数字城市查询系统设计及数据库设计毕业论文.doc

数字城市查询系统设计及数据库设计摘要本设计以EmbestS3CEB2410(ARM9)开发板为硬件底层，在Linux操作系统平台的基础上，利用开源Qt图形用户应用程序框架，基于SQLite数据库，开发出软硬件一体化的便携式嵌入式电子地图，功能包括数字建筑物的查询，以及相关公交系统查询的地图信息查询系统。本系统具有可扩展性好，实用性强、可移动的特点，易于移植到不同的硬件平台和其他操作系统软件环境。关键词：EmbestS3CEB2410(arm9) , SQLite , qt ，Linux Digital City for System Design and Database DesignABSTRACTThe design take EmbestS3CEB2410(ARM9) development board as the hardware first floor, in the Linux operating system platform's foundation, uses the source Qt graph user application procedure frame, based on the SQLite database, develop the software and hardware integration the portable embedded electronic map, the function including the digital building's inquiry, as well as related public transportation system inquiry map information referral system. This system has the specialty such as the extendibility to be good, usability strong, transportable characteristic, easy to transplant to the different hardware platform and other operating system software environment.Key words：rEmbestS3CEB2410(arm9), SQLite, qt,Linux目录目录41引言51.1项目简要介绍51.2项目背景51.3项目的创新点61.4相关技术71.4.1基于ARM处理器的硬件开发平台71.4.2嵌入式数据库81.4.3嵌入式操作系统91.4.4Qt开发语言101.5定义122系统需求分析122.1系统需求122.2开发环境132.2.1硬件平台132.2.2软件开发平台132.2.3开发语言132.3运行环境133系统概要设计143.1总体设计143.2系统数据流图154系统数据库设计164.1数据表165系统详细设计175.1功能模块划分175.2核心算法描述186SQLITE数据库配置196.1SQLite下载196.2安装SQLite196.3测试数据库197部分功能代码207.1数据库操作模块代码207.2请求响应模块的函数集合217.3显示相关信息功能模块函数集合238参考资料319致谢3110附录311 引言1.1 项目简要介绍随着时代的进步，人们的活动领域不断地扩大，地理环境的不熟悉程度越来越大，人们迫切需要有一种方便快捷的地理信息查询工具。本项目的目的在于开发出价格更低廉、功能更实用、可移动性强、运行速度更快更稳定、软件移植性好、界面友好的电子地图信息查询系统嵌入作品，方便广大的用户，给用户最实用的功能。项目是以EmbestS3CEB2410(arm9)开发板为硬件底层，是以Linux为操作系统，是以SQLite为数据库，是以C+为开发语言，是以Qt来支撑C+图形用户界面应用程序框架。最终开发出软硬件一体化的地图信息查询系统。本系统具有实用性强、可移动性好的等特点。本项目就是为了满足广大用户的需要具有在陌生的环境下寻找各个地点，并快速察看目的地的地理位置，查询到达目的地的行走路线。使用户处在一个陌生的环境里不会迷失方向。1.2 项目背景在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post-PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。Linux从1991年问世到现在，短短的十几年时间已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一；越来越多的企业和研发机构都转向嵌入式Linux的开发和研究上，在新兴的嵌入式操作系统领域内也获得了飞速发展。