1、C語言課程設(shè)計報告 題目：交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)指導(dǎo)老師：周純潔 周凱波 何頂新 彭剛 院 系： 控 制年級： 11 級小組成員： 翔羽 目 錄引言31.1背景31.2參考資料3需求分析32.1需求分析32.2運行環(huán)境3系統(tǒng)設(shè)計33.1模塊劃分33.2功能簡介33.3時間安排33.4程序簡要流程圖33.5核心算法3源代碼3引言1.1背景車載GPS導(dǎo)航儀：隨著汽車的普及和道路的建設(shè)，城際間的經(jīng)濟往來更加頻繁，活動的區(qū)域也越來越大；為了提高生活質(zhì)量，大量的休閑活動、探險活動的舉行使我們并不局限在自己認(rèn)識的一小塊區(qū)域中，不認(rèn)識道路，找不到目的地的情況也屢有發(fā)生，就此，車載GPS導(dǎo)航儀將會以合適的價位走入車

2、主的世界，成為車上的基本裝備。車載GPS導(dǎo)航儀解決方案，其實是最靈活和最復(fù)雜的，車載GPS導(dǎo)航儀有很多種解決方案可以滿足車載的需要。GPS汽車導(dǎo)航是將GPS和地理信息系統(tǒng)、現(xiàn)代通訊技術(shù)綜合在一起，研制成的一種新型汽車導(dǎo)航定位設(shè)備，具備監(jiān)控、調(diào)度、報警、遙控熄火和遙控斷油、自動存檔、系統(tǒng)自檢等功能。它可將汽車的任何動態(tài)位置隨時準(zhǔn)確無誤地顯示在儀器的電子地圖上。導(dǎo)航儀的電子地圖自動跟蹤顯示汽車當(dāng)前位置及周邊情況，駕駛員可隨時在導(dǎo)航儀上查詢周邊一定半徑地區(qū)內(nèi)的地理信息。交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)能夠簡單地模擬GPS汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。在建立一個簡單的小型化城市地圖的基礎(chǔ)上，能對該城市內(nèi)指定的車輛提供導(dǎo)航。 1.2參

3、考資料1. 王士元. C高級實用程序設(shè)計. 北京: 清華大學(xué)出版社. 19962. 周純杰，劉正林等. 標(biāo)準(zhǔn)C語言程序及應(yīng)用. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社. 20053. 姚遠(yuǎn). 高級C語言程序設(shè)計技巧與實例. 北京: 機械工業(yè)出版社, 19954. 陳清華, 朱紅. C語言課程設(shè)計. 南京: 東南大學(xué)出版社, 20035. 潭浩強. C語言程序設(shè)計. 北京: 清華大學(xué)出版社, 20006. 劉振安 ,蘇仕華 . C語言圖形設(shè)計 北京:人民郵電出版社,19957. 潘建華 ,衛(wèi)躍文. C語言實用軟件界面設(shè)計 西安:西安電子科大出版社,19958. 鴻健編譯. c語言高級程序員編程指南 北京:北

4、京希望電腦公司公司,1991 好友指導(dǎo)： 彭軍才 程攀 需求分析2.1需求分析由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個應(yīng)用領(lǐng)域。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米，這將進一步推動GPS技術(shù)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以及人們的生活質(zhì)量，刺激GPS市場的增長。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，在美國，單單是汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，200

5、0年后的市場將達(dá)到30億美元，而在我國，汽車導(dǎo)航的市場也將達(dá)到50億元人民幣。可見，GPS技術(shù)市場的應(yīng)用前景非常可觀。我們用TC3.0編寫的C語言程序來模擬導(dǎo)航欄儀的各種操作過程。GPS導(dǎo)航儀的常用功能大致有：1.地圖查詢Ø 可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。Ø 可以記錄你常要去的地方的位置信息，并保留下來。2.路線規(guī)劃Ø GPS導(dǎo)航系統(tǒng)會根據(jù)你設(shè)定的起始點和目的地，自動規(guī)劃一條線路。Ø 規(guī)劃線路可以設(shè)定是否要經(jīng)過某些途徑點。3.自動導(dǎo)航 Ø 語音導(dǎo)航：用提前向駕駛者提供路口轉(zhuǎn)向，導(dǎo)航系統(tǒng)狀況等行車信息，就像一個懂路的向?qū)Ц嬖V你如何駕車去

