,配合自己独立的GUI视窗系统,能够高性能地进行各种定制的信息显示。文件访问调度引擎为导航各个模块的高效提供各种数据,保证了各模块的高速运转和服务。内存管理引擎中多种管理模型的使用,实现了小内存、低访问量、高命中率等优良特性,使得平台在不同硬件参数的机器上都能够优秀的性能表现。定位导航引擎在GPS信号的组织管理上、导航中的不同场景中的业务设计上,其信号解析模块、路径分析模块、地图匹配模块都很好地满足了实际的定位导航的需求,在实际的路测中,也达到了很好的目标。经过认真设计的多引擎导航平台结构,是利用多种管理模型和组织模型的结果,它本身具备分层和模块结构使得平台可以满足不同层次的业务需求,也能够提供各种定制的应用,更能够在不同的行业进行业务拓展,因此,它是导航平台的业务核心,是平台的强健支撑。(6)研究实现了可移植嵌入式导航平台,并在此基础上,通过对几个应用系统的开发验证了平台在可移植性、良好的多元数据组织与存储、多引擎的导航结构等方面具有的良好性能,另外,系统中不同的应用开发和无线网络通信的整合验证了平台具备的优秀扩展能力和可开发能力。验证了平台所具备的优秀性能和高适应能力。
曾喆[2]2004年在《嵌入式移动导航系统的研究与设计》文中研究说明从整个导航技术的发展及移动导航目前的应用趋势看，导航系统当前正从原来专用于车辆上进行导航服务向着便携式的、可移动的导航系统发展，因而，在便携设备上开发嵌入式移动导航系统成为当前的技术热点。 嵌入式移动导航系统实际上是在嵌入式平台上整合导航定位技术和相关的空间信息技术的一套应用系统。因此，本文首先针对运行移动导航系统的嵌入式平台进行了深入的了解和分析，并论述了嵌入式系统的基本组成以及嵌入式系统的基本开发方式和方法。回时，介绍了当前广泛应用于移动导航系统中的各种定位技术的基本原理，比较分析了各种导航定位技术的优缺点：分析了构建一套移动导航系统必须采用的空间数据库技术、空间索引技术、地图匹配技术以及最佳路径规划的各种算法。最后，基于对这些关键技术的分析和研究，采用面向对象的系统分析和设计方法，设计并部分实现了一套运行于嵌入式平台的移动导航系统软件。
廖玲玲[3]2008年在《汽车定位与远程监控系统的研究与设计》文中研究表明汽车是现代人类最重要的交通工具，是现代文明的标志。汽车的普及为人们的工作和生活带来了很多便利，但是随着社会和经济的发展，车辆越来越多，交通越来越拥挤，交通阻塞和车辆的失窃的问题越来越严重，汽车的定位和远程监控就显得十分必要。在上个世纪九十年代初，开始出现汽车定位和远程监控技术，在2000年推出了比较成熟的产品。但是，目前市面上的产品大多是采用GPS&GSM技术来构造系统的，这种方法存在着通讯费用高，数据延迟和丢失等问题，导致系统的实时性和可靠性降低。本文则用了GPS&GPRS技术方案，它具有费用低，传输速率高，接入时间短，以及支持IP协议等特点。论文在通过对嵌入式系统、GPS、GPRS以及Linux系统的了解和研究，并详细分析GPS和GPRS模块的硬件特性，以FFT2410简易板为硬件开发平台，外扩GPS和GPRS硬件模块，搭建出系统的硬件结构。然后通过对Linux kernel2．4．18进行剪裁和交叉编译，并将其烧写到开发板上，作为系统的软件开发平台。在进行具体的应用开发时，首先，通过对GPS和GPRS的数据格式以及相关协议进行分析，制定合适的方案；然后对Linux内核进行编程，通过串口获取GPS模块的数据，对数据进行相关的处理，并通过用户界面显示出汽车的地理位置以及车速等定位信息，实现汽车定位的功能：接着针对GPRS的数据特点，设计相应的数据收发方式，使其能够通过短信息、语音或Internet的方式进行数据传输，从而实现系统无线通信的功能，达到对汽车进行远程监控的目的。通过研究和试验，基本上达到了预定的目标，构建了一个实时性强，可靠性高的基于GPS&GPRS技术的汽车定位与远程监控系统。
