盧 靈，陳志華

（暨南大學 信息技術研究所，廣東 廣州 510075）

目前，基于GPS定位電子地圖的獲取主要是通過基于Mapinfo制圖工具制作的電子地圖，很多電子地圖的獲取都是直接由專業(yè)的制圖授權公司提供。針對這種情況，提出了一種基于Web網頁下載Google電子地圖的方式獲取GPS定位地圖的方法，使得電子定位地圖的獲取變得更加方便。

1 GPS定位信息的獲取

GPS定位信息需要通過GPS模塊接收衛(wèi)星定位信息，GPS模塊每一秒鐘會接收一次GPS定位信息，按照GPS標準協(xié)議格式輸出，用戶可以根據GPS標準協(xié)議格式解析出從GPS模塊[1]接收過來的GPS定位信息，由于本設計只需要使用到經緯度信息進行定位，所以，需要解析出GPS模塊傳輸過來的經緯度信息。

使用串口2作為GPS模塊的控制設備，在Linux操作系統(tǒng)中，輸入指令cat/proc/devices可以查到串口2在Linux設備文件系統(tǒng)中對應的設備文件名為”/dev/ttySAC2”，打開這個文件，即：

因為GPS模塊使用串口通信，所以需要設置串口通信的方式和波特率等信息。在串口通信設置完成之后，在GPS接收程序中定義一個結構體，用來存放串口解析出的GPS定位信息：

2 GPRS無線網絡通信

GPRS模塊負責整個網絡通信，由GPRS無線通信[2]實現與服務器的通信和GPS定位電子地圖的下載。

本設計采用SIM300芯片來實現GPRS模塊無線通信，SIM300 GPRS模塊的初始化啟動流程如圖1所示。

使用串口1來控制GPRS模塊，在Linux操作系統(tǒng)中，串口1對應的設備文件名為“/dev/ttySAC1”，打開該文件

設置好串口1之后，就可以在Linux操作系統(tǒng)管理GPRS模塊。

圖1 SIM300的初始化啟動流程

按照圖1中給出的初始化流程，分別向串口發(fā)送AT指令，在Linux操作系統(tǒng)下定義了負責發(fā)送控制命令和接收GPRS信息函數：write(fd,send_buf,strlen(send_buf))和read(fd,rcv_buf,buf_len)。其中write函數中的send_buf就是需要發(fā)送控制GPRS模塊啟動和通信的AT命令的字符串，如果發(fā)送正常，返回值會大于0，否則，發(fā)送失敗。GPRS模塊初始化需要分別發(fā)送字符串“AT”，“AT+CREG?”，“AT+CGREG?”，“AT+CSQ”，如果每次都能夠正常發(fā)送，就可以開始GPRS無線網絡通信；read函數中的參數rcv_buf是GPRS接收數據存放的緩沖區(qū)，buf_len是緩沖區(qū)的最大長度。

GPRS模塊主要是為了實現無線網絡數據傳輸，因此，需要對GPRS模塊連接網絡進行設置啟動。設置流程如圖2所示。

圖2 GPRS連網流程圖

如圖2所示，GPRS連接網絡需要設置一些連接網絡準備條件，如連接網絡數據收發(fā)格式、設置用戶名和密碼等。首先，為了發(fā)送數據方便，關閉發(fā)送數據時帶上“<>”標記號，并且關閉接收數據時帶上IP包頭，這主要是在接收數據的時候為解析IP數據包提供方便。然后是設置用戶名和密碼。最后，建立一個TCP連接，在“IP地址”填寫需要連接的IP地址，且服務器和客戶端端口號設置應一致，建立TCP連接主要是提高數據傳輸的可靠性，TCP是面向可靠連接的，這樣就完成了GPRS無線網絡TCP通信，可以進行TCP無線網絡連接。

