一个基于QT图形界面的GPS导航软件系统设计与实现

论文摘要

本文围绕着GPS导航软件系统的设计与实现,讨论了GPS导航软件系统设计过程中所涉及的关键核心技术,首先根据需求分析选择以三星s3c2440芯片作为开发环境的微处理器,确定EV2440开发板作为软件系统开发的硬件平台。在此基础上选定嵌入式Linux操作系统作为软件平台基础,Qtopia作为其图形显示基础。详细介绍了开发环境(包括宿主机以及目标机)、测试环境的建立过程。然后分析了GPS的接收机输出明文标准NMEA―0183,以及GPS硬件如何通过RS232接口与CPU进行通信,以及GPS控制台子模块的设计与实现。接着讨论了导航核心算法——路径搜索算法,根据实验来对比常见的搜索算法,选择本文系统开发硬件、软件环境下的最佳算法,继而对选择的算法进行优化:借助程序性能分析工具,找到算法实现中时间、空间耗用最多的部分,并进一步做代码级优化,汇编级优化。通过优化将原算法的运算时间从秒级降到了毫秒级,大大提高了路径搜索对系统整体性能的影响。最后,本文对系统的设计实现细节进行详细的介绍,包括各个子模块的设计与实现,并设计测试方案以及测试用例,对系统的功能进行测试。继而对工作进行总结,并对进一步的工作进行展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 GPS 导航技术的发展和现状
• 1.2 嵌入式导航设备的现状和发展
• 1.3 嵌入式设备图形显示技术现状和发展
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 系统设计与实现的环境
• 2.1 硬件环境
• 2.1.1 微处理选型的考虑的主要因素
• 2.1.2 处理器选择说明
• 2.1.3 其他硬件概述及选型说明
• 2.2 软件环境
• 2.2.1 嵌入式操作系统选择标准
• 2.2.2 操作系统选择说明
• 2.2.2 嵌入式Linux 操作系统的搭建
• 2.2.3 Qtopia 图形界面的搭建
• 2.3 本章小结
• 第三章 GPS 导航技术与GPS 控制台子模块设计
• 3.1 GPS 工作原理
• 3.2 EVERMORE 公司GM-305 GPS 介绍
• 3.2.1 GPS 的NMEA 明码格式
• 3.3 LINUX下串口编程
• 3.4 GPS 控制台子模块的设计
• 3.4.1 GPS 控制模块设计与实现
• 3.4.2 GPS 信息获取模块
• 3.4.3 GPS 信息显示模块
• 3.5 本章小结
• 第四章 路径搜索算法的选择与优化
• 4.1 常见路径搜索算法
• 4.2 各种路径搜索算法的实现
• 4.3 路径搜索算法的选择
• 4.3.1 Linux 下程序运行的比较
• 4.3.2 性能数据的收集与分析
• 4.4 A*算法程序的优化
• 4.5 本章小结
• 第五章GPS 导航软件系统设计与实现
• 5.1 系统总体设计
• 5.2 子模块设计
• 5.2.1 GPS 地图模块
• 5.2.2 导航模块设计
• 5.3 系统测试
• 5.3.1 功能测试
• 5.3.2 测试过程
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 回顾和总结
• 6.2 下一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