基于QT的电子地图设计与实现
毕业设计是基于QT的电子地图设计与实现 ，用于C语言的开发。2010届本科生毕业设计目录摘要ABSTRACT前言.1.1概述1.2研究背景1.3研究目标1.4需求分析1.41用户需求分析1.4.2功能需求分析1.5本章小结2qT简介2.1QT的背景介绍2.2qT实现的结构原理.2.3 QT GraphicsⅤ iew Framework简介2.3.1 Graphics view层次结构2.3. 2 QGraphicsItem2.4QT应用程序的实现2.5本章小结3 mapinfo绘制电了地图3.1 Mapinfo professiona1简介122010届本科生毕业设计3.2 Mapinfo地图图表3.3 Mapinfo地图图层与图元.143.3.1地图图层.3.3.2地图图元3.4地图的来源3.5电了地图绘制3.5.1 Mapinfo professional地图绘制工具3.5.2 Mapinfo professional绘制地图3.6来MIF和求.MID文件3.7本章小结204系统框架描述214.1系统模块申非214.2主要功能4.3平台简介224.4UP- TECHPXA270-S核心模块资源234.5本章小结.....245详细设计,,255.1程序流程图...255.2界面设计.....275.2.1主窗体设计..,,,,.275.2.2子窗休设计285.3地图的显示..,,,,,,..,,.292010届本科生毕业设计5.3.1地图坐标转换5.3.2地图图元的显示305.3.3显示效果设计.,,,,,,,,,,335.4单源最短路径算法365.4.1 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法365.4.2路径节点的存储,,,,,,,375.5木章小结416测试及运行结果6.1测试目标6.2测试预期结果426.3运行结果.6.3.1地图浏览功能.....436.3.2路径规划功能446.4木章小结看鲁457论文总结46参考文献.47谢辞482010届本科生毕业设计前言1.1概述随着新的ARM芯片不断问世以及这些芯片的价格下降,嵌入式产品开始潜移默化的取代早期的些单片机,并在社会各行各业中占有越来越重要的位置,嵌入式产品也由此成为众多工程师选择开发高端产品的芯片首选。QT具备跨平台,易扩展,界面华丽,性能稳定等优点。因此,以嵌入式处理器作为使件半台,以QT作为程序框架,两者的完美结合必将成为未来技术的发展方向1.2研究背景现在,汽车正在普及,道路不断建设,城际间的经济往来更加频繁,活动的区域也越来越大。为了提高生活质量,大量的休活动、探险活动的举行使我并不局限在自己认识的一小块区域中,不认识道路,找不到目的地的情况也屡有发生。就此,各种各样的导航仪逐渐走进我们的生活。无论仆么导航仪最主要的部分都是电子地图。开发电子地图成为了导航仪的关键。根据调査,电了地图制作困难而且价格相当昂贵,给导航伩的开发带来了很多不便。自主绘制电子地图,编写电子地图应用程疗,不管是从经济上还是研究上都具有非常大的意义市面上的嵌入式产品各式各样,用到的嵌入式操作系统自然也是有所不同。如果拥有一个跨平台的程序的话,那将会给我们的开发节省了大量的时间。QT正是一个支持多平台的C+图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。Q是完仝面向对象的很容易扩展,并且允许真正地组件编程。所以使用QT作为应用程序框架是一个不错的选择1.3研究目标基于上述背景,开发一个电子地图项目,使用 windOws cD5.0搭配PXA270开发板来构建这个项目。仗用 mapinfo电子地图绘制软件自主绘制电子地图。利用QT4作为系统应用层的程序框架。根据系统的需求,裁减、移植 windOwsce内核。分析系统功能和接口,添加各种驱动程序,如:USB驱动,(∽M口驱动等根据应用程序屮的钶个功能模块,分析各个模块的用户界面接口和对人机交互图2010届本科生毕业设计形化用户界面的接口设计。1.4需求分析1.4.1用户需求分析目前,我们可以通过各种途径接触电子地图,例如以网页形式的电子地图,如 Google地图、 Google earth、百度地图等,以车载GPS导航仪的电子地图,如 garmin饪我游、纽曼、新科、城际通等,还有以手机导航功能出现的电子地图,越来越多的亍杋将支持导航功能,诺基亚2010年在大规模普及手机导航对此,本顶目采用免费版的QT作为程序框架,并且可以跨平台使用,在廾发成本上有着很大的优势。未来几年,配备电子地图的电子产品市场将逐渐走向成熟,市场需求和产品销量会保持大幅增长,产品供应链中的各类企业将获得曰大商机。尤其是随着产品价格的不断下降,这种快速发展的态势公愈加明显。电子地图在中国市场必然会获得更大的发展空间。