北斗_GPS_GLONASS组和导航接收机上位机软件的设计和开发

北斗_GPS_GLONASS组和导航接收机上位机软件的设计和开发 史伟艳 (陕西长岭电子科技有限责任公司，陕西西安 710071) 摘 要:本文基于组合导航接收机的研制背景，对在VB环境中开发上位机软件进行了详细的说明,其中包括上位机与下位机之间的数据通信、 数据的实时显示、操控指令的生成、用户界面的设计等等。其后，通过与下位机连接，运行组合导航接收机程序验证了上位机软件开发的正确 性、实用性、直观性。 关键词:模块化设计;组合导航接收机;上位机软件;VB;数据通信 中图法分类号: TP301文献标识码: A文章编号:1003-9767(2011)10-0102-03 近些年来，卫星导航系统在我国的国民经济建设和社会服务中通过人机接口界面对接收机进行复位，信息注入，初始设置等，同时的应用越来越广阔，已经发展成为一个巨大的产业，拥有自己的卫星 实时接收下位机(DSP)回传的数据，并根据传输 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 进行解析，显 示。软件结构如下面图1。 导航系统，也是一个国家综合实力的重要标志。美国的GPS(全球卫 3.3界面设计 界面是上位机人机交互的接口，也是信息显示的主星定位系统)是最具有开创意义的卫星导航系统，其全球性，全能 要场所。界面 性，全天候性的导航定位，定时，测速优势在诸多领域都有广泛的应 设计的首要任务是让各类信息显示清晰明了，并且实时更新。同时界 用。俄罗斯的GLONASS系统与GPS有很多的相同性。而我国的北斗 面设计还要从用户的角度要求友好和易于操作。当然，任何软件在设 卫星导航系统(COMPASS)是自主开发并具有完全知识产权，覆盖 计之初都要考虑到以后的升级和移植，本软件也不例外。 我国本土及周边区域的卫星导航系统。 上位机软件采用菜单和MDI父子窗口的框架。父窗口为程序中的 虽然当前我国的北斗卫星系统发展迅速，但是其它两个系统，尤 其是GPS系统在我国的应用十分广泛，发展的相对成熟。所以在拥有 所有子窗口提供工作空间，当父窗口被最小化时，所有子窗口也都被 自主产权的北斗卫星系统保障的同时，兼容GPS和GLONASS这两个 最小化，只有父窗口的图标显示在任务栏中。父窗口可以包含很多不 导航系统来达到最佳的导航效果无疑是备份保障系统最经济可行的方 同样式的子窗口，完全能够满足将来可能的功能扩充。 案。这种COMPASS+GPS+GLONASS模式的兼容性接收机就是组合导 根据组合导航接收机的特点，上位机软件主界面(父窗口)又分为 航接收机。 菜单区，发送功能区，选择区，子窗口活动区(实时信息解析显示子 窗口，各种设置子窗口)。 1.组合导航接收机功能简介发送功能区有发送指令的选择，根据不同指令打开指令设置窗 组合导航接收机最基本的功能是接收北斗卫星信号，通过解算口供用户进行设置，设置完成后，软件会自动根据协议完成计算，校 得到用户位置，速度，时间等信息，同时内嵌可以接收和处理GPS信 验等工作，并且生成接收机可以接收的指令填到发送数据预览区(预 号，GLONASS信号的模块。三系统可以人工切换使其工作在单一系 览区的作用是方便上位机和下位机联机调试时核对指令数据，协助调 统模式，也可以切换到多系统模式下工作，同时还可以根据各系统状 试)，然后由用户选择手动发送还是定时自动发送。 态自动切换到最佳导航状态。 选择区分为卫星系统选择、定位模式选择和星空图选择。用户可 在工作的同时组合导航接收机还会实时上传导航数据给上位机， 为了用户可以方便直观的了解数据中蕴含的信息，同时控制接收机根 以根据监测需要选择部分或者全部，相应的显示窗口就会打开。同时 据需要传送测量等信息，就需要开发上位机软件。本文介绍的就是为 软件还留有接收数据显示区，该区域在普通数据模式下主要用于显示 这种组合导航接收机设计开发的上位机软件。该软件不仅可以应用于 上传信息的原始数据，可以当普通串口接收软件使用，当在北斗模式 这种组合接收机，也适用于北斗接收机。 下时可以显示接收到的其它非主要数据的解析结果。子窗口区就是上 2.上位机软件需求述打开窗口活动的区域。 