【文章內(nèi)容簡介】 相關(guān)領(lǐng)域提供數(shù)據(jù)，極大很大程度地減少了外業(yè)的工作量和計算量。由于測繪行業(yè)外業(yè)測量的特殊性，這就要求外業(yè)承載硬件必須具備攜帶方便，體積小巧，結(jié)實耐用，顯示清晰的特點。所以，根據(jù)當(dāng)時的實際情況，袖珍計算機成為硬件載體的首選設(shè)備，并在測繪行業(yè)風(fēng)靡一時，成為外業(yè)測量單位的主要計算工具，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟3 / 64效益與社會效益。隨著時代的不斷發(fā)展，袖珍計算機由于市場需求急劇萎縮，導(dǎo)致大多生產(chǎn)廠商基本停產(chǎn)，袖珍計算機部件也已逐步老化，且由于袖珍機基本為DOS操作系統(tǒng)，使用BASIC編寫程序時的輸入、調(diào)試十分麻煩，根本無法滿足當(dāng)今測量工程人員的需求，已經(jīng)逐步處于被淘汰的邊緣。但是，此類測量程序耗費測量工程人員多年心血的開發(fā)累積，是測量工作者經(jīng)驗與智慧的結(jié)晶，具有很強的實用性與針對性，在測量中依然具有很強的應(yīng)用前景。因此人們希望通過袖珍計算機的升級替代品，可以基于目前先進的桌面操作系統(tǒng)，將原有測量程序投入很少的精力與時間進行簡單的修改與調(diào)試，就可以完全移植到新的硬件上進行正常操作使用。PDA的即時出現(xiàn)使測量工作者的這種愿望成為可能 [13,14] 。目前數(shù)字測圖正處于蓬勃發(fā)展的時期，測量方法和工具不斷更新，從電子全站儀、GPS直到航空攝影測量,測量效率不斷提高，隨之出現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集掌上機化，定點測量GPS化，野外記錄電子化，圖形輸出自動化，目前掌上電子測圖在測繪界已產(chǎn)生了巨大影響。 電子記簿系統(tǒng)的研究背景在當(dāng)前的外業(yè)測量工作中，測繪工作者一直致力于研究如何快速、方便、準確地進行野外數(shù)據(jù)采集和處理?，F(xiàn)代測繪工程中，外業(yè)采集的數(shù)據(jù)量與計算工作量都十分巨大。而PDA具備攜帶方便，體積小巧，系統(tǒng)穩(wěn)定，省電，結(jié)實耐用等特點，并且其具有完善的二次開發(fā)工具，完全能夠滿足現(xiàn)代工程測量野外作業(yè)的需要。這也就導(dǎo)致當(dāng)前一些測繪單位與廠家紛紛將基于便攜式電腦的應(yīng)用程序向PDA 上移植，如基于PDA的測圖軟件、基于PDA的GPS數(shù)據(jù)采集軟件等 [15]。 測量電子記簿系統(tǒng)的研究目標如今測繪領(lǐng)域絕大部分公司在使用全站儀或水準儀測量時，記簿工作仍然依靠手工記簿，這就大大地降低了勞動效率與測量數(shù)據(jù)的精度，經(jīng)常出現(xiàn)由于數(shù)據(jù)精度超限造成不必要的返工。目前，市場上雖有一些在 PDA 上開發(fā)的測量電子記簿系統(tǒng)，但因為外業(yè)測量的靈活性較大，且不同測繪單位的外業(yè)作業(yè)模式與其所執(zhí)行的測量規(guī)范不同，造成并不適合本單位特殊需求，難以保證嚴格4 / 64執(zhí)行測量規(guī)范與保證測量質(zhì)量 [16,17] 。本系統(tǒng)的開發(fā)欲方便外業(yè)作業(yè)習(xí)慣，符合測量規(guī)范，保障質(zhì)量控制的測量電子記簿系統(tǒng)，減少作業(yè)員的手工作業(yè)，提高野外作業(yè)效率。滿足以下要求：（1）PDA 與測量系統(tǒng)的雙向通訊；（2）能夠適合水準、各種導(dǎo)線的記簿；（3）能夠適應(yīng)不同的高程等級；平面等級的需求。水準高程為二等、三等、飛四等、五等；平面等級為二等、三等、四等、5 秒、8 秒、圖根導(dǎo)線；（4）自動錄入與手工輸入相結(jié)合；（5）提供各種規(guī)范要求的錄入接口，嚴格執(zhí)行各種規(guī)范要求，嚴格質(zhì)量控制，對于超過規(guī)范的特殊操作采用授權(quán)的方式；（6）對數(shù)據(jù)進行加密處理，同時提供解密功能；（7）觀測時，水準和三維導(dǎo)線測量分模塊處理。 本文組織結(jié)構(gòu)本文的組織結(jié)構(gòu)如下：第一章介紹了本課題的研究背景、意義及研究的主要內(nèi)容。第二章介紹了電子記薄系統(tǒng)研發(fā)的相關(guān)技術(shù)，介紹了串口通信、嵌入式系統(tǒng)、EVC 開發(fā)技術(shù)與 ADOCE 數(shù)據(jù)庫的概念與特點。第三章詳細描述了電子記薄系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境與技術(shù)路線，通過各種設(shè)計方案解決電子記薄系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題。第四章詳細描述了電子記薄系統(tǒng)的實現(xiàn)原理與實現(xiàn)過程與軟件的安裝，介紹了軟件的主界面。第五章總結(jié)了本文的主要工作與實際解決的問題，并針對電子記薄系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況，對本文的工作進行了總結(jié)和展望。5 / 64第二章 系統(tǒng)研發(fā)相關(guān)技術(shù)本系統(tǒng)的研發(fā)主要涉及到了串口通信、嵌入式系統(tǒng)、Embedded Visual C++、 ADOCE 等相關(guān)技術(shù)。 串口通信技術(shù) 串口概述串口是計算機與外部串行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞通道，由于串口通信方便易行，因此應(yīng)用非常廣泛 [18]。 串口的數(shù)據(jù)傳輸是以串行方式進行的。串口在數(shù)據(jù)通信中，一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)的傳輸速度用 bps 或波特率來描述。串行通信設(shè)備也被稱為數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE，Data Communication Equipment）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE ，Data Terminal Equipment） 。串行口的典型代表是 RS－232－C 及其兼容插口，25 針串行口還具有 20mA 電流環(huán)接口功能，用 1125 針來實現(xiàn)。