由此,本项日也适应用户需求,开发电子地图的相关功能:地图显示功能卫星定位功能、路径导航功能、语音提示功能等。1.4.2功能需求分析根据用户需求,和对产品的定位,划分以下功能表1-1用户需求功能支持功能所需硬件1地图显示2实时定位UP- TECHPXA270-S为硬件开发平台3路径导航4语音提示2010届本科生毕业设计攴持功能分析:1.地图显示:显示当前位置地理信息,包括道路、河流、建筑物,以及标志性建筑的名称,可以通过地图了解的所在位置的周边情况。实时定位:通过不断对对COⅧM凵接收到的信息进行分析,获取当前所在位置并且显示在地图的相应位置上3.路径导航:可以设置日的地点,系统将通过路径优先算法显示最优路径,完成导航功能。4.语音提示:通过简单的语言提示来配合路径导航。所需硬件分析:需要的硬件模块在UP一 TECHPXA270-S硬件实验平台上已一应俱全。在此平台上还配制了8英寸的TFT真彩液晶屏,支持640*480的分辨率。UP一 TECHPXA270S在存储系统方面也有着很高的配置,内置了高性能价格比的 NAND FLASH6M内存,支持大谷量的用户差异图形图片和媒休文件的存储。CPU的能力当然是毋庸置疑的, Intel xscale结构芯片的PXA270在各方面都表现了很强悍的能力,在日前市场上来说也是一款很先进的处理器芯片PXA270处理器是 Intel公司目前性能最为强劲的移动处理器,已经成为高端移动设备屮最受欢迎的处理器之一。PXA270最高主频可达624Mz,它引入了X86架构奔腾4系列上的多媒体技术——MⅨ技术,能够大大提升多媒体处理能力,用户通过该技术可以在VGA上面播放高质量的MPG4视频:同时加入了 Inte lSpeedstep动态电源管理技术,在保证CPU性能的情况下,最大限度地降低移动设备功耗。1.5本章小结木章主要介绍本项目的选题背景、意义,选题目标和项目需求分析,根据品市场和本人技术水平情况,按需求划分软件功能模块,还根据软件功能和现有瓷源的性能对使件需求做」详细分析。2010届本科生毕业设计20T简介2.1QT的背景介绍Qt/ Embedded是著名的Qt库开发商 Trolltech公司开发的面向嵌入式系统的Qt版本,开发人员多为KDE项日的核心开发人员。许多基于Qt的XWindow程序可以非常方便地移植到Qt/ Embedded上,与X11版本的Qt在最大程度上接口兼容,延续了在Ⅹ上的强大功能,在底层彻底摒弃了X1ib,仅米用 framebuffer作为底层图形接口。Qt/ Embedded类库完全采用C++封装。丰富的控件资源和较好的可移植性是Qt/ Embedded最为优秀的·方面,使用Ⅹ下的开发工具 Qt Designer可以直接开发基于Qt/ Embedded的UI(用户操作接口)界面。越来越多的第三方软件公司也开始采用Qt/ Embedded廾发嵌入式下的应用软件。2.20T实现的结构原理Qt/ Embedded是 Trolltech公司开发的面向嵌入式系统的Qt版本,与Ⅹ11版本的Qt在最大程度上接口兼容,采用帧缓存( framebuffer)作为底层图形接口。Qt/ Embedded类库完全采用C艹+封装,并且有着丰富的控件资源以及较好的可移植性,大范围的Qt/ Embedded apl可用于多种开发项∏。Qt/ Embedded的实现结构如下:QT的应用程序QT的图形事件QT/EmbeddedFrameBuffer设备驱动操作系统硬件平台图21QT的实现结构图2010届本科生毕业设计Qt/ Embedded的底层图形引擎基于 framebuffer。 Framebuffer驱动程序的实现分为两个方面:一方面是对LCD及其相关部分的初始化,包括画在缓冲区的创建和对DMA通道的设置;另外一方面是对画面缓冲区的读写,具体到代码为read、 write、 Iseek等系统调用接凵。至于将画面缓冲区的内容输出到LCD显示屏上,则由硬件自动完成。对于软件来说是透明的。当对于DMA通道和画面缓冲区设置完成后,DMA开始正常工作,并将缓冲区中的内容不断发送到LCD上。这个过程是基于DMA对于LCD的不断刷新的基于该特性, framebuffer驱动程序必须将画面缓冲区的存储空间(物理空间)重新映射到一个不加高缓存和写缓存的虚拟地址区间中,这样能才保证应用程序通过map将该缓存映射到用户空间后,对于该画面缓存的写操作能够实时的体现在LCD上。QT程序是基于C+编写的,图形用户界面编程同时需要运行效率和高水平的灵活性。Qτ通过结合C+的速度为这一领域提供了Qt对象模型。Qt把下面这些特性添加到了C++当中和被称为信号和槽的非常强大的机制;可查询和可设计的属性项;强大的事件和事件过滤器:根据上下文进行国际化的字符串翻译;完善的时间间隔驱动的计时器等。