基于Windows CE平台的GPS移动设备设计 02 Microsoft, Windows, 应用程序, 触摸屏, 数据库

samwalton

　2 整体设计
　　设计主要依照GPS数据信号的流向来进行。GPS数据信号通过串口读入到开发板主程序，然后经过对数据信号进行解码获得当前位置的经纬度信息，再在经纬度数据库中查询获得当前位置的地名，整个过程由触摸屏进行显示，并通过触摸屏完成人机交互。
　　2．1 串口驱动
　　Microsoft eMbedded Tools封装了Windows API函数，便于Windows CE应用程序的开发。在Windows CE中，所有的设备都被看成是文件。串口通信可以像访问普通文件那样通过API通信函数来实现，系统的虚拟驱动程序负责执行特定的工作。在Windows CE下串行端口被视为用于打开、关闭、读写串行端口的常规可安装的流设备，是串行设备接口的常规I／O驱动程序调用和与通信相关的具体函数的结合。Windows CE的通信函数和其它大多数Windows的通信函数相似，值得注意的是，Windows CE不支持直接对串行端口的寄存器进行编程。
　　2．1．1 打开和关闭串口
　　CreateFile函数用于打开串行口。m_hDSComm=CreateFile(_T("COM2："))，GENER2IC_READ|GENER IC_WR ITE，0，NULL，OPEN_EXISTIN-G，0,NULL)。注意COM2后面要有一个冒号。第三个参数dwShareMode也必须为O，通信端口不能像文件一样被共享。最后一个参数dwFlagsAnd-Attributes必须为0，因为Windows CE只支持非重叠I／O。这个函数的返回值是已打开的串行端口的句柄或者是INVALLD_HANDLE_VALUE。关闭串口可以调用CloseHandle(m_hDSComm)。
　　2．1．2 串口参数设置
　　串口设置主要是用DCB构配置端口设置，包括波特率、停止位、数据位长度、校验位、流量控制和超时值等等。首先打开串行端口，用GetCommState函数获得当前打开的串口配置，然后根据需要修改DCB成员，最后用SetCommState函数设置新的串口配置。
　　2．1．3 设置缓冲区大小和超时
　　对串口来说，必须设置超时值，否则程序可能陷入到一个循环来等待来自串口的字符。这对采用WindowsCE的设备来说，将大大减少设备电池的使用时间，所以超时值是必须配置的。另外一种解决办法就是采用多线程。通常，配置超时值和配置串口类似。首先用GetCommTi-meouts函数获得当前串口的超时值，然后修改COM2MTIMEOUTS成员，最后用SetCommTimeouts函数设定超时值。
　　2．1．4 读写串口
　　利用ReadFile和WriteFile函数读写串口。需要注意的是Windows CE不支持重叠I／O，所以如果在主线程进行大量读写串口操作时，有可能使整个程序陷入缓慢的串口等待中去，因此一般都采用多线程来进行读写串口操作。
　　2．2 GPS数据处理
　　GPS数据处理模块的设计方案如图1所示。GPS接收模块通过串口2将定位数据(NMEA0183 Ver2．0)传给开发板，然后应用程序对数据进行处理。在VS2005中，直接利用串口通信方法将定位数据读入，接着进行定位数据的分类，并提取出所需要的信息，同时将这些有用的信息传给主应用程序，主应用程序再将GPS接收模块的控制信息整理成NEMA0183 VER2．0语句。

　　2．3 信号接收与处理
　　GPS接收到位置信号后，系统将对GPS的定位信息进行分解并提取出有用数据。GPS信号接收和处理的过程是：通过串口2将GPS输出的数据传递给开发板，开发板主程序获得目标当前的位置(经纬度坐标)，将接收机获得的GPS数据进行分解，从中得到目标当前的位置和格林威治时间(该时间加上8小时即为我国标准时间)，再将当前位置在经纬度数据库查询，获得当前的具体地点名。
　　经纬度随着开发板的移动是不断变化的，在控件显示时要设定一个TIMER来更新值，本程序设置的是1s，如果在实际应用中移动速度非常快的话可以把TIMER更新值设得更小。
　　2．4 人机界面设计
　　系统采用三星TFT显示屏，分辨率为420×272。人机界面基本功能包括串口选择控件、波特率选择控件、经纬度显示框、地点显示框、“搜星”按钮、“地点查询”按钮、文本框等，具体交互界面设计如图2所示。串口和波特率两个控件为串口选择和波特率的选择，其中串口选择控件提供串口l和串口2进行选择；波特率控件提供有三种设置，分别为4800、9600、19200。“搜星”按钮为打开对应串口，开始从GPS接收模块接收数据。“地点查询”按钮用来显示当地的实际地点名，当搜到星后，按这个按钮，通过查询经纬度数据库，就可以查到对应地名。最下面的文本框显示原始的数据流。
　　3 操作系统移植
　　WinCE 5．0操作系统的移植主要是基于硬件平台进行BSP开发。BSP是基于WinCE 5．0平台系统的主要部分，它主要由一些源文件和二进制文件组成，又称主板支持软件包，它是一个主要由包含启动程序(bootloader)、OEM适配层程序(OAL)相关硬件设备的驱动程序的软件包，另外还可以把上层的应用也放到BSP中。在BSP内部，通过OAL链接到系统核心，而驱动程序和系统配置文件是与OAL层相互关联来完成驱动设备和配置系统的功能。在BSP外部，我们可以看到一个建立在硬件平台上的主板支持包。在开发过程中可以利用开发板运营商提供的BSP包进行操作系统的定制，定制完成后固化到Nandflash中。
　　4 测试
　　因为开发板的串口2直接与GPS接收模块的串口相连，所以串口设置选择串口2。波特率应与GPS接收模块匹配，设置为4800。GPS模块为上电即启动，并且不能关闭，所以点击“搜星”按钮即可接收数据。启动“搜星”按钮后1min左右，就能显示正确的经纬度。点击“地点查询”按钮，能正确显示地点信息。最下面的文本框可以显示原始的数据流。测试时实拍的照片如图2所示。

　　5 总结
　　文章以VS2005为软件平台，利用基于arm处理器的WinCE 5．0嵌入式开发平台和GPS接收模块，通过合理使用串口通信，实现了GPS数据信号的接收与解码，并利用触摸屏进行显示，已基本具备GPS移动设备的雏形。