【正文】 和后街小巷。在地圖上這樣相似信息多如牛毛。一般需要幾分鐘到幾十分鐘，甚至上一個(gè)小時(shí)來看地圖，找地方?？梢妰煞N傳統(tǒng)的解決方式都有諸多不便之處！隨著計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在為上述問題提供了更方便的解決方式數(shù)字城市查詢系統(tǒng)——嵌入式 linux 下的 GUI 編程3電子地圖。電子地圖的應(yīng)用從上個(gè)世紀(jì)九十年代初就已經(jīng)開始，那個(gè)時(shí)候的電子地圖大多被企業(yè)內(nèi)部所應(yīng)用，隨著它與網(wǎng)絡(luò)的逐步結(jié)合，開始被諸多大眾所接受和使用。2022 年年終 GOOGLE 推出了電子地圖的服務(wù)，2022 年電子地圖與搜索引擎的緊密接觸，對(duì)電子地圖的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，受眾群體產(chǎn)生了巨大變化。從單純的通過網(wǎng)站查詢地圖位置，到手機(jī)、車載 GPS 等各種導(dǎo)航定位服務(wù)，電子地圖與各種終端結(jié)合所產(chǎn)生的巨大價(jià)值，使其成為數(shù)字時(shí)代的新熱點(diǎn)而被廣泛關(guān)注起來。我們可以相信未來對(duì)電子地圖的應(yīng)用將更為普及。目前市面上使用的電子地圖基于網(wǎng)站查詢地圖位置，手機(jī)、車載 GPS 等服務(wù)和產(chǎn)品。這些服務(wù)和產(chǎn)品對(duì)人們提供了不少的便利是毋庸置疑的。每一種方式都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。?網(wǎng)站查詢地圖位置。網(wǎng)絡(luò)依賴性強(qiáng)，沒有網(wǎng)絡(luò)的支持無法服務(wù)，查詢結(jié)果返回的快慢很大程度與網(wǎng)速有關(guān)；如果用個(gè)人 pc 機(jī)位查詢終端，可移動(dòng)性差、成本高。一般人只能在固定地點(diǎn)使用電腦查詢地圖，如果出門在外，這種方式不可行。優(yōu)點(diǎn)：查詢速度快。?手機(jī) GPS 產(chǎn)品。價(jià)格昂貴，手機(jī)產(chǎn)品能支持該功能或平臺(tái)的售價(jià)至少要1500 元以上；手機(jī) GPS 功能的開通或使用也需要一筆費(fèi)用。網(wǎng)絡(luò)依賴性強(qiáng)，如果沒有網(wǎng)絡(luò)的支持，功能無法實(shí)現(xiàn)。查詢速度慢，手機(jī) GPS 必須通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸必定有時(shí)延，也會(huì)占用嵌入式系統(tǒng)有限的資源。軟件的可移植性差，其軟件產(chǎn)品只能在手機(jī)平臺(tái)上使用。優(yōu)點(diǎn)：可移動(dòng)性。?車載 GPS 產(chǎn)品。價(jià)格昂貴，產(chǎn)品售價(jià)一般 2022 元以上。網(wǎng)絡(luò)依賴性強(qiáng)，如果沒有網(wǎng)絡(luò)的支持，功能無法實(shí)現(xiàn)。查詢速度慢，車載 GPS 同樣也必須通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸必定有時(shí)延，也會(huì)占用嵌入式系統(tǒng)有限的資源。優(yōu)點(diǎn)：可移動(dòng)性、軟件可移植性我們的項(xiàng)目正是為了改進(jìn)上面所提出不足的。該項(xiàng)目的目的在于開發(fā)出價(jià)格更低廉、功能更實(shí)用、可移動(dòng)性強(qiáng)、無網(wǎng)絡(luò)依賴性、運(yùn)行速度更快更穩(wěn)定、軟件移植性好、界面友好的作品，方便廣大的用戶，給用戶最實(shí)用的功能。 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)本項(xiàng)目將開發(fā)的“數(shù)字城市查詢系統(tǒng)”應(yīng)用于城市信息查詢，主要具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：? 軟硬件相結(jié)合，軟硬件一體化，可移動(dòng)性好；? 信息集成化，把最實(shí)用的功能集成到一起，地圖搜索、公交查詢、建筑介紹（歷史、用途、娛樂服務(wù)內(nèi)容、特色飲食、聯(lián)系方式、營(yíng)業(yè)時(shí)間、火車汽車輪船客貨運(yùn)輸線路班次等） ；? 有輸入檢測(cè)功能，有含糊查詢功能；? 查詢速度快，有顯示所需查詢時(shí)間；? 查詢結(jié)果立體形象，圖文相結(jié)合。既有地圖標(biāo)示、劃線，也有文字信息；? 具有聲音提示功能，查詢結(jié)果更形象立體；? 人性化的人機(jī)交互界面，采用人們習(xí)慣的界面風(fēng)格（goolge 地圖界面風(fēng)4格） ，界面簡(jiǎn)單，符合用戶使用的習(xí)慣，易上手便使用的特點(diǎn)。? 軟件相對(duì)獨(dú)立性，軟件系統(tǒng)可移植在多個(gè)硬件平臺(tái)如：手機(jī)、mp個(gè)人 pc 機(jī)等，和多個(gè)軟件平臺(tái)上運(yùn)行如： Windows、Linux 和 Unix 系統(tǒng)軟件上使用。 相關(guān)技術(shù) 基于 ARM 處理器的硬件開發(fā)平臺(tái)作為一種 16/32 位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式 RISC 微處理器，ARM 微處理器目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。ARM 技術(shù)還將不斷發(fā)展。在嵌入式領(lǐng)域，ARM 已取得了極大的成功，造就了 IP 核商業(yè)化、市場(chǎng)化的神話，迄今為止，還沒有任何商業(yè)化的 IP 核交易和使用達(dá)到 ARM 的規(guī)模。