基于大數據分析的電子地圖數據驅動系統設計

張秀清　劉教民　于國慶

摘 要： 為了提高電子地圖數據的響應和調度效率，設計電子地圖數據驅動系統。針對當前的半主動標簽驅動模型進行電子地圖數據驅動設計對大數據信息處理的實時性不好的問題，提出一種基于大數據分析與信息融合的電子地圖數據驅動系統模型設計方案。在驅動系統的串口操作界面通過多線程技術讀取和寫入電子地圖數據，選用CC2530作為驅動系統的主控芯片，使用開源版本的Qt建立驅動系統的開發編譯環境，在增強型的X86總線中進行大數據融合處理，實現電子地圖數據驅動系統優化設計。實驗結果表明，采用該系統進行電子地圖數據驅動與信息調度的實時性較高，數據的召回率高于傳統模型。

關鍵詞： 大數據分析； 電子地圖數據； 驅動系統； CC2530

中圖分類號： TN99?34； TP311 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）16?0019?03

Abstract： In order to improve the response and scheduling efficiency of electronic map data， the drive system of the electronic map data was designed. Since the current semi?active tag driving model has no good real?time performance for big data information processing of electronic map data drive design， a design scheme of an electronic map data drive system model based on large data analysis and information fusion is put forward. The electronic map data is read and written in the serial interface of the drive system by means of multi?threading technology. CC2530 is selected as the main control chip of the drive system. The open source version Qt is used to establish a development compiling environment of the drive system. The large data fusion processing is performed in the enhanced x86 bus to realize the optimization design of electronic map data driving system. The experimental results show that the system has higher real?time performance and higher data recall rate than the traditional model for electronic map data drive and information scheduling.

Keywords： large data analysis； electronic map data； driving system； CC2530

隨著移動APP終端的廣泛應用，以百度地圖、高德地圖以及百度導航等電子地圖及導航系統為代表的電子地圖數據管理系統廣泛應用在人們的生活和旅游中。電子地圖數據是該類地圖導航系統的基礎數據庫，電子地圖數據集成了城市及道路的各種信息，包括道路交通信息、道路設施信息以及餐飲、酒店、加油站等信息，電子地圖數據規模龐大，集成度較高，需要進行電子地圖數據庫的優化驅動設計，提高APP地圖導航系統的響應和精準調度能力[1]。在對電子地圖數據的大數據分析的基礎上，研究電子地圖數據驅動系統，在優化地圖導航系統設計方面具有重要意義，本文提出一種基于大數據分析與信息融合的電子地圖數據驅動系統模型設計方案，進行電子地圖數據驅動系統的軟件開發設計，取得了較好的設計效果。

1 系統體系構架

1.1 電子地圖數據驅動方法

首先分析電子地圖數據驅動系統總體設計構架并進行功能模塊組件分析和介紹，采用大數據分析技術進行電子地圖數據的信息調度和數據融合處理，電子提取數據的驅動系統建立在移動APP終端的地圖管理和導航系統基礎上，通過大數據信息采樣，對城市道路交通和地理信息進行初始信息集成和數據管理。在電子地圖信息管理系統中安裝Android操作系統，在嵌入式Android操作系統環境下進行電子地圖數據驅動系統的開發。在電子地圖驅動過程中，利用優化的動態分級式復制方法構建資源調度器，通過數據目錄更新和任務提交方法計算資源和數據集的網格調度程序[2]。在電子數據驅動區域r中，采用地圖導航模擬平臺搭建電子數據驅動的任務提交區域，令[LFN]為可用的電子地圖數據文件的總大小，有：

[RCr=β×LFN] （1）

式中，[β]是資源的成本和數據驅動的內存開銷，反映并行度。首先確定分配任務的位置，計算[RCr]并選擇最佳區域，通過查詢資源信息服務得到最大的[RC]值分布區域。

假設[Ji=F1，F2，…，Fm]是地圖數據驅動系統總任務[i]請求的[m]個文件， 且滿足：[URFij]等于站點j中任務i請求的不可用的數據文件大小之和；[loadj=QjSj]。其中，[Qj]和[Sj]分別是地圖數據驅動節點[x]和[y]之間的網絡距離。在地圖導航系統訪問的站點[j]中，對電子地圖數據的副本放置位置進行網格區域劃分，構建一組副本管理的LRU排序列表[3]。基于大數據分析與信息融合方法進行電子地圖數據驅動，則驅動系統的訪問延遲[T1]可由式（2）計算得到：endprint