RS232C 是美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA（Electronic IndustryAssociation）制定的一種串行物理接口標準。RS 是英文“推薦標準”的縮寫，232 為標識號，C 表示修改次數(shù)。RS232C 總線標準設(shè)有 25 條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS232C 標準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、7100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200 波特。一般微機提供標準的 RS232C 接口，該接口采用負邏輯，與 CMOS、TTL 電路的相連需要專用集成電路進行電平轉(zhuǎn)換。一般應(yīng)用情況下，RC232C 的最高傳輸速率為 20 kb/s, 最大傳輸線長為 30 米。相比較而言，它的傳輸速率低、傳輸距離近、抗共模干擾能力差，在條件較惡劣的現(xiàn)場控制中，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正常傳輸和獲取。在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 接口。RS485 采用差分接收和驅(qū)動，提高抗共模干擾驅(qū)動能力，并且提供多點應(yīng)用，同一線上最多可接 32 個驅(qū)動器和接收器，最大傳輸速率 10Mb/s(12m)，最大傳輸距離為 1200m（10kb/s） ，可以較好的實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的獲取和控制。6 / 64 串口通信串口的數(shù)據(jù)傳輸是以串行方式進行的。串口在數(shù)據(jù)通信中，一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)的傳輸速度用 bps 或波特率來描述。串口一般用來傳輸 ASCII 碼字符。完成最基本的串口通信一般只需要 3 個引腳即可，其分別為地線、接收與發(fā)送。其余引腳一般用于握手協(xié)議。因為串口通信屬異步通信范疇，所以在進行通信時可以不使用握手協(xié)議。為了實現(xiàn)正確的串口間通信，必須先設(shè)置串口的參數(shù) [19]，參數(shù)具體設(shè)置如下： （1）每秒位數(shù)也稱為波特率，表示每秒的傳輸比特數(shù)。由于波特率和距離之間成反比，距離相隔很近的設(shè)備間才可以實現(xiàn)高波特率通信 [20]。（2）數(shù)據(jù)位表示串口通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。通常計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)包中，往往實際發(fā)送的數(shù)據(jù)不是 8 位，一般可以在 5～8 位中進行選擇。主要根據(jù)所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容來設(shè)定數(shù)據(jù)位。假如傳輸標準的 ASCII 碼，因為 ASCII 碼的范圍為0～127 位，所以只需使用 7 位即可。假如傳輸擴展 ASCII 碼，由于其范圍為0～255 位，所以需使用 8 位碼。而 7 位與 8 位數(shù)據(jù)位中不單單是數(shù)據(jù)，還包括奇偶校驗位、數(shù)據(jù)位、開始位以及停止位等。（3）奇偶校驗位表示串口通信中的簡單檢錯功能。奇偶校驗位主要分為：空格、標記、奇校驗、偶校驗的方式，但也可不使用校驗。實現(xiàn)校驗奇偶校驗的方式是通過分別統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的高、低位的個數(shù)來完成?？崭?、標記并不用來真正的檢測數(shù)據(jù)，而其檢測方式只是通過簡單的置位來實現(xiàn)。通過置位方式，可以判斷出是否存在噪聲干擾數(shù)據(jù)通信或數(shù)據(jù)傳輸，以及接收是否存在不同步的現(xiàn)象。（4）停止位停止位用于標志串口通信中該數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)束，一般取 1 位、 位或 2 位。停止位不僅僅是用于標志數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)束，還為計算機之間的校正同步時鐘提供機會。為了使不同時鐘同步的容忍程度越大，必須提高用于7 / 64停止位的位數(shù)。但是過多的停止位也會占用過多的數(shù)據(jù)空間，將會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。?）數(shù)據(jù)流控制通過串口傳輸數(shù)據(jù)時，由于計算機之間處理速度或其他因素的影響，會造成丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。例如，臺式機與單片機之間的通信，接收端數(shù)據(jù)緩沖區(qū)已滿的情況下，繼續(xù)收到數(shù)據(jù)，新發(fā)送來的數(shù)據(jù)就會由于無法處理造成丟失。數(shù)據(jù)流控制用于解決這個問題。通過控制發(fā)送數(shù)據(jù)的速度，確保數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)丟失。數(shù)據(jù)流控制可以分為軟件流控制（Xon/Xoff）和硬件流控制，也可以選擇不使用數(shù)據(jù)流控制。軟件流控制使用特殊的字符作為啟動或停止的標志。而硬件流控制通過使用硬件信號（CTR/RTS）來實現(xiàn)。使用硬件流控制時，在接收端準備好接收數(shù)據(jù)后，設(shè)定 CTS 為 1，否則 CTS 為 0。同樣，如果發(fā)送端準備好要發(fā)送數(shù)據(jù)，則設(shè)定 RTS 為 1；如果還未準備好，設(shè)置 CTS 為 0[21]。 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的基本概念廣義來說，一般認為凡是專用軟硬件系統(tǒng)中包含有微處理器的系統(tǒng)都可以叫做嵌入式系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心微處理器包括：嵌入式