许多Qt的特性是基于Q0 bject的继承,通过标准C++投术实现的。Q^ pplication是必须构造的吐t主对象,需要在一开始的时候就构造这个对象,并把命令行参数传递给这个对象,每个Qt应用程序有且仪有一个APplication对象,该对象必须在做其他事之前创建,这个对象处理一些底层操作,如事件处理、字符串本地化和控制界面外观等。信号和信号处理函数是(UⅠ应用程序用来响应用户输入的基本机制,乜是所有GUI库的核心特征,Qt的信号处理机制由信号( signa1)和槽(slot)构成,它们相当于GTK+中的信号和回调函数。在Qt中回调函数就叫做槽。信号和槽用于对象间的通讯,它的基本语法为:connect(objectl, signal, object2, slot1)2.3 QT Gr aphics view Framework简介2.3.1 Graphics view层次结构Graphics view提供一个强人的自定义2D平面图元并处理它们之间相互作用的接口,以及将一个这些图元视化的view控件,它支持旋转和缩放。该框架还包含个事件传递机制,允许画布和画布上的图元之问精确
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CANOpen应用层和通讯协议（CiA301）
CANOpen应用层和通讯协议，基于CiA301的中文翻译，整理好了书签，学习CANopen必备资料。CANopen应用层和通信协议目录1适用范围2参考资料2.规范性引用2.2信息参考3缩写和定义·非·垂8888831缩写3.2定义…标准帧扩展帧.999CAN-工DCOB-ID·········实体FSA,,,设备域9逻辑设备,++Node-ID+++++,.,+·+···对象9虚拟设备建模…104.1设备域模型104.2通信参考模型.4.2.1简述14.2.2 CANopen应用层………….114.2.2.1概述··::············::··114.2.22服务原语1142.2.3应用层服务124.3 CANopen设备模型43.1简述..124.4通信协议分类··;·······∴134.4.1简述4.4.2主/从协议6··134.4.3客户端/服务器协议1444.4生产者/消费者协议-推/拉模式144.45对象字典网络系统模型1545.1设备协议154.5.2应用协议155物理层5.1OS参考模型.∴…16介质相关接口53物理介质连接.54物理信令…166数据链路层186.1简述…∴186.2AN帧类型·4···:·;··4·44···.···:·4·4·4··4··+∴187应用层.197.1数据类型和编码规则..197.1.1数据类型和编码规则简述.19⊙CA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议7.1.2数据类型定X位序207.1.3位序列7.1.3.1位序列定义7.1.3.2位序列的传输语法……207.1.4基本数据类型217.1.4.1简述217.1.4.27.1,4.3 Boolean.……7.1.4.4Void.7.1. 4.5 Unsigned interge222222111127.1.4.6 Signed Integer....7.1.4.7浮点数.··+·“·4·“··+:···;4······+······7.1.5复合数据类型237.1.6扩展数据类型7.1.6.1简述7.1.6.2八进制字符…27.1.6.3可显示字符串7.1.6.4 Unicode字符串7.1.6.5时间2223444247.1.6.6时间差.47.1.6.7域247.2通信对象247.2.1简述247.2.2过程数据对象(PDO).257.2.2.1简述257.2.2.2传输模式267.2.2.3触发模式.….267.2.2.4PD0服务7.2.2.5PD0协议287.2.3寻址PD0MPD0)7.2.3.1简述.287.2.3.2MPD0寻址模式297.2.3.3PD0服务297.2.3.4MD0协议307.2.4服务数据对象(SD)7.2.4.1简述317.2.4.2SD0服务7.2.4.3S00协议…43服务器49服务器49客户端服务器.…537.25同步对象(SYNC)597.2.5.1简述597.2.5.2SYNC服务597.2.5.3同步协议…7.2.6时间戳对象(TIME)7.2.6.1简述607.2.6.2TIME服务607.2.6.3TIME协议和“……………617.2.7应急对象(EMCY617.2.7.1应急对象的使用617.2.7.2应急的对象服务…ccⅰA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议7.2.7.3应急对象协议…1547.28网络管理···.