基于PDA的嵌入式GIS结构体系

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测
绘
工
程
第 !" 卷
嵌入式设备上运行的 #$%， 是系统设计与开发层次 上的应用，是一个软硬件结合的系统。与一般的
式与离线体系不同。 按服务方式不同可分为两种模 式： “有线下载、 无线服务” 模式和无线网络模式。 “有线下载、 无线服务” 模式 !） 所谓 “有线下载、 无线服务” 模式， 即 ’+, 通过 有线方式与地图服务器互联， 并下载地图服务器上 的 #$% 数据到 ’+, 上， ’+, 上的空间信息服务系 统根据这些数据提供空间信息服务。同时， ’+, 也 可 集 成 #’% 功 能 ， 实 时 接 收 #’% 信 息 ， 提 供 #’% 导航功能。这种模式主要是利用了 ’+, 上数据访 问的快速性， 避免了当前直接无线访问地图服务器 模式速度、 实时性等方面的限制。 在 ’+, 移动到另 一地区块时 ， ’+, 再 在 线 下 载 该 地 区 块 的 #$% 数 据， 这样保持了当前 ’+, 上数据量大小的适宜性， 也提供了空间信息及导航的实时性。 其结构体系如 图 9 所示。
#$% 不同，它是运行在资源紧缺的嵌入式设备上，
因此，嵌入式 #$% 应用程序必须考虑如何合理利 用资源， 尽量减少资源的消耗， 包括 &’( 运算量、 内存和外存的消耗， 尽可能地提高效率。无线接入 技术可分为两类：一是基于蜂窝的接入技术， 如 二是基于局域网的技术 ， #%)、 #’*%、 &+), 等； 如蓝牙-./01233245技术、 移动定位技 $666789:!! 等。 术的发展已经有相当长的一段时间， 从技术实现的 方式来看， 可以分为两种方案： 基于移动终端的定 位方案和基于网络的定位方案。 第一种方案是以移 动终端为中心的定位方式， 主要有 #’% （ 全球定位 系统） 、 （ 网络辅助 #’% 定位系统） 、 ,;#’% 6;<=+ （时差观测定位系统 ） 。 第 二 种 方 案 主 要 有 &#$; 该系统利用蜂窝移动通信系统的蜂窝特 =, 技术， 性， 即每一个基站覆盖一定区域来确定移动终端的 位置。这种方案还有 =<, 和 <, 等技术。由于各 个方案都会在某些情况下出现定位点的模糊性， 如
’+, 当前位置发送给地图服务器，这样可对当前 的 ’+, 用户进行基于位置的服务以及个人救护。
当前这种完全的无线网络模式还处于实验阶段， 因 为当前移动通信网络的数据传送速度还不能达到 令人满意的程度。 但这种无线网络模式随着第三代 移动通信网络的发展和相关技术的发展， 必将成为 未来的发展趋势。 这种无线网络模式也能真正使人 们随时随地获得与位置相关的空间信息， 只有这种 模式才能提供有用的导航信息，因为基于 ’+, 个 体的空间信息服务不能与其他个体发生联系， 而现 实中的个体又往往是互相联系的。 如要查找当前最 短时间的路线， 可能要与当前各个路线中的车辆个
图 9 “有线下载， 无线服务” 模式图
#’% 在高楼屏蔽下接收不到信号等，所以最好的
定位方案是结合各个方案优点的综合定位方案。
9）无线网络模式
所谓无线网络模式，即 ’+, 通过无线接入技 术和无线互联技术， 实现 ’+, 的无线互联。 通过对 互联网上的地图服务器进行无线访问， 地图服务器 将 ’+, 的 访 问 结 果 通 过 无 线 方 式 （#’*%、 &+> 返回给 ’+,。 这样 ’+, 就能实时获得互联网 ),） 上地图服务器的最新空间信息，并能实时的将
