基于单片机的区域性数字地图设计

由于dcb控制块是一结构,其中含有非常多的关于串口状态的参数所以采用读入,然后修改一部分参数再写回的方式,以节省代码开销和减少错误的发生。

读入:GetCommState(hComm,//打开通信端口时返回的句柄

&dcb//串口状态结构控制块)写回:

SetCommState(hComm,//打开通信端口时返回的句柄

&dcb//串口状态结构控制块)

3)设置Mask参数用信息掩码函数SeMtask(hComm,

EvWait//所要检测的事件)

4)使用new方法在堆中构造一TEvent对象

TEVENT类:C++Builder将Event封装成Tevent类,在WaitCommEvent时必须等待事件或者错误发生程序才能继续执行下去,为防止程序被挂在此程序上,所以必须放到背景去执行,因此在CreateFile时,其中的参数设置成Overlapped类型允许串口操作是异步,这样才能使Event机制达到检测的目的。

5)将EventHandle指定给CreateFile时的Overlapped结构6)等待事件发生此部分可以另建一线程也可以放一时间控件里。实际上时间控件的使用,是系统为之创建一线程。

WaitCommEvent(hFile,lpEvMtask,lpOverlapped),其中的lpEvMtask可用来获知哪一事件被引发。

仪器仪表用户

7)用WaitFvorSingleObject(handle,duMillisecond)来等待

Event被设为触发态或者超时。

8)检测结束用ResetEvent(hEvent)将Event设为非触发态9)执行检测到的事件。

10)执行结束关闭系统,关闭通信端口CloseFile(hComm)

3󰀁结论

本文介绍了基于C++Builder的RS󰀁232串口通信部分实现的流程图及原理并且对用到的API函数作了相关的介绍。󰀂

参考文献

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民邮电出版社,2007.

[7]王力虎,李红波.PC控制及接口程序设计实例[M].北京:科

学出版社,2004.作者简介:高迎慧,女,教授,研究方向:电气控制;王琦,女,硕士研究

生,研究方向:通信检测,计算机实时控制;袁建清,男,硕士研究生,研究方向:双控,PLC应用,上下位机通信;王晨华,男,工程师,研究方向:电气工程控制。

收稿日期:2009󰀁04󰀁04(9203)

Do:i10.3969/.jissn.1671-1041.2009.06.019

基于单片机的区域性数字地图设计

陈荣保,刘玉柱,肖冬峰,吴󰀁剑

(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009)

摘要:本文介绍一种能在指定区域使用的,低成本便携式数字地图仪。基于通用的单片机和低功耗技术,液晶触摸屏提供菜单式操作,并可对本系统无线升级。这样就克服了因使用GPS或购置高性能的导航设备必需投入大量成本的问题,从而使该设计具有广阔的市场前景。关键字:区域性数字地图;无线升级;单片机中图分类号:TP391.41󰀁󰀁文献标识码:A

Keywords:regionaldigitalmap;wirelessupdate;SCM

0󰀁引言

随着城市规模的不断扩大,道路交通的延伸扩展,旅

游景区的翻新扩建,人们在外出差、旅游,不能缺少地图的指引陪伴。由于传统的纸质地图无法及时更新、版面内容有限,已不能很好的服务用户;而近年来比较流行的基于卫星的全球定位系统(GPS)因价格偏高、维护不便,无形中为其自身普及应用设置了门槛。目前市场上各类电子导航设备,不仅产品质量良莠不齐,而且价格令多数购买者难以承受。

那么,是否存在有效弥补上述不足的第三中选择?

本设计给出了一种新型的区域地图的概念,选用一定容量的单片机构成便携式数字地图机。在内容上,它包含两层含义:能够显示地图并能进行人机交互的设备,以及其所显示的地图信息。硬件方面,单片机性能可靠,成本低廉,在此基础上设计的数字地图秉承了单片机的优点;软件方面,它的地图信息能较便捷的变更和保存,这赋予了其跟踪道路交通变化发展的能力。

欢迎光临本刊网站http://www.eic.com.cn

Designofregionaldigitalmapbasedon

singlechipmicrocomputer

CHENRong󰀁bao,LIUYu󰀁zhu,XIAODong󰀁feng,WUJian

(ElectricalandAutomationEngineeringSchoo,l

HefeiUniv.ofTechnology,Hefei230009,China)

Abstrac:tThisarticleintroducesaportableinstrumentwithlow󰀁costanddigitalmapwhichcanbeutilizedinadesignatedarea.Basedon

generalSCMandlow󰀁powertechnology,itsliquidcrystaltouch󰀁screenprovidesMenu󰀁styleoperation,andthesystemcouldbeup󰀁datedwirelessly.Therefore,thisredeemesthedefectsthatitwasnecessarytoinvestagreatdealtopurchasehigh󰀁performancenavi󰀁gationequipmentsoruseGPS,whichmakesthedesignhaveabroadmarketprospec.t

