【導讀】隨著經(jīng)濟的不斷提升，汽車也越來越年輕化，而導航也受到大多數(shù)人的追捧。導航功能可以解決以往繞路、碰撞等問題，文中主要在車載導航的軟硬件的優(yōu)化上進行了一番探討，使車載導航更能方便人們的生活。
車輛遠程診斷儀的主要功能是導航。導航功能的重點是行車路線設計、自動車輛定位、綜合信息服務、路徑引導服務等。導航功能是GIS技術、通訊技術、嵌入式技術和GPS定位等技術相結合的綜合應用系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對GPS定位全天候、高精度、實時性強的特點，可實現(xiàn)對車輛準確實時的跟蹤，通過應用GLS技術，則可在電子地圖上顯示車輛的定位信息，明確用戶所在的準確位置。文中在介紹了典型的導航系統(tǒng)軟硬件構成的基礎上，重點探討了車載導航電子地圖設計和實現(xiàn)，對于車載導航的進一步優(yōu)化具有現(xiàn)實意義。
1 車載導航電子地圖的體系結構
1.1 系統(tǒng)硬件設計方案
嵌入式系統(tǒng)作為電子地圖的載體時，硬件系統(tǒng)需采用32位的微處理器，工作頻率在400 HMz以上，以便能夠處理大量的數(shù)據(jù)和流暢的運行操作系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)需能夠支持多媒體功能，支持LCD觸摸屏輸入、具有大容量SD卡的加載功能，所選取的操作系統(tǒng)應具有信息數(shù)據(jù)庫和地圖數(shù)據(jù)庫的管理功能。
SH7764作為診斷儀的核心處理器，其最高工作頻率為324MHz，可實現(xiàn)583MI／S的處理性能。FPU支持單、雙精度運算，可實現(xiàn)2．3GFLOPS的最高性能。并具有豐富的硬件資源，包括硬件音頻解碼功能、正玄／余玄操作以及向量元算操作功能。外設執(zhí)行存儲功能包括NAND閃存控制器和存儲卡控制器、以太網(wǎng)控制器（10／100BASE—T）、USB接口（全速／高速）、I2C總線接口、帶有FIFO的串行通訊接口，顯示支持功能是由2D圖形引擎、LCD控制器和數(shù)字RGB輸出功能提供的。
SH7764高速的數(shù)據(jù)處理性能和豐富的外設功能，使得SH7764處理器可以低廉的成本構成一個高性能的車載診斷處理系統(tǒng)。使用SH7764構成車載遠程診斷儀時，電路框圖如圖1所示。
圖1 使用SH7764構成車載遠程診斷儀時的電路框圖
1.2 操作系統(tǒng)
WinCE操作系統(tǒng)是一個功能強、可裁剪、易移植的系統(tǒng)，且具備了系統(tǒng)所必須的用戶信息數(shù)據(jù)庫和數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫的存儲及管理功能。
在WinCE操作系統(tǒng)中，虛擬專用網(wǎng)絡（Virtual Private Network，VPN）的操作性和適用性較強，其主要是利用公用網(wǎng)絡作為用戶信息傳輸?shù)拿襟w，通過附加的隧道封裝、信息加密、用戶認證和訪問控制等技術實現(xiàn)對信息傳輸過程的安全保護，從而向用戶提供類似專用網(wǎng)絡的安全性能。相對而言安全性大幅提升，因此這種基于網(wǎng)絡信息安全系統(tǒng)一般會采用復雜的密碼身份 驗證機制，得以保證系統(tǒng)賬戶的安全。系統(tǒng)采用嚴格的權限管理，用以確保系統(tǒng)運行的安全性。
（1）網(wǎng)絡操作系統(tǒng)層：通過網(wǎng)絡和操作系統(tǒng)的管理機制并借助相應的管理軟件和防火墻技術，防止病毒和黑客入侵企業(yè)的信息管理網(wǎng)絡，對重要的數(shù)據(jù)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密處理，防止非法人員登錄數(shù)據(jù)庫和應用系統(tǒng)，保障在網(wǎng)絡環(huán)境下的各項業(yè)務順利進行。