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地图查询和空间数据管理的一种理想解决方案 。
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Fra Baidu bibliotek
随着无线互联技术的 不 断 发 展 ， ()* 随 时 随 地 接 入互联网不再是梦想。 然而如何在移动环境下更好 地为人类提供空间信息服务也是当务之急 。
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基于 ()* 的嵌入式 +,- 的发展
收稿日期： "$$%9$:9"" 基金项目： 国家 78% 计划 “空间信息移动服务综合技术” 项目 （"$$"**!%&$;$ ） 作者简介： 田根 ^!’:7_‘， 男， 太原理工大学测绘科学与技术系硕士研究生。 。
D&49277BE 和嵌入式 &’( 系统浏览器软件 D&49FG789H 用来进行掌上电 <GE。前者的用户主要是专业用户， 脑的嵌入式 &’( 的建立，如通过串行通信与全站 仪连接采集 &’( 数据，同时也可导入已有的地图 数据 D 如 :I4J 文件等 E 进行电子地图的制作及编辑。
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基于 #$% 的嵌入式 &’( 的实现
笔者采用联想天玑 *+,-- 的 #./012 #/ 掌
上电脑为个人移动终端，其嵌入式操作系统为 同时， 集 成 &#( 模 块 ， 把 &#( 接 3456789 /1):-； 收机型号为 /;)- 的 /; 插槽式接收机直接插在掌 上电脑的 /; 插槽上。在整个系统的开发过程中采 用 <=><66<6 ?49@AB /CC):-， 从底层开发了一个基 于 #$% 的嵌入式 &’( 实验系统。 本系统根据嵌入式 &’( 的建立与空间信息服 务分为不同的用户级别。针对不同的用户级别， 本 系统又分为两个子系统 " 嵌入式 &’( 系统建立软件
（()*） 8)9 :0+457 ./01234 56K (<A420FP )/D/>FP *44/4>F0> K <LN<11<1 +,-K L2N/P< 4<AB/E< 基于 ()* 的嵌入式 +,- 是移动计算技术、 嵌 入式技术、 移动互联、 移动终端、 移动定位等 +,-、 技术共同支撑的新兴边缘领域， 其研究和发展主要 依赖这些技术的发展和更新。 移动计算是国际上最 近几年发展起来的最新科技， 且势头迅猛。移动计 算使计算机或其它信息设备在没有与固定的物理 连接设备相连的情况下能将有用、 准确、 及时的信 息与中央信息系统相互作用， 分担其计算压力。移 动计算打破了通信与地点之间固定连接的限制， 使 信息能够提供给任何时间、 任何地点需要它的任何 用户。嵌入式系统一般指非 (5 系统， 其含义是结 合微处理器或微控制器的系统电路与其专属软件， 以达到系统操作效率的最高比。 它是以应用为中心 （量体裁衣） ， 以计算机技术为基础， 软件硬件可裁 剪， 适应应用系统对功能、 可靠性、 成本、 体积、 功耗 严格要求的专用计算机系统。嵌入式 +,- 就是在
第 !% 卷 第 " 期
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"$$& 年 $8 月
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基于 !"# 的嵌入式 $%& 结构体系
田 根! 童小华 " 张 锦!
