毕业设计（论文）-基于ARM的智能电子导游系统的研发--嵌入式GIS及路径优化模块设计.doc

毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题 目： 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 院 （系）： 专 业： 班 级： 学生姓名： 导师姓名： 职称： 起止时间： 2011 年 1 月 3 日至 2011 年 6 月 10 日 毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 学生姓名学生姓名指导教师指导教师职称职称讲讲 院院(系系) 专业专业 题目题目 基于基于 ARM 的智能电子导游系统的研发的智能电子导游系统的研发嵌入式嵌入式 GIS 及路及路 径优化模块设计径优化模块设计 任务与要求任务与要求 1.了解 ARM 相关技术的发展及 linux 操作系统。 2.熟悉 ARM 嵌入式原理及应用，深入掌握 2410ARM 平台。 3.掌握 MapInfo 软件及 VC+软件。 4.熟悉 GIS 算法及实现 GIS 基本功能。 5.完成嵌入式 GIS 模块的设计路径优化模块设计。 开始日期开始日期2011 年年 1 月月 3 日日完成日期完成日期2011 年年 6 月月 10 日日 院院 长长(签字签字)2011年年 1月月 7日日 毕毕 业业 设设 计计 ( (论文论文) ) 工工 作作 计计 划划 20112011 年年 1 1 月月 3 3 日日 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 职称职称 院（系）院（系） 专业专业 题目题目 基于基于 ARMARM 的智能电子导游系统的研发的智能电子导游系统的研发嵌入式嵌入式 GISGIS 及路及路 径优化模块设计径优化模块设计 工作进程工作进程 1 月 3 日至 3 月 15 日 查阅资料依据任务书，熟悉 ARM 嵌入式原理及应 用，深入掌握 2410ARM 平台及路径优化算法， 广泛搜集资料，提交开题报告。 3 月 16 日至 4 月 10 日 以 2410ARM 平台为底层硬件,采用 Linux 嵌入式 操作系统。利用 C/C+编程开发嵌入式 GIS 模 块和电子导游应用软件模块，最终将软硬件结合 形成系统设计。完成论文大纲。 4 月 11 日至 5 月 10 日 依据大纲，撰写论文，并完成嵌入式 GIS 及路径 优化模块设计。 5 月 11 日至 5 月 20 日 提交论文初稿， 依照导师建议对论文进行修改。 5 月 21 日至 5 月 31 日 论文定稿，按要求装订、提交论文。 6 月 1 日至 6 月 10 日 准备答辩。 起 止 时 间工 作 内 容 主要参考书目(资料) 1 赵刚,周仁前,同瑞东. 32 位 ARM 嵌入式系统开发技术流程、技巧与实现M. 北京: 电子工业出版社，2003.5 2 蒋波涛. GIS for Web 应用开发之道 = Gis for Web Developers: Adding Where to Your Web Applications / Scott DavisM.北京: 电子工业出版社, 2008.6 3 孙弋. ARM-Linux 嵌入式系统开发基础M.西安：西安电子科技大学出版社， 2008.8 1.计算机一台 2.2410ARM 平台 每周指导一次，主要解答学生问题，指导研究进度，并检查阅读资料笔记。 本计划为开题之初所定，后续会根据具体情况随时调整，最终一定按毕业设计规 定结束日期完成。 主要参考书目(资料) 主要仪器设备及材料 论文(设计)过程中教师的指导安排 对计划的说明 毕业设计(论文)开题报告 院（系） 专业 级 班 课题名称：基于 ARM 的智能电子导游系统的研 发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 学生姓名： 学号: 指导教师： 报告日期： 1本课题所涉及的问题及应用现状综述 随着全球化进程的加速和我国产业结构的逐步升级，旅游业的发展正面临着前 所未有的机遇，已成为经济发展中势头最强劲，规模最大的产业之一，在 2020 年我 国将成为世界上最大的国际旅游目的地，旅游业在拉动内需，刺激消费，推动城市 化建设进程，推进文化建设中发挥着日益重要的作用。 然而，旅游业管理水平落后，服务不周到，信息获取难等问题导致许多旅客的 不满和抱怨。很多旅客不愿意跟旅游团，喜欢独自旅游，但对景区景点不熟悉，经 常出现迷失方向，景点游玩不全等不称心之事。现有的旅游服务模式有诸多弊端， 该如何解决呢?