基于QT的电子地图设计与实现.doc
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北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计
基于QT的电子地图设计与实现
摘要
人们生活质量不断提高，城际间的往来更加频繁，导航仪成为了生活中不可缺少的部分。
电子地图是导航仪最主要的部分，而电子地图的绘制工作颇为繁琐，价格也比较昂贵，给导航仪的开发带来了很大的麻烦。
如果掌握了电子地图的绘制方法，那么不仅带研发上具有重要意义，而且将带来更大的经济效益。
就此，本课题对电子地图的绘制和相关程序的编写开展了研究。
课题对Trolltech公司的QT/Embedded的深入分析和研究的基础上，开发了基于IntelPxa270的电子地图。
地图的数据来源于实际，利用Mapinfo9.5自主绘制电子地图。
通过QT的API与Mapinfo图表数据结合，把地图显示在QT的程序框架上。
进而进行了相关的功能的设计，主要包括地图引擎的设计、路径规划设计、实时定位设计等。
关键词：
Mapinfo9.5QT/Embedded电子地图
QT-basedDesignandImplementationofElectronicMap
ABSTRACT
Peopleconstantlyimprovethequalityoflife,inter-cityexchangesbetweenthemorefrequent,navigationhasbecomeanindispensablepartoflife.Navigationelectronicmapisthemostimportantpart,theelectronicmapwillworkquitecomplicated,thepriceisalsomoreexpensive,tonavigationsystemsdevelopmentisabigtrouble.Ifthemasterelectronicmapdrawingmethod,thennotonlywithresearchanddevelopmentofgreatsignificance,andwillbringgreatereconomicbenefits.Inthisconnection,thesubjectofthee-maprenderingandrelatedresearchcarriedoutthepreparationprocedures.
SubjecttotheTrolltech'sQT/Embedded-depthanalysisandresearchbasedonthedevelopmentofadigitalmapbasedonIntelPxa270.MapdatafromtheactualuseofMapinfo9.5owndigitalmapsdrawing.QT'sAPIthroughthechartdatacombinedwithMapinfo,themapshowstheprocedureintheQTframework.Thencarriedoutthefunctionsrelatedtothedesign,includingthedesignoftheenginemap,pathplanning,real-timelocationanddesign.
Keywords：
Mapinfo9.5QT/EmbeddedElectronicmap
目录
摘要 I
ABSTRACT II
1前言 1
1.1概述 1
1.2研究背景 1
1.3研究目标 1
1.4需求分析 2
1.4.1用户需求分析 2
1.4.2功能需求分析 2
1.5本章小结 3
2QT简介 4
2.1QT的背景介绍 4
2.2QT实现的结构原理 4
2.3QTGraphicsViewFramework简介 5
2.3.1GraphicsView层次结构 5
2.3.2QGraphicsItem 8
2.4QT应用程序的实现 10
2.5本章小结 11
3mapinfo绘制电子地图 12
3.1MapInfoProfessional简介 12
3.2MapInfo地图图表 13
3.3MapInfo地图图层与图元 14
3.3.1地图图层 14
3.3.2地图图元 14
3.4地图的来源 15
3.5电子地图绘制 17
3.5.1MapInfoProfessional地图绘制工具 17
3.5.2MapInfoProfessional绘制地图 17
3.6*.MIF和*.MID文件 18
3.7本章小结 20
4系统框架描述 21
4.1系统模块 21
4.2主要功能 21
4.3平台简介 22
4.4UP-TECHPXA270-S核心模块资源 23
4.5本章小结 24
5详细设计 25
5.1程序流程图 25
5.2界面设计 27
5.2.1主窗体设计 27
5.2.2子窗体设计 28
5.3地图的显示 29
5.3.1地图坐标转换 29
5.3.2地图图元的显示 30
5.3.3显示效果设计 33
5.4单源最短路径算法 36
5.4.1Dijkstra（迪杰斯特拉）算法 36
5.4.2路径节点的存储 37
5.5本章小结 41
6测试及运行结果 42
6.1测试目标 42
6.2测试预期结果 42
6.3运行结果 42
6.3.1地图浏览功能 43
6.3.2路径规划功能 44
6.4本章小结 45
7论文总结 46
参考文献 47
谢辞 48
48
1前言