地图已成为人们日常工作、学习、旅行经常利用的工具！一张普通地图综合反映地面上物体和现象一般特征的地图，内容包括各种自然地理要素（地形、水系、植被等）和社会经济要素（居民点、行政区划、交通线路等）。从古至今，人们已经形成一个意识：地图用来查找地理位置。生活中常常会遇到这样一个问题：不知道想要去的目的地具体在什么地方，即问路问题。在以前，人们一般有两种解决方法。1、去问人；2、查找地图。第一种方式，实际效果并不是很理想；在大城市中，如广州，即使一个长年居住在那里的人也不能对该城市每一个地方都清楚；如果知道那个地方，未必能表述清楚，无法在询问者脑海中产生空间感、方位感。可见这种方式解决给问题，效果很一般。但是在目标地区附近询问他人，关于目标位置却是十分可行的办法之一！第二种方式，效果较好，但是很难提高查找效率；读者会有这一个理性的认识：地图上所含的信息内容多，要在地图上找到需要的信息，并非易事。尤其是找一些中小企业公司和后街小巷。在地图上这样相似信息多如牛毛。一般需要几分钟到几十分钟，甚至上一个小时来看地图，找地方。可见两种传统的解决方式都有诸多不便之处！随着计算机电子技术的飞速发展，现在为上述问题提供了更方便的解决方式-电子地图。电子地图的应用从上个世纪九十年代初就已经开始，那个时候的电子地图大多被企业内部所应用，随着它与网络的逐步结合，开始被诸多大众所接受和使用。2004年年终GOOGLE推出了电子地图的服务，2005年电子地图与搜索引擎的紧密接触，对电子地图的发展产生了巨大的推动作用，受众群体产生了巨大变化。从单纯的通过网站查询地图位置，到手机、车载GPS等各种导航定位服务，电子地图与各种终端结合所产生的巨大价值，使其成为数字时代的新热点而被广泛关注起来。我们可以相信未来对电子地图的应用将更为普及。目前市面上使用的电子地图基于网站查询地图位置，手机、车载GPS等服务和产品。这些服务和产品对人们提供了不少的便利是毋庸置疑的。每一种方式都有其优点和局限性。n 网站查询地图位置。网络依赖性强，没有网络的支持无法服务，查询结果返回的快慢很大程度与网速有关；如果用个人pc机位查询终端，可移动性差、成本高。一般人只能在固定地点使用电脑查询地图，如果出门在外，这种方式不可行。优点：查询速度快。n 手机GPS产品。价格昂贵，手机产品能支持该功能或平台的售价至少要1500元以上；手机GPS功能的开通或使用也需要一笔费用。网络依赖性强，如果没有网络的支持，功能无法实现。查询速度慢，手机GPS必须通过无线网络进行通信，数据通过网络传输必定有时延，也会占用嵌入式系统有限的资源。软件的可移植性差，其软件产品只能在手机平台上使用。优点：可移动性。n 车载GPS产品。价格昂贵，产品售价一般2000元以上。网络依赖性强，如果没有网络的支持，功能无法实现。查询速度慢，车载GPS同样也必须通过无线网络进行通信，数据通过网络传输必定有时延，也会占用嵌入式系统有限的资源。优点：可移动性、软件可移植性我们的项目正是为了改进上面所提出不足的。该项目的目的在于开发出价格更低廉、功能更实用、可移动性强、无网络依赖性、运行速度更快更稳定、软件移植性好、界面友好的作品，方便广大的用户，给用户最实用的功能。1.3 项目的创新点l 软硬件相结合，软硬件一体化，可移动性好；l 信息集成化，把最实用的功能集成到一起，地图搜索、公交查询、建筑介绍（历史、用途、娱乐服务内容、特色饮食、联系方式、营业时间、火车汽车轮船客货运输线路班次等）；l 有输入检测功能，有含糊查询功能；l 查询速度快，有显示所需查询时间；l 查询结果立体形象，图文相结合。既有地图标示、划线，也有文字信息；l 具有声音提示功能，查询结果更形象立体；l 人性化的人机交互界面，采用人们习惯的界面风格（goolge地图界面风格），界面简单，符合用户使用的习惯，易上手便使用的特点。l 软件相对独立性，软件系统可移植在多个硬件平台如：手机、mp4、个人pc机等，和多个软件平台上运行如： Windows、Linux和Unix系统软件上使用1.4 相关技术1.4.1 基于ARM处理器的硬件开发平台为一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，ARM微处理器目前已经成为应用最为广泛的嵌入式微处理器。ARM技术还将不断发展。在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话，迄今为止，还没有任何商业化的IP核交易和使用达到ARM的规模。ARM系列芯片已经被广泛的应用于移动电话、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。新一代的ARM9处理器，通过全新的设计，采用了更多的晶体管，能够达到两倍以上于ARM7处理器的处理能力。