發布日期：2022-04-18 點擊率：69
以GPS和電子海圖為技術核心，為航海用戶提供安全航行所必需的海圖、航路等信息的船舶導航系統目前正在全世界得到廣泛應用，大大提高了船舶導航技術與船舶航行的安全性。 船舶導航系統目前主要有PC機系統、單片機系統和嵌入式系統等三種實現方式。常見的PC機船舶導航系統采用基于Windows的GIS軟件(如MapInfo、MapGIS)設計，具有系統功能豐富、響應速度快、人機交互界面友好等特點，但成本較高、系統集成度差，不適合作為專業系統使用。單片機電子海圖應用系統由于處理器運算能力較弱，資源有限，支持網絡化困難，而且在圖形用戶界面實現較為困難，近年來已較少使用。隨著嵌入式系統的發展，電子海圖應用系統有了更好的選擇，使用嵌入式32位處理器和嵌入式操作系統的產品逐漸出現。由于系統集成度高、硬件成本較低等特點，在近幾年獲得較多應用。而采用Windows CE、Vxworks、Palm OS等商用嵌入式操作系統，存在軟件開發成本較高的缺點。 本文提出并設計了一種基于GPS和電子海圖，使用嵌入式32位處理器和嵌入式Linux的船舶導航系統。該系統采用Motorola公司的MPC823E嵌入式處理器，外接GPS接收儀和256色液晶顯示器，基于嵌入式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圖形開發庫，電子海圖使用海司航保部的符合國家軍用標準的矢量海圖，并預先對電子海圖數據進行預處理，刪除冗余數據，進行二維幾何數據壓縮，建立網格索引。在此基礎之上進行船舶導航系統軟件設計，使得系統響應速度大大加快。 1 系統硬件結構和軟件開發平臺 系統整體結構如圖1所示。本系統使用Motolora公司的MPC823E嵌入式處理器，該處理器采用嵌入式PowerPC處理核，采用RISC技術，主頻為75MHz，具有強大的處理能力，并針對通信進行優化，通過獨立的通信處理模塊(CPM)專門處理通信事務。系統通過通用串行總線控制器(USB)外接鍵盤和鼠標；通過液晶顯示(LCD)控制器外接一個256色的TFT LCD 640×480彩色液晶顯示器，用于圖形用戶界面的顯示；通過RS232外接GPS接收儀；系統外擴32MB Flash空間，用于存儲Linux內核、應用程序和電子海圖數據；系統外擴32MB SDRAM，用于操作系統內存空間，存放動態數據和運行程序。 系統軟件基于嵌入式Linux操作系統，使用C++語言進行軟件開發，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C++圖形用戶開發庫，QT/Embedded是QT面向嵌入式應用的版本，具有可移植性強，支持Linux、Windows、Mac的優點，移植到新平臺時，只需用該平臺的編譯器重新編譯即可；面向對象，采用C++語言，加上特有的信號/槽(singal/slot)機制，使得面向對象的程序設計變得簡單而有效；可裁剪，通過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；GUI界面支持大量標準的窗口部件，并提供了界面設計工具designer；支持國際化，支持中文顯示，并提供了多語言支持工具linguist。QT/Embedded強大的圖形繪制功能在電子海圖的應用系統中得到了充分的應用。 系統從全球定位系統GPS實時獲取船舶位置(包括經緯度與時間等)和航行信息(包括船速與航向等)，在電子海圖上顯示相關導航信息，用戶通過精簡的鼠標鍵盤操作，提供海圖漫游、海圖查詢和航行信息管理等功能。 2 電子海圖數據處理</strong
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