·:4·········7.2.8.1简述7.2.8.2NM服务7.2.8.3NMT协议6973网络初始化和系统 boot-up∴747.3.1简化的MMT启动∴747.3.2NT状态机.757.3.2.1概述7.3.2.2MMT状态767.3.2.3MT状态转换7.3.3通用预定义连接集7.3.4特定预定义连接集…787.3.5受限CAN-IDs7974对象字典7.4.1常规结构·++·“+“797.42索引和子索引的使用.807.4.3对象代码的使用7.4.4数据类型的使用.817.4.5访问权限的使用∴817.4.6类别和条目类别的使用.7.4.7数据类型条目的使用827.4.7.1简述7.4.7.2对象字典条目的组织结构7.4.8预定义复合数据类型规范7.4.8.1PD0通讯参数记录规格847.4.8.2PD0映射参数记录规格7.4.8.3SD0参数记录规格857.4.8.4身份记录规格857.4.8.50S调试记录规格.857.4.8.60S命令记录规格通信协议规范867.51对象及其条目说明规范∴867.5.2通信协议对象的详细规范877.5.2.1对象1000:设备类型1877.5.2.2对象1001h:错误寄存器7.5.2.3对象10021:制造商状态寄存器7.5.24对象1003:预定义错误域897.5.2.5对象1005:COB-ID同步消息∴917.5.2.6对象1006:通信循环周期.927.5.27对象1007:同步窗长度.927.5.28对象1008:制造商设备名称7.5.2.9对象1009:制造商的硬件版本937.5.2.10对象100A1:制造商软件版本947.5.2.11对象1000:监护周期947.5.2.12对象100D:生存周期因子7.5.2.13对象1010:保存参数957.5.2.14对象1011:恢复缺省参数977.5.2.15对象10121:时间戳对象COB-ID1007.5.2.16对象1013:高分辨率时间戳1017.5.2.17对象1014: EMCY COB-ID1017.5.2.18对象1015:EMCY抑制时间.1027.5.2.19对象1016:消费者心跳超时.103⊙CA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议7.52.20对象1017:生产者心跳超时………1047.5.221对象1018:对象身份1057.5.2.22对象1019:同步计数器溢出值7.5.2.23对象1020:验证配置1077.5.2.24对象1021:存储EDS1087.5.2.25对象1022:存储格式1097.5.2.26对象1023:0S命令7.5.2.27对象1024:0s命令模式…·;·中1117.5.2.28对象10251:0s调试接口.1127.5.2.29对象1026:0S提示符命令接口.1137.5.2.30对象1027:模块列表1147.5.231对象1028:应急消费对象7.5.2.32对象1029:错误行为对象.1177.5.2.33对象1200127F:SD0服务器参数1187.5.234对象128012F:SD0客户端参数.1217.5.235对象1400~15FF1:RPD0通信参数1237.5.2.36对象160017FF:RPD0映射参数.1267.5.2.37对象180019FB:TPD0通信参数1297.5.238对象1A00"1BF:TPD0映射参数1347.5.2.39对象1FA011FCF:对像扫描仪列表1367.5.2.40对象1FD0^1FFR:对象分配列表…138附件A(更多信息)140注译版木记录142CA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议1适用范围本规范定义了 CANopen应用层。包括数据类型、编码规则、对象字典以及 CANopen通信服务协议。此外,本规范也定义了 CANopen网络管理服务协议本规范规定了 CANopen通信协议,例如物理层、通信对象标识符预定义连接集、应急对象( Emergency)、时间戳和同步通笮对象⊙CA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议2参考资料2.1规范性引用/EN61131-3EN61131-3,可编程控制器一一第3部分:编程语言/IS07498-1/IS07498-1,信息技术-开放系统互连-基本参考模型:基本模型/IS08859/IS08859,信息技术——8位单字节编码图形字符集ISol!898-1/Is011898-1,道路车辆—控制器区域网络(CAN)——第1部分:数据链路层和物理信令/IS0ll898-2/IS0118982,道路车辆——控制器区域网络(CAN)—一第2部分:高速介质访问单元/IS01l8983ⅠS0118983,道路车辆——控制器区域网络CAN——第3部分:低速度、容错的介质相关接口。