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前言 （一）在当今这个瞬息万变的数字化时代，导航技术已经深入到我们生活的方方面面，从日常出行到物流配送，再到应急救援，无不彰显其重要性。 随着智能手机和物联网技术的飞速发展，对于导航系统的需求不再仅仅局限于简单的路线指引，而是更加追求精准性、实时性和智能化。在此背景下，将高德导航的路径规划算法高效应用于单片机系统及移动APP中，不仅是对传统导航技术的一次革新，更是推动智慧城市、智能交通系统建设的关键一环。 （二）单片机，作为嵌入式系统的核心，凭借其体积小、功耗低、集成度高等特点，在车载设备、智能家居、工业自动化等领域发挥着不可替代的作用。 将高德导航的路径规划功能集成到单片机上，意味着可以实现更为紧凑、低功耗的导航解决方案，为车辆自主导航、无人机路径规划等应用场景提供强有力的技术支持。这不仅要求算法在保持高精度的同时，还需进行深度优化以适应单片机有限的计算资源和存储能力。 （三）所以本文将给大家分享一下，我将高德开放平台的导航、路径规划功能运用到单片机及APP上，从而可以快速开发导航类、规划类的项目。当然方法有非常多种，我本次分享的仅仅是高德的冰山一角，高德提供的API，甚至可以让单片机不需要APP支持，独立运行导航、路径规划等项目 本文末尾，有项目所有代码的下载地址 效果展示 （一）APP展示 由于是快速开发，所以没有任何美化，仅是实现功能。APP开发平台：App Inventor 图：设定目的地后，会自动规划最近的路线，然后实时定位导航 （二）单片机展示 单片机：ESP32 图：APP开始导航后，将导航信息发送到ESP32 项目大纲 APP设定目的地→→地理编码API→→APP定位经纬度→→坐标转换API→→路径规划API→→APP显示静态图→→提交单片机显示 为了不泄露信息，最好对高德API进行封装，然后通过自己的API来操作。同时APP和单片机的通信也用到API。http://api.xemowo.top （一）获取高德开放平台API ①路径规划API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/direction 对步行、公交路径规划，返回从原地到目的地的信息（方向，距离，时间，步行指示等） ②地理编码API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/georegeo 将地址信息，转化为经纬度等信息。如：中山市港口镇政府，返回信息："location" :"113.384324,22.584733" ③坐标转换API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/convert 将用户输入的非高德坐标（GPS坐标、mapbar坐标、baidu坐标）转换成高德坐标。 ④静态地图：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/staticmaps 项目可以不用静态地图，因为路径规划API也会返回带有标记的静态图 （二）封装API（因人而异，后面我会放出PHP源码） ①地址查询经纬度：http://api.xemowo.top/api/gaode/chaxun.php 文档：http://api.xemowo.top/api/chaxun.html ②坐标转换：http://api.xemowo.top/api/gaode/gps.php 文档：http://api.xemowo.top/api/GPS.html ③路径规划：http://api.xemowo.top/api/gaode/walk.php 文档：http://api.xemowo.top/api/walk.html ④单片机接收信息：http://api.xemowo.top/api/gaode/esp_walk.php 文档：http://api.xemowo.top/api/esp_walk.html （三）制作APP App Inventor，Android编程工具https://www.17coding.net/ 采用图形化积木式的拖放组件，完全在线开发的Android编程环境，无需复杂的软件安装，可以通过浏览器直接访问并进行编程。 （四）单片机编程 Arduino IDE，内置很多库函数，对编程极其方便，速成项目，并且资料很多，对初学者帮助非常大 高德API （一）注册高德开放平台的账号https://lbs.amap.com/ （二）应用管理----创建新应用 （三）添加key，选择web服务（请勿泄露key） （四）寻找所需的API，本期项目我们需要4个高德API 注意个人用户调用的限量，企业用户会多一些，超过限量可能被禁止使用 ①路径规划API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/direction 对步行、公交路径规划，返回从原地到目的地的信息（方向，距离，时间，步行指示等） ②地理编码API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/georegeo 将地址信息，转化为经纬度等信息。