【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 步而發(fā) 展起來(lái)的 Linux OS 已成為 Microsoft 公司的 DOS 和 Windows 95/98 的強(qiáng)勁對(duì)手。 Linux 系統(tǒng)不僅能夠運(yùn)行于 PC 平臺(tái)，還在嵌入式系統(tǒng)方面大放光芒，在各種嵌入式 Linux OS 迅速發(fā)展的狀況下， Linux OS 逐漸形成了可與 Windows CE 等 EOS 進(jìn)行抗衡的局面。目前正在開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中， 49%的項(xiàng)目選擇 Linux 作為嵌入式操作系統(tǒng)。 Linux 現(xiàn)已成為嵌入式操作的理想選擇。 嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)與 Windows CE 相比的優(yōu)點(diǎn)：第一， Linux 是開(kāi)放源代碼的，不在存黑箱技術(shù)，遍 布全球的眾多 Linux 愛(ài)好者都是 Linux 開(kāi)發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者；而Windows CE 是非開(kāi)放性 OS，使第三方很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制。第二， Linux 的源代碼隨處可得，注釋豐富，文檔齊全，易于解決各種問(wèn)題。第三， Linux 的內(nèi)核小、效率高；而 Windows CE在這方面是笨拙的，占用過(guò)多的 RAM，應(yīng)用程序龐大。第四， Linux 是開(kāi)放源代碼的 OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力，適合中國(guó)國(guó)情。 Windows CE 的版權(quán)費(fèi)用是廠(chǎng)家不得不考慮的因素。第五， Linux 不僅支持 x86 芯片，還是一個(gè)跨平臺(tái)的系統(tǒng)，移植容易實(shí)現(xiàn)。第六， Linux 內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，它提供了對(duì)包括十兆位、百兆位及千兆位的以太網(wǎng)絡(luò)，還有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、 Token ring（令牌環(huán)）和光纖甚至衛(wèi)星的支持。第七， Linux 的內(nèi)核結(jié)構(gòu)是高度可裁減的， Windows CE 在內(nèi)核結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中并未考慮適應(yīng)系統(tǒng)的高度可裁減性的要求。 Palm OS、 Windows CE、 Linux 這三種嵌入式操作系統(tǒng)各有不同的特點(diǎn)，不同的用途；但 Linux 比 Palm OS 和 Windows CE 更小、更穩(wěn)定，而且 Linux 是開(kāi)放的 OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。 當(dāng)然嵌入式 linux 操作系 統(tǒng)也有其明顯不足的地方：第一，是開(kāi)發(fā)難度較高，需要很高的技術(shù)實(shí)力；第二，是核心調(diào)試工具不全，調(diào)試不太方便，尚沒(méi)有很好的用戶(hù)圖形界面。 Qt 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 Qt 是一個(gè)多平臺(tái)的 C++圖形用戶(hù)界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者建立藝術(shù)級(jí)的圖形用戶(hù)界面所需的所用功能。 Qt 是完全面向?qū)ο蟮暮苋菀讛U(kuò)展，并且允許真正地組件編程。自從 1996 年早些時(shí)候， Qt 進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域，它已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)數(shù)千種成功的應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。 