这种处理能力的提高是通过增加时钟频率和减少指令执行周期实现的。ARM7处理器采用3级流水线，而ARM9采用5级流水线。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下，ARM9 TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1822倍。ARM9系列微最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM9微处理器系列具有如下特点：1) 32bit定点RISC处理器，改进型ARMThumb代码交织，增强性乘法器设计。支持实时(real-time)调试；2) 片内指令和数据SRAM，而且指令和数据的存储器容量可调；3) 片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1M字节；4) 设置保护单元(protcction unit)，非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护；5) 采用AMBA AHB总线接口，为外设提供统一的地址和数据总线；6) 支持外部协处理器，指令和数据总线有简单的握手信令支持；7) 支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学，而且支持BIST(built-in-self-test)；8) 支持嵌入式跟踪宏单元，支持实时跟踪指令和数据。ARM9系列微处理器的主要应用领域为：无线网络设备、PDA功能、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用.ARM9系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM9TDMI，ARM920T，ARM940T，ARM9E-S。如何选择开发平台（主要是指CPU和操作系统以及开发环境和工具）也是一个比较重要的问题，有时这不但影响进度，产品质量，可维护性等一般问题，甚至涉及到方案的可实现性。下面大概列出一些需要考虑的问题：从系统功能实现考虑： (1) 是否有开发板配套的软件模块直接实现系统功能要求，包括驱动。 (2) 价格。准确的说应该是性价比，这要跟项目的需求与开发板提供的功能进行对比，确定是否会有太多功能不项目需求不需要的，因为功能多的开发板自然价格也就贵了。 (3) 功耗。如果功耗太高，对移动设备而言，这一点可是致命的。 (4) 处理速度。关系到CPU指令周期，有没有流水，有没有并行，体系结构，有没有专用指令，对外部存储器和外设的存取速度等等。 (5) 外设硬件是否满足项目需求。从开发者的角度考虑： (1) 是否有足够的技术支持包括测试开发工具等。 (2) 相关资源是否丰富。包括网上资源、书籍，第三方提供的工具帮助等。系统的可移植性和可扩展性。1.4.2 嵌入式数据库什么是嵌入式数据库通常我们采用数据库来实现对数据的存储检索等功能，像MySQL这类基于C/S结构的关系型数据库系统虽然代表着目前数据库应用的主流，却并不能满足所有应用场合的需要。很多的应用仅仅利用到了这些数据库产品的基本特性而已。有时我们需要的可能只是一个简单的基于磁盘文件的数据库系统。这样就不必安装庞大的数据库服务器以简化数据库应用程序的设计，在某些特殊应用场合，比如在嵌入式系统中，由于系统的硬件软件资源都有限，这些数据库产品就明显有一些臃肿甚至是不可实现的。在这些情况下嵌入式数据库的优势就特别明显了。嵌入式数据库的名称来自其独特的运行模式。这种数据库嵌入到了应用程序进程中，消除了与客户机服务器配置相关的开销。嵌入式数据库实际上是轻量级的，在运行时，它们需要较少的内存。它们是使用精简代码编写的，对于嵌入式设备，其速度更快，效果更理想。嵌入式运行模式允许嵌入式数据库通过 SQL 来轻松管理应用程序数据，而不依靠原始的文本文件。典型嵌入式数据库比较目前，基于嵌入式数据库应用的市场需求已经进入加速发展的阶段，适用于嵌入式开发的嵌入式数据库主要有mSQL、Berkeley DB、SQLite等。 (1) Berkeley DBBerkeley DB是一个开放源代码的嵌入式数据库管理系统，为许多编程语言提供了实用的API接口，包括C、C+、Java、Perl、Tcl、Python和 PHP等。它通过调用这些API来完成对数据的保存、查询、修改和删除等操作，能够用来管理多达256TB的数据，并且在许多方面的性能还能够同商业级的 数据库系统相抗衡。Berkeley DB能够很轻松地应付几千个用户同时访问同一个数据库的情况。 另外，由于其应用程序和数据库管理系统运行在相同的进程空间当中，进行数据操作时可以避免繁琐的进程间通信，因此耗费在通信上的开销自然也就降低到了极低 程度。