欧阳骞[4]2005年在《基于嵌入式的移动地理信息系统研究与设计》文中提出嵌入式移动GIS是GIS领域的分支与延伸、补充与发展,它涉及移动设备的精确定位、基础地理数据的实时检索、查询和发布。因此移动计算环境下的嵌入式GIS与PDA结合有很好的应用前景。本文首先介绍了嵌入式系统的一些背景知识、嵌入式系统环境下的移动数据库的相关概念,移动计算环境、无线通讯的基本知识、嵌入式GIS技术和移动GIS的含义、GPS定位原理、以及数字地图的数据组织等这些与课题相关的背景知识。接着提出一种适用于嵌入式系统的地图数据组织思想——基于格网的栅矢一体化数据模型,根据此模型对地理区域进行动态划分,以加快移动设备上空间数据的匹配和定位,并且分析了GPS/GIS集成环境的选择问题,GPS定位与误差分析问题以及开发移动GIS系统应该考虑的其它关键技术问题。通过对这些关键技术的研究,最后给出一套利用Embedded Visual c++开发的基于GPS/GIS集成的移动城市导航GIS系统解决方案与实现。
汤仁锋[5]2007年在《移动GIS在平衡施肥信息采集中的应用研究》文中研究说明地理信息系统(Geographical Information System，GIS)的发展和应用与计算机、数据库、网络、通信及多媒体等技术的发展和应用是密切相关的。经过40多年的发展，GIS无论是在理论研究上还是在具体的工程实践方面都取得了巨大的进步，相继出现了基于组件技术的组件GIS(Component GIS，ComGIS)，基于网络技术的WebGIS领域和基于嵌入式技术的移动GIS(Mobile GIS)。这使得GIS的应用更加广泛和深入。移动GIS是以移动智能终端为载体，集空间信息技术、嵌入式技术、移动数据库技术、无线通信技术及多媒体技术等为一体化的综合系统。它是GIS又一新的发展和应用模式。论文研究的目的是通过嵌入式GIS、空间定位技术、无线通信技术的结合，研究开发基于移动GIS的平衡施肥农田信息采集系统。该系统不仅具有GIS的电子地图显示、地图基本操作、图层管理等功能，还利用全球定位系统(GPS)来获取采样点的定位坐标，并能在地图上实时显示和导航。更重要的是，该系统把采集到的数据存储到移动数据库中PocketAccess中，也可以把数据打包通过无线网络(GPRS／CDMA)传输到中心数据服务器上。论文从课题研究的背景意义出发，阐述了当前移动GIS的国内外研究现状。论文内容涉及到嵌入式GIS、空间信息技术、嵌入式技术、移动计算技术和无线通信技术，主要有：(1)首先，在理论上对移动GIS和其关键技术进行探讨。阐述了移动GIS、空间信息技术、嵌入式技术、移动计算技术和无线通信技术。对平衡施肥信息采集系统的研发提供了理论基础和技术支持。(2)其次，针对平衡施肥信息采集业务，从我国平衡施肥现状、平衡施肥研究内容、农田信息数据模型、特点、数据采集工作流程和系统需求进行了系统分析。(3)再次，针对平衡施肥信息采集系统分析，提出系统设计的原则，从系统用例、框架体系、功能模块、移动数据库和类关系模型进行系统设计。(4)最后，介绍了系统开发环境和移动GIS平台-eSuperMap；在该开发平台上，利用eMbedded Visual C++4工具开发实现系统的主要功能。平衡施肥信息采集系统已在部分区域试运行，系统运行良好。实践证明，该系统已经基本满足目前农田信息采集的要求，体现出系统方案的先进性和实用性。
陈晓磊[6]2008年在《嵌入式车载移动终端的研究与设计》文中提出随着社会的发展,我国的公路交通运输业得到了巨大的发展,给交通管理带来了许多的问题,这些问题加大了车辆的管理和控制的难度。因此,如何利用现有技术对车辆实施行之有效的监管具有重要的现实意义。车载移动终端是车载监控系统的重要组成部分。车载监控系统利用车载移动终端的GPS设备对车辆进行定位,将位置信息经过控制模块的处理后通过GPRS无线通信网络传回监控中心,监控中心结合GIS系统对位置信息进行分析以制订相应措施,并可对车载移动终端发出相应的控制命令。本文开始介绍了课题研究的背景意义。