野外作业,不单指一般探测人员野外探矿,地绘,也包