虽然近几年计算机网络迅速发展，游客可以在 Internet 网获得很多 旅游信息，但是，一旦踏上旅途脱离电脑，景点信息就难以获得。 随着科学技术的发展，出现了地理信息系统(Geographic Information System，简称 GIS)，它为人们提供了空间地理信息。它能把图形管理系统和数据管 理系统有机的结合起来，提供空间数据和属性数据。但是，现有的 GIS 大部分都装 在 PC 上，并不能给旅游带来多大帮助。随着计算机嵌入式系统的发展，人们已经能 把 GIS 移植到嵌入式系统中，使游客旅途中携带移动电子导游系统成为可能。 鉴于此，我国现急需发展相关技术，来更新旅游服务概念，完善旅游服务体系， 促进旅游业的更大发展。所以研究嵌入式电子导游系统不仅给游客带来极大方便， 而且也为将来技术发展做铺垫，具有极大的市场潜力和发展前景。 2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可 行性分析 关键问题及解决思路：关键问题及解决思路： 1.完成嵌入式 GIS 开发 1）研究 MapInfo 的图层文件数据格式分析 2）实现嵌入式 GIS 的景区地图数字化 2.实现路径规划算法 1）研究旅行商算法（TSP） 2) 实现景点地区的路径规划算法 预期目标的可行性分析：预期目标的可行性分析： 1.景点查询及介绍。本系统的一大特色就是具有文字，图片，声音，视频图文并 茂的景点介绍方式，游客只要有此系统，就能身临其境的感觉游玩景点的乐趣。景 点分类，按多级菜单查询，选择景点后，此景点会移到屏幕正中心然后闪烁，最后 变成红色。 2.图层操作。系统提供全景，放大，缩小，漫游等图层操作，也可添加或删除各 类图层，显示游客关心的地理信息。 3.距离测量。系统能计算任意两点间距离，折线之间距离，给游客提供距离信息。 4.景区路径规划。计算出游客在景区游玩所有景点所需的最佳路径。 3完成本课题的工作方案 3 月 20 日至 3 月 26 日 查阅资料依据任务书，了解嵌入式 GIS 在国内外的发 展现状，明确实习要求，对涉及内容进行学习，提交开题报告。 3 月 27 日至 4 月 10 日 复习 C,C+编程语言，做知识储备。 4 月 11 日至 4 月 28 日 开发嵌入式 GIS 模块。 4 月 29 日至 5 月 16 日 开发路径规划模块，测试系统。 5 月 17 日至 5 月 27 日 列出论文大纲，准备论文。 5 月 27 日至 5 月 31 日 论文定稿，按要求装订、提交论文。 6 月 1 日至 6 月 10 日 准备答辩。 4指导教师审阅意见 开题报告对基于 ARM 的智能电子导游系统的研究发展背景、现状和技术都做了 基本介绍和了解；研究的基本内容以任务书为依据、研究的主要问题和方向明确； 研究方法可行，其研究工作的步骤、进度安排合理，同意开题。 在毕设的过程中，需要重点掌握 Mapinfo 软件和 VC+软件，编程工作量较大， 要注意嵌入式 GIS 模块为论文的重点和难点，毕设过程中要合理安排时间。 指导教师指导教师(签字)： 2011 年 3 月 4 日 说明： 本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第 1 周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 西西安安邮邮电电学学院院毕毕业业设设计计 ( (论论文文) )成成绩绩评评定定表表 学生姓名性别学号 专 业 班 级 课题名称 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 课题 类型 难 度 毕业设计 （论文）时 间 2011 年年 1 月月 3 日日 6 月月 10 日日 指导教师 (职称 讲师 ) 课题任务 完成情况 论文 19,461 (千字)； 设计、计算说明书 0 (千字)； 图纸 0 (张)； 其它 (含附件 )：无 指 导 教 师 意 见 分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分 指导教师审阅成绩： 指导教师(签字)： 2011 年 月 日 评 阅 教 师 意 见 分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分； 论文撰写（规范） 分； 外文翻译 分 评阅成绩： 评阅教师(签字)： 2011 年 月 日 验 收 小 组 意 见 分项得分：准备情况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分 验收成绩： 验收教师(组长)(签字)： 2011 年 月 日 答 辩 小 组 意 见 分项得分：准备情况 分； 