基于嵌入式LINUX的车载导航系统设计

1 引言

车载电子设备在技术水平上的不断提高已经成为现代汽车发展的重要标志之一，而车载导航设备是其中重要组成部分。它要将数据通讯系统，影音娱乐系统，定位系统，电子控制系统实时显示出来，让用户得到充分的驾驶信息，以ARM 及嵌入式操作系统为技术核心，为车辆驾驶者提供安全行驶所必需的路况、地理信息的车载导航系统目前正在全世界得到越来越广泛的应用，大大提高了用户驾驶体验与车辆运行的安全性。

但目前市场上的车载导航系统多使用 WinCE 作为操作系统，不仅软件使用价格昂贵，而且对硬件要求较高，运行速度偏慢。本文提出并设计了一种基于GPS 和GPRS，使用嵌入式32 位处理器和嵌入式Linux 的车载导航系统。该系统采用S3C2440A:32 位ARM920T内核处理器，外部扩展GPS 接收模块及GPRS 通讯模块，显示部分采用SAMSUNG 4.3 寸480×272 分辨率宽屏TFT 真彩液晶。底层采用嵌入式Linux 操作系统，具有源码开放、易移植、模块化、资源丰富的优势。图形用户界面(GUI)采用Qt/Embedded 软件进行开发。本文着重从 GPS 与GPRS 数据接收与发送, 嵌入式Linux 总体架构，多线程技术在Qt中应用等方面进行论述。

2 系统总体结构及软件开发平台

系统整体结构如图1 所示，本系统采用SAMSUNG 公司的S3C2440A 嵌入式处理器，标称工作频率：400MHz；CPU 内置STN/CSTN/TFT LCD 控制器，支持1024ⅹ768 分辨率以下的各种液晶；以太网控制器；1 通道5 线制串口，2 通道3 线制串口，CAN 接口，SPI接口，RTC实时时钟等；通过RS232 外接GPS接收仪及GPRS模块; 系统外扩64NB SDRAM，用于操作系统内存空间，存放动态数据和运行程序; 系统外扩64MB Flash 空间，用于存放Linux 内核，文件系统，应用程序和用户数据。

　　图1 系统结构

系统软件基于嵌入式Linux 操作系统，并选择Qt/Embedded 作为图形用户界面（GUI）开发环境。Qt 是Trolltech 公司推出的跨平台的应用程序框架，Qt/Embedded 是Qt 面向嵌入式应用的版本，一次编写，随处编译。 Qt 特有的信号/槽（singal /slot）机制，加强了对象间通信的灵活性；通过裁剪去掉无关模块可以调整库文件的大小，适合嵌入式系统使用；在QT 中支持OpenGL 接口和矢量图形格式SVG. 能充分满足导航系统绘图需要。系统从GPS实时获取车辆位置（包括经纬度与时间等）和运行信息（包括车速与方向等），在电子地图上显示相关导航信息，用户通过触摸屏操作，提供地图漫游、地图查询和道路信息管理等功能。