说明了车载监控系统涉及的相关技术,提出了系统的总体设计方案,包括硬件平台的设计实现、操作系统的定制移植、软件开发平台的选择及应用程序开发等。本文然后重点对车载移动终端软件和监控中心软件的功能设计进行了研究,车载移动终端软件包括:其一,嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ定制和移植,该系统具有软硬件易升级的优点,如果更换硬件平台,则只需要对操作系统进行少量的移植工作,与硬件无关的应用代码无需修改,如果要增加新的功能,按时序分配优先级,设计一个新的任务加入系统中,可实现软件升级。其二,系统通信协议设计,该系统制定了一套通信协议,从而使监控中心与车载移动终端有相同的数据格式,系统可以唯一识别命令,从而进行正确的操作。其叁,系统主程序设计,包括系统初始化、串口中断、GPS数据处理、GPRS链路处理、车载报警处理、车载移动终端配置处理及TTS处理程序设计。本文最后设计了监控中心软件包括:运用Visual C++内嵌mapx实现了电子地图的放大、缩小、漫游和图层控制等基本操作,根据用户需要,监控中心人员可以在电子地图上进行分类查询及目标定位,通过运用地图匹配算法处理后,电子地图上的行车轨迹比较平滑,且较好地处理了有些定位误差。本文设计的车载移动终端结构紧凑,功能可靠,扩展性强,在实际路况的测试中表现良好,达到了预期效果,但在系统的稳定性方面还需要进一步改进。
方西奇[7]2013年在《基于GIS的农业信息采集系统设计与实现》文中研究表明随着嵌入式技术和无线通信技术的广泛使用。为地理信息系统的移动移动智能终端(移动GIS)地理信息系统已成为一个热门的研究。移动GIS是一个集导航,定位,地图,因为那是广泛应用于各种领域的软件解决方案的集成查询和空间数据管理。移动GIS是移动智能终端为载体,结合空间信息技术,嵌入式技术,移动数据库技术,无线通信技术(GSM/CDMA)和卫星导航(GPS)技术,综合系统,它是地理信息系统和与新模型的应用开发。从研究的背景意义的论文,阐述了移动GIS的研究现状。移动GIS,空间信息技术,嵌入式技术,移动计算和无线通信技术,并结合这些技术都是基于移动GIS的农田信息采集系统的研究与设计。研究过程如下：首先,在理论上,移动GIS系统及其关键技术进行了讨论。移动GIS的研究,3S技术,嵌入式技术和无线通信技术。基于移动GIS的农业信息采集系统的开发提供了理论依据和技术支持。其次,在系统需求分析的基础上,提出了系统的设计原理,给出了系统的使用情况,根据系统的总体结构和逻辑结构,提出了系统的总体框架和基本操作；从一个地理信息系统,空间定位,数据采集,无线数据传输,数据库操作和功能模块设计等方面,从选定的数据库平台,系统设计,数据库访问接口：关键的到达和系统开发的类模型的设计。最后,在系统分析与设计,基于移动GIS发展的结合。NET Compact Framework开发平台为Windows Mobile手机操作系统实现农业信息采集系统和移动GIS数据采集功能的一部分。给出了一个开发环境的配置,并介绍了一些这样的发展的细节。
赵艳霞[8]2007年在《基于嵌入式的车载导航系统及其软件开发》文中提出车载导航系统是汽车上的嵌入式系统,它可大大方便驾驶,为人们的出行提供各种便捷服务。在世界上,现代车辆导航方面的研究已经具有30多年的历史。它融合了汽车、交通、计算机、通信、系统科学等领域的技术,一直是众多高科技公司、各研究机构和大学研究的热点。课题名称为“基于嵌入式的车载导航系统研究及其软件开发”本课题由天津市科技发展计划项目和河北省中小企业创新基金支持。本文主要研究了以下内容:1、对嵌入式系统、车载导航系统的国内外发展现状进行了研究;概述了嵌入式系统的概念、结构及其特点,并根据嵌入式系统的结构特点及设计原则,给出了一般式嵌入式系统设计的关键技术及方法,为下文嵌入式车载导航系统的设计做铺垫。2、根据嵌入式车载导航系统的功能要求,提出了本系统的总体设计方案,并给出了具体的软硬件部分的组成。