陈述情况 分； 回答问题 分； 仪表 分 答辩成绩： 答辩小组组长(签字)： 2011 年 月 日 成绩计算方法 (填写本系实用比例) 指导教师成绩指导教师成绩 20 () 评阅成绩评阅成绩 30 () 验收成绩验收成绩 30 () 答辩成绩答辩成绩 20 () 学生实得成绩(百分制) 指导教师成绩指导教师成绩 评阅成绩评阅成绩 验收成绩验收成绩 答辩成绩答辩成绩 总评总评 答 辩 委 员 会 意 见 毕业论文(设计)总评成绩(等级)： 院(系)答辩委员会主任(签字)： 院(系) (签章) 2011 年 月 日 备 注 西安邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表) 目录目录 摘要摘要 .I ABSTRACT.II 引言引言.1 1 绪论绪论.2 1.1 国内外研究现状及发展趋势.2 1.1.1 智能电子导游系统发展现状.2 1.1.2 智能电子导游技术发展现状.3 1.2 论文研究内容.6 1.3 本文的创新点.6 2 电子导游系统的设计电子导游系统的设计.7 2.1 电子导游系统的结构设计及各模块功能.7 2.1.1 硬件模块.7 2.1.2 嵌入式 Linux 模块.8 2.1.3 嵌入式 GIS 模块.8 2.1.4 路径规划模块.8 2.1.5 地图数据模块.8 2.1.6 景点查询与介绍模块.8 2.2 嵌入式 LINUX介绍与分析.8 2.3 嵌入式图形界面.9 3 智能电子导游系统的软件研究与实现智能电子导游系统的软件研究与实现.10 3.1 地理信息数据.10 3.1.1 获得景区栅格地图.10 3.1.2 栅格地图矢量化.11 3.1.3 芙蓉园景区图层数据输出.13 3.2 嵌入式 GIS 模块的实现 .14 3.2.1 MapInfo 图层文件数据格式分析.14 3.2.2 嵌入式 GIS 数据结构建立.16 3.2.3 GIS 基本功能实现.23 3.2.4 嵌入式 GIS 图形界面实现各效果图.24 3.3 景区路径优化模块实现.30 3.3.1 景区路径分析.30 3.3.2 算法思想.31 3.3.3 景区路径规划解决方案.31 3.3.4 景区路径规划实现.32 4 结论结论.40 致谢致谢.41 参考文献参考文献.42 I 摘要摘要 将嵌入式技术和 GIS、最佳路径规划算法相结合构成的智能电子导游系统，在我 国的旅游产业中扮演着重要的角色，是我国信息化建设的一个重要的组成部分。该 系统能给游客提供各种景点的精确定位信息、最佳导游路线图信息以及旅游景点大 致概况信息。 为了实现此目的，本论文研究以 2410ARM 开发板为底层硬件，在 Linux 嵌入 式操作系统的软件平台上，利用 QT/EmbeddedGUI 作为图形界面，对 Maplnfo 文件 格式进行转换，开发具有自主知识产权的嵌入式 GIS 及路径规划系统。通过 C/C+ 编程开发嵌入式 GIS 模块和电子导游应用软件模块，最终将软硬件相结合，使电子 地图显示在触摸屏上，从而实现了景点信息的查询和介绍、景区最佳路径规划、距 离测量、地图放缩漫游等功能。 本论文要研究的问题有：第一：研究在 MapInfo 软件下对景区地图进行栅格化。 第二：在自由软件 Linux 平台下研究和开发嵌入式 GIS 模块。第三：基于遗传算法， 开发了针对景区的路径规划模块。最后，将研究成果应用于西安大唐芙蓉园景区， 实现了如下功能： 图层操作，地图漫游、放大缩小，景点数据库的查询、景点信息的介绍，景区 最佳路径规划，距离测量功能。实际应用效果和测试证明了该系统的有效性。 关键字：电子导游定位系统； MapInfo 软件； 嵌入式 GIS； 最佳路径规划 II ABSTRACT The intelligent electronic guide system ,composing of the embedded technology and GIS and combining the best path planning algorithm,plays an important role in our countrys tourism industry and is an important role in information construction in China. The system provides a variety of tourist attractions precise location information, the best road map guide general overview information and tourist attractions information. To achieve