6、目的地一樣。導(dǎo)航中最重要的一個功能，使你無需觀看操作終端，通過語音提示就可以安全到達(dá)目的地。 Ø 畫面導(dǎo)航：在操作終端上，會顯示地圖，以及車子現(xiàn)在的位置，行車速度，目的地的距離，規(guī)劃的路線提示，路口轉(zhuǎn)向提示的行車信息。 因為在DOS環(huán)境下編程模擬，所以只模擬了部分功能，如下：1. 交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)提供在華科校園內(nèi)導(dǎo)航的功能；2. 進入系統(tǒng)后，可選擇進行幫助、退出或?qū)Ш剑?. 選擇退出，則直接退出程序。4. 選擇導(dǎo)航，則進入導(dǎo)航界面：選擇路徑（車輛的起始點自動讀取上一次所到達(dá)的目的地，選擇終點，可以選擇必經(jīng)地），選完路線后系統(tǒng)將會在地圖上用粗線標(biāo)出路線圖，選擇導(dǎo)航開始，進入模擬導(dǎo)航模式

7、，用鍵盤控制小車的運動。過程中現(xiàn)實路程和時間；5. 周邊查詢：選擇位置，就可以顯示出附近的建筑；6. 幫助，則進入幫助界面，幫助如何使用導(dǎo)航系統(tǒng)；7. 直接退出；8. 系統(tǒng)會提前對即將經(jīng)過的紅綠燈進行提醒（以上為初期設(shè)計思路）2.2運行環(huán)境 交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)是對GPS汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的模擬，系統(tǒng)的開發(fā)基于C語言， 其設(shè)計環(huán)境要求，是在DOS環(huán)境下用C語言編程實現(xiàn)，使用TC或BC開發(fā)軟件，因此，交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)能夠在絕大多數(shù)計算機系統(tǒng)上運行，包括常見的windows XP操作系統(tǒng)及windows 7 32位機上運行，但是由于BC在64位的windows 7下無法運行，且BC或TC在windows 7

8、下不能較好地解決全屏問題，因而，推薦在windows XP的環(huán)境下測試運行此交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計3.1模塊劃分1. 圖形界面模塊：主要包括動畫，主界面，菜單和地圖，標(biāo)出導(dǎo)航路線。2. 鼠標(biāo)模塊：包括鼠標(biāo)的圖形，鼠標(biāo)狀態(tài)。3. 漢字模塊：漢字輸出。4. 控制模塊：控制小車運動，分為自動和手動。5. 算法模塊：計算最優(yōu)路徑，地杰斯特拉算法。6. 文件模塊：保存小車的位置路徑等信息。7. 菜單模塊：顯示菜單8. 主界面功能實現(xiàn)模塊3.2功能簡介1. 開場動畫，顯示“交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng) 歡迎使用”，附帶開場動畫；2. 按任意鍵，進入主界面，菜單欄顯示“所在地”，“終點選擇”，“導(dǎo)航開始”，“查詢”

9、，“幫助”，“退出”選項；3. 點擊幫助，進入文字說明界面，雙擊鼠標(biāo)，回到主界面；4. 點擊退出，則退出程序；5. 點擊“查詢”，列出可選地點，選擇地點后則顯示選擇地點的信息；6. 點擊“終點選擇”，選擇終點，確定終點選擇；7. 點擊導(dǎo)航開始，可以選擇手動或者自動模式，確定模式則進入導(dǎo)航界面8. 進入導(dǎo)航界面，手動控制小車速度、方向、暫停和退出，左邊菜單顯示時間、速度、距離、下一站和轉(zhuǎn)向等信息9. 如果是自動模式，則小車自動沿著最優(yōu)路線達(dá)到終點10. 達(dá)目的地，選擇繼續(xù)或者退出導(dǎo)航。11. 回到這界面可以再次選擇終點重新導(dǎo)航。3.3時間安排任務(wù)備注第2周系統(tǒng)需求分析與設(shè)計報告完成第3,4周界面