但是Berkeley DB不是关系型的数据库,不能应用标准的SQL语句对数据库操作，缺少灵活性，而且学习起来有一定难度，必然会加大开发成本。(2) mSQLmSQL是一种简化的SQL数据库，体系结构小巧，占用系统资源少，特别适合在嵌入式Linux系统中使用。同时，mSQL提供专门的API函数，使得用C语言编写的CGI程序可以与mSQL的数据库引擎进行通信。但它只有30天的使用期限，并非完全的开源。(3) SQLiteSQLite 是 D. Richard Hipp 用 C 语言编写的开源嵌入式数据库，是同类产品中的后起之秀，2005年获得了开源大奖。SQLite可以在所有主要的操作系统上运行，并且支持大多数计算机语 言。SQLite 还非常健壮。其创建者保守地估计 SQLite 可以处理每天负担多达 100,00 次点击率的 Web 站点，并且 SQLite 有时候可以处理 10 倍于上述数字的负载。SQLite采用单文件存放数据库，速度又比 MySQL 快上 12 倍，存储量也不是问题，在操作语句上更类似关系型数据库的使用，使用操作非常方便。其主要的特点：1. 支持多数 SQL92 标准2. ACID事务支持，甚至在数据库崩溃和恢复时也支持3. 零配置无需安装和管理4. 整个数据库存储在单个文件中5. 支持数据库大小至2TB6. 足够小，大致3万行C代码，250K二进制目标代码7. 大部分普通数据库操比一些流行的数据库还要快8. 提供简单、易用、多种语言的API9. 完全独立的，不具有外部依赖性10. 作为一款嵌入式数据库，SQLite与Berkely DB一样，以库的形式提供，通过C函数直接操作数据库文件(也支持其他的访问方式，比如Tcl)SQLite不是Server，所以和SQLServer等不同，它和程序运行在同一进程，中间没有进程间通信，速度很快，而且体积小巧，易于分发，非常适合运行在单机环境和嵌入式环境。与Berkely DB相比, SQLite功能虽较Berkeley DB略有逊色，但在开源组织的推动下差距正在缩小。实际上，很多情况，特别是在嵌入式系统应用中，并不需要存储过程或复杂的表之间的关联，这时会发现 SQLite在大小和功能之间找到了一个理想的平衡点。其次SQLite是关系型数据库，支持大部分SQL语句，这是它比Berkely DB优秀的地方。体积也比BDB小一倍。更重要的是，SQLiate允许自由地用于任何目的甚至包括商业应用，故能大大降低开发成本。因此本项目嵌入式数 据库将采用SQLite。1.4.3 嵌入式操作系统1.4.3.1 什么是嵌入式系统工业设备、电子产品中专用的计算机大量涌现。这种计算机隐藏在各种产品和系统中，嵌入式计算机由此而得名。嵌入式计算机系统正式定义为以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统和应用软件等组成。现在嵌入式系统可以说无处不在，在数量上远远超过了各种能用计算机，在工业流水线控制、通讯、仪器仪表、汽车、运输、军事装备、消费产品等等。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，是针对具体应用的专用系统。它的硬件和软件都必须高效率地设计、量体裁衣去除冗余、力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。1.4.3.2 经典嵌入式系统的比较嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件， EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作业，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。以下对比了几种最常用的嵌入式操作系统。1. Windows CEWindows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色。它的设计目标是：模块化及可伸缩性、实时性能好，通信能力强大，支持多种CPU。它不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C+等）、使用同样的函数、使用同样的界面网格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。2. Palm OS这是一种32位的嵌入式操作系统，主要运用于移动终端上。此系统最初由3Com公司的Palm Computing部开发，目前Palm Computing已经独立成一家公司。Palm OS与同步软件HotSync结合可以使移动终端与电脑上的信息实现同步，把台式机的功能扩展到了移动设备上。