基于嵌入式LINUX的車載導航系統設計

1 引言

車載電子設備在技術水平上的不斷提高已經成為現代汽車發展的重要標志之一，而車載導航設備是其中重要組成部分。它要將數據通訊系統，影音娛樂系統，定位系統，電子控制系統實時顯示出來，讓用戶得到充分的駕駛信息，以ARM 及嵌入式操作系統為技術核心，為車輛駕駛者提供安全行駛所必需的路況、地理信息的車載導航系統目前正在全世界得到越來越廣泛的應用，大大提高了用戶駕駛體驗與車輛運行的安全性。

但目前市場上的車載導航系統多使用 WinCE 作為操作系統，不僅軟件使用價格昂貴，而且對硬件要求較高，運行速度偏慢。本文提出并設計了一種基于GPS 和GPRS，使用嵌入式32 位處理器和嵌入式Linux 的車載導航系統。該系統采用S3C2440A:32 位ARM920T內核處理器，外部擴展GPS 接收模塊及GPRS 通訊模塊，顯示部分采用SAMSUNG 4.3 寸480×272 分辨率寬屏TFT 真彩液晶。底層采用嵌入式Linux 操作系統，具有源碼開放、易移植、模塊化、資源豐富的優勢。圖形用戶界面(GUI)采用Qt/Embedded 軟件進行開發。本文著重從 GPS 與GPRS 數據接收與發送, 嵌入式Linux 總體架構，多線程技術在Qt中應用等方面進行論述。

2 系統總體結構及軟件開發平臺

系統整體結構如圖1 所示，本系統采用SAMSUNG 公司的S3C2440A 嵌入式處理器，標稱工作頻率：400MHz；CPU 內置STN/CSTN/TFT LCD 控制器，支持1024ⅹ768 分辨率以下的各種液晶；以太網控制器；1 通道5 線制串口，2 通道3 線制串口，CAN 接口，SPI接口，RTC實時時鐘等；通過RS232 外接GPS接收儀及GPRS模塊; 系統外擴64NB SDRAM，用于操作系統內存空間，存放動態數據和運行程序; 系統外擴64MB Flash 空間，用于存放Linux 內核，文件系統，應用程序和用戶數據。

　　圖1 系統結構

系統軟件基于嵌入式Linux 操作系統，并選擇Qt/Embedded 作為圖形用戶界面（GUI）開發環境。Qt 是Trolltech 公司推出的跨平臺的應用程序框架，Qt/Embedded 是Qt 面向嵌入式應用的版本，一次編寫，隨處編譯。 Qt 特有的信號/槽（singal /slot）機制，加強了對象間通信的靈活性；通過裁剪去掉無關模塊可以調整庫文件的大小，適合嵌入式系統使用；在QT 中支持OpenGL 接口和矢量圖形格式SVG. 能充分滿足導航系統繪圖需要。系統從GPS實時獲取車輛位置（包括經緯度與時間等）和運行信息（包括車速與方向等），在電子地圖上顯示相關導航信息，用戶通過觸摸屏操作，提供地圖漫游、地圖查詢和道路信息管理等功能。