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        觸摸式地圖導航系統(tǒng)

        2009-06-15 02:40:08祝瑩瑩
        管理觀察 2009年11期
        關(guān)鍵詞:導航

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        摘 要:本系統(tǒng)率先采用ADSP-BF533[4]嵌入式處理器為核心設計的嵌入式系統(tǒng)解決方案,充分利用了該芯片強大的運算功能,控制功能和低成本、易推廣的特性,實現(xiàn)了觸摸式地圖導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)設計了方便的觸摸式交通信息查詢系統(tǒng),可以簡便的讓用戶獲取所需的咨詢。針對公交系統(tǒng)的工作環(huán)境大多處于公共場所而采用適應能力強的設計方案,充分考慮實用性,不易損壞和低價性。

        關(guān)鍵詞:BF533 觸摸感應 導航 網(wǎng)絡文件系統(tǒng)

        引言

        在現(xiàn)代社會中,發(fā)展以公交和地鐵為主的公共交通才是解決之道,但是公交越開越多,也越來越難確定應該坐哪一路才能到目的地。因此,我們萌發(fā)了做出一個查詢簡單直觀的乘車導航系統(tǒng)得想法。采用觸摸界面的系統(tǒng)親和度很高,利用系統(tǒng)得強大特性迅速查到出行路線。

        我們的系統(tǒng)做到了無論單擊任意兩個地點都能夠查詢出一條以上的公交路線,提供一次以內(nèi)的中轉(zhuǎn)交通方式。這個系統(tǒng)查詢方便,操作簡單,成本較低,維護方便,是城市交通查詢的一種很好的解決方案。

        組成模塊

        Blackfin[5]系列BF533嵌入式處理器可以完成多媒體應用中很普遍的實時數(shù)據(jù)流處理和通常由MCU完成的控制任務。BF533 EZ-Kit開發(fā)平臺以BF533處理器為核心,可以通過USB接口進行在線調(diào)試,同時板上集成了大量實用的外設接口資源,是能夠發(fā)揮出BF533優(yōu)異特性的良好平臺。觸摸地圖模塊中四線電阻式觸摸屏是利用壓力感應進行控制的,當手指觸摸屏幕時,兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸,電阻發(fā)生變化,在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號,然后送觸摸屏控制器。ADS7843芯片是TI公司生產(chǎn)的4線電阻觸摸屏轉(zhuǎn)換接口芯片。ADS7843是一款連續(xù)近似記錄(SAR)的A/D轉(zhuǎn)換器。ADS7843具有低功耗和高速速率等特性。鑒于開發(fā)板沒有提供很多通用I/O,我們采用一塊AT89S52單片機進行ADS7843的初始化和驅(qū)動,并將讀到數(shù)據(jù)通過UART異步串行接口傳給BF533 EZ-KIT。液晶顯示模塊硬件部分購買億旗公司的3.5inch液晶屏和驅(qū)動板。TFT液晶模塊通過PPI接口連接到擴展板上的LCD接口實現(xiàn)液晶顯示。網(wǎng)絡接口硬件部分采用擴展板上自帶的以太網(wǎng)控制芯片和接口。CS8900A是Cirrus Logic公司生產(chǎn)的低功耗、性能優(yōu)良的16位以太網(wǎng)控制器,它的封裝是100p in TQFP。該芯片的突出特點是使用靈活。其物理層接口、數(shù)據(jù)傳輸模式和工作模式等都能根據(jù)需要進行動態(tài)調(diào)整,通過內(nèi)部寄存器的設置來適應不同的應用環(huán)境。擴展板RJ45網(wǎng)線接口是相連著的,所以將系統(tǒng)聯(lián)入交換機即可實現(xiàn)系統(tǒng)入網(wǎng)。

        觸摸屏控制驅(qū)動模塊是根據(jù)觸摸屏控制芯片ADS7843結(jié)構(gòu)搭好芯片的外部電路來完成的。ADS7843有差分和單端兩種工作模式。相比較于單端模式,差分模式有著很多優(yōu)勢。軟件設計還包括公交乘車方案查詢模塊和模塊流程圖部分。另外還有TFT液晶顯示界面,其原理是在系統(tǒng)初始化之后在SDRAM中定義一塊視頻緩沖區(qū),并通過PLL寄存器設置定義一個時鐘,然后按設定的時鐘中斷頻率打開DMA將緩沖區(qū)中的內(nèi)容送到PPI接口,下層的驅(qū)動和轉(zhuǎn)換由驅(qū)動板完成。這樣就實現(xiàn)了圖像在LCD上的顯示。網(wǎng)絡接口包括鏈路層網(wǎng)卡芯片驅(qū)動、采用Socket編程結(jié)合UDP協(xié)議實現(xiàn)的網(wǎng)絡功能。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能主要包括網(wǎng)絡文件系統(tǒng)和更新功能。