Qt 也是流行的 Linux 桌面環(huán)境 KDE 的基礎(chǔ)， KDE 是所有主要的 Linux發(fā)行版的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件。 Qt 支持所有 Unix 系統(tǒng)，當(dāng)然也包括 Linux，還支持 Windows 平臺(tái)。支持下述平臺(tái)： ? MS/Windows 9 9 NT 、 ME、和 2020 ? Unix/X11 Linux、 Sun Solaris、 HPUX、 Compaq Tru64 UNIX、 IBM AIX、 SGI IRIX和其它很多 X11 平臺(tái) ? Macintosh Mac OS X ? Embedded 有幀緩沖 (framebuffer)支持的 Linux 平臺(tái)。 Qt 具有下列優(yōu)點(diǎn) : 1. 優(yōu)良的跨平臺(tái)特性 : Qt 支持 下列操作系統(tǒng) : Microsoft Windows 95/98， Microsoft Windows NT， Linux， Solaris， SunOS， HPUX， Digital UNIX (OSF/1， Tru64)， Irix， FreeBSD， BSD/OS， SCO， AIX， OS390， QNX 等等。 2. 面向?qū)ο? Qt 的良好封裝機(jī)制使得 Qt 的模塊化程度非常高，可重用性較好，對(duì)于用戶(hù)開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)數(shù)字城市查詢(xún)系統(tǒng) —— 嵌入式 linux 下的 GUI 編程 7 是非常 方便的。 Qt 提供了一種稱(chēng)為 signals/slots 的安全類(lèi)型來(lái)替代 callback，這使得各個(gè)元件 之間的協(xié)同工作變得十分簡(jiǎn)單。 3. 豐富的 API Qt 包括多達(dá) 250 個(gè)以上的 C++ 類(lèi)，還替供基于模板的 collections， serialization， file， I/O device， directory management， date/time 類(lèi)。甚至還包括正則表達(dá)式的處理 功能。 4. 支持 2D/3D 圖形渲染，支持 OpenGL 5. 大量的開(kāi)發(fā)文檔 6. XML 支持 Qt 把下面這些特性添加到了 C++當(dāng)中： ? 一種關(guān)于無(wú)縫對(duì)象通訊被稱(chēng)為信號(hào)和槽的非常強(qiáng)大的 機(jī)制， ? 可查詢(xún)和可設(shè)計(jì)的屬性， ? 強(qiáng)大的事件和事件過(guò)濾器， ? 根據(jù)上下文進(jìn)行國(guó)際化的字符串翻譯， ? 完善的時(shí)間間隔驅(qū)動(dòng)的計(jì)時(shí)器使得在一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)的圖形界面程序中很好地集成許多任務(wù)成為可能。 ? 以一種自然的方式組織對(duì)象所有權(quán)的分層次和可查詢(xún)的對(duì)象樹(shù)。 ? 被守護(hù)的指針， QGuardedPtr，當(dāng)參考對(duì)象被破壞時(shí)，可以自動(dòng)地設(shè)置為無(wú)效，不像正常的 C++指針在它們的對(duì)象被破壞的時(shí)候變成了“搖擺指針”。 Qt 的授權(quán)是分為兩條線(xiàn)，商業(yè)版和開(kāi)源版。如果使用商業(yè)版的 Qt，那么開(kāi)發(fā)出的程序可以是私有的和商業(yè)的；如果使用的 是開(kāi)源版的 Qt，由于其使用的是 GPL 協(xié)議（不是 LGPL），那么可發(fā)出的程序也必須是 GPL 的。 Qt 自由版是 Qt 僅僅為了開(kāi)發(fā)自由和開(kāi)放源碼軟件 提供的 Unix/X11 版本。在 Q 公共許可證和 GNU 通用公共許可證 下，它是免費(fèi)的。 Qt/嵌入式自由版是 Qt 為了開(kāi)發(fā)自由軟件提供的嵌入式版本。在 GNU 通用公共許可證下，它是免費(fèi)的。 Qtembedded 和 Qtopia： Qt 在剛出現(xiàn)的時(shí)候，對(duì)于 Linux 和 Unix 系統(tǒng)，只有構(gòu)建于 Xlib 之上的 X11 版。但隨著 Linux 操作系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛， Qt 推 出了嵌 入式的版本 Qtembedded（ Qte）。由于嵌入式受限的硬件環(huán)境往往難以運(yùn)行龐大的 X 服務(wù)器， Qt 的嵌入式版跳過(guò)了Xlib 和 XServer 直接 操作幀緩沖，可以在速度和體積上有很大的提高。 