（!# 太原理工大学 测绘科学与技术系， 山西 太原 $%$$"& ； 上海 "$$$’" ） "# 同济大学 测量与国土信息工程系， 摘要： 介绍了基于 ()* 的嵌入式 +,- 是在移动计算、 嵌入式技术、 移动互联、 移动定位 等 技 术 的 基 础 上 发 展 起来的， 讨论了基于 ()* 的嵌入式 +,- 的两种结构体系： 离线体系和在线体系， 并结合开发实例介绍了两种结构 体系的基于 ()* 的嵌入式 +,- 的实现。 掌上电脑； 嵌入式 +,- ； 移动服务 关键词： ./01234 56； 中图分类号： ("$7 文献标识码： * 文章编号： （"$$& ） !$$89:’&’ $"9$$!;9$&
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基于 ’+, 的嵌入式 #$% 结构体系
嵌 入 式 #$% 是 #$% 与 嵌 入 式 设 备 集 成 的 产
物，是 #$% 的一个新兴应用领域。典型的嵌入式 嵌入式操作系统和嵌入式 #$% 应用由嵌入式硬件、 #$% 软件组成。根据嵌入式 #$% 建立过程的不同、 数据获取方式的不同以及信息服务方式的不同， 大 体可以分为两种结构体系： 离线体系和在线体系。
图 ! 嵌入式 #$% 离线体系结构图
9:9 在线体系 嵌入式 #$% 的在线体系的建立过程与服务方
图 " 无线网络模式结构体系图
第!期
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数及拥挤程度有关；而 #$% 个体本身无法获得这 些信息， 只有通过互联网上的空间信息服务器才能 获得， 其结构体系如图 ) 所示。
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引言
随着当代科技日新月异的发展， 作为新兴产物
的嵌入式移动信息设备在人类生活领域的应用越 来越广泛。 这些嵌入式设备中的 ()* 以其体积小、 重量轻、 便于携带、 功能强大等特点而倍受青睐。 嵌 入式地理信息系统 （6LN<11<1 +,-） 是集成 +,- 功 能的嵌入式系统产品， 是 +,- 走向大众、 服务于大 众的一种应用。 掌上电脑不仅具备良好的软硬件可 扩充能力， 还具备移动性， 这给 +,- 实时数据采集 与更新带来了极大的方便性 ， 它也是导航、 定位、
9:! 离线体系
离线体系的嵌入式 #$% 是将 #$% 数据存放到 具有处理和存储能力的掌上电脑上， 通过掌上电脑 对 #$% 数 据 进 行 管 理 、 分析、 显示， 最终提供地理 信息服务。这种体系的 #$% 功能都是由掌上电脑 独立完成的。因数据存储在掌上电脑上， 其对用户 的操作都能以较快的速度响应。 对用户提供地理信 息服务时， 可以以信息卡的形式直接插入使用。其 结构如图 ! 所示。
地图的显示更具适宜性及美观性， 不至于在显示全 图时， 显示的是密密麻麻不可分辨的地物。在对电 子地图图层的控制上，不仅仅实现图层打开与关 闭， 而且针对不同的要求， 可实现更改各个图层的 叠加顺序， 同时还控制了图层的可编辑性与不可编 辑性， 在所有图层中， 只有当前图层可以编辑。 本系 统基于 %$./1 技术实现了基于掌上电脑的属性 数据库系统， 可以选中所要添加属性的地物进行属 性添加、 修改、 查询等操作。 笔者利用所开发的掌上 电脑嵌入式 &’( 建立软件 &49277B，以上海市某区 数据为实验数据，建立了该区基于 #$% 的嵌入式 图 L 为其主界面全图， 图 M 为不同 &’( 实验系统， 图 N 为不同 K.$ 级的图 K.$ 级的图形显示略图， 形显示详图。 对于一般的非专业用户来说，嵌入式 &’( 系 统 软 件 建 立 嵌 入 式 &’( 系 统 的 功 能 一 般 不 会 用 到。 考虑到掌上电脑的资源紧缺及电子地图浏览的 快捷性，笔者开发了相应的嵌入式 &’( 浏览器软 件 &49FG789<G 。 此浏览器软件裁减了普通用户不用 的一些电子地图制作等功能， 使浏览器软件的可执 行程序尽可能小， 执行速度尽可能快。浏览器软件 浏览的是嵌入式 &’( 建立软件所建立的电子地图 及其数据库，它为普通用户提供空间信息服务， 如 进行电子地图的缩放、 漫游、 长度面积量算、 图形属 性互查等基本功能。 图 O 为嵌入式 &’( 浏览器软件
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