（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層：通過數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)ORACLE等管理機制和相應的管理軟件，實現(xiàn)對登錄數(shù)據(jù)庫用戶的檢驗，數(shù)據(jù)各種操作權限的控制，數(shù)據(jù)及時備份和歷史數(shù)據(jù)的管理。
（3）系統(tǒng)應用層：主要是系統(tǒng)平臺提供的管理功能測試，有功能權限設置、數(shù)據(jù)權限設置、時間權限設置、應用控制機制和操作日志管理。
1.3 GIS軟件設計
GIS軟件的設計基礎在于數(shù)據(jù)結構以及數(shù)據(jù)庫結構的定義兩方面，其直接決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、合理性、功能完整性、可擴充性等方面。GIS軟件所具備的查詢檢索功能、圖像功能、分析功能均依次為基礎來進行開發(fā)的。
1.3.1 電子地圖的文件格式與數(shù)據(jù)組織
在電子地圖地理信息系統(tǒng)中，實行屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的分開儲存。其中，空間數(shù)據(jù)以電子地圖的自身格式在文件中進行保存，而屬性則以數(shù)據(jù)鏈形式在一份表 中實現(xiàn)儲存。且兩者利用一定索引機制便可有效地關聯(lián)。電子地圖以土層為依據(jù)進行地理管理。每個圖層均由屬性數(shù)據(jù)表結構文件、屬性數(shù)據(jù)文件、交叉索引文件、 空間數(shù)據(jù)文件多個基本文件構成。空間數(shù)據(jù)包括空間對象的顏色信息、坐標信息、幾何類型等，當用戶對索引字段加以規(guī)定后，索引文件便會在地理信息系統(tǒng)中自動生成。
電子地圖通過“Table”的形式來建立屬性數(shù)據(jù)與空間實體間的對應關系，并以此為基礎建立起電子地圖的查詢檢索系統(tǒng)。通過定義空間數(shù)據(jù)結構，對空間實體類型進行確定。數(shù)據(jù)庫關系模型選用一組邏輯嚴密、結構簡單的二維平面表為操作對象，Table中嚴禁重復存儲，從而保障空間內(nèi)唯一的實體記錄。在描述 空間實體類型的多種屬性時，將其進行多個Table的分解，從而使其形成多重的鏈表關系，多個Table屬性信息同空間實體發(fā)生聯(lián)系，進而構成屬性數(shù)據(jù)同空間實體間多重對應的關系。
1.3.2 電子地圖的數(shù)據(jù)索引機制
電子地圖數(shù)據(jù)索引機制的索引設計過程如下：當從屬性信息中進行空間信息的查詢時，電子地圖首先應在屬性文件中找到數(shù)據(jù)庫中的相應數(shù)據(jù)。此時就可在索引文件中選取相應指針，其所指的地圖對象即為同數(shù)據(jù)庫記錄空間相對應的對象。從而能夠在空間信息中進行屬性信息的查詢。（如對于某一空間對象已在地圖上查 出，電子地圖便可在空間文件中讀出同空間信息相對應的記錄號，以此為依據(jù)，便可實現(xiàn)該地圖對象底性信息在屬性數(shù)據(jù)文件中的查詢。）而MapInfo地理信息數(shù)據(jù)格式的應用，則可較好地落實上述索引思路，且能夠按照土層間的疊加關系進行存放與顯示。
1.3.3 電子地圖的圖層與圖元
在MapX中，對于MapInfo表的地圖標示均是以圖層的形式進行顯示的，這些圖層中除有地物元素位置外，默認為透明。疊加圖層后，便可看到地圖的各種方面。圖元則包括區(qū)域對象、點對象、線對象。在MapX中，通過對Feature對象的利用便可實現(xiàn)對上述地圖對象的房問題，可完成創(chuàng)建、自定義、編 輯、顯示等操作。
1.3.4 應用Geoset，實現(xiàn)地圖管理
對于滿意的地圖，便可進行保存，在驅動器中將其寫入Geoset文件當中。將Geoset文件打開，全部地圖的設置和土層均為保存時狀態(tài)。此時，可應用MapX自帶工具Geoset Manager可對．gst文件進行管理，來對管理縮放級別、圖層、表和其他屬性進行修改。
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2 電子地圖模塊的二次開發(fā)