this purpose，This study takes the 2410ARM development board for the underlying hardware, In the Linux embedded operating system software platform, using QT / EmbeddedGUI as the graphical interface,converting the MapInfo file formats. Develop our own intellectual property embedded GIS and path planning system.Through the C / C + + Programming embedded GIS module application software modules and electronic guides, combination software and hardware will eventually,making electronic map displayed on the touch screen, enabling the query and the presentation of information sites, scenic best path planning, distance Measurement, map zoom roaming capabilities. This paper to study the issues: The first study area under the MapInfo software raster maps. The second in the free software research and development under the Linux platform, embedded GIS module. The third development of the genetic algorithm based path planning module for the area. Finally, the research results of Xian Tang Paradise area, to achieve the following functions: layer operations, roaming the map, zoom, attractions database queries, information presentation attractions, scenic optimal path planning, distance measurement function. Practical application and tested the effectiveness of the system. Keywords: Electronic Positioning System guide; MapInfo Software; embedded GIS; Optimal path planning 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 1 引言引言 随着全球经济的复苏，据报道 2010 旅游业已成为我国经济的又一主要增长点， 作为一个大国，中国拥有着丰富的自然资源，和多元文化，强烈的吸引着国外游客 的好奇心。旅游业已居我国第三大产业之首。被称作旅游界奥林匹克盛会的世界旅 游旅行产业大会于去年闭幕。大会期间，国家旅游局宣布鼓励国际资本进入中国旅 游装备制造业、旅游传媒业和旅游教育培训业。近两三年我国举办了多次国际盛会， 先是零八年的北京奥运会，后是上海世博会，智能导游系统的应用已经显示出其极 大地优越性，它不但环保而且更方便外国游客使用。 但是，旅游业管理水平还不够健全，很多游客喜欢独自旅游，又对景区景点不 熟悉，经常会出现迷失方向、景点游玩不全等种种不称心之事。尽管，这几年互联 网迅速普及，游客可以在网上获得众多旅游信息，但是，一旦踏上旅程，脱离网络， 景点信息就很难获得。这些问题阻碍了我国成为旅游业大国的发展进程。随着科学 技术的发展，地理信息系统(Geographic Information System，简称 GIS)逐渐出现在人 们的生活中，它为人们提供了丰富的空间地理信息。它能把图形管理系统和数据管 理系统有机地结合起来，提供空间数据和属性数据。但是，现有的地理信息系统大 部分都安装在 PC 机上，并不能给旅途中的游客带来多大的帮助。