它更倾向于PDA的操作系统，在PDA市场占有主导地位。在编写程序时，Palm OS充分考虑了掌上电脑内存相对较小的情况，因此它只占有非常小的内存。由于基于Palm OS编写的应用程序占用的空间也非常小（通常只有几十KB），所以，基于Palm OS的掌上电脑（虽然只有几MB的RAM）可以运行众多应用程序。3. LinuxLinux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好，但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从1991年问世到现在，短短10年的时间内已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统，伴随网络技术进步而发展起来的Linux OS已成为Microsoft公司的DOS和Windows 95/98的强劲对手。Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒，在各种嵌入式Linux OS迅速发展的状况下，Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中，49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。嵌入式Linux 操作系统与Windows CE相比的优点：第一，Linux是开放源代码的，不在存黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者都是Linux开发者的强大技术支持者；而Windows CE是非开放性OS，使第三方很难实现产品定制。第二，Linux的源代码随处可得，注释丰富，文档齐全，易于解决各种问题。第三，Linux的内核小、效率高；而Windows CE在这方面是笨拙的，占用过多的RAM，应用程序庞大。第四，Linux是开放源代码的OS，在价格上极具竞争力，适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。第五，Linux不仅支持x86芯片，还是一个跨平台的系统，移植容易实现。第六，Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络，还有无线网络、Token ring（令牌环）和光纤甚至卫星的支持。第七，Linux的内核结构是高度可裁减的，Windows CE在内核结构的设计中并未考虑适应系统的高度可裁减性的要求。Palm OS、Windows CE、Linux这三种嵌入式操作系统各有不同的特点，不同的用途；但Linux比Palm OS和Windows CE更小、更稳定，而且Linux是开放的OS，在价格上极具竞争力。当然嵌入式linux操作系统也有其明显不足的地方：第一，是开发难度较高，需要很高的技术实力；第二，是核心调试工具不全，调试不太方便，尚没有很好的用户图形界面。1.4.4 Qt开发语言Qt是一个多平台的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。自从1996年早些时候，Qt进入商业领域，它已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的基础。Qt也是流行的Linux桌面环境KDE 的基础，KDE是所有主要的Linux发行版的一个标准组件。Qt 支持所有 Unix 系统，当然也包括 Linux，还支持 Windows 平台。支持下述平台： ¨ MS/Windows - 95、98、NT 4.0、ME、和2000 ¨ Unix/X11 - Linux、Sun Solaris、HP-UX、Compaq Tru64 UNIX、IBM AIX、SGI IRIX和其它很多X11平台 ¨ Macintosh - Mac OS X ¨ Embedded - 有帧缓冲(framebuffer)支持的Linux平台。Qt 具有下列优点:1. 优良的跨平台特性:Qt支持下列操作系统: Microsoft Windows 95/98， Microsoft Windows NT， Linux， Solaris， SunOS， HP-UX， Digital UNIX (OSF/1， Tru64)， Irix， FreeBSD， BSD/OS， SCO， AIX， OS390，QNX 等等。 2. 面向对象 Qt 的良好封装机制使得 Qt 的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常 方便的。 Qt 提供了一种称为 signals/slots 的安全类型来替代 callback，这使得各个元件 之间的协同工作变得十分简单。 