操縱系統定制

　　操縱系統定制主要根據系統需要建立操縱系統平臺并對其進行相應的配置。通過平臺裁剪工具Platform Builder（簡稱PB）完成。

　　設備驅動程序開發

　　WinCE的驅動程序分為：本機設備驅動程序和流接口驅動程序［5］。本機設備是指集成到目標平臺的設備，其驅動程序由原設備制造商（OEM）提供。流接口驅動程序是指連接到WinCE平臺的外部設備驅動程序，由用戶自行開發。流接口驅動程序把外部設備看作文件系統的特殊文件，通過文件讀取函數間接地訪問外部設備。

　　嵌進式圖像采集卡驅動程序分為三部分：

　　（1） 內核部分

　　實現中斷服務例程（ISR）。內核函數實現了物理中斷號與邏輯中斷標識之間的映射關系，并調用中斷服務例程，中斷服務例程在中斷發生后向內核返回中斷邏輯標識。

　　（2） 驅動程序部分

　　實現WinCE 流接口驅動模型所需要的文件操縱接口函數，包括：采集卡初始化、數據讀取和采集卡句柄封閉。

　　（3） 應用程序部分

　　通過調用設備注冊函數將嵌進式圖像采集卡中斷驅動程序加載到系統內存，并根據采集卡初始化參數設置修改WinCE系統注冊表文件。

　　應用程序設計

　　鍵盤掃描模塊及串口通訊模塊單片機程序在單片機集成開發環境uVision2下用C語言開發外，其余模塊均在EVC（Windows CE Embedded VisualC++）下開發。

　　（1） 鍵盤掃描模塊

　　鍵盤掃描模塊主要實現單片機對薄膜鍵盤的按鍵識別及鍵值顯示功能。薄膜鍵盤屬于行列式非編碼鍵盤，按鍵的識別通常采用逐行掃描查詢法實現。程序采用軟件延時的方法處理抖動。鍵值顯示則通過單片機對液晶屏串行數據口編程實現。

　　（2） 串口通訊模塊

　　串口通訊模塊主要實現單板機與單片機之間的串行數據通訊功能。該模塊包括單板機串口通訊程序、單片機串口通訊程序、串口通訊協議三部分。

　　① 單板機串口通訊程序。由于WinCE不支持串口通訊控件的使用，所以EVC下的單板機串口通訊程序開發只能通過調用文件操縱函數實現。

　　② 單片機串口通訊程序。單片機串口通訊程序設計必須根據通訊雙方約定設置串口工作方式及串口通訊波特率。

　　③ 串口通訊協議。串口數據包括：雙向通訊測試數據、下行指令數據、上行傳感數據，而傳感數據又劃分為：速度、加速度、位置、傾角等狀態信息。為了在串口通訊中正確分離和識別各種數據，通過對各種數據添加相應標志字節的方法編制串口通訊協議。

　　（3） 視頻處理模塊

　　視頻處理模塊通過在EVC 下調用嵌進式圖像采集卡驅動函數實現視頻顯示與視頻控制功能。視頻顯示作為監控系統子窗口嵌進到軟件系統用戶界面。視頻顯示主要實現便攜式移動機器人平臺所處環境信息的實時視頻顯示與更新。視頻控制主要實現對視頻采集過程的控制，其中包括：視頻采集窗口尺寸設置、視頻源制式設置、視頻數據格式選擇及視頻數據存儲等。

　　WinCE不支持任何視頻加速驅動程序和底層函數，所以無法直接調用DirectX 函數，則WinCE設備上動態視頻的顯示與回放，必須開發新的設備無關位圖（DIB）快速顯示函數。采用從DGdiObject類派生的方法，使用CreateDIBSection函數創建DIB位圖，可以直接使用圖形設備接口（GDI）函數來操縱DIB 位圖，以有效進步位圖顯示速度。

　　（4） 數字輿圖模塊

　　數字輿圖是地理信息系統（GIS）中的概念。數字輿圖模塊實現便攜式移動機器人平臺所處地理環境信息的數字化顯示，并在此基礎上實現對數字輿圖放大、縮小、周游、查找等交互操縱功能。

　　數字輿圖模塊通過在EVC下嵌進MapXMobile組件實現，并終極作為監控系統子窗口集成到軟件系統用戶界面。MapX Mobile是基于對象鏈接嵌進（OLE）技術的ActiveX控件，在EVC下設置該控件的屬性、方法及響應事件即可實現輿圖顯示與操縱功能。

　　應用程序通過MapX Mobile組件實現輿圖顯示與操縱，同時治理輿圖數據文件。并可以單獨在嵌進式設備上運行，也能和WinCE操縱系統兼容。MapX Mobile答應用戶把輿圖數據帶到自身所在的任何位置，實現了移動的GIS組件。

　　（5） 路徑規劃模塊

　　路徑規劃模塊實現基于數字輿圖的點到點全局路徑規劃功能。該模塊是在數字輿圖模塊查找交互操縱功能的基礎上運用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法實現最優路徑搜索。操縱者在數字輿圖上選取起始點和目標點，程序通過Dijkstra算法搜索得出兩點之間可以通行的最優路徑，并在數字輿圖上標識該最優路徑。

　　Dijkstra 算法是解決最短路徑題目的理論基礎。該算法適合于計算帶權有向圖中兩節點之間的最短路徑。將數字輿圖上的道路和地點抽象為有向圖的邊與節點，道路的長度作為有向圖邊的權值，從而實現數字輿圖到帶權有向圖的抽象（見圖4）。