Qtopia 最初是 上的一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，全稱(chēng)是 Qt Palmtop Environment，是構(gòu)建于 Qte 之上一個(gè)類(lèi)似桌面系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，包括了 PDA 和手機(jī)等掌上系統(tǒng)常見(jiàn)的功能如電話(huà)簿、日程表等?，F(xiàn)在 Qtopia 已經(jīng)成為了 Trolltech 的又一個(gè)主打產(chǎn)品，為基于 Linux 操作系統(tǒng)的 PDA 和手機(jī)提供了一個(gè)完整的圖形環(huán)境。 值得特別注意的是 Qte 和 Qtopia 之間的關(guān)系。在版本 4 之前， Qte 和 Qtopia 是不同的兩套程序， Qte 是基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)， Qtopia 是構(gòu)建于 Qte 之上的一系列應(yīng)用 程序。但從版本 4 開(kāi)始， Trolltech 將 Qte 并入了 Qtopia，并推出了新的 Qtopia4。在該版中，原來(lái)的 Qte 被稱(chēng)為Qtopia Core，作為嵌入式版本的核心，既可以與 Qtopia 配合，也可以獨(dú)立使用。原來(lái)的 Qtopia則被分成幾層，核心的應(yīng)用框架和插件系統(tǒng)被稱(chēng)為 Qtopia Platform， 上層的應(yīng)用程序則按照不同的目標(biāo)用戶(hù)分為不同的包，如 Qtopai PDA， Qtopia Phone。 8 定義 界面 ：直接和用戶(hù)交互的軟件結(jié)構(gòu)。 內(nèi)核 ：完成核心功能的，與界面無(wú)關(guān)的軟件結(jié)構(gòu)。 硬件 ：嵌入式系統(tǒng)中各種設(shè)備的總稱(chēng)。 嵌入式系統(tǒng) ： 根據(jù) IEEE（國(guó)際電機(jī)工程師協(xié)會(huì)）的定義，嵌入式系統(tǒng)是 “控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置 ”（原文為 devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 Qt： Qt 是一個(gè)多平臺(tái)的 C++圖形用戶(hù)界面應(yīng)用程序框架。 SQLite ： SQLite 是 D. Richard Hipp 用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的開(kāi)源嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)。 2 系統(tǒng)需求分析 功能需求 1. 建筑定位： ? 地圖上標(biāo)示廣州主要建筑的位置，實(shí)現(xiàn)主要建筑搜索功能，顯示與建筑相關(guān)信息（簡(jiǎn)介、歷史、用途；所在區(qū)、街道、公交地鐵情況），顯示附近主要建筑情況（包括 附近銀行、停車(chē)場(chǎng)）。 2. 交通定位（公交；客運(yùn)站；碼頭；地鐵；火車(chē)站）： ? 公交：查詢(xún)各路車(chē)的行車(chē)路線(xiàn)，同時(shí)顯示行車(chē)路線(xiàn)的站點(diǎn)。點(diǎn)擊站點(diǎn)，能在地圖上標(biāo)出該站點(diǎn)的位置，并顯示該站點(diǎn)的附近建筑情況；地鐵：地鐵經(jīng)過(guò)的各路線(xiàn)，地鐵各出口，附近建筑?？瓦\(yùn)站：顯示該客運(yùn)到省內(nèi)外的線(xiàn)路；碼頭：顯示航班信息；火車(chē)站：顯示該火車(chē)站到省內(nèi)外的線(xiàn)路。 3. 道路定位： ? 在地圖上標(biāo)示出該道路。 4. 酒店餐飲定位： ? 地圖上標(biāo)示酒店店餐的位置，顯示附近主要建筑情況，提供該目標(biāo)的聯(lián)系方式、服務(wù)性質(zhì)等信息。 5. 二級(jí)地圖的顯示： ? 校園、公園等都有相關(guān)建筑分布 地圖，系統(tǒng)能顯示其相關(guān)建筑分布地圖，即二級(jí)地圖。 6. 地圖的縮放： ? 放大和縮小地圖。 7. 聲音提示功能： ? 能報(bào)讀出查詢(xún)的主要建筑的名稱(chēng)。 8. 計(jì)算查詢(xún)所需時(shí)間： ? 顯示一次查詢(xún)所用的時(shí)間。 