ARM 系列芯片已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于移動(dòng)電話、手持式計(jì)算機(jī)以及各種各樣的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，成為世界上銷量最大的 32 位微處理器。ARM9 系列處理器是英國(guó) ARM 公司設(shè)計(jì)的主流嵌入式處理器，主要包括 ARM9TDMI和 ARM9ES 等系列。新一代的 ARM9 處理器，通過全新的設(shè)計(jì)，采用了更多的晶體管，能夠達(dá)到兩倍以上于 ARM7 處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時(shí)鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實(shí)現(xiàn)的。ARM7 處理器采用 3 級(jí)流水線，而 ARM9 采用 5 級(jí)流水線。增加的流水線設(shè)計(jì)提高了時(shí)鐘頻率和并行處理能力。5 級(jí)流水線能夠?qū)⒚恳粋€(gè)指令處理分配到 5 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)有 5 個(gè)指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ARM9 TDMI 處理器的時(shí)鐘頻率是 ARM7TDMI 的 1．8～2．2 倍。ARM9 系列微最適合用于對(duì)價(jià)位和功耗要求較高的消費(fèi)類應(yīng)用。ARM9 微處理器系列具有如下特點(diǎn)：1) 32bit 定點(diǎn) RISC 處理器，改進(jìn)型 ARM／Thumb 代碼交織，增強(qiáng)性乘法器設(shè)計(jì)。支持實(shí)時(shí)(realtime)調(diào)試；2) 片內(nèi)指令和數(shù)據(jù) SRAM，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量可調(diào)；3) 片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器(cache)容量從 4K 字節(jié)到 1M 字節(jié)；4) 設(shè)置保護(hù)單元(protcction unit)，非常適合嵌入式應(yīng)用中對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行分段和保護(hù)；5) 采用 AMBA AHB 總線接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線；6) 支持外部協(xié)處理器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡(jiǎn)單的握手信令支持；7) 支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測(cè)試方法學(xué)，而且支持 BIST(builtinselftest)；8) 支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實(shí)時(shí)跟蹤指令和數(shù)據(jù)。ARM9 系列微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋簾o線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PDA 功能、移動(dòng)電話等多種多媒體和嵌入式應(yīng)用.ARM9 系列微處理器包括如下幾種類型的核：ARM9TDMI，ARM920T，ARM940T，ARM9ES。 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)什么是嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)通常我們采用數(shù)據(jù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)檢索等功能，像 MySQL 這類基于 C/S 結(jié)構(gòu)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)雖然代表著目前數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的主流，卻并不能滿足所有應(yīng)用場(chǎng)合的需要。很多的應(yīng)用僅僅利用到了這些數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的基本特性而已。有時(shí)我們需要的可能只是一個(gè)簡(jiǎn)單的基于磁盤文件的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這樣就不必安裝龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)數(shù)字城市查詢系統(tǒng)——嵌入式 linux 下的 GUI 編程5庫(kù)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，比如在嵌入式系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)的硬件軟件資源都有限，這些數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品就明顯有一些臃腫甚至是不可實(shí)現(xiàn)的。在這些情況下嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)就特別明顯了。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的名稱來自其獨(dú)特的運(yùn)行模式。