[T1=FileSizeStorageSpeed] （2）

1.2 系統模塊化設計結構體系

在上述電子地圖數據驅動系統的設計原理分析基礎上，進行系統的模塊化總體設計構架。本文采用一種基于大數據分析與信息融合的電子地圖數據驅動系統模型設計方案。系統的模塊化設計主要包括硬件設計和軟件設計兩大部分。在驅動系統的串口設計中，采用四線數據模式傳輸構建SPI接口，進行電子地圖數據驅動系統的外圍設備控制[4]。在驅動系統的串口操作界面通過多線程技術讀取和寫入電子地圖數據，在SD模式下通過1位/4位數據總線模式驅動方法構建驅動系統的SDI引腳，得到系統的引腳定義描述見表1。

表1 電子地區數據驅動系統的引腳定義

根據表1所示的串口設計，進行電子地圖數據驅動系統的功能模塊化設計。根據TCP服務進程，構建LRU排序列表進行電子地圖數據驅動資源排序，設置奇偶校驗位。選用CC2530作為驅動系統的主控芯片進行UART接口設計，通過系統時鐘轉換模式將驅動系統輸出信號的TTL電平轉換成RS 232電平；在RS 485網絡中進行總線調度，調用設備驅動程序進行大數據信信息處理和大數據分析平臺設計。通過A/D信息采樣和數/模轉換，執行電子地圖數據驅動信息的時鐘轉換。使用Visual DSP++集成編譯方式進行電子地圖數據驅動系統的模塊化組件編譯[5]，執行庫文件、腳本、配置文件的功能配置操作。電子地圖數據驅動系統的功能模塊主要有信息采集模塊、USB主機控制模塊、通信模塊和緩存控制模塊等。系統的總體設計體系構架如圖1所示。

2 系統設計與實現

根據上述電子地圖數據驅動系統的總體設計構架體系描述，進行驅動系統的模塊化設計，通過對系統的硬件設計和軟件開發，實現電子地圖數據驅動系統的大數據分析與信息融合。選用CC2530作為驅動系統的主控芯片進行系統的硬件部分設計，電子地圖數據驅動系統的硬件模塊主要包括時鐘模塊、系統復位模塊、A/D模塊[6]，分別描述如下：

（1） 時鐘模塊。電子地圖數據驅動系統的時鐘模塊是實現地圖信息的時鐘采樣功能，采用16位分辨率、雙路電流輸出型時鐘電路[7]，系統的電壓輸入/輸出關系為[VOUT=-VREF·D65 536]。通過多線程技術讀取和寫入電子地圖數據，在通過同步多片AD5545進行特征阻抗，使源端的輸出偏移最小，電子地圖數據驅動系統的時鐘電路設計如圖2所示。

（2） 系統復位模塊。系統復位模塊采用CC2530作為電子數據驅動系統的主控芯片。系統復位模塊具有VCC檢測功能，使用低電壓復位以及手動復位，程序采用16位打包模式，WDO引腳直接從地址0x20000000執行TWI存儲功能，讀取地址0x20000000處的電子地圖驅動程序，以實現自引導的用戶程序調度功能[8]。

（3） A/D模塊。A/D模塊是實現電子地圖數據驅動系統的交流耦合，對電子地圖數據的A/D采樣結果通過并行外設接口（PPI）連接到VREF和SENCE，在增強型的X86總線中進行電子地圖數據融合，實現多樣化的數據捕捉和傳送。驅動系統采用半雙工形式進行PPI控制寄存器設置[9]，實現電子地圖數據的無幀同步傳輸與部觸發，A/D模塊設計結果如圖3所示。

3 系統軟件開發及測試分析

電子地圖驅動系統使用開源版本的Qt建立驅動軟件和大數據信息處理的開發編譯環境。在驅動系統的串口操作界面通過多線程技術讀取和寫入電子地圖數據，綜合考慮系統的技術指標、系統性能進行電子地圖數據驅動系統的模塊化組件設計與軟件開發。在ARM平臺中采用交叉編譯方式進行應用程序加載，執行“Make menuconfig” 運行編譯器的全路徑驅動程序，實現系統軟件開發，最后以電子地圖數據驅動的時間開銷和數據召回率為測試指標，采用不同的驅動模型，得到對比結果如圖4所示。分析得知，采用本文設計的系統進行電子地圖數據驅動和信息調度實時性較高，數據的召回率高于傳統模型。

4 結 語

本文提出一種基于大數據分析與信息融合的電子地圖數據驅動系統模型設計方案。在驅動系統的串口操作界面通過多線程技術讀取和寫入電子地圖數據，選用CC2530作為驅動系統的主控芯片，使用開源版本的Qt建立驅動系統的開發編譯環境，在增強型的x86總線中進行大數據融合處理，實現電子地圖數據驅動系統優化設計。測試得知，采用該系統進行電子地圖數據驅動與信息調度的實時性較高，數據的召回率高于傳統模型，實驗結果表明本文設計系統具有優越性。

參考文獻

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