3 基于VC服務器的制作

3.1 服務器與GPRS模塊實現連網

服務器需要與GPS定位終端實現GPRS無線通信，因此，服務器需要建立網絡連接。

VC下的MFC[3]提供了豐富的網絡套接字處理函數，處理流程如圖3所示。

圖3 服務器網絡連接流程圖

首先，需要為服務器和客戶端創(chuàng)建網絡套字，通過套字來進行網絡通信，在創(chuàng)建好套字之后，必須把網絡事件關聯到窗口事件中。MFC中通過函數WSAAsyncSelect將網絡事件關聯到窗口中，在網絡事件關聯處理完成之后，可以讀入窗口中輸入的IP地址和端口號，然后使用bind函數綁定IP地址和端口號，最后，使用listen函數偵聽客戶端連接。

3.2 服務器的Web網頁瀏覽下載GPS定位地圖

電子地圖是GPS車載定位的最終目的，是通過服務器Web瀏覽器實現下載Google電子地圖定位的，所以需要實現服務器的Web網頁瀏覽。

在MFC下添加Web瀏覽器控件。只需要用m_web?Browser.Create函數創(chuàng)建一個Web瀏覽事件，通過這個事件實現Web網頁瀏覽，然后使用函數m_webBrowser.Navi?gate函數連接需要連接的網頁。針對 Navigate(URL,NULL,NULL,NULL)中的參數URL做一個詳細的說明。

URL是Web瀏覽器需要瀏覽的網頁，由于GPS定位需要瀏覽到Google電子地圖網頁，所以，需要對Google電子地圖網頁訪問參數詳細了解。下面是一個Google靜態(tài)電子地圖網頁地址的格式：

其中：center是地圖的中心位置，一般輸入經度和緯度；size是電子地圖的總大?。粃oom是電子地圖的放大比例；maptype是地圖的移動方式；markers是中心點標記；key是網址申請密鎖；sensor是使用用戶傳感器確定用戶位置。

有了Google靜態(tài)地圖網頁的具體參數格式，就可以根據這些參數得到所需要的電子地圖。通過GPS模塊得到車輛的經緯度定位信息，在URL參數center后面填寫GPS定位信息即可，然后在markers后面同樣給出定位點標記方式，最后設置電子地圖大小和縮放比例，并把包含所有Google地圖參數信息的URL作為Web網頁的訪問地址，就可以下載到GPS定位電子地圖。

3.3 電子地圖的處理

由于通過Web網頁下載的地圖只是網頁形式的地圖，要通過CSocket網絡套接字傳輸地圖。首先，需要將網頁地圖轉換為Bmp位圖格式形式保存起來，然后再將Bmp位圖電子地圖轉換為BYTE數組格式通過CSocket網絡套接字傳輸出去。

VC的WebBrowser控件有一個函數URLDownloadTo?File，可以實現將Web下載的電子地圖保存起來，該函數完整格式為：URLDownloadToFile(NULL，URL，PATH，0，NULL)，只要在PATH下面給出網頁圖片的存放路徑，就可以將網頁下載的電子地圖保存。

電子地圖下載完成之后，需要將電子地圖轉換成BYTE形式保存，才能直接發(fā)送到GPRS無線網絡接收端。Bmp位圖包含4個內容[4]，即位圖頭文件、位圖信息頭、位圖彩色表和位圖數據。位圖頭文件包含了位圖標示、位圖總大小和位圖信息頭地址到實際像素數據之間的字節(jié)偏移量；位圖信息頭文件包含了位圖大小、高度、單位像素占用比特位數分辨率等信息；位圖彩色表包含RGB三色度的分量強度；位圖數據就是實際位圖像素存放數據。根據位圖的內容信息，一幅位圖的所有信息都在位圖數據中，位圖頭文件和位圖信息頭文件包含了位圖的一些參數數據，所以，要實現位圖保存到BYTE類型的數組中，就需要將位圖的頭文件、信息頭文件和位圖數據都讀入BYTE類型的數組中。具體算法如圖4所示。

如圖4所示，首先，讀入位圖的頭文件，頭文件中包含了位圖文件類型（bfType）、文件大?。╞fSize）和位圖頭文件地址到位圖數據之間的偏移量（bfOffBits）這幾個重要信息，由位圖類型檢查讀入文件是否為Bmp位圖，標志為“BM”，由文件大小檢查Bmp位圖是否損壞；位圖信息頭的大小等于位圖頭文件地址到位圖數據之間的偏移量減去位圖頭文件大小，計算式（偽代碼）為：