随着计算机嵌入 式系统的发展，人们已经能把地理信息系统移植到嵌入式系统中，使游客在旅途中 携带移动式电子导游系统成为可能。 综上所述，开发嵌入式 GIS 的导游系统具有深远的意义，其具体表现为： 游客通过导游系统自助旅游，提升了旅游的品质。导游系统为游客提供相应景 点的信息，让游客迅速了解该景点的详细情况。这种导游系统促进了自助式旅游的 发展，增加了游客数量，带来巨大经济效益。 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 2 1 绪论绪论 1.1 国内外研究现状国内外研究现状及发展趋势及发展趋势 1.1.11.1.1 智能电子导游系统发展现状智能电子导游系统发展现状 目前，发达国家大都使用讲解器，一种非导游讲解的便携式装置。在博物馆等 室内展馆，基本上取消了导游讲解。游客进展馆后，自己拿讲解器听讲解，使用完 毕自觉放回原处，以便供下位游客继续使用。所以国外的博物馆很安静，基本没有 人为的杂音。 此外，一家美国马萨诸塞州的公司还发明了一种便携式电子导游器，它储存了 35000 项数据资料，其中包括美国大陆主要高速公路在内。游人只需提供目的地的 里程和方向，便可制定出旅游计划。旅途中，游人只需输入所在州名、高速公路、 方向及最近的里程碑，便可获得加油站、餐馆、医院、旅游景点等信息。除此之外， 它还可以提供地方高速公路交警的电话号码，当地旅游公司、天气、汽车旅馆以及 俱乐部等有关情况。这种电子导游器起到了电子地图和指引路线的作用，因此，只 要手持电子导游器，游人就不会迷路。 在美国、英国、法国、加拿大等国的一些旅游城市都有出租电子导游器。这种 电子导游外形与普通的掌上电脑十分相似，在开车经过相关的景点的时候，这款电 子导游就会播放一段该景点的语音介绍，讲述景点相关的历史和故事。此电子导游 还能提示游客如何行车到达目的地、前方有什么景点、餐馆或者酒店。电子导游系 统己经是一些发达国家发展旅游业的一大热点，在英国，旅游产业及支持它的公共 和私营部门组织设定了 5 个主要的工作领域，而市场推广与电子旅游被列为这些优 先项目之首。 在我国，电子导游还是个新生事物，2000 年首先在广西桂林漓江出现，但是国 内的应用主要还停留在数码按键播放机和触摸式视频讲解系统上，前者大部分旅游 景点采用的是数码按键播放机，在景点按一下相应的键，就可以听到导游词；后者 使用的电子导游机，游客通过触摸屏幕上的按钮，能得到景区景点、娱乐购物、交 通出行等各方面的咨询服务。 真正的电子导游应有智能性，一是智能引导功能，比如电子地图功能和语音导 引路线功能；二是自动讲解功能，比如确定游客的具体位置，准确的介绍景点。智 能电子导游系统于 2005 年在天坛公园首次使用。目前我国生产和开发电子导游的企 业不到十家，启东市远卓电脑工程有限公司开发的电子导游无线讲解系统已被联合 国第二十八届世界遗产委员会会议指定为专用导讲设备。 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 3 1.1.21.1.2 智能电子导游技术发展现状智能电子导游技术发展现状 在电子导游中，主要是利用了嵌入式技术和嵌入式 GIS 技术。以下先对 GIS 技 术进行介绍，随后介绍嵌入式技术和嵌入式 GIS 技术。 a.什么是 GIS 地理信息是指表征地理系统诸要素的数量，质量，分布特征，相互联系和变化 规律的数字，文字，图像和图形等得总称。地理信息属于空间信息，其位置的识别 是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的显著标志。 地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集，存储，管理， 描述，分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数 据库为基础，在计算机硬，软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集，管理， 分析，操作，模拟和显示，并采用地理模型分析方法。适时提供理多种空间和动态 的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一 类计算机应用系统。 b.地理信息系统的构成 一般说来，一个完整的地理信息系统通常由 4 个部分组成，即计算机硬件环境、 软件环境、地理空间数据、系统维护和使用人员。 硬件环境：主机外部设备和网络组成，存储、处理和显示空间数据。 软件环境：软件环境由数据库软件、系统管理软件和基础 GIS 软件组成，用于 执行 GIS 功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输出等操作。 