10、模塊，漢字模塊完成第5,6周算法模塊完成第7周鼠標(biāo)模塊，文件模塊完成第8周編碼實現(xiàn)、調(diào)試完成第9周調(diào)試、驗收、完成報告完成3.4程序簡要流程圖 進入開場動畫 主界面 顯示所在地 選擇終點導(dǎo)航開始 查詢 幫助退出 選擇終點列表 單擊選擇終點 回到主界面 是否滿足條件 選擇導(dǎo)航模式回 主界 面查詢列表選擇查詢地點顯示地點信息 回到主界面顯示幫助信息回主界 面自動 手動 鍵盤控制小車自動運動 到達(dá)目的地 回到主界面 N Y3.5核心算法/迪格拉斯算法void shortest_path(int beginPointNum,int finishPointNum,double distanceNN,in

11、t n,int path16)POINTSTATE stateN;/定義點的狀態(tài)int i,k;double min;/最短距離for(i=0;i<n;i+)/初始化所有點的狀態(tài)statei.pre=-1;/前驅(qū)都先為-1statei.len=INFINITY;statei.label=0;/0表示沒有確定，1表示已經(jīng)求出最短路徑statebeginPointNum.len=0;statebeginPointNum.label=1;k=beginPointNum;dofor(i=0;i<n;i+)/全部點測試if(distanceki!=0&&statei.labe

12、l=0) /選出不是點k本身，且還沒有確定距離的點iif(statek.len+distanceki<statei.len)/如果點i和點k相鄰statei.len=statek.len+distanceki;/點i的len為點k的len加點i和點k的距離statei.pre=k;/點i的前驅(qū)為點kk=-1;min=INFINITY;for(i=0;i<n;i+)/全部檢測if(statei.label=0&&statei.len<min)/選出前面改變了len，但是還沒有計算最短距離的點i，k=i;/求出所有這些點的len最短的點i，i傳給kmin=stat

13、ei.len;statek.label=1;/點i和點k相同，且確定k(i)點已經(jīng)求出最短距離while(k!=finishPointNum);/再次以點i為點k，開始尋找，加入，擴充，直到k點為終點i=0;k=finishPointNum;dopathi+=k; /path逆序(終點到起點）存儲各點，k=statek.pre;while(k>=0);pathi=-1;/為了后面方便判斷，最后存儲-1； 源代碼/*head.h*/#include <graphics.h>#include <conio.h>#include <stdio.h>#incl

14、ude <string.h>#include <dos.h> #include <stdlib.h>#include <io.h>#include <fcntl.h>#include <time.h>#include <math.h>#include <bios.h>#include <mem.h>#define key_LEFT 0x4b00#define key_RIGHT 0x4d00#define key_DOWN 0x5000#define key_UP 0x4800#defi

15、ne key_ESC 0x011b#define key_ENTER 0x1c0d#define key_A 0x1e61#define key_S 0x1f73#define key_D 0x2064#define key_W 0x1177#define key_SPACE 0x3920#define PI 3.1415#define N 32#define INFINITY 3000#define SPEED1/pcx圖片顯示的定義#define SCREEN_HEIGHT 200#define SCREEN_WIDTH 320#define PALETTE_MASK 0x3c6#defi

16、ne PALETTE_REGISTER_RD 0x3c7#define PALETTE_REGISTER_WR 0x3c8#define PALETTE_DATA 0x3c9#define VGA256 0x13#define TEXT_MODE 0x03typedef struct RGB_color_typunsigned char red;unsigned char green;unsigned char blue;RGB_color,*RGB_color_ptr;/定義畫地圖的結(jié)構(gòu)體typedef struct POINT double x;double y;int num;char