圖4 位圖轉換為BYTE數組保存算法流程圖

位圖數據大小等于位圖文件大小減去位圖頭文件地址到位圖數據之間的偏移量，計算式（偽代碼）為：

有了位圖信息頭文件大小和位圖數據大小，就可以在內存空間中申請位圖相應信息數據的存放空間，然后將這些位圖數據復制到申請的內存空間，可以使用VC提供的file.Read函數實現位圖數據的復制。

3.4 服務器系統(tǒng)設計

服務器主要實現3個功能，即連接GPRS無線網絡、電子地圖的獲取和處理。

首先，服務器連接GPRS無線網絡，連接成功之后，開始接收GPRS傳輸過來的數據，包含一些對于電子地圖的處理功能指令，主要有3個指令：獲取電子地圖指令、放大電子地圖指令和縮小電子地圖指令；其次，在接收到GPRS指令之后，服務器需要根據接收到的指令構建Web瀏覽器的URL連接Google電子地圖地址，設置好連接參數；最后，將Web瀏覽器接收的電子地圖處理并發(fā)送到GPRS無線網絡終端。整個流程如圖5所示。

首先，服務器需要實現與GPRS無線網絡連接，在VC中，需要使用CSocket網絡套接字實現與GPRS模塊的點對點連接，連接成功后，服務器開始偵聽GPRS網絡通信連接，當接收到GPRS傳送過來的控制指令之后，判斷是否獲取電子地圖的數據，如果是，就將這些數據構建Web訪問Google電子地圖網頁的URL，從Google電子地圖網頁上獲取GPS定位地圖。在獲取到需要的電子地圖之后，接下來就是對電子地圖的處理。

圖5 服務器系統(tǒng)流程圖

電子地圖是以網頁的形式下載到服務器VC控制界面上的，需要先將電子地圖保存成Bmp位圖格式，為了方便網絡傳輸，還需要將保存的Bmp位圖轉換成BYTE數組格式，最后通過網絡發(fā)送到車載終端，由GPRS無線網絡通信模塊接收數據并保存，最后將保存的圖片數據在終端顯示出來。

4 仿真結果與分析

GPS定位信息接收數據打印輸出如圖6所示，從圖6中可以看到GPS協(xié)議格式幾個常見參數的信息，如GGA，GLL等信息，并且給出了經緯度提取出來的信息，根據GPS接收的經緯度信息可以直接用來作為服務器定位參數。服務器端仿真圖如圖7所示，在接收到GPRS無線網絡傳輸過來的經緯度信息之后，開始下載電子地圖，顯示結果如圖7所示，并自動完成對圖片的處理，并發(fā)送到GPRS終端，完成GPS定位終端電子地圖的下載。結果可靠、正確。

5 結束語

針對GPS定位系統(tǒng)中地圖獲取問題，提出了一個基于Web瀏覽器下載Google定位地圖的方案。該方案詳細地分析了GPS定位信息獲取和GPRS無線網絡通信實現，并通過GPRS將GPS定位信息發(fā)送到VC制作的服務器，服務器在接收到GPS定位信息后構建Web網頁訪問Google地圖網址URL，并最后實現GPS定位地圖的下載，通過對下載地圖處理，實現將地圖傳輸到GPS定位終端，最終實現Web瀏覽器下載和處理GPS定位地圖。整個設計可靠，而且解決了圖片網絡傳輸的難題，并且地圖獲取方案簡單，具有很好的市場應用價值。

[1]張志強，王才.基于GPS/GPRS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)中車載臺的設計[J].自動化與儀器儀表，2007（5）：17-19.

[2]劉憲鵬，吳長貴，凌筱清.基于GPRS遠程顯示系統(tǒng)的設計與實現[J].微計算機信息，2011，27（1）:124-126.

[3]劉銳宇，梁水，宋坤.Visual C++開發(fā)技術大全[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[4]徐慧.Visual C++數字圖像實用工程案例精選[M].北京：人民郵電出版社，2004.