基于MiniGUI的GPS导航定位系统设计

定位系统自问世后便得到了蓬勃发展，其应用已渗入到各行各业。个人消费领域引领移动定位类型科技产品集中涌现，其他领域和行业也有大量技术更新。目前各领域的定位系统主要集中在平台和地图的研发上，平台配合应用要求选用硬件，地图根据显示要求实现软件算法。因而，它们在定位系统的研究工作中各成体系，兼容性不强。

近年来，在定位系统设计中，硬件选择越来越集中在几个品牌的几个型号上。而软件设计方面比较分散。因而在一个兼容性强的平台上实现软件的集中研发，将是未来的研发方向。

这里提出一种系统构造模式，弱化硬件平台的影响而力求最大限度的统一软件设计。

1 系统整体设计方案

这里提出一种实用的设计方案，通过对系统的各方面配置，实现GPS实时导航功能。系统主控器件采用韩国Samsung公司生产的ARM核32位RISC微处理器S3C2410，并在由其组成的开发板上移植Linux操作系统，Linux操作系统负责系统的整体调度和控制。通过S3C2410的UART接口连接GPS接收机，用以接收NEMA0183格式的GPS定位信息。通过UART接口和GSM／GPRS模块MC35进行通信。

为了在移动LED上实现电子地图的绘制显示，系统的整体层次结构框图如图1所示。Linux操作系统负责底层硬件的初始化和管理，并向上层提供应用接口，MiniGUI完成电子地图在LED上的绘制，并通过Linux内核提供的应用接口与GPS接收机和GSM／GPRS模块完成通信等功能。


2 图形界面支持系统--MiniGUI

MiniGUI是一个针对嵌入式系统的轻量级图形界面支持系统。MiniGUI能够在各个不同的平台上提供最大程度的接口兼容性，可运行于AR-M、MIPS等各种主流嵌入式硬件平台之上。它能够提供一个轻型、资源开销少的嵌入式图形接口。

这里利用MiniGUI Ver l．3．3版本，将其编译为lite版本并移植到基于ARM核的32位微处理器S3C2410上。在此基础上，开发基于MiniG-UI的电子地图显示应用程序，配合GPS信号接收机实现定位导航功能。

2．1 交叉编译MiniGUI

MiniGUI从结构层次上可以分为3层，最上层是APT层，中间层是MiniGUI核心，负责维护整个窗口系统的运行，最下层由2部分组成，即图形抽象层(GAL)和输人抽象层(IAL)。

为了使MiniGUI能够在不同的目标平台上运行，必须有针对相应平台的交叉编译环境。根据本文的设计选用S3C2410器件，则选择交叉编译环境Linux-ARM，选择Mizi公司针对Samsung公司32位ARM核RISC微处理器S3C2410设计开发的工具链，这样的配置环境使软件和硬件具有更好的兼容性。具体交叉编译的步骤如下：

1)修改configure文件。设置make环境变量CC、LD及AR等。

2)GAL(图形引擎)和IAL(输入引擎)接口的实现。在MiniGUI中，GAL和IAL是MinGUI的2个基础设施，MiniGUI的高可靠度在很大程度上也是由于这2个接口提供了独立于硬件的抽象能力。这2个接口的抽象类似于Linux内核中的虚拟文件系统。

在具体实现一个输入引擎(IAL)时，其中最为关键的是事件处理函数wait_event()的实现，MiniGUl会不断的调用该函数，来确定在输入引擎上是否有输入事件发生。这里需要特别注意的是，因为MiniGUI是通过select系统调用来实现进程间通信机制的，因此在实现lite版本输入引擎的wait_event函数时，一定要通过select函数或与其等价的poll函数实现。与此同时，在实现目标板的触摸屏驱动时，必须要实现对应file_operaTIons结构中的poll函数指针。即使触摸屏驱动未提供poll函数，也要在wait_event返回之前调用select，并传递相关参数。
Linux系统提供了一种基础设施--FrameBuffer，通过这个设施Linux的图形输出有了统一的接口。由于MiniGUI可以通过FrameBuffer获得统一的图形引擎接口。

因此其适应性大大提高，也就很少需要再为MiniGUI编写GAL驱动层。

3)依次运行configure、make和make install命令，完成MiniGUl的配置和编译。

经过上述编译过程，会将编译好的MiniGUI库文件安装在／home／MiniGUI-lite目录下。为了减小库文件的大小，根据需要利用config-ure命令去掉MiniGUI中一些不需要的功能，同时利用交叉编译工具链中的strip命令删除MiniGUI函数库中的符号信息和其他一些调试信息。

2．2 MiniGUI向S3C2410上的移植

在嵌入式系统开发过程中，编译完MiniGUI和应用程序后，把MiniGUI库和应用程序拷贝到为目标系统准备的文件系统目录中，然后使用相关工具生成文件系统映像，下载到目标板上。

MiniGUI在运行时需要一个配置文件，用来配置MiniGUI运行所需要的环境参数。本设计中，将配置文件MiniGUI．cfg放到目标板的／etc目录下。另外，MiniGUI使用framebuffer作为其输入引擎，因此在编译Linux内核时，选择将framebuffer相关的功能编译到内核中去。