根据组合导航接收机开发的特点，上位机软件首先要满足对北上位机软件充分利用VB资源中的各种常用控件，如CheckBox， 斗卫星信息的接收处理，显示和调试的需求，要能够根据通讯协议自 ComboBox，CommandButton Timer等，也使用了一些 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的ActiveX 动生成指令控制接收机进行复位，历 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 加注，输出设置等，还要操控 控件，如MSComm，ListView等，这些ActiveX控件都需要先通过添加 接收机输出原始导航电文，卫星信息，定位信息等。同时对上传的信 以后才能使用。添加方式在此不赘述。 息要能够进行解析，并且以直观的形式显示出来，以方便开发人员调 试、测试接收机，也可以使用户对接收机的导航情况一目了然。其 次，上位机软件还需要对嵌入GPS和GLONASS模块后的组合接收机 输出的信息进行控制和解析处理，并实时显示，同时还要具有对上传 数据的存储功能。 3.上位机软件的开发 3.1开发环境组合导航接收机上位机软件开发选用了VB 6.0 ，使用了窗体，控 件，事件驱动等编程机制，采用单文档/视图结构，MDI窗体，使界面 简洁美观。 3.2结构分析 组合导航接收机是一个实时系统，上位机软件必须 根据用户对 数据的不同需要自动生成特定的命令发送给下位机，还要能够让用户 图1 软件结构 信息与电脑 软件开发与设计China Computer&Communication 201110 年月刊 图2 3.4关于上位机与下位机(DSP)之间的数据通讯 数据的显示和保存 3.6OnComm()上位机软件在函数中处理实时数据并在处理完后立即 完成界面设计只是为信息显示搭好了平台，而信息能否正确地 2，部分显示窗口内含ListView 送往人机界面显示。主显示界面如图显示在平台上，这才是关键，也是衡量上位机软件质量的最重要指 控件，该控件可以将信息以报表形式显示 ，如图3。有的显示窗口运 标。据此朔本求源，上位机和下位机之间的数据通讯就是重中之重 4。为了便于观测个系统下卫星的分 用标签页将数据分类显示，如图RS232串口进行数据传输，无须对串口 了。由于组合导航接收机采用5，这些表现形式使得数 布，软件还采用了图形显示方式显示，如图进行高级控制，所以上位机软件设计采用了微软公司专门针对串口 据显示清晰，简洁，明了，卫星系统状态直观明确。通讯提供的MSComm 控件。该控件有两种处理通信的方式:事件驱动 实时显示数据有利于数据观测，但是通常，我们也需要将一定时 方式和查询方式。基于软件实时性的要求，设计采用了事件驱动方 间内的数据保存下来做进一步的分析。为此上位机软件设计有数据保 (即接收数据缓冲区中的数据大于一个字节)就引 式，当串口收到数据OnComm()函数的comEvReceiver事件，在该事件中处理接收到的数 存功能，可以以文本方式保存一定量的原始数据或者分解数据。用户 发 据。 考虑到下位机上传数据量比较大，MSComm控件接收缓冲区要 可以随时清除，随时保存。3.7验证 通过和下位机联机测试，运适当设置大一点，同时在串口使用前一定要清除发送和接收缓冲区。 DSP和上位机PC之间通讯，数据速率的差异性容易导 致数行良好。由于下位机据丢失或者一组完整数据被断开，从而使得数据不能被上位机软件 正确 4.结束语(上位机软件对数据处理的原则是只有接收到一组完整的数据 时解析 上位机软件根据组合导航接收机的需求，分别开发了发送指令的)等错误，尤其是在速率差异较大时容易出现类似 才进行解析和送显自动生成，接收数据的实时解析和显示，上传数据的保存等功能。为 错误。设计要采用软件手法避免这种可能，保证每一次读取数据时， GPS接收机，GLONASS接收机，或者类似于组合导航 北斗接收机， 接收缓冲区中的数据长度大于或等于要读取的长度，否则不读取，关闭接收机这样的兼容接收机的设计和开发提供了有效的测试参考 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和 OnComm()接收触发，直到接收缓冲区中的数据长度足够读取。 