如：中山市港口镇政府，返回信息："location" :"113.384324,22.584733" ③坐标转换API：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/convert 将用户输入的非高德坐标（GPS坐标、mapbar坐标、baidu坐标）转换成高德坐标。 ④静态地图：https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/staticmaps 项目可以不用静态地图，因为路径规划API也会返回带有标记的静态图 制作API 搭建API（网站）需要一台服务器，并且需要开发环境 我这里的环境如下： 系统：Orange Pi 1.0.2 Jammy (aarch64) WEB平台：OpenResty PHP：PHP-72 域名：API.XEMOWO.TOP （一）坐标转换API （http://api.xemowo.top/api/GPS.html） 示例：http://api.xemowo.top/api/gaode/gps.php?gps=113.38472,22.59476&photo=0

一、实验目的 学习直方图统计的原理，掌握图像的读取方法，并实现在LCD上显示灰度图像的直方图统计结果。 二、实验原理灰度直方图 灰度直方图是关于灰度级分布的函数，是对图像中灰度级分布的统计。灰度直方图是 将数字图像中的所有像素，按照灰度值的大小，统计其出现的频率。灰度直方图是灰度 级的函数，它表示图像中具有某种灰度级的像素的个数，反映了图像中某种灰度出现的频率。 直方图是用来整理计量值的观测数据，分析其分布状态的统计方法，用于对总体的分布特征进行推断。直方图的作用如下： （1）检验数据分布的类型，分析数据是否服从正态分布，判断数据有无异常； （2）与产品规格界限做比较，可直观地判断分布中心是否偏离规格中心，以确定是否需要调整并求出其调整量；还可判断数据分布的散差（分布范围）是否满足规格范围的要求，以确定是否采取缩小散差的技术性措施； （3）用于进行过程能力调查和不合格品率估计； （4）客观地反映操作者的技术水平和主观努力程度。 从概率的观点来理解，灰度出现的频率可看作其出现的概率，这样直方图就对应于概率密度函数 pdf(probability density function)，而概率分布函数就是直方图的累积和，即概率密度函数的积分。也可以直接从代表每种灰度的象素数目的直方图来观察。 灰度直方图的计算是很简单的，依据定义，若图象具有 L（通常 L=256,即 8 位灰度级）级灰度，则大小为 MxN 的灰度图象 f(x,y)的灰度直方图 hist 可用如下计算获得： （1）初始化 hist =0 ; k=0,…,L-1 （2）统计 hist ++ ; x, y =0,…,M-1, 0,…,N-1 （3）标准化 hist /=M*N 程序流程 程序流程设计中首先要进行外设使能配置，接着进行LCD管脚复用配置和LCD中断配置，然后进行LCD显示的初始化，最后读取工程目录下的BMP图像并进行直方图统计，并在 LCD 显示灰度值大 小的统计结果。 视频分析与视觉库 VLIB 是一个TI 的软件库，可加速视频分析开发并将性能提高多达 10 倍。VLIB 是针对 C6x DSP 内核优化的可扩展库。包括的40 多个内核的集合可以实现背景建模与减法、对象特征提取、追踪与识别和低级像素处理。 包括适用于 C64x+、C674x 和 C66x 处理器的 Windows 和 Linux 安装可执行文件。每个可执行文件安装一个组件包存储库、一个文档目录、一个 Eclipse 插件目录和一个扩展的组件目录结构，其中包含组件库、头文件和测试示例。 TMS320C6748处理器使用的是vlib_c674x_3_3_2_0。 vlib_c674x_3_3_2_0 将安装到CCS5.5 的安装路径，安装完成后会有相应的文件夹出现。源码所在路径：\vlib_c674x_3_3_2_0\packages\ti\vlib\src 程序源码 初始化缓存 使用VLIB 的库来为直方图计算进行缓存初始化。使用时，直接包含“VLIB_histogram_1D_Init_U8.h”文件 即可。 API 接口 VLIB_histogram_1D_Init_U8(const uint8_t *restrict binEdges,const int32_t numBins, uint8_t *restrict histArray); 程序使用VLIB 的库来进行灰度直方图统计前的缓存初始化，调用的程序源码和使用说明可以安装VLIB后查看。