1.1概述
随着新的ARM芯片不断问世以及这些芯片的价格下降，嵌入式产品开始潜移默化的取代早期的一些单片机，并在社会各行各业中占有越来越重要的位置，嵌入式产品也由此成为众多工程师选择开发高端产品的芯片首选。
QT具备跨平台，易扩展，界面华丽，性能稳定等优点。
因此，以嵌入式处理器作为硬件平台，以QT作为程序框架，两者的完美结合必将成为未来技术的发展方向。
1.2研究背景
现在，汽车正在普及，道路不断建设，城际间的经济往来更加频繁，活动的区域也越来越大。
为了提高生活质量，大量的休闲活动、探险活动的举行使我们并不局限在自己认识的一小块区域中，不认识道路，找不到目的地的情况也屡有发生。
就此，各种各样的导航仪逐渐走进我们的生活。
无论什么导航仪最主要的部分都是电子地图。
开发电子地图成为了导航仪的关键。
根据调查，电子地图制作困难而且价格相当昂贵，给导航仪的开发带来了很多不便。
自主绘制电子地图，编写电子地图应用程序，不管是从经济上还是研究上都具有非常大的意义。
市面上的嵌入式产品各式各样，用到的嵌入式操作系统自然也是有所不同。
如果拥有一个跨平台的程序的话，那将会给我们的开发节省了大量的时间。
QT正是一个支持多平台的C++图形用户界面应用程序框架。
它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。
Qt是完全面向对象的很容易扩展，并且允许真正地组件编程。
所以使用QT作为应用程序框架是一个不错的选择。
1.3研究目标
基于上述背景，开发一个电子地图项目，使用windowsCE5.0搭配PXA270开发板来构建这个项目。
使用mapinfo电子地图绘制软件自主绘制电子地图。
利用QT4作为系统应用层的程序框架。
根据系统的需求，裁减、移植windowsCE内核。
分析系统功能和接口，添加各种驱动程序，如：
USB驱动，COM口驱动等。
根据应用程序中的每个功能模块，分析各个模块的用户界面接口和对人机交互图形化用户界面的接口设计。
1.4需求分析
1.4.1用户需求分析
目前，我们可以通过各种途径接触电子地图，例如以网页形式的电子地图，如Google地图、GoogleEarth、百度地图等，以车载GPS导航仪的电子地图，如garmin任我游、纽曼、新科、城际通等，还有以手机导航功能出现的电子地图，越来越多的手机将支持导航功能，诺基亚2010年在大规模普及手机导航。
对此，本项目采用免费版的QT4作为程序框架，并且可以跨平台使用，在开发成本上有着很大的优势。
未来几年，配备电子地图的电子产品市场将逐渐走向成熟，市场需求和产品销量会保持大幅增长，产品供应链中的各类企业将获得巨大商机。
尤其是随着产品价格的不断下降，这种快速发展的态势会愈加明显。
电子地图在中国市场必然会获得更大的发展空间。
由此，本项目也适应用户需求，开发电子地图的相关功能：
地图显示功能、卫星定位功能、路径导航功能、语音提示功能等。
1.4.2功能需求分析
根据用户需求，和对产品的定位，划分以下功能：
表1-1用户需求功能
支持功能
所需硬件
1地图显示
2实时定位
3路径导航
4语音提示
UP-TECHPXA270-S为硬件开发平台
支持功能分析：
1.地图显示：
显示当前位置地理信息，包括道路、河流、建筑物，以及标志性建筑的名称，可以通过地图了解的所在位置的周边情况。
2.实时定位：
通过不断对对COM口接收到的信息进行分析，获取当前所在位置，并且显示在地图的相应位置上。
3.路径导航：
可以设置目的地点，系统将通过路径优先算法显示最优路径，完成导航功能。
4.语音提示：
通过简单的语言提示来配合路径导航。
所需硬件分析：
需要的硬件模块在UP－TECHPXA270－S硬件实验平台上已一应俱全。
在此平台上还配制了8英寸的TFT真彩液晶屏，支持640*480的分辨率。
UP－TECHPXA270－S在存储系统方面也有着很高的配置，内置了高性能价格比的NANDFLASH64M内存，支持大容量的用户差异图形图片和媒体文件的存储。
CPU的能力当然是毋庸置疑的，IntelXscale结构芯片的PXA270在各方面都表现了很强悍的能力，在目前市场上来说也是一款很先进的处理器芯片。
PXA270处理器是Intel公司目前性能最为强劲的移动处理器，已经成为高端移动设备中最受欢迎的处理器之一。
PXA270最高主频可达624MHz，它引入了X86架构奔腾4系列上的多媒体技术——MMX技术，能够大大提升多媒体处理能力，用户通过该技术可以在VGA上面播放高质量的MPGE4视频；同时加入了IntelSpeedStep动态电源管理技术，在保证CPU性能的情况下，最大限度地降低移动设备功耗。
1.5本章小结
本章主要介绍本项目的选题背景、意义，选题目标和项目需求分析，根据产品市场和本人技术水平情况，按需求划分软件功能模块，还根据软件功能和现有资源的性能对硬件需求做了详细分析。
2QT简介
2.1QT的背景介绍
Qt/Embedded是著名的Qt库开发商Trolltech公司开发的面向嵌入式系统的Qt版本，开发人员多为KDE项目的核心开发人员。
许多基于Qt的XWindow程序可以非常方便地移植到Qt/Embedded上，与X11版本的Qt在最大程度上接口兼容，延续了在X上的强大功能，在底层彻底摒弃了Xlib，仅采用framebuffer作为底层图形接口。
Qt/Embedded类库完全采用C++封装。
丰富的控件资源和较好的可移植性是Qt/Embedded
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