地理空间数据：由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、 管理、查询、检索和更新等操作。有空间数据和非空间的属性数据两大类型。 系统管理和操作人员：GIS 不同于一幅地图，而是一个动态的地理模型。仅有 系统软、硬件和数据还不能构成完整的地理信息系统，还需要人进行系统组织、管 理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发。 c.地理信息系统的功能 由计算机技术和空间数据相结合而产生的 GIS，它的基本功能是数据的采集、 管理、处理、分析和输出。总结起来，GIS 主要有以下 3 个方面的功能： （1）具有空间性和动态性，有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力。 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 4 （2）计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能 够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。 （3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的分 析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。 d.嵌入式系统发展现状及趋势 嵌入式系统(Embedded System)是指用于执行独立功能的专用计算机系统，软硬 件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格的要求的专用计算机。 嵌入式系统的发展至今数十年，纵观嵌入式技术的发展过程，大致经历四个阶段。 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、伺 服、指示设备相配合的功能。 第二阶段是以嵌入式 CPU 为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。 第四阶段是以基于 Internet 为标志的嵌入式系统，这是一个正在蓬勃发展的阶段。 目前大多数嵌入式系统还孤立于 Internet 之外，但随着 Internet 的发展以及 Internet 技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与 Internet 的结合将代 表着嵌入式技术的真正未来。 市场需求是嵌入式系统产业化发展的巨大推动力。随着计算机软件和集成电路 技术的发展，嵌入式系统产品日益完善，在我国仅嵌入式软件产品就达到 600 多亿 元。 嵌入式技术与 Internet 技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系 统的研究和应用发生了显著的变化。精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软 硬件成本，提供更加友好的多媒体人机交互界面和网络互联成为嵌入式系统发展的 必然趋势。 e.嵌入式 GIS 发展现状及国内研究状态 嵌入式 GIS 是 GIS 与嵌入式设备集成的产物，是 GIS 的一个新兴应用领域。典 型的嵌入式 GIS 应用由嵌入式硬件、嵌入式操作系统和嵌入式 GIS 软件组成。嵌入 式 GIS 的应用领域非常广泛，可以应用到智能交通、信息家电、工业控制、环境工 程、军事国防、野外数据采集、智能汽车和个人用户等有关国计民生的各个领域， 给人们的生产生活带来极大的便利。 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 5 进入 20 世纪 90 年代，随着互联网(Internet)技术的发展，地理信息系统和互联 网的结合产生了互联网地理信息系统，Internet GIS 改变了对空间信息的获取、共享、 发布、分析的手段与方式。它是一种在互联网上运行的地理信息系统，也可以说是 一种基于 Web 的地理信息系统。它不仅为全球用户提供分布式地理信息数据，而且 还提供分布式地理信息处理与分析的工具。Internet GIS 利用优越的网络向用户提供 超媒体、交互式、分布式的空间信息，显现出传统 GIS 所不具备的优势。 掌上电脑的便携性及移动性，为嵌入式 GIS 提供了良好的支持。随着掌上电脑 的嵌入式信息设备的发展与广泛使用，人们希望能够在移动环境中获得实时的地理 信息，尤其是与当前地理位置相关的空间信息。 