调用的初始化函数中，第一个参数是直方图的边界值，第二个参数是直方图的区间数。第三个参数是内部使用的缓冲器。 直方图计算 使用VLIB 的库来从 8 位无符号整数数组计算直方图。使用时，直接包含“VLIB_histogram_1D_U8.h”文件 即可。 API 接口 VLIB_histogram_1D_U8(const uint8_t *restrict X, const int32_t numX,const int32_t numBins,const uint16_t binWeight,const uint8_t *restrict histArray,uint16_t *restrict H1,uint16_t *restrict H2,uint16_t *restrict H3,uint16_t *restrict H); 程序使用VLIB 的库来进行灰度直方图统计，调用的程序源码和使用说明可以安装VLIB后查看。调用的直方图统计函数中，第一个参数是输入图像的数组，第二个参数是输入图像数组的元素个数。第三个参数是直方图的区间数。第四个参数是直方图中该区域的像素增量。第五个参数是指向内部使用的缓冲器。第六~第八个参数是指向内部使用的数组。第九个参数是用来保存直方图计算结果的数组。 三、操作现象实验设备 本实验使用的硬件接口为LCD，所需硬件为实验板、仿真器、LCD和电源。 硬件连接 （1）连接仿真器和电脑的USB接口， （2）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电。 软件操作 导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程 编译工程，生成可执行文件 将CCS连接实验箱并加载程序 程序加载完成后点击运行程序 运行程序后，CCS的Console窗口会打印相关信息，同时LCD会显示标题。 稍等片刻后，图像处理完成，LCD会显示直方图的统计结果。 实验结束后，先点击黄色按钮暂停程序运行，再点击红色按钮退出CCS与实验板的连接，最后实验箱断电即可。

使用Skydel API构建测试方案 凭借其现代、强大且直观的API，德思特Safran GNSS模拟引擎Skydel免费提供了Python、C#、C++和Labview的开源客户端库，它具有600多条命令，并且有完善的文档与记录。 随着Skydel软件更新添加新功能，API得到改进与软件的发展相同步。了解API的功能不需要具备编程技能，但具有编码经验的高级用户将能够简单的使用API命令并做深度开发，以创建自动化测试和GNSS模拟场景 使用Skydel构建SNMP代理 有一个例子可以很好的说明API的灵活性——通过使用外部OID命令，使用SNMP网络协议来远程驱动您的设备，定制您的系统。可以使用带有特定德思特Safran Skydel API命令的Python脚本构建SNMP子代理，该子代理将成为在系统（Linux或Windows操作系统）上运行的SNMP守护程序的网关，允许SNMP管理功能。 ● SNMP： SNMP，即简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol），是一种广泛使用的应用层协议，用于管理和监控网络元素。它由互联网架构委员会根据RFC-1157规范文档定义，用于在网络设备之间交换管理信息，并且是TCP/IP协议的一部分。使用此协议的设备需要启用并配置SNMP代理，以便它们可以与网络管理系统（NMS）进行通信。SNMP代理还负责控制管理信息库（MIB）中定义的控制变量的数据库。 ● OID： OID，即对象标识符（Object Identifier），是一种用于唯一标识网络管理信息的标识符，它类似于一个树状结构，用于表示不同类型的管理信息，例如网络设备的参数、性能统计和配置数据。SNMP使用OID来定位和获取这些管理信息。 如果你想通过使用外部OID命令来远程驱动你的设备，你需要了解目标设备支持的OID，然后使用SNMP协议发送相应的请求，以获取或设置相关信息。OID通常以一种类似于点分割的数字串的形式表示，例如1.3.6.1.2.1.1.1表示系统的描述信息。 要使用SNMP协议来远程管理设备，你需要具备一定的SNMP知识，并使用合适的工具或编程语言来发送SNMP请求，以实现设备的定制和管理。 在此配置中，任何Skydel API命令都可以成为SNMP子代理的新OID（对象标识符）。这将使得任何NMS都能将Skydel命令“转换”为SNMP集，并通过网络获取请求来驱动您的Skydel系统。 如何使用德思特Safran GSG-7/8构建SNMP代理 在此配置中，工程师将能够通过SNMP监控Skydel引擎 ,该测试场景旨在能够通过SNMP检查Skydel引擎是否正常运行，通过独特的OID使用设置命令来启动和停止引擎。 