嵌入式手持移动设备上地理信息展示的低功耗实现

论文摘要

随着移动业务需求的日益广泛,基于嵌入式的手持移动设备被不断应用于各行各业,地理信息服务更是一路领先于其他领域。本课题根据某实际业务应用项目需要,针对嵌入式手持移动设备,研究实现低功耗地理信息服务的一种可能的方式,即在尽可能保障续航时间的前提下,通过与指挥调度中心的信息交互,嵌入式手持移动设备可实时获取调度中心指令以及自身或其它移动设备的位置信息,并在地理信息框架下进行展示。嵌入式手持移动设备工作于移动环境之下,通常只能由电池供给有限电量,软件中地理信息展现过程涉及大量的浮点运算,是一个对CPU运算能力及设备内存能力、I/O吞吐极其依赖的过程,能量消耗十分可观;同时嵌入式手持移动设备自身的GPS数据采集,以及与指挥调度中心的通信过程对电能消耗亦不可忽视。因此我们需要通过软件的方法解决:1、如何在实现满足实用要求的大规模地理信息展现的同时,尽量降低CPU负荷。2、如何在实现满足实用要求的大规模地理信息展现的同时,尽量减少内存消耗。3、如何尽量减少对设备外部存储的读写次数。4、如何控制设备与中心的通信过程。5、如何控制设备的GPS数据采集。6、如何控制设备的外围器件。基于上述,本文针对地理信息框架及技术实现的特点,重点讨论如何通过软件编程手段,在有限能量供给的前提下,实现嵌入式手持移动设备长时间的地理信息展现,即实现地理信息展现的低功耗可能性。本文对基于嵌入式移动设备的开发及软件实现提出了一种可能的手段,可应用于类似中央控制模式的移动交互场景,例如物流、勘探、公安等领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文的主要内容及结构
• 第二章 软硬件平台方案
• 2.1 嵌入式移动设备硬件平台方案
• 2.1.1 硬件结构
• 2.1.2 硬件参数
• 2.1.3 通信方式
• 2.2 嵌入式移动设备软件平台方案
• 2.2.1 嵌入式操作系统概述
• 2.2.2 Windows CE.NET 主要功能
• 2.2.3 Windows CE.NET 应用程序开发模型
• 2.2.4 Windows CE.NET 应用程序开发工具
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统需求分析
• 3.1 移动指挥调度系统概述
• 3.2 移动指挥调度系统需求规划
• 3.2.1 指挥调度中心系统需求
• 3.2.2 嵌入式手持移动设备系统需求
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统方案设计
• 4.1 指挥调度中心软件功能
• 4.1.1 数据中心模块
• 4.1.2 调度中心模块
• 4.1.3 监控中心模块
• 4.2 嵌入式移动设备软件功能
• 4.2.1 主菜单描述
• 4.2.2 软件功能分布
• 4.3 本章小结
• 第五章 软件设计实现
• 5.1 总体思想
• 5.2 数据通信实现
• 5.2.1 GPRS 通信实现
• 5.2.2 短信通信实现
• 5.3 地理信息实现
• 5.3.1 GPS 地理位置实现
• 5.3.2 虚拟地理位置实现
• 5.4 前台UI 实现
• 5.4.1 地图显示
• 5.4.2 地理信息分层加载
• 5.4.3 作图工具
• 5.5 本章小结
• 第六章 功耗控制
• 6.1 嵌入式移动设备功耗的技术指标
• 6.2 功耗测试方法
• 6.2.1 测试环境
• 6.2.2 待机时长和工作时长的测试方法
• 6.3 影响嵌入式移动设备功耗的因素分析
• 6.3.1 设备硬件因素
• 6.3.2 软件因素
• 6.4 功耗调优的软件方法
• 6.4.1 CPU 利用率
• 6.4.2 内存消耗量
• 6.4.3 本地SD 卡I/O 调度
• 6.4.4 移动通信相关功耗调优
• 6.4.5 GPS 功耗调优
• 6.4.6 外围器件的功耗调优
• 6.5 本章小结
• 第七章 系统测试
• 7.1 测试目标
• 7.2 测试内容
• 7.3 测试环境及工具
• 7.4 测试方法与测试结果
• 7.4.1 系统的功能测试
• 7.4.2 系统稳定性测试
• 7.5 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