󰀁38󰀁EIC󰀁Vo.l16󰀁2009󰀁No.6仪器仪表用户

通信技术的迅猛发展,使得在一个较大区域中构成较为独立的通信体系变得容易实现。实际应用中,从居民社区,到大学校园、旅游景区,通过方便的调用与之相关的地图文件,便可查阅所需地图信息。同时,也能实现使用者的自身定位与路径查询。通过升级,还可具有导航能力。

󰀂科研设计成果󰀂

2󰀁软件设计

软件设计,按∀自顶向下,逐层细分#的设计原则,将软件系统分解为若干功能模块(子程序或菜单),这些功能模块之间既相互联系,又相互独立。这样,有助于设计、调试和维护。

系统启动后,各模块进行初始化。单片机首先扫描存储器中地图文件,把存储器中已有的地图文件名暂存至单片机显示缓冲RAM中,并显示到触摸屏上。使用者根据需要调用所需地图,与此同时,系统会将所调地图文件名通过无线通讯模块发送至基站。看到地图后,使用者可进一步点击地图中建筑或街道,单片机随即从存储器中读取与之对应的文字信息,向使用者显示所点击建筑物/街道的详细内容。此外,如果想了解如何能从地图中某点尽快到达另一点,可以点击地图中两点的位置,系统将所点击坐标值经无线通讯模块发至基站,基站服务器经最短路径运算,返回结果显示于数字地图中。

这里,软件采用KeilC语言与汇编程序相结合的形式。内容上,其实质是一套菜单查询与调用的交互式程序。它分为两级菜单:主程序是地图文件名菜单显示和显示屏扫描(这也是主菜单);子菜单是地图以及∀最短路径#查询菜单。通过单片机不断查询使用者是否点击和扫描点击坐标,系统判断需要调用的子程序地址。

应注意的是,需要首先编写地图文件保存至存储器中。可以参照实际地图比例,采用汇编语言做出地图,地图要根据建筑/街道划分为不同菜单选项,再使用KeilC编写与地图配套的文字资料。

文字是地图的子一级文件。在显示地图时,可以配合使用∀最短路径#子菜单,便于用户查询地图中两点间最短路径,子菜单程序内容是扫描并存储使用者点击的两点坐标,将其发送至基站,之后接收在基站的服务器中进行最短路径计算的结果,把计算结果显示在数字地图中。其程序流程图如图3所示。

1󰀁系统结构及其硬件

实现在一定区域中使用的便携式数字地图仪,需要解决五个关键问题:低成本的具有较快运行速度的微处理器、低功耗技术、清晰的屏幕显示、通达的通信能力和定位功能。根据技术要求和功能实现,构建的硬件框架如图1所示。

单片机作为信息处理的中枢,是系统的核心,它将存储器中存储的地图数据读取并送至显示模块显示。显示模块是人际交互的窗口,显示使用者所需地图与建筑物/街道的详细信息。键盘采集使用者的需要,把使用者选择的显示屏幕上的菜单信息传送至单片机。

无线通讯模块负责本系统与外界的信息交流。由于本系统存储与计算能力有限,某些功能实现,例如最短路径查询的计算工作,可以通过通讯模块把计算参数上传至基站的服务器中完成。系统框图如图1所示。

图1󰀁系统框图

如今,以MSC󰀁51为内核的单片机拥有数目庞大的系列产品。这里选择有高内存的89C52,释放其中的三个端口完成与显示模块、通信模块和内部功能电路的连接。

为了同时具备显示模块与键盘之功能,本设计数字地图选用160!240点阵、80!62mm视域面积、带中文字库的液晶触摸屏。它为该系统实现良好的人机界面和灵活的菜单模式提供较好的硬件基础。成熟的显示模块与单片机之间几乎是无缝连接。

此触摸屏结构上有两方面特点:一是采用TAB封装模式,控制器IC内置,并附中文字库;二是不需要外接负电压,简化对电源的要求,也满足便携的需要。

通讯模块选用灵巧的无线数传模块,具有体积小、功耗低,通用性强等优点;因适应标准与非标准的用户协议,故在编程时可灵活调整,结合前向矫错信道编码技术,在指定区域内能够实现通信快捷、误码率低,可靠性高。它与单片机的接口很简单。