因而基于移动的嵌入式 GIS 成为 GIS 研究的重要应用领域，掌上电脑的嵌入式 GIS 也是国内外研究的热点之一。它通过手机或 PDA 等嵌入式设备结合 GPS 定位 向个人提供随时随地的位置服务，不但可以知道用户的具体位置，还可以随时查询 附近的属性信息，因此嵌入式 GIS 可以给人们的日常生活和专业应用带来很大的便 利，有着巨大的市场潜力。在国际 GIS 行业，MapInfo, AutoDesk,ESRI 和 Intergraph 四大公司站在 Mobile GIS 技术的前沿。其基本功能分述如下： 著名的桌面 GIS 厂商，美国 MapInfo 公司推出的 MapInfo Professional 是目前世 界上较为完备、功能强大、全面而直观的桌面地图信息系统，为在 Client/ Server 环 境下解决问题提供了一种全新的方案；ESRI 提供了 ArcGIS 软件产品 ArCPado ArcGIS 是全套商业解决方案；Autodesk 公司提供了 Autodesk OnSite 的“移动访问” 模块。这是移动的企业级解决方案，包括软件、应用设计、开发服务、维护、培训 和技术支持；Intergraph 也建立自己的移动 GIS 解决方案 IntelliWherea IntelliWhere 功能着重于无线通信和 LBS 的工业应用。 在国内嵌入式 GIS 产品目前也发展迅速，一方面是国内的嵌入式软件开发也已 起步，另方面是由于硬件技术的发展和成熟，如： 北京灵图软件技术有限公司推出的在移动信息设备上提供地理信息以及位置信 息服务的 SmartInHand 软件产品；北京超图开发出地理信息系统开发平台 eSuperMapa；北京中遥地网信息技术有限公司的 GeoBeansMobile 是基于嵌入式硬件 设备的移动地理信息系统软件平台；台湾英瑞得信息公司设计出支持 GPS 全球卫星 定位系统专用软件 WalkMap(地图随身走)。 各个行业和社会对移动空间信息的需求促进了嵌入式 GIS 的发展。嵌入式技术 与 GIS 技术的结合，将成为 21 世纪信息产业新的经济增长点。随着嵌入式 GIS 软 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 6 硬件平台、无线通信互联技术、移动定位技术等相关技术的不断发展，将进一步拓 展和完善嵌入式 GIS 的应用。 1.2 论文研究内容论文研究内容 嵌入式 GIS 模块开发。本系统未使用商业软件，故需自行开发嵌入式 GIS 模块。 开发基于遗传算法的路径优化模块。该系统，在指导老师的帮助下，做了大量的工 作，最终完成，实现如下功能： 景点查询及介绍。本系统的一大特色就是具有文字，图片，声音，视频图文并 茂的景点介绍方式，游客只要有此系统，就能身临其境的感觉游玩景点的乐趣。景 点分类，按多级菜单查询，选择景点后，此景点就会移到屏幕正中心。 图层操作。系统提供全景，放大，缩小，漫游等图层操作，也可添加或删除各 类图层，显示游客关心的地理信息。 距离测量。系统能计算任意两点间距离，折线之间距离，给游客提供距离信息。 位置确定。系统可以提供任意景点的经纬度。 景区最佳旅游路线推荐。计算出游客在景区游玩所有景点所需的最佳路径。 1.3 本文的创新点本文的创新点 本文的创新点在于，嵌入式 GIS 技术与路径优化技术有效地结合，运行效率更 高更适应嵌入式系统。同时系统具有平台无关性，主要表现在一下几个方面： （1）将嵌入式 GIS 技术应用在旅游行业中，方便游客使用，弥补旅游业现有的 不足。在该软件中所有的图形空间属性全部用经纬度为坐标，从而能够与 GPS，GSM 系统相结合，组成了嵌入式 3G 系统。同时也可以实现经纬度到屏幕像 素点，像素点到经纬度的相互转换。 （2）依照现今最优秀的桌面 GIS 软件 MapInfo，使便携式的旅游系统具有和桌 面软件一样强大的功能。 （3）路径优化技术应用在 GIS 系统中，使得导游系统更加人性化。 基于 ARM 的智能电子导游系统的研发 嵌入式 GIS 及路径优化模块设计 7 2 电子导游系统的设计电子导游系统的设计 2.1 电子导游系统的结构设计及各模块功能电子导游系统的结构设计及各模块功能 本论文选择北京博创 UP-TECH S2410/P270 DVP 开发箱为底层硬件开发平台， 此开发箱以 ARM S3C2410 为处理器，集成声卡、触摸屏等模块和必要的集成电路。 软件都是在此开发板上完成。 以 ARM 处理器为底层硬件，采用 Linux 嵌入操作系统为软件平台，利用 QT/Embedded GUI 为图形界面，对 MapInfo 文件格式进行转换，使之适用于嵌入式 系统，然后用 C