基于微處理器的車載導航電子地圖的設計和實現(xiàn)

摘要: 針對車輛遠程終端儀中車載導航的硬件構成和GIS軟件開發(fā)進行了探討。給出了以Renesas Electronics公司SH7764微處理器為核心的電路圖，對嵌入式電子地圖的體系結構、數據管理等進行了論述。同時介紹了在MapXMobile 下進行二次集成開發(fā)的過程。此系統(tǒng)在上海泛亞汽車技術有限公司實驗用車上運行了兩年，實際證明系統(tǒng)運行可靠，能滿足生產的基本需求。

　　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據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)應具有信息數據庫和地圖數據庫的管理功能。

　　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控制器和數字RGB輸出功能提供的。

　　SH7764高速的數據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據庫和數字地圖數據庫的存儲及管理功能。

　　在WinCE操作系統(tǒng)中，虛擬專用網絡（Virtual Private Network，VPN）的操作性和適用性較強，其主要是利用公用網絡作為用戶信息傳輸的媒體，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絡的安全性能。相對而言安全性大幅提升，因此這種基于網絡信息安全系統(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）網絡操作系統(tǒng)層：通過網絡和操作系統(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)的信息管理網絡，對重要的數據和傳輸的數據進行加密處理，防止非法人員登錄數據庫和應用系統(tǒng)，保障在網絡環(huán)境下的各項業(yè)務順利進行。

　　（2）數據庫系統(tǒng)層：通過數據庫操作系統(tǒng)ORACLE等管理機制和相應的管理軟件，實現(xiàn)對登錄數據庫用戶的檢驗，數據各種操作權限的控制，數據及時備份和歷史數據的管理。

　?。?）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、數據權限設置、時間權限設置、應用控制機制和操作日志管理。