【文章內(nèi)容簡介】 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。　　　　嵌入式計(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?！　　　‖F(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)可以說無處不在，在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種能用計(jì)算機(jī)，在工業(yè)流水線控制、通訊、儀器儀表、汽車、運(yùn)輸、軍事裝備、消費(fèi)產(chǎn)品等等?！　∏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；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。以下對比了幾第一章 引言種最常用的嵌入式操作系統(tǒng)。1. Windows CEWindows CE 是微軟開發(fā)的一個開放的、可升級的 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)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在 Windows CE 平臺上繼續(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)合可以使移動終端與電腦上的信息實(shí)現(xiàn)同步，把臺式機(jī)的功能擴(kuò)展到了移動設(shè)備上。它更傾向于 PDA 的操作系統(tǒng)，在 PDA 市場占有主導(dǎo)地位。在編寫程序時，Palm OS 充分考慮了掌上電腦內(nèi)存相對較小的情況，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 是一個類似于 Unix 的操作系統(tǒng)。它起源于芬蘭一個名為 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 10 年的時間內(nèi)已發(fā)展成為一個功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)完善的操作系統(tǒng)，伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展起來的 Linux OS 已成為 Microsoft 公司的 DOS 和 Windows 95/98 的強(qiáng)勁對手。Linux 系統(tǒng)不僅能夠運(yùn)行于 PC 平臺，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 是開放源代碼的，不在存黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多 Linux 愛好者都是 Linux 開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者；而Windows CE 是非開放性 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，占用過多的 RAM，應(yīng)用程序龐大。第四， Linux 是開放源代碼的 OS，在價格上極具競爭力，適合中國國情。Windows CE 的版權(quán)費(fèi)用是廠家不得不考慮的因素。第五，Linux 不僅支持 x86 芯片，還是一個跨平臺的系統(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，它提供了對包括十兆位、百兆位及千兆位的以太網(wǎng)絡(luò)，還有無線網(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 是開放的 OS，在價格上極具競爭力。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，尚沒有很好的用戶圖形界面。數(shù)字城市查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) Qt 開發(fā)語言Qt 是一個多平臺的 C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開發(fā)者建立藝術(shù)級的圖形用戶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。支持下述平臺： ? MS/Windows 99NT 、ME、和 2022 ? Unix/X11 Linux、Sun Solaris、HPUX、Compaq Tru64 UNIX、IBM AIX、SGI IRIX 和其它很多 X11 平臺 ? Macintosh Mac OS X ? Embedded 有幀緩沖(framebuffer)支持的 Linux 平臺。Qt 具有下列優(yōu)點(diǎn):1. 優(yōu)良的跨平臺特性: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，對于用戶開發(fā)來說是非常 方便的。 Qt 提供了一種稱為 signals/slots 的安全類型來替代 callback，這使得各個元件 之間的協(xié)同工作變得十分簡單。 3. 豐富的 API Qt 包括多達(dá) 250 個以上的 C++ 類，還替供基于模板的 collections， serialization， file， I/O device， directory management， date/time 類。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 OpenGL5. 大量的開發(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)于無縫對象通訊被稱為信號和槽的非常強(qiáng)大的機(jī)制， ? 可查詢和可設(shè)計(jì)的屬性， ? 強(qiáng)大的事件和事件過濾器， ? 根據(jù)上下文進(jìn)行國際化的字符串翻譯， ? 完善的時間間隔驅(qū)動的計(jì)時器使得在一個事件驅(qū)動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象所有權(quán)的分層次和可查詢的對象樹。 ? 被守護(hù)的指針，QGuardedPtr，當(dāng)參考對象被破壞時，可以自動地設(shè)置為無效，不像正常的 C++指針在它們的對象被破壞的時候變成了“搖擺指針” 。Qt 的授權(quán)是分為兩條線，商業(yè)版和開源版。如果使用商業(yè)版的 Qt，那么開發(fā)出的程序可以是私有的和商業(yè)的；如果使用的是開源版的 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。第一章 引言Qt 自由版是 Qt 僅僅為了開發(fā)自由和開放源碼軟件 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)的時候，對于 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 上的一個開源項(xiàng)目，全稱是 Qt Palmtop Environment，是構(gòu)建于 Qte 之上一個類似桌面系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，包括了 PDA 和手機(jī)等掌上系統(tǒng)常見的功能如電話簿、日程表等?，F(xiàn)在 Qtopia 已經(jīng)成為了 Trolltech 的又一個主打產(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)類庫，Qtopia 是構(gòu)建于 Qte 之上的一系列應(yīng)用 程序。但從版本 4 開始，Trolltech 將 Qte 并入了 Qtopia，并推出了新的 Qtopia4。在該版中，原來的 Qte 被稱為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。原來的Qtopia 則被分成幾層，核心的應(yīng)用框架和插件系統(tǒng)被稱為 Qtopia Platform，上層的應(yīng)用程序則按照不同的目標(biāo)用戶分為不同的包，如 Qtopai PDA， Qtopia Phone。 定義界面：直接和用戶交互的軟件結(jié)構(gòu)。內(nèi)核：完成核心功能的，與界面無關(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。嵌入式系統(tǒng)：根據(jù) IEEE（國際電機(jī)工程師協(xié)會）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） 。國內(nèi)一個普遍被認(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)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。Qt：Qt 是一個多平臺的 C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。SQLite ：SQLite 是 D. Richard Hipp 用 C 語言編寫的開源嵌入式數(shù)據(jù)庫。第二章 系統(tǒng)需求分析2 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)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、停車場） 。2. 交通定位（公交；客運(yùn)站；碼頭；地鐵；火車站）：? 公交：查詢各路車的行車路線，同時顯示行車路線的站點(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)過的各路線，地鐵各出口，附近建筑?？瓦\(yùn)站：顯示該客運(yùn)到省內(nèi)外的線路；碼頭：顯示航班信息；火車站：顯示該火車站到省內(nèi)外的線路。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，即二級地圖。6. 地圖的縮放：? 放大和縮小地圖。7. 聲音提示功能：? 能報讀出查詢的主要建筑的名稱。8. 計(jì)算查詢所需時間：? 顯示一次查詢所用的時間。 開發(fā)環(huán)境 硬件平臺嵌入式開發(fā)板 EmbestS3CEB2410(arm9)開發(fā)板+仿真器 軟件開發(fā)平臺操作系：Linux Fedora Core 6 , Linux WindowsXP ,Windows2022工 具 ：EmbestIDECygwin第一章 引言 開發(fā)語言CC++ Qt/Embedded 運(yùn)行環(huán)境嵌入式機(jī)器+Linux 操作系統(tǒng)PC 機(jī)+Linux 操作系統(tǒng)第三章 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)3 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)EmbestS3CEB2410(arm9)硬件層LINUX 操作系統(tǒng)層Qt/Embedded圖形界面 數(shù)據(jù)處理SQLite3數(shù)據(jù)庫應(yīng)用層用 戶圖 1 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)圖第三章 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖用戶查詢系統(tǒng)查找請求顯示查找結(jié)果圖 2 系 統(tǒng) 頂 層 數(shù) 據(jù) 流 圖1 、 請求響應(yīng) 2 、 畫圖顯示3 、 相關(guān)信息顯示查找請求 坐標(biāo) ， 文字信息 、 標(biāo)志位坐標(biāo)文件地