依据，同时也是用户观测导航数据的一种理想模式。3.5程序设计思想 程序设计采用了模块化设计，所有的重复通用 过程，如异或校 验，累加和校验，进制转换，数串转换等都使用函数进行了封装，在 使用的时候调用。设计还使用了结构化数据类型，针对不同的信息来 GPS卫星状态信息等)定义了不同的 源和类型(如，北斗定位信息， 数据结构，这样信息分解的时候可以将其保存在各自的结构体中，在 调用的时候也不会出现错误。同时这些结构体根据使用情况又组成不 同的数组，各种信息分组分类，无论是应用于计算，还是显示，还是 存储，都会有条不紊。这种程序设计思想不仅脉络清晰，而且易于移植，同时也使功能 扩展变的简单。比如要增加图形显示功能时，这些数据模块都可以直 接拿来用。软件交付后维护人员维护也方便。 图3 图4 参考文献: [1]王娟，仇跃华. 导航接收机上位机软件的设计与开发.微计算机 信息，2008，24(1):169-170. [2]鲁郁.GPS全球定位接收机原理与软件实 现。北京，电子工业出 版社。2009.6. 图5 [3]郭圣路，张荣圣Visual Basic 6.0从入门到精通。北京，电子工业 出版社。2008.2. (上接第101页) 规划页面功能，尽量使用单页面完成自己独立的功能，规避网页后退情况。 对于实现需要后退的页面，通过建立一个隐藏的IFRAME 来重现 页面上的变更。 如果网页局部刷新，增加明确提示，提醒用户网页 已经更新。 4.结束语 本系统在应用AJAX技术后，网页频繁刷新问题得到了有效的解 图4级联菜单示意图 决，同时在功能上更加“智能”，用户使用体验得到显著提升，经过 2.3智能处理的实现 实际应用，得到了较好的反馈。 使用AJAX技术，可以实现一些智能化处理，如错误信息的提前 提示、文本框智能提示、鼠标指向查询结果时对应详细信息的智能显 参考文献: [1]任继涛.AJAX应用程序框架的比较及应用[J].青海师范大学学报示等。下面以表单智能提示为例分析AJAX的智能应用。 (自然科学版),2007,(03). 传统Web模式下，用户登录时万一输入了用户名或密码，一般是 [2] 王鹏.AJAX 技术在WEB 应用中的研究与实现[D]. 内蒙古大 在登录信息全部输入后单击登录按钮后提示用户名或密码是否错误， 学,2011,(01). 这实际浪费了用户的时间去选择类别和输入验证码，使用AJAX技术 [3]黄辉.教学资源库平台的研究与设计[D].北京交通大学,2008,(07). 在输入完密码后立刻提示，这为用户节省了类别选择和输入验证码的 [4]张明光.基于.NET的电大远程教学平台的设计与实现[D].山东大 学,2010. [5]陈渊.基于AJAX的网上图书销售管理系统的设计与实现[D].时间，避免用户名密码已经输错还要继续输入其它资料的问题，提高 电子 了用户使用体验。效果如图5所示， 科技大学,2010. [6]陈浩.基于AJAX的教学资源平台的设计与实现[D].华中科技大 学,2010 [7]薛胜军,倪俊.基于AJAX的Web应用交互方式的研究[J]电脑知识 与技术(学术交流),2007,(02). [8]陈钰,李理,王昆鹏.基于AJAX构建远程教育培训系统[J]电脑知识 与技术(学术交流),2007,(14). [9]孙伟,王蔚.基于AJAX的富客户端技术研究与应用[J].微型电脑应 用,2008,(03). 图5表单智能提示效果图 3.AJAX存在的问题及解决办法 使用AJAX大大提高了网络应用程序的响应速度，提高了用户的使用体验，减少了不必要的等待，但AJAX并不是完美的技术，会出 作者简介:孙伟(1974.7-)，山东枣庄人，苏州工业职业技术学 现“浏览器后退按钮不正常”和用户不易分清刷新前和刷新后的问 院信息 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系副教授，研究方向:Web应用程序开发、异构数据集成。 题，为避免这些问题，在就业管理系统中使用以下方式进行处理和规 课题项目:2009年江苏省教育技术研究所项目《通用顶岗实习管 避: 理系统的研究与设计》，项目编号17339。