嵌入式电子纸GUI及GIS系统设计与实现

摘要

电子纸显示技术经过多年的发展已经相对成熟，它的发展为开发新型便携式显示设备提供了技术基础。其可视性好、功耗低和方便携带等特点促使电子纸被应用到越来越多的领域当中。基于以上特性，电子纸显示设备比较适合应用于嵌入式地理信息系统（Geographic Information System，GIS）领域。但是电子纸也存在诸如刷新速度慢、刷新出现残影等方面问题，这在很大程度上影响了电子纸技术的发展和普及。
　　针对目前电子纸显示技术中存在的问题，本文从软件方向着手，设计与实现了专门适用于电子纸显示设备的图形用户接口（Graphical User Interface，GUI），并在该GUI基础上设计和实现了一套具有基本功能的GIS系统。在此过程中完成的主要工作如下：
　　1)深入研究了电子纸的显示原理，并与普通的电子显示设备进行比较，对电子纸的刷新和显示特性给出了详细的分析和说明。
　　2)分析并比较了常见的GUI库，结合电子纸的刷新和显示特性，设计了一套专用于电子纸的GUI库，并且在嵌入式Linux平台下对GUI库进行了实现。该GUI首先实现了最底层的触摸消息响应机制，并为使用该GUI的上层应用提供了消息响应接口；然后针对电子纸的刷新特性，提供了具有良好刷新效果的界面；并且还针对8位灰度显示级别封装了图形、图像及文字信息处理的常用方法；另外该GUI还向用户提供了便于编程的常见组件和调用接口。
　　3)最后基于该GUI设计并实现了一个具有基本地理信息处理功能的嵌入式GIS系统，该GIS系统具有较好的刷新和显示效果，它具备常见的地理信息处理功能，如：放大、缩小、漫游、简单查询和标注。针对该GIS系统，本文还提出了一套地图缓存的优化算法，该算法进一步提高了地图的显示速度。
　　本文所设计的GUI库和嵌入式GIS系统在实际科研项目中得到了运用，根据PC模拟的测试结果和电子纸实际应用的反馈情况表明，系统能够稳定、高效的运行，达到了预期的效果。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

1.3 论文组织结构

第二章 嵌入式电子纸地图总体设计

2.1 总体设计方案

2.2系统硬件模块分析

2.3 GIS 软件系统结构

第三章 嵌入式电子纸 GUI 库的实现

3.1 重新设计及实现 GUI 库的目的

3.2 GUI 库实现的环境搭建

3.3 电子纸显示虚拟机 EVFB 的介绍及实现

3.4 GUI 消息处理的实现

3.5 GUI 组件的实现

3.6 GU I 系统其它部分的实现

3.7 本章总结

第四章 基于嵌入式电子纸 GUI 实现的 GIS 系统

4.1 GIS 系统的整体设计结构

4.2 GIS 系统显示数据

4.3 GIS 系统导航数据

4.4电子纸地图的实现

4.5 本章总结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 技术展望

致谢

参考文献