17、*notes;POINT;typedef struct BUILDING double x; double y; int dx; int num; char *name; char *notes; BUILDING;typedef struct CARdouble speed;double angle; /小車轉(zhuǎn)過的角度CAR;typedef struct ROAD double x1; double y1; double x2; double y2; ROAD;typedef struct TREE /定義畫樹的結(jié)構(gòu)體 double x;double y; double dx; double

18、 dist; int num; char fangxiang;TREE;typedef struct HOUSEdouble x;double y;int dx;int color;HOUSE;typedef struct POINTSTATEint pre;int len;int label;POINTSTATE;/chinesevoid out_hz(int x, int y,char *s,int flag,int part,int color);/mousevoid cursor(int x, int y);int initmouse(int xmi, int xma, int ymi

19、, int yma);int readmouse(int *mx, int *my,int *mbutt);void newmouse(int *mx, int*my, int*mbutt);/menuvoid menu_main();void menu_up();void menu_up_1();void auto_menu_left(double myCarSpeed,double *dist,int path16,POINT allPoint32,int *path_i,int *flagPath,int *flagOk);void menu_left(double myCarSpeed

20、,double *dist,int path16,POINT allPoint32,int *path_i,int *flagPath,int *flagOk);void help_page();void zhong_dian(int *pFinishBuilding);void zhong_dian_show();void cha_xun();void cha_xun_show();void cha_xun_information(int i );void if_start(int *flagStart,int *pFinishBuilding);void mode_select(int *

21、pflagAuto);void shan_shuo(int color,int time,int num);/mapvoid init_allPoint(POINT allPoint32);void init_buildings(BUILDING buildings15);void draw_buildings_1(BUILDING *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void draw_buildings_2(BUILDING *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void draw_buildings_3(BUI

22、LDING *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void init_road(ROAD allRoad17);void draw_road_shuzhi(ROAD *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void draw_road_shiping(ROAD *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void init_tree(TREE allTree13);void draw_tree_y(TREE *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);voi

23、d draw_tree_x(TREE *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void init_house(HOUSE houses30);void draw_house(HOUSE *p,double xMapSpeed,double yMapSpeed);void draw_car(CAR *cp);void zhuan_dong(double ang, int *body, int *win, int *head, int *rear, int *L_h_light,int *L_r_light, int *R_h_light,int *R_r_li

24、ght,int x, int y);void draw_star(int x,int y,int color,int i);void map_2();void draw_map_1(double xMapSpeed,double yMapSpeed,BUILDING buildings15,ROAD allRoad17,TREE allTree13,HOUSE houses30);/gpsvoid GPS();void init_again(int *flagStart,int *finishBuildingNum,int *flagAuto);void gps_main(int *finis

25、hBuildingNum,int flagAtuo);void mouse_select(int *flagStart, int *pFinishBuilding,int *pflagAuto);void contral_car_map(CAR *cp,int *flagExit);void auto_contral_1(int *flagExit);void auto_contral_2(CAR *cp,int path16,POINT allPoint32,int *path_i,int *flagPath,BUILDING buildings15,ROAD allRoad17,TREE

26、allTree13,HOUSE houses30);void if_zhongdian();void jisuan_dist(double distanceNN,int path16,double *dist);void if_exit(int *flagExit);void if_ok(int finishPointNum,POINT allPoint32,int *flagOk);void xy_change(POINT allPoint32,BUILDING buildings15,ROAD allRoad17,TREE allTree13,HOUSE houses30,double x

27、Map,double yMap);void xy_change_house(HOUSE *p,double xMap,double yMap);void xy_change_point(POINT *p,double xMap,double yMap);void xy_change_buildings(BUILDING *b,double xMap,double yMap);void xy_change_road_shuzhi(ROAD *p,double xMap,double yMap);void xy_change_road_shiping(ROAD *p,double xMap,dou