基于Active技術的MapX控件為開發(fā)人員的二次開發(fā)提供了方便。在VC++等可視化開發(fā)環(huán)境中，將MapX控件嵌入到窗體中即可進行編程、設置屬性等操作，完成空間數(shù)據(jù)查詢，地理空間數(shù)據(jù)的可視化，編碼等地圖信息系統(tǒng)功能。
2.1 安裝MapX mobile
在MapX安裝完畢后，添加MapX空間便可對地圖進行顯示。具體設計步驟為：建立標準exe于編程環(huán)境當中，從“工程”菜單中選取“部件”，隨即將 “部分對話框打開”，于部件列表內(nèi)，將“MapX mobile V5．02”找到，完成復選后，點擊“確定”。隨后工具欄中便會將Map空間圖標顯示出來，此時，單擊“控件”，便完成了工程中Map空間的引入。
2.2 地圖的基本操作
車載嵌入式車載導航中，主要通過DataSet對象和Layer對象操作來完成MapX地圖操作。對同此類型對象的應用，仍可將地圖土層添加到應用程序當中。而屬性數(shù)據(jù)操作的完成，則可通過建立數(shù)據(jù)綁定、數(shù)據(jù)源設置的方式實現(xiàn)。而電子地圖的加載主要通過以下兩種設計形式實現(xiàn)。一是在MapX中加載一個Geoset對象，加載完成后，MapX將各個圖層自動打開，在地圖窗口中進行疊加，并對圖層屬性信息進行設置。二是在MapX中加載一個圖層，該種方法是對一個MapInfo文件的直接加載，待圖層打開后，其將在地圖窗口內(nèi)完成自動的疊加。
2.3 地圖的刷新
MapX首先繪制動態(tài)圖層以外的全部圖層，并在某一地方進行存儲，當其他圖層未變而動態(tài)圖層發(fā)生變化時，便可通過已存儲的動態(tài)圖層和數(shù)據(jù)來實施覆蓋處理，進而現(xiàn)實處理結果。地圖的刷新過程設計為依次全部刷新的形式，從最小外界矩形窗口區(qū)域開始，來完成整合刷新過程。該方法的優(yōu)點是相比于整個地圖窗口的刷新形式要更加快速。同時，因受地圖刷新速度的影響，MapX難以同時完成多目標的刷新，這時就可進行統(tǒng)一刷新鬧鐘的設置，從而使每個一定時間間隔，目標地圖便會自動刷新一次。
2.4 地圖調(diào)用
首先，在工程中加入MaoX．cpp和MapX．h文件。在菜單“Project”中選擇“Files”命令，隨后將對話框打開選取 MaoX．cpp和MapX．h文件加入到MapX系統(tǒng)當中。將MapX對象頭文件加入到視圖（包含MapX）中。針對MapX進行一個資源ID的創(chuàng)建，通過“新建一名稱輸入”的操作來完成。進行消息映射函數(shù)SIZE和CREATE的創(chuàng)建，在“視圖／類導向”中選擇視圖類，并將兩個信息在消息框中完成分別選擇，之后通過函數(shù)的條件，來對代碼進行編輯，導入地圖。通過類向導，來進行SETFOCUS映射函數(shù)的創(chuàng)建，使得窗口在獲得焦點的同時，地圖空間也可獲取焦點。
2.5 圖層的控制
GIS軟件中，通常需對圖層屬性進行設置，而通過對顯示圖層控制方法的應用便可實現(xiàn)此項功能，借助于MapX中可選擇、可顯示、自動標注、可編輯的四種屬性設置來實現(xiàn)地理信息維護與查詢功能的發(fā)揮。
2.6 鷹眼圖的實現(xiàn)
鷹眼圖是基于嵌入式車載導航電子地圖的一項基本功能，其實現(xiàn)思路為：進行一個無模式對話框的創(chuàng)建，確立HAWK為ID。建立MapX空間來對鷹眼圖進行控制，并創(chuàng)建一新圖層于鷹眼圖中，以此添加矩形框，對主視圖中地圖作出表示，且該矩形框的位置和大小不隨主視圖邊界變化而發(fā)生變化。添加一個按鈕于對話框，依據(jù)按鈕下的相應函數(shù)來操作鷹眼圖MapX空間，從而使其對Map空間的操作得以實現(xiàn)，且當按下對話框按鈕后，便可對CLICK信息進行發(fā)送。依靠此 設計程度的鷹眼圖可在EVC模擬器上運行，并具備了車載導航電子地圖的基本功能。
3 結束語
嵌入式車載導航在車載導航領域中有廣泛的應用，隨著社會信息化的發(fā)展，嵌入式車載導航電子地圖的功能必將進一步完善。因此，嵌入式車載導航的應用前景將十分廣闊。
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