存储器用来保存地图数据,其存储形式有多种多样。这里采用Flash存储方式,可外接U盘或读卡器。因其接口电路为典型电路,这里不再累述。具体电路如图2所示。

图3󰀁程序流程图

3󰀁结语

作为道路交通的指引者,地图是人们生活中不可缺少的组成部分。尽管廉价的纸质形式的地图仍然是市场的主导者,但是,随着电子信息业的发展和人们环保意识的增强,纸质地图的替代品 电子地图会以强大的查询功能、更丰富的地图信息、环保等优势博得人们的喜爱。其中,基于卫星的全球定位系统多面向大区域的车载用户,使用在地图覆盖范围广、智能化程度高、信息量大的场合,其使用价格较高。而在范围局限在街区、学校、厂区、游览区等场合,基于单片机的数字地

(下转第43页)

EIC󰀁Vo.l16󰀁2009󰀁No.6󰀁󰀁39

图2󰀁液晶显示模块和无线通讯模块与单片机的连接电路

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认为仍可望对其进行改进。我们想到的一种方法是将限定记忆的思路与SMO算法结合起来。具体地说,就是用类似于块算法的方法将样本集分成许多小块,每一步将原有的支持向量集合并到下一个块中,用SMO算法优化,然后只保留得到的支持向量,继续合并到下一个块中。这样,参数估计始终依赖于有限个块数据所提供的信息,数据的长度始终保持不变,这样使得计算量随样本个数成线性增长而不是成幂函数增长。本文中,将改进的SMO算法称为I󰀁SMO算法。

󰀂应用实例󰀂

电力系统的可靠和经济运行意义重大。本文分别运用多元线

性回归、SVR、SMO和I󰀁SMO四种算法对某省电网负荷数据进行预测分析,结果表明,SMO算法避免了二次规划数值解法的复杂迭代过程比SVR和多元线性回归算法具有更高的预测精度和更好的稳定性,经改进后I󰀁SMO算法预测精度进一步提高,必将具有更加广阔的应用前景。󰀂

参考文献

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[5]WUXiaohong,HOUZhidian.Ashort󰀁termloadforecasting

basedonimmunesupportvectormachines[J].PowerSystemTechnology,2004.12,23(23):47󰀁51.作者简介:王东男,驻马店供电公司调度中心调度员,工程师,主要从事电网运行与电力负荷分配预测的研究。收稿日期:2009󰀁06󰀁05(9210)

2󰀁电力短期负荷预测实验结果分析

本文根据某省电网公司提供的某年96点负荷数据,分别用以上四种方法进行实验。用6月1日至7月31的工作日43天数据中前30天的数据预测后13天的12:00时刻的负荷值。

使用10:00,10:15,10:30时刻负荷值预测11:00负荷值为三元负荷预测;

使用9:15,9:30,10:00,10:15,10:30时刻负荷值预测11:00负荷值为五元负荷预测。

试验过程中,平均误差AVG_error由下式计算:

n

Li-Li|Li|

!100%,n=13AVG_ERROR=i=1

n

其中,Li和Li分别为11:00负荷的实际值和预测值,n表示预测天数。实验结果见图1和表1。

图1中蓝色折线代表原始负荷数据;蓝色星状图代表线性回归预测结果;绿色圆点图代表SVR预测结果;红色三角图代表SMO预测结果;黑色方块图代表I󰀁SMO预测结果。

由图1和表1可知,SMO算法比SVR和多元线性回归具有更为精确的预测误差,且当影响因素变大时(如从三元变为五元)仍具有很好的预测性能。说明SMO算法在处理非线性数据上具有更大的优势。并且当对SMO算法进行结构改进之后的I󰀁SMO算法比SMO算法具有了更高的预测精度。

∃

(上接第39页)

图由于具有低成本,维护简便、使用可靠方便的特点,更具有升

级及时、地图信息细致全面的优点。作为全球定位系统的补充,可以在更加灵活、廉价的情况下使用。󰀂

参考文献

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术,2003,(8)作者简介:陈荣保(1960󰀁),男,博士研究生,研究方向:现代传感技术,图像处理与应用。

收稿日期:2009󰀁05󰀁28(9204)

图1󰀁三种方法五元预测结果表1󰀁四种方法三元、五元对比

三元

训练时间

线性SVRSMOI󰀁SMO

0.11040.45330.40620.3751

平均误差0.00560.00590.00530.0051

五元

训练时间平均误差0.09301.87500.28100.2170

0.08890.00780.00480.0041

(上接第41页)

[6]冯承元.浅谈循环流化床供热锅炉控制系统[J].江西电力,2007,

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[7]郑毅,张缦.循环流化床锅炉燃烧过程分析[J].东北电力技术,

2009,(4):37~38.作者简介:郭力(1982󰀁),男,硕士研究生,主要研究方向:检测控制技术及智能装置。

收稿日期:2009󰀁06󰀁23(9223)

3󰀁结论

短期负荷预测是电力系统负荷预测的重要组成部分,对欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息EIC󰀁Vo.l16󰀁2009󰀁No.6󰀁󰀁43