這種數(shù)據(jù)庫(kù)嵌入到了應(yīng)用程序進(jìn)程中，消除了與客戶機(jī)服務(wù)器配置相關(guān)的開銷。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上是輕量級(jí)的，在運(yùn)行時(shí)，它們需要較少的內(nèi)存。它們是使用精簡(jiǎn)代碼編寫的，對(duì)于嵌入式設(shè)備，其速度更快，效果更理想。嵌入式運(yùn)行模式允許嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)通過 SQL 來輕松管理應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，而不依靠原始的文本文件。典型嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)比較目前，基于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的市場(chǎng)需求已經(jīng)進(jìn)入加速發(fā)展的階段，適用于嵌入式開發(fā)的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)主要有 mSQL、Berkeley DB、SQLite 等。 (1) Berkeley DBBerkeley DB 是一個(gè)開放源代碼的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，為許多編程語言提供了實(shí)用的 API 接口，包括 C、C++、Java、Perl、Tcl、Python 和 PHP 等。它通過調(diào)用這些 API 來完成對(duì)數(shù)據(jù)的保存、查詢、修改和刪除等操作，能夠用來管理多達(dá) 256TB 的數(shù)據(jù)，并且在許多方面的性能還能夠同商業(yè)級(jí)的 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相抗衡。 Berkeley DB 能夠很輕松地應(yīng)付幾千個(gè)用戶同時(shí)訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的情況。 另外，由于其應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)運(yùn)行在相同的進(jìn)程空間當(dāng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)可以避免繁瑣的進(jìn)程間通信，因此耗費(fèi)在通信上的開銷自然也就降低到了極低 程度。但是 Berkeley DB 不是關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù),不能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的SQL 語句對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，缺少靈活性，而且學(xué)習(xí)起來有一定難度，必然會(huì)加大開發(fā)成本。(2) mSQLmSQL 是一種簡(jiǎn)化的 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，體系結(jié)構(gòu)小巧，占用系統(tǒng)資源少，特別適合在嵌入式 Linux 系統(tǒng)中使用。同時(shí)， mSQL 提供專門的 API 函數(shù)，使得用 C 語言編寫的 CGI 程序可以與 mSQL 的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎進(jìn)行通信。但它只有 30 天的使用期限，并非完全的開源。(3) SQLiteSQLite 是 D. Richard Hipp 用 C 語言編寫的開源嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，是同類產(chǎn)品中的后起之秀，2022 年獲得了開源大獎(jiǎng)。SQLite 可以在所有主要的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并且支持大多數(shù)計(jì)算機(jī)語 言。SQLite 還非常健壯。其創(chuàng)建者保守地估計(jì) SQLite 可以處理每天負(fù)擔(dān)多達(dá) 100,00 次點(diǎn)擊率的 Web 站點(diǎn)，并且 SQLite 有時(shí)候可以處理 10 倍于上述數(shù)字的負(fù)載。SQLite 采用單文件存放數(shù)據(jù)庫(kù)，速度又比 MySQL 快上 1~2 倍，存儲(chǔ)量也不是問題，在操作語句上更類似關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，使用操作非常方便。其主要的特點(diǎn)：1. 支持多數(shù) SQL92 標(biāo)準(zhǔn)2. ACID 事務(wù)支持，甚至在數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰和恢復(fù)時(shí)也支持3. 零配置－無需安裝和管理4. 整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在單個(gè)文件中5. 支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)大小至 2TB6. 足夠小，大致 3 萬行 C 代碼， 250K 二進(jìn)制目標(biāo)代碼7. 大部分普通數(shù)據(jù)庫(kù)操比一些流行的數(shù)據(jù)庫(kù)還要快8. 提供簡(jiǎn)單、易用、多種語言的 API9. 完全獨(dú)立的，不具有外部依賴性10. 