28、ble yMap);void xy_change_tree(TREE *t,double xMap,double yMap);void point_change_save(POINT allPoint32,double xMapSpeed,double yMapSpeed);/init_start_endvoid init_350();void init_480();void start_page();void start_cartoon();void end_page();void Set_Palette_Register(int index,RGB_color_ptr color);voi

29、d PCX_Load_Screen(char *filename,int enable_palette);void Set_Video_Mode(int mode);void pcx(char *pcx);void pcx_1(char *pcx);void picture_show_1(int x,int y,int mousekey);void picture_show_2(int i);void show_time();/recordvoid save_finish_building(int finish_building);void get_begin_building(int *p_

30、begin_building);void show_record();/dijkstravoid init_point_distance(double distanceNN,POINT allPoint32);void init_distance_1(double distanceNN);void init_distance_2(POINT point_1,POINT point_2,double distanceNN);void shortest_path(int beginPointNum,int finishPointNum,double distanceNN,int n,int pat

31、h16);void draw_shortest_path(int path16,POINT allPoint32);void draw_path(int i,int j,POINT allPoint32);/*main.cpp*/#include "Head.h"void main()init_480();start_page();/主界面menu_main();/導(dǎo)航界面GPS();/*init_start_end.cpp*/#include "Head.h"/640*350界面初始化void init_350()int graphdriver=VGA

32、;int graphmode=1;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:BORLANDCBGI");/640*480界面初始化void init_480()int graphdriver=DETECT;int graphmode;initgraph(&graphdriver,&graphmode,"D:BORLANDCBGI");/開場模塊void start_page() start_cartoon(); /pcx_1("D:BORLANDCBpcx1.pcx");

33、 / delay(4000); /開場動畫void start_cartoon()int x1,y1;int j=2;int r=0;double i;out_hz(240,80,"歡迎進入",3,50,YELLOW);out_hz(100,180,"交通模擬導(dǎo)航系統(tǒng)",3,60,YELLOW);out_hz(170,280,"自動化六班",1,30,YELLOW);out_hz(330,280,"彭軍才",1,30,YELLOW);out_hz(430,280,"程攀",1,30,YELLOW

34、);out_hz(270,340,"請按任意鍵進入",1,30,YELLOW);/顯示動畫while(1) for(i=0;i<310;i=i+1,r+) if(bioskey(1)break; x1=(int)r*cos(i); y1=(int)r*sin(i); putpixel(320+x1,240+y1,j); putpixel(320+x1+1,240+y1,j); delay(7); if(j=14) j=1; j+; for(i=309;i>=0;i-,r-) if(bioskey(1)break; x1=(int)r*cos(i); y1=(in

35、t)r*sin(i); putpixel(320+x1,240+y1,j); putpixel(320+x1+1,240+y1,j); delay(2); if(j=14) j=1; j+; if(bioskey(1)break; getch();/結(jié)束動畫void end_page()int i;int r=220;int x,y;int x1,y1,x2,y2;int x0=320;int y0=250;cleardevice();setbkcolor(BLACK);setcolor(BLUE);for(i=0;i<=120;i=i+3)arc(x0,y0+r,30+i,30+i+3

36、,r);x1=(int)(x0-0.866*r)-5;y1=(int)(y0-0.5*r)+11;for(i=0;i<=120;i=i+3)arc(x1,y1,-90+i,-90+i+3,r);x2=(int)(x0+0.866*r)-11;y2=(int)(y0-0.5*r);for(i=0;i<=120;i=i+3)arc(x2,y2,150+i,150+i+3,r);out_hz(200-22,80,"謝",3,25,YELLOW);out_hz(400-22,80,"謝",3,25,YELLOW);delay(200);out_hz(