在本文中使用的目标平台S3C2410是SAMSUNG公司使用ARM920T处理器内核开发的一款嵌入式处理器,无线通讯模块选用西门子公司的GSM/GPRS双频模块MC35i无线模块,采用西门子公司的GERMIN GPS T15接收机实现GPS信息的接收;软件方面,以Windows CE作为操作系统,以微软提供的嵌入式软件开发工具Platform Builder和Embedded Visual C++作为软件平台进行操作系统定制及应用程序开发。3、介绍了嵌入式导航系统软件的开发平台—-嵌入式操作系统,同时详细介绍了本课题选用的Windows CE .NET操作系统,并具体描述了本课题操作系统内核的定制过程。为应用程序的开发打下基础。4、详细介绍了导航系统的应用程序开发,给出定位功能、无线通信等功能具体实现的部分程序段及实验结果。实验结果表明,本系统具有实时性好、稳定性高、体积小、成本低等优点,非常适合应用在汽车中。
谭锴[9]2006年在《基于GPSONE定位技术的移动导航系统的设计与实现》文中研究表明日新月异的移动通信技术、计算机科学为移动导航系统的发展带来了无穷的活力。随着微电子技术、光电子技术的发展，计算机发展已经进入移动时代，移动式计算系统日益普及，在移动中使用计算机、将移动的主体通过网络与庞大的数字空间无缝地结合在一起，不再是天方夜谭。 本论文的研究目的是利用正在迅速兴起的移动计算(Mobile Computation)技术，结合移动地图(Mobile Map)这一嵌入式地理信息系统(Embedded GIS)的应用产品，研究开发基于GPSONE移动定位技术以及个人数字助理(PDA)等嵌入式产品的空间信息可视化应用系统。该系统除了具有传统的空间信息显示、查询、分析等功能外，更重要的是，它一方面是移动系统，能够使用户随时随地享受基于位置的服务(LBS)，另一方面用户根据需要可任意裁剪信息，满足不同专业领域的应用需求。 本论文研究主要涉及GPSONE定位与导航、计算机科学领域的移动计算、嵌入式开发(主要是软件开发)、计算机图形图像、无线互联网络等技术和测绘学中的地理信息系统原理及数据组织方法、数字地图可视化、3S集成等技术。 论文首先分析当前移动通信定位技术的发展现状以及GPSONE定位技术技术背景、技术特点及应用，为移动导航系统的开发提供技术基础；其次概述了嵌入式地理信息系统的研究现状、技术背景、特点及应用；然后提出了移动导航系统(Personal Navigation System)的完整逻辑框架设计、具体功能实现原理及应用模式，重点分析嵌入式平台环境下多尺度数字地图的数据模型、逻辑结构与物理组织；最后总结了嵌入式开发的考虑因素，给出开发实例——“远图移动地图浏览器Pocket Map1.0”，进行技术总结和展望。
参考文献：
[1]. 可移植嵌入式导航平台关键技术研究[D]. 徐战亚. 中国地质大学. 2010
[2]. 嵌入式移动导航系统的研究与设计[D]. 曾喆. 中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所）. 2004
[3]. 汽车定位与远程监控系统的研究与设计[D]. 廖玲玲. 大连海事大学. 2008
[4]. 基于嵌入式的移动地理信息系统研究与设计[D]. 欧阳骞. 东南大学. 2005
[5]. 移动GIS在平衡施肥信息采集中的应用研究[D]. 汤仁锋. 太原理工大学. 2007
[6]. 嵌入式车载移动终端的研究与设计[D]. 陈晓磊. 武汉理工大学. 2008
[7]. 基于GIS的农业信息采集系统设计与实现[D]. 方西奇. 大连理工大学. 2013
[8]. 基于嵌入式的车载导航系统及其软件开发[D]. 赵艳霞. 河北工业大学. 2007
[9]. 基于GPSONE定位技术的移动导航系统的设计与实现[D]. 谭锴. 山东大学. 2006
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