德思特Safran提供了一个基本的SNMP入门套件（Skydel SNMP Stater套件），允许用户集成并通过SNMP管理其Skydel引擎。该套件可以通过添加多个新的API命令进行定制，这些命令将转换为新的SNMP OID，以增强监管能力。使用Skydel SNMP Stater套件远程连接到由Skydel软件驱动的外部笔记本电脑上运行的MIB浏览器。 Skydel SNMP Stater套件包含： skydel_snmp.py 发挥SNMP子代理角色（Skydel API命令和SNMP OID之间的桥梁）的Python脚本，可以由用户定制以添加功能。 snmp_pass.py 仅用于全局SNMP设置的Python脚本。对于简单的情况，添加新的OID不需要进行任何更改。 Install.sh 每次出于自定义目的更改Python脚本时都必须执行的“Makefile”命令。 snmpd.conf 附加到snmpd守护程序的配置文件。 SKYDEL-MIB.txt MIB文件示例基于Skydel标准架构构建，可用于与Python脚本中创建的新OID链接进行自定义。此MIB文件还可用于提供NMS或MIB浏览器来测试您的系统。 如果需要进一步了解德思特Safran Skydel的SNMP代理或需要下载相关文档，请联系德思特技术工程师。

一、实验目的 本节视频的目的是学习LCD控制器的控制原理原理，并实现StarterWare开发环境下的LCD触摸控制。 二、实验原理1、LCD控制器 要实现LCD的显示与触摸，主要需要LCD驱动器和LCD控制器，LCD控制器一般又分为显示控制器和触摸控制器。通常情况下，LCD驱动器是集成在LCD屏幕上，而LCD控制器是由外部电路实现的。 2、LCD显示控制器 TMS320C6748 CPU内部就有对应的LCD显示控制器（光栅控制器）. LCD 控制器由两个独立的控制器组成，即光栅控制器和 LCD 接口显示驱动器 (LIDD) 控制器。每个控制器独立于另一个控制器运行，并且在任何给定时间只有一个控制器处于活动状态。 3、LCD触摸控制器 触摸控制器由于是可选部分，一般会集成在实验底板上，这里用的是XPT2046控制器。通过LCD控制器就可以产生LCD驱动器所需要的控制信号来控制STN/TFT屏了。 4、电阻式触摸屏的原理 当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在 X 和 Y 两个方向上的电压发生变化，产生信号，然后控制器读取信号，并计算出手指触摸的位置。 触摸屏都需要一个 AD 转换器，也就是要将电压变化读取出来，供主机求出触摸的位置。触摸芯片就是XPT2046。 5、XPT2046芯片 为4导线制触摸屏控制器，采用SPI模式进行通信 6、流程设计 程序流程设计中首先要进行外设使能配置，接着进行串口2初始化，用于输出触摸坐标值；然后进行LCD管脚复用配置和LCD中断配置，接着进行LCD显示和触摸的初始化。最后在循环中进行触摸检测，判断是否发生屏幕触摸，如果触摸屏幕则在串口输出触摸的所在位置的坐标值。 7、管脚复用源码 基于StarterWare控制外设时可调用对应的API接口，无需配置复杂的寄存器。 LCD管脚复用配置的函数源码可以查看LCD.c。 8、LCD中断使用流程 三、操作现象1、硬件连接 （1）使用RS232交叉串口母母线和USB转RS232串口线连接实验板的UART2和电脑的USB口。 （2）连接仿真器和电脑的USB接口。 （3）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电。 2、软件操作 （1）先在设备管理器查看串口的端口号， （2）再设置串口调试工具，波特率设置为115200。 3、CCS相关操作 导入工程 编译工程 将CCS连接开发板并加载程序 点击运行程序 查看现象，在LCD屏幕上点击触摸任意点可以描画，同时串口调试工具输出触摸相应的坐标值。 实验结束后，先点击黄色按钮暂停程序运行，再点击红色按钮退出CCS与实验板的连接，最后实验箱断电即可。

一、实验目的 了解FFT的作用，掌握FFT 算法的算法原理、计算量和算法特点，实现FFT算法并通过CCS图形窗口查看结果。 官方网站：www.tronlongtech.com 二、实验原理1、傅里叶变换 傅里叶变换可以将一个信号从时域变换到频域。时域信号在经过傅立叶变换的分解之后，变为了不同正弦波信号的叠加，我们再去分析这些正弦波的频率，可以将一个信号变换到频域。有些信号在时域上是很难看出什么特征的，但是如果变换到频域之后，就很容易看出特征了。这就是很多信号分析采用FFT变换的原因。 2、离散傅里叶变换 离散傅里叶变换作为信号处理中最基本和最常用的运算，在信号处理领域占有基础性的地位，如果直接按照离散傅里叶变换的公式进行计算，求出N点X(k)需要N^2次复数运算、N(N-1)次复数加法，当N很大时，运算量是非常大的，这对于实时处理是无法接受的。 