作為一款嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，SQLite 與 Berkely DB 一樣，以庫(kù)的形式提供，通過 C函數(shù)直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)文件( 也支持其他的訪問方式，比如 Tcl)6SQLite 不是 Server，所以和 SQLServer 等不同，它和程序運(yùn)行在同一進(jìn)程，中間沒有進(jìn)程間通信，速度很快，而且體積小巧，易于分發(fā)，非常適合運(yùn)行在單機(jī)環(huán)境和嵌入式環(huán)境。與 Berkely DB 相比, SQLite 功能雖較 Berkeley DB 略有遜色，但在開源組織的推動(dòng)下差距正在縮小。實(shí)際上，很多情況，特別是在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，并不需要存儲(chǔ)過程或復(fù)雜的表之間的關(guān)聯(lián)，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn) SQLite 在大小和功能之間找到了一個(gè)理想的平衡點(diǎn)。其次 SQLite 是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，支持大部分 SQL 語句，這是它比 Berkely DB 優(yōu)秀的地方。體積也比 BDB 小一倍。更重要的是，SQLiate 允許自由地用于任何目的甚至包括商業(yè)應(yīng)用，故能大大降低開發(fā)成本。因此本項(xiàng)目嵌入式數(shù) 據(jù)庫(kù)將采用 SQLite。 嵌入式操作系統(tǒng) 什么是嵌入式系統(tǒng)近年來隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生了很大變化，各種各樣的應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備、電子產(chǎn)品中專用的計(jì)算機(jī)大量涌現(xiàn)。這種計(jì)算機(jī)隱藏在各種產(chǎn)品和系統(tǒng)中，嵌入式計(jì)算機(jī)由此而得名?！　　　∏度胧接?jì)算機(jī)系統(tǒng)正式定義為以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等組成?！　∏度胧较到y(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，是針對(duì)具體應(yīng)用的專用系統(tǒng)。它的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)、量體裁衣去除冗余、力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能。 經(jīng)典嵌入式系統(tǒng)的比較嵌入式操作系統(tǒng) EOS（Embedded Operating System）是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件， EOS 負(fù)責(zé)嵌入系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度作業(yè)，控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)；它必須體現(xiàn)其所在系統(tǒng)的特征，能夠通過裝卸某些模塊來達(dá)到系統(tǒng)所要求的功能。以下對(duì)比了幾種最常用的嵌入式操作系統(tǒng)。1. Windows CEWindows CE 是微軟開發(fā)的一個(gè)開放的、可升級(jí)的 32 位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作。它是精簡(jiǎn)的 Windows 95。Windows CE 的圖形用戶界面相當(dāng)出色。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：模塊化及可伸縮性、實(shí)時(shí)性能好，通信能力強(qiáng)大，支持多種 CPU。它不僅繼承了傳統(tǒng)的 Windows 圖形界面，并且在 Windows CE 平臺(tái)上可以使用 Windows 95/98 上的編程工具（如 Visual Basic、Visual C++等） 、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面網(wǎng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在 Windows CE 平臺(tái)上繼續(xù)使用。2. Palm OS這是一種 32 位的嵌入式操作系統(tǒng)，主要運(yùn)用于移動(dòng)終端上。此系統(tǒng)最初由 3Com 公司的 Palm Computing 部開發(fā)，目前 Palm Computing 已經(jīng)獨(dú)立成一家公司。Palm OS 與同步軟件 HotSync 結(jié)合可以使移動(dòng)終端與電腦上的信息實(shí)現(xiàn)同步，把臺(tái)式機(jī)的功能擴(kuò)展到了移動(dòng)數(shù)字城市查詢系統(tǒng)——嵌入式 linux 下的 GUI 編程7設(shè)備上。它更傾向于 PDA 的操作系統(tǒng)，在 PDA 市場(chǎng)占有主導(dǎo)地位。在編寫程序時(shí)，Palm OS 充分考慮了掌上電腦內(nèi)存相對(duì)較小的情況，因此它只占有非常小的內(nèi)存。由于基于Palm OS 編寫的應(yīng)用程序占用的空間也非常?。ㄍǔＶ挥袔资?KB） ，所以，基于 Palm OS的掌上電腦（雖然只有幾 MB 的 RAM）可以運(yùn)行眾多應(yīng)用程序。3. LinuxLinux 是一個(gè)類似于 Unix 的操作系統(tǒng)。它起源于芬蘭一個(gè)名為 Linus Torvalds 的業(yè)余愛好，但是現(xiàn)在已經(jīng)是最為流行的一款開放源代碼的操作系統(tǒng)。Linux 從 1991 年問世到現(xiàn)在，短短