37、200-22,180,"使",3,25,YELLOW);out_hz(400-22,180,"用",3,25,YELLOW);out_hz(400-22,180,"用",3,25,YELLOW);out_hz(350,400,"自動化六班",0,20,YELLOW);out_hz(480,400,"彭軍才",0,20,YELLOW);out_hz(550,400,"程攀",0,20,YELLOW);setcolor(YELLOW);x=(int)(x0-0.866*r)-5;

38、y=(int)(y0-0.5*r)+11;for(i=0;i<=120;i=i+3)if(bioskey(1)break;arc(x,y,-90+i,-90+i+3,r);delay(30);x=(int)(x0+0.866*r)-11;y=(int)(y0-0.5*r);for(i=0;i<=120;i=i+3)if(bioskey(1)break;arc(x,y,150+i,150+i+3,r);delay(30);for(i=0;i<=120;)if(bioskey(1)break;arc(x0,y0+r,30+i,30+i+3,r);i=i+3;delay(30);d

39、elay(200);/pcx圖片顯示void Set_Palette_Register(int index,RGB_color_ptr color) outp(PALETTE_MASK,0xff); outp(PALETTE_REGISTER_WR,index); outp(PALETTE_DATA,color->red); outp(PALETTE_DATA,color->green); outp(PALETTE_DATA,color->blue);void PCX_Load_Screen(char *filename,int enable_palette) / this

40、function loads a pcx file into a picture structure, the actual image / data for the pcx file is decompressed and expanded into a secondary buffer / within the picture structure, the separate images can be grabbed from this / buffer later. also the header and palette are loaded FILE *fp; unsigned cha

41、r far *video_buffer=(char far *)0xA0000000L; int num_bytes,index; unsigned int count; unsigned char data; RGB_color *palette; palette=(RGB_color *)malloc(256*sizeof(RGB_color); if(palette!=NULL) if(fp = fopen(filename,"rb")!=NULL) fseek(fp,128L,SEEK_SET); / load the data and decompress int

42、o buffer count=0; while(count<=(unsigned int)SCREEN_WIDTH * SCREEN_HEIGHT) / get the first piece of data data = getc(fp); / is this a rle? if (data>=192 && data<=255) / how many bytes in run? num_bytes = data-192; / get the actual data for the run data = getc(fp); / replicate data i

43、n buffer num_bytes times while(num_bytes->0) / image->buffercount+ = data; video_buffercount+=data; / end while / end if rle else / actual data, just copy it into buffer at next location /image->buffercount+ = data; video_buffercount+=data; / end else not rle / end while for (index=0; index

44、<256; index+) / get the red component paletteindex.red = (getc(fp) >> 2); / get the green component paletteindex.green = (getc(fp) >> 2); / get the blue component paletteindex.blue = (getc(fp) >> 2); / end for index fclose(fp); fp=NULL; / change the palette to newly loaded palet

45、te if commanded to do so if (enable_palette) for (index=0; index<256; index+) Set_Palette_Register(index,(RGB_color_ptr)&paletteindex); / end for index / end if change palette video_buffer=NULL;free(palette); void Set_Video_Mode(int mode)union REGS inregs,outregs;inregs.h.ah=0;inregs.h.al=(un

46、signed char)mode;int86(0x10,&inregs,&outregs);/pcx顯示主函數(shù) 有停頓void pcx(char *pcx)closegraph();Set_Video_Mode(VGA256); PCX_Load_Screen(pcx,1); getch(); closegraph(); init_480(); pcx=NULL;/無停頓void pcx_1(char *pcx)closegraph();Set_Video_Mode(VGA256); PCX_Load_Screen(pcx,1); closegraph(); init_480(

47、); pcx=NULL;/地標(biāo)圖片顯示模塊void picture_show_1(int x,int y,int mousekey)/判斷顯示哪點圖片 if(mousekey=1) if(x>140&&x<160&&y>120&&y<140) picture_show_2(1); cleardevice(); menu_main(); else if(x>20&&x<40&&y>440&&y<460) picture_show_2(2); cleardevice(); menu_main();