        本系統(tǒng)具有以下特點:

        (1)查詢方便直接,操作簡便

        (2)查詢系統(tǒng)具有很大的模糊度

        (3)提供信息完整,實用性強,升級及時

        (4)系統(tǒng)相對于PC系統(tǒng)更耐用,在公共環(huán)境中不宜損壞,維護方便

        (5)系統(tǒng)可靠,功耗低

        實現(xiàn)觸摸屏驅(qū)動需要控制外圍設備,而路徑查詢算法,則需要強大的實時運算功能,這正是DSP所擅長的,因此我們的設計選擇了ADI公司的新一代嵌入式處理器BF533[1],它將MUC的控制功能和DSP的運算功能相結(jié)合,使用同一套指令集的設計使得設計非常精簡,方便。而且ADI公司提供的BF533評估板上集成了很多使用的接口,使我們能夠?qū)W⒂谒惴ㄩ_發(fā)。他還是一款性價比很高的芯片,。所以我們采用BF533為核心平臺,外擴觸摸地圖、觸摸屏控制芯片、液晶顯示屏等設備實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

        地圖模塊在硬件上觸摸板、ADS7843芯片電路、8051接口電路組成;軟件上由ADS7843驅(qū)動程序、8051數(shù)據(jù)讀取和傳輸程序、UART接口程序、地圖位置信息辨識程序組成[2]。

        我們把整張地圖分為很多小方塊,然后每個車站控制其周圍的一些方塊,當用戶點擊這些方塊中的任何一個時,系統(tǒng)獲得位置信息后認為用戶要求抵達相應的車站。

        信息查詢模塊主要是軟件設計。該模塊主要包括公交路線數(shù)據(jù)庫、查詢算法。

        我們自己建立了公交路線數(shù)據(jù)庫,存儲在網(wǎng)絡服務器上。開機初始化時終端系統(tǒng)向服務器提交請求,服務器發(fā)送數(shù)據(jù)庫、顯示文件等數(shù)據(jù)給終端系統(tǒng)。終端系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后將其緩存在SDRAM中并等待用戶操作。同時服務器可以通過網(wǎng)絡向終端系統(tǒng)發(fā)送更新的數(shù)據(jù),比如站點信息的更新。

        用戶通過觸摸模塊進行操作后,系統(tǒng)將觸摸模塊傳來的坐標信息轉(zhuǎn)化為站點信息,再以站點信息為關(guān)鍵字在數(shù)據(jù)庫中進行路徑查詢。

        查詢算法是我們自己開發(fā)和優(yōu)化的,采用了直接查詢和熱點站中轉(zhuǎn)的方式,保證了所有站點在一次轉(zhuǎn)車內(nèi)可達。查詢結(jié)果放在特定的結(jié)構(gòu)體中交由液晶顯示模塊處理并生成中文菜單界面,通過液晶屏顯示出來。

        液晶顯示模塊硬件由TFT液晶屏、驅(qū)動板、擴展板LCD接口芯片組成;軟件由液晶顯示驅(qū)動程序、字庫文件、背景文件等部分組成[3]。

        我們購買了億旗公司的3.5inch帶驅(qū)動板的TFT液晶屏。并自己編寫了顯示驅(qū)動程序和供上層調(diào)用的應用函數(shù),包括刷新區(qū)域、指定位置填充字符、指定位置擦除字符等。

        硬件直接采用擴展板上所帶的網(wǎng)絡接口,網(wǎng)絡控制芯片CS8900A;服務器軟件采用Socket編程實現(xiàn)。這個方案,擴展了數(shù)據(jù)存儲空間和范圍,簡化了數(shù)據(jù)更新。

        我們通過PC上的Socket和在開發(fā)板上實現(xiàn)的網(wǎng)絡驅(qū)動進行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)編程,實現(xiàn)了基于UDP協(xié)議而設計的保證交付的協(xié)議并建立了實用可靠的網(wǎng)絡文件系統(tǒng),可以通過該系統(tǒng)存儲文件并實現(xiàn)服務器與終端系統(tǒng)的文件傳輸。◆

        參考文獻:

        [1]王東清.導航電子地圖基礎(chǔ)平臺的技術(shù)設計[M].地理空間信息,2007.

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