3. 丰富的 API Qt 包括多达 250 个以上的 C+ 类，还替供基于模板的 collections， serialization， file， I/O device， directory management， date/time 类。甚至还包括正则表达式的处理功能。4. 支持 2D/3D 图形渲染，支持 OpenGL5. 大量的开发文档6. XML 支持Qt把下面这些特性添加到了C+当中： ¨ 一种关于无缝对象通讯被称为信号和槽的非常强大的机制， ¨ 可查询和可设计的属性， ¨ 强大的事件和事件过滤器， ¨ 根据上下文进行国际化的字符串翻译， ¨ 完善的时间间隔驱动的计时器使得在一个事件驱动的图形界面程序中很好地集成许多任务成为可能。 ¨ 以一种自然的方式组织对象所有权的分层次和可查询的对象树。 ¨ 被守护的指针，QGuardedPtr，当参考对象被破坏时，可以自动地设置为无效，不像正常的C+指针在它们的对象被破坏的时候变成了“摇摆指针”。Qt的授权是分为两条线，商业版和开源版。如果使用商业版的Qt，那么开发出的程序可以是私有的和商业的；如果使用的是开源版的Qt，由于其使用的是GPL协议（不是LGPL），那么可发出的程序也必须是GPL的。Qt自由版是Qt仅仅为了开发自由和开放源码软件 提供的Unix/X11版本。在Q公共许可证和GNU通用公共许可证 下，它是免费的。Qt/嵌入式自由版是Qt为了开发自由软件提供的嵌入式版本。在GNU通用公共许可证下，它是免费的。 Qt-embedded和Qtopia：Qt 在刚出现的时候，对于Linux和Unix系统，只有构建于Xlib之上的X11版。但随着Linux操作系统在嵌入式领域的应用日渐广泛，Qt推出了嵌 入式的版本Qt-embedded（Qte）。由于嵌入式受限的硬件环境往往难以运行庞大的X服务器，Qt的嵌入式版跳过了Xlib和XServer直接 操作帧缓冲，可以在速度和体积上有很大的提高。Qtopia最初是上的一个开源项目，全称是Qt Palmtop Environment，是构建于Qte之上一个类似桌面系统的应用环境，包括了PDA和手机等掌上系统常见的功能如电话簿、日程表等。现在Qtopia 已经成为了Trolltech的又一个主打产品，为基于Linux操作系统的PDA和手机提供了一个完整的图形环境。值得特别注意的是 Qte和Qtopia之间的关系。在版本4之前，Qte和Qtopia是不同的两套程序，Qte是基础类库，Qtopia是构建于Qte之上的一系列应用 程序。但从版本4开始，Trolltech将Qte并入了Qtopia，并推出了新的Qtopia4。在该版中，原来的Qte被称为Qtopia Core，作为嵌入式版本的核心，既可以与Qtopia配合，也可以独立使用。原来的Qtopia则被分成几层，核心的应用框架和插件系统被称为 Qtopia Platform，上层的应用程序则按照不同的目标用户分为不同的包，如Qtopai PDA，Qtopia Phone。1.5 定义界面：直接和用户交互的软件结构。内核：完成核心功能的，与界面无关的软件结构。硬件：嵌入式系统中各种设备的总称。嵌入式系统：根据IEEE（国际电机工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。Qt：Qt是一个多平台的C+图形用户界面应用程序框架。SQLite ：SQLite 是 D. Richard Hipp 用 C 语言编写的开源嵌入式数据库。2 系统需求分析2.1 系统需求1. 建筑定位：Ø 地图上标示广州主要建筑的位置，实现主要建筑搜索功能，显示与建筑相关信息（简介、历史、用途；所在区、街道、公交地铁情况），显示附近主要建筑情况（包括附近银行、停车场）。2. 交通定位（公交；客运站；码头；地铁；火车站）：Ø 公交：查询各路车的行车路线，同时显示行车路线的站点。点击站点，能在地图上标出该站点的位置，并显示该站点的附近建筑情况；地铁：地铁经过的各路线，地铁各出口，附近建筑。客运站：显示该客运到省内外的线路；码头：显示航班信息；火车站：显示该火车站到省内外的线路。3. 道路定位：Ø 在地图上标示出该道路。4. 酒店餐饮定位：Ø 地图上标示酒店店餐的位置，显示附近主要建筑情况，提供该目标的联系方式、服务性质等信息。5. 二级地图的显示：Ø 校园、公园等都有相关建筑分布地图，系统能显示其相关建筑分布地图，即二级地图。6. 地图的缩放：Ø 放大和缩小地图。7. 声音提示功能：Ø 能报读出查询的主要建筑的名称。8. 计算查询所需时间：Ø 显示一次查询所用的时间。