數(shù)字城市查詢(xún)系統(tǒng) —— 嵌入式 linux 下的 GUI 編程 9 開(kāi)發(fā)環(huán)境 硬件平臺(tái) pc 機(jī) CPU inter P3 賽揚(yáng) 1G 內(nèi)存 128+64M pc 機(jī) CPU Athlon3000+ 內(nèi)存 1G 嵌入式開(kāi)發(fā)板 EmbestS3CEB2410(arm9)開(kāi)發(fā)板 +仿真器 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) 操作系 ： Linux Fedora Core 6 , Linux WindowsXP ,Windows2020 工 具 ： EmbestIDE Cygwin 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 C C++ Qt/Embedded 運(yùn)行環(huán)境 嵌入式機(jī)器 +Linux 操作系統(tǒng)（包含手機(jī)、 MP4 等） PC 機(jī) +Linux 操作系統(tǒng) 性能需求 時(shí)間特性要求 系統(tǒng)穩(wěn)定，算法效率高，對(duì)用戶(hù)的操作實(shí)時(shí)響應(yīng)。 3 總體設(shè)計(jì) 基本設(shè)計(jì)概念和處理流 程 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖： 10 用 戶(hù)查 詢(xún) 系 統(tǒng)查 找 請(qǐng) 求顯 示 查 找 結(jié) 果頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖 1 、 請(qǐng) 求 響 應(yīng) 2 、 畫(huà) 圖 顯 示3 、 相 關(guān) 信 息顯 示查 找 請(qǐng) 求 坐 標(biāo) ， 文 字 信 息 、 標(biāo) 志 位坐 標(biāo) 文 件地 圖 顯 示i d 、 坐 標(biāo) 、 范 圍相 關(guān) 信 息 顯 示5 、 查 詢(xún) 結(jié) 果顯 示顯 示 查 找 結(jié) 果資 料 文 件無(wú) 效 關(guān) 鍵 字4 、 播 放 聲 音I d 0 層數(shù)據(jù)流圖 數(shù)字城市查詢(xún)系統(tǒng) —— 嵌入式 linux 下的 GUI 編程 11 1 . 1 獲 得 請(qǐng) 求 數(shù)據(jù)1 . 3 坐 標(biāo) 查 找查 找 請(qǐng) 求查 找 關(guān) 鍵 字坐 標(biāo) 、 文 字 信 息 、 標(biāo) 志 位坐 標(biāo) 文 件1 . 2 字 段 匹 配 檢測(cè)有 效 關(guān) 鍵 字無(wú) 效 關(guān) 鍵 字坐 標(biāo) 文 件2 . 1 標(biāo) 志 位 檢測(cè)2 . 2 地 圖 劃 線(xiàn)2 . 4 文 字 標(biāo) 注2 . 5 地 圖 變 化顯 示坐 標(biāo) 組坐 標(biāo) 、 文 字 信 息坐 標(biāo)標(biāo) 示 地 圖2 . 6 地 圖 組 合文 字 地 圖變 化 地 圖地 圖 顯 示坐 標(biāo) 、 文 字 信 息 、標(biāo) 志 位3 . 1 標(biāo) 志 位 檢測(cè)3 . 2 目 標(biāo) 資 料查 詢(xún)3 . 5 關(guān) 鍵 字 數(shù) 據(jù)查 詢(xún)I d 、 坐 標(biāo) 、 范 圍坐 標(biāo) 文 件3 . 3 范 圍 查 詢(xún)I d坐 標(biāo) 、 范 圍資 料 文 件3 . 4 信 息 組 合顯 示資 料 數(shù) 據(jù)顯 示 地 理 情 況相 關(guān) 信 息 顯 示無(wú) 效 關(guān) 鍵 字查 詢(xún) 顯 示2 . 3 箭 頭 標(biāo) 識(shí)坐 標(biāo)箭 頭 地 圖i d 、 坐 標(biāo) 、 范 圍I d1 層數(shù)據(jù)流圖 4 系統(tǒng) GUI 編程設(shè)計(jì) 地圖移動(dòng) 開(kāi)始狀態(tài) 開(kāi)始的時(shí)候，地圖轉(zhuǎn)載圖片的狀態(tài)。 12 在（圖一）中，圖片處理模塊用于處理圖片的顯示、移動(dòng)、隱藏。紫色區(qū)域?yàn)?5 5 個(gè)圖片處理模塊，每個(gè)圖片處理模塊存放有地圖圖片。而這 5 5 個(gè)圖片處理模塊用一個(gè)數(shù)組存放著，這數(shù)組用圖（二）表示。淺藍(lán)色區(qū)域?yàn)榈貓D 顯示區(qū)，顯示地圖給用戶(hù)。 在圖（二）中，這表示一個(gè) 5 5 的數(shù)組，用于存放圖片處理模塊。白色部分存放著中