/IS010646/IS010646,信息技术通用多八位编码字符集(LCS)2.2信息参考/IEEE754/TEEE754,标准的二进制的浮点运算/IEC62390IEC TR62390,常规的白动化设备一协议的准则3缩写和定义3.1缩写ARQ自动重复请求CAN控制局域网CAN IDCAN标识符COB通信对象COB-IDCOB标识符CRC循环冗余校验CSDOClicnt-SDODAM目的地址模式FSA有限状态机LLO逻辑链路控尙LSB最低位/字节MAC介质访问控制MDI介质相关接口MPDO多路复用PD0MSB最高位/字节网络管理NODE-ID节点标识符OSI开放系统互连PDO过程数据对象PLS物理层的信令ccⅰA2011-保留所有权利CANopen应用层和通信协议PMA物理介质连接RPDO接收PDORTR远程传输请求SAM源地址模式SDO服务数据对象SSDOServer-SDoSYNC同步对象TPDO发送PDO3.2定义标准帧/IS01898-1/屮定义的最多可包含8个字节数据和11位标识符的消息扩展帧/IS011898-1/中定义最多可包含8个字节数据和29位标识符的消息CAN-ID/IS011898-1/中定义的CAN数据和远程帧标识符COB-ID包含CAN-1D和附加控制位的标识符实体特指事物如人、地点、过程、概念、组织或事件FSA若干计算行为组成的模式作为一个状态,一个启动状态,输入一个字母,映射输入符号和当前状态到下一状态的转换功能:以一个宁符串输入作为启动状态的计算起始;依赖传递函数变换到新状态(译者注:无法按字面翻译,译者定义为表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型,即有限状态机)。设备域1.自动化系统中独立联网的物理实体,在特定的上下文和分隔符中使用自身接口执行指定的功能2.在自动化系统中向其他实体扶行控制、操纵和/或传感功能和相关接口的实体。逻辑设备根据改备域模型所组织的一系列对象和行为,描述了该设备的数据和行为使网络所理解Node-ID网络范围内每个 CANopen设备的独特标识对象封装了状态和行为有明确界限和身份的实体虚拟设备能够像域设备一样完成所属功能事件的软件实体,⊙CA2011-保留所有权利9CANopen应用层和通信协议4建模4.1设备域模型如图1所示,设备域至少包含一个 CANopen设备。其中每个 CANopen设备至少带有一个包含数据链路层(见本章第6节)和物理层(见本章第5节)的网络接凵、一个node-1D、至少一种通信状态机(FSA)。通信状态机不仅带有NMT从状态机(见7.3.2),还包括应急状态机(见7.27)等共他附加状态机。这些附加状态机定义于所谓的框架协议内,不属于本协议范围。一个 CANopen设备至少包含一个多至8个逻辑设备,且不可分割于多个设备域。每个逻辑设备可包含一个逻辑设备状态机(可选)和多个虚拟设备。逻辑设备不可分割于多个 CANopen设备。逻辑设备定义于所谓的设备协议中(见4.5.1),不在本协议的范围内。每个虚拟设备包含一个虚拟设备状态机且不可分割于多个逻辑设备。虚拟改备定义于所请的应用协议(请参阅子句452),不在本协议范围内。设备域的最小化结构如图2所示。Field deviceCANopen device (Node-ID)CANopen device (Node-ID)CommunicationCommunicationCommunicationCommunicationFSA●●FSAFSAFSA1st logical device1st logical deviceLogical deviceLogical deviceLogical deviceLogical device●自FSAFSAFSAFSAVirtual deviceVirtual deviceVirtual deviceVirtual deviceDevice●●DeviceDevice●●●DeviceFSAFSAFSAFSA8th logical device8th logical deviceLogical device●●Logical devicLogical device@●●Logical deviceFSAFSAFSAFSAVirtual deviceVirtual deviceVirtual deviceVirtual deviceDevice鲁●●DeviceDeviceDeviceFSAFSAFSAFSA图1:设备域模型ccⅰA2011-保留所有权利
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