3、FFT算法 傅里叶快速算法的提出，使傅里叶变换成为一种真正实用的算法。根据傅立叶变换的对称性和周期性，我们可以将DFT运算中有些项合并。 在计算机上进行的DFT，使用的输入值是时域的信号值，输入采样点的数量决定了转换的计算规模。变换后的频谱输出包含同样数量的采样点，但是其中有一半的值是冗余的，通常不会显示在频谱中，所以真正有用的信息是N/2+1个点。FFT算法的原理是通过许多小的更加容易进行的变换去实现大规模的变换，降低了运算要求，提高了与运算速度。FFT不是DFT的近似运算，它们完全是等效的，FFT的过程大大简化了在计算机中进行DFT的过程。 4、程序流程 程序流程设计中首先产生测试信号，接着确定FFT基和旋转因子，然后进行FFT和FFT逆变换运算，最后输出FFT结果 5、数字信号处理库 本实验中的FFT算法是基于TI提供的数字信号处理库完成的。 DSPLIB 包含优化的、C语言可调用的通用信号处理例程，用于计算密集型实时应用程序。 调用这些例程的运行速度比直接用C语言编写的等效代码快得多，可以缩短应用程序开发时间。实验中使用的是 dsplib_c674x_3_4_0_0 。 6、dsplib_c674x_3_4_0_0 在CCS5.5 的安装路径安装DSPLIB后，会有相应的文件夹出现，包含组件库、头文件、测试示例和源码等。 7、函数源码FFT运算函数 程序使用DSPLIB 的库来进行FFT运算，调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后 查看。 调用的FFT函数中： 第一个参数是样本中FFT 的长度； 第二个参数是指向数据输入的指针； 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针； 第四个参数是指向复杂输出数据的指针； 第五个参数是指向包含64 个条目的位反转表的指针。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂； 第六个参数是4，否则 第六个参数是 2 ； 第五个参数是从主FFT开始的样本中的子 FFT偏移索引 。； 第六个参数是样本中主FFT的大小。 FFT逆变换函数 程序使用DSPLIB 的库来进行FFT逆变换，调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。 调用的IFFT函数中： 第一个参数是样本中FFT 的长度； 第二个参数是指向数据输入的指针； 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针； 第四个参数是指向复杂输出数据的指针； 第五个参数是指向包含64 个条目的位反转表的指针 ； 如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂，第六个参数是4，否则第六个参数是2 ； 第七个参数是从主FFT开始的复杂样本中的子FFT偏移索引 ； 第八个参数是样本中主FFT的大小。 8、二进制位翻转 FFT和FFT 逆变换函数中的第五个参数brev是指向包含64个表项的位反转表的指针，因此程序中需要提供64个表项，程序中的位反向表是计算出来的，可以通过代码提前转换的。 采用位反转的原因是因为FFT算法的蝶形内部两点交叉使数据以反转的方式输出而不是数字反转顺序。 二进制位翻转表的原理 首先确认二进制数的位数，64个数只需要有6位的二进制位数； 接着将二进制数分成两部分，前五位一部分，最后一位一部分； 最后进行二进制翻转，把最后一位放到最高位，剩下的五位进行翻转依次放入。 数组内存放的依次是0~63的二进制翻转结果，我们可以来看一个例子， （点击鼠标）以数字5为例，（点击鼠标）转换为二进制数是000101 （点击鼠标）接着进行二进制翻转，将“00010”看为一个部分，“1”看为一个部分，那么将“1”放到第一位，然后将后面的数据翻转过来进行放置即可 （点击鼠标）最后进行十六进制转换得到0x28，所以在数组的第6个数字为0x28。 三、操作现象 导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程 编译工程，生成可执行文件 将CCS连接实验箱并加载程序 程序加载完成后点击运行程序 运行程序后，程序执行完成后会在断点处停下。 Single Time"选择单时域信号图，在弹出的界面设置相关参数，可查看DSP计算的FFT结果。 FFT Magnitude"，在弹出的界面设置相关参数，可查看CCS计算的FFT结果。 对比后，可发现CCS和DSP计算的FFT结果相同， 实验结束后，点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接，最后实验箱断电即可。