2.2 开发环境2.2.1 硬件平台嵌入式开发板EmbestS3CEB2410(arm9)开发板+仿真器2.2.2 软件开发平台操作系：Linux Fedora Core 6 , Linux Redhat9.0WindowsXP ,Windows2000工 具 ：EmbestIDECygwin2.2.3 开发语言CC+ Qt/Embedded2.3 运行环境嵌入式机器+Linux操作系统PC机+Linux操作系统3 系统概要设计3.1 总体设计EmbestS3CEB2410(arm9)硬件层LINUX 2.4.18操作系统层Qt/Embedded图形界面 数据处理SQLite3数据库应用层用 户图1 系统总体组成结构图3.2 系统数据流图图3 0层数据流图图4 1层数据流图4 系统数据库设计4.1 数据表坐标表coordinate列名数据类型说明编号longintId 9位X坐标intxY坐标inty名称char*name标志位int(建筑1) (公路2) (公交站3) (地铁站4) (公园5) (公交地铁线6)sign建筑表building列名数据类型说明编号longintId 9位地理说明Char*区,街道,附近公交站点,地铁站点geographyshow介绍Char*历史、用途等explain街道表road列名数据类型说明编号longintId 9位名称Char*name备注Char*Remark(街道的线性坐标)eg：(xaybidc)站点表station列名数据类型说明编号longintId 9位备注Char*Remark(站点) eg: （学院站 商社）公园表park列名数据类型说明编号longintId 9位地图IDChar*Remark(站点) eg: （学院站 商社）地理说明Char*区,街道,附近公交站点,地铁站点geographyshow说明Char*Remark(公园介绍,门票)5 系统详细设计5.1 功能模块划分1、SQLite数据库连接，及数据库操作函数集合mapDB数据库-sqlite3 * dbsqlite3类指针-int result数据库操作的结果-char * errmsg错误信息返回-int nRow查询返回行数参数-int nColumn;查询返回列数参数-int index查询结果游标+select(char * chrSql,char * chrURL):int查询数据库+getClose()关闭连接:void+getRow():int获得查询的行数+getColumn():int获得查询的列数+getResult():char*获得查询结果+ reset()：int把游标归第一个记录 2、请求响应模块的函数集合RespondForRequest请求响应-struct findNode node;-struct LineNodeList list;+CheckData(char * chrData):int关键字检测+FindCoordinate():findNode坐标查找+ getLineNode(long id)：LineNodeList*获得划线 链表3、显示相关信息功能模块函数集合ShowInformation相关信息显示+ShowSuggest(char * chrData )：String相近关键字建议+Station(long id):String显示公交、地铁站点+SelectInformation(long lngid)：String显示建筑详细信息 +range(findNode node):String 范围查找，网页格式返回4、画图功能模块函数集合drawMap 画图+drawLine(LineNodeList*List )划线+drawMark(long lngCoordinate)标识箭头+drawLetter(findNode node)标文字+changeMap(findNode node) 地图改变5、画图链表数据结构LineNodeList画图链表数据结构-long xX坐标-long y Y坐标-long lngId 坐标ID,id=地图编号(4)+坐标编号(5)-LineNode *pNext 下一个LineNode5.2 核心算法描述地图范围查找功能算法描述。先介绍数据表：坐标表（coordinate）=编号+ X坐标+ Y坐标+名称+标志位。该表是记录了地图上所有可查询目标的信息。字段“编号”，是长度为9位，前4位记录了该点所在的地图信息，后5位是点的序号；“名称”是该点建筑物名称。“标志位”记录该建筑物时属于哪种类型，如建筑物、公交地铁站、公路、公园等。如图右图所示，9个方块了系统装载地图区域，虚线部分为实际界面显示部分。范围查询功能是把虚线部分地图里的建筑信息查找处来。实现：（0，0）图里的建筑必定查询出来，只要通过中心点显示目标的“编号”的前4位查询数据表就能实现。（0，1）图Y坐标为0到小地图的边界，0<X坐标<(显示范围/2-小地图边界值)/2，得出该