范志興，翟 肖，王忠友

(湖北科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

GPS定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船只、車輛等可移動(dòng)和需移動(dòng)的設(shè)備、設(shè)施和物品中，進(jìn)行定位、導(dǎo)航和監(jiān)控[1～4]。隨著我國各種交通設(shè)施的完備、物品運(yùn)輸?shù)男枰?，便攜式的實(shí)時(shí)的導(dǎo)航和監(jiān)控設(shè)備越來越受到人們的普遍關(guān)注[5～7]。這種便攜式的GPS定位導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)往往基于嵌入式芯片中開發(fā)，如有基于單片機(jī)、基于FPGA、基于DSP、基于ARM等開發(fā)的GPS系統(tǒng)[8，9]，而ARM由于性價(jià)比較高成為廣大開發(fā)者首選的核心部件，本文介紹的便是基于ARM11芯片基礎(chǔ)上開發(fā)的一種便攜式、有定位和監(jiān)控報(bào)警功能的GPS系統(tǒng)。

一、定位導(dǎo)航系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)包括以三星ARM芯片S3C6410為主要核心芯片的控制模塊、接收全球定位信號(hào)的GPS模塊、顯示用的液晶顯示模塊、DM9000的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，啟動(dòng)和程序用的Nand flash和64MB的SRAM。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)工作過程是：GPS模塊從衛(wèi)星上獲取當(dāng)時(shí)所處地理位置經(jīng)緯度數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)格式遵從NEMA0183協(xié)議[10，11])，通過串口將數(shù)據(jù)導(dǎo)入ARM系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)一方面送到有地圖的液晶顯示屏進(jìn)行定位；另一方面通過DM9000網(wǎng)卡芯片處理后與PC系統(tǒng)監(jiān)控端相互通信，傳遞定位地點(diǎn)信息和控制命令。本系統(tǒng)開發(fā)采用開源的linux系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要目標(biāo)是在ARM11開發(fā)板的液晶顯示屏上實(shí)現(xiàn)定位信息顯示和導(dǎo)航線路提示，并將相應(yīng)信息提供給PC端監(jiān)控。為此系統(tǒng)中GPS數(shù)據(jù)采集、地圖信息顯示、導(dǎo)航路徑計(jì)算和系統(tǒng)監(jiān)控均需通過軟件實(shí)現(xiàn)。在Linux環(huán)境中，利用QT開發(fā)平臺(tái)編寫完成上述有關(guān)功能。本系統(tǒng)采用多線程的程序設(shè)計(jì)思想，一方面在顯示定位數(shù)據(jù)和導(dǎo)航的同時(shí)與PC完成數(shù)據(jù)通信。通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的更新和數(shù)據(jù)的發(fā)送。具體的程序工作流程如圖2所示。

圖2 程序工作流程圖

1.GPS數(shù)據(jù)的獲取

本系統(tǒng)中對(duì)GPS數(shù)據(jù)的獲取是使用韓國產(chǎn)的GPS模塊，其接口使用的是串轉(zhuǎn)USB的接口形式，對(duì)該USB接口的驅(qū)動(dòng)操作，可以像操作串口一樣操作該模塊。在QT中，對(duì)串口的操作，常用的Posix_QextSerialPort類來實(shí)現(xiàn)，程序中只需要對(duì)串口的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后打開串口設(shè)備，再對(duì)串口進(jìn)行讀寫即可。主要代碼如下：

myCom=new Posix_QextSerialPort(“/dev/ttyUSB0”,QextSerialBase::Polling); //打開設(shè)備

myCom->open(QIODevice::ReadWrite); //設(shè)置USB轉(zhuǎn)串口的一些參數(shù)

myCom->setBaudRate(BAUD9600); //設(shè)置波特率

myCom->setDataBits(DATA_8); //設(shè)置數(shù)據(jù)位

myCom->setParity(PAR_NONE); //設(shè)置校驗(yàn)位

myCom->setStopBits(STOP_1); //設(shè)置停止位

本系統(tǒng)中用到GPS定位數(shù)據(jù)是遵從NMEA0183協(xié)議的GPGGA格式，提取GPGGA格式輸出數(shù)據(jù)的主要代碼如下：

myCom->readData(temp,340);

for(i=0;i

{

if(temp[i]=='G'&&temp[i+1]=='G'&&temp[i+2]=='A')

{//通過循環(huán)找到GGA標(biāo)志

int start=i+15;

for(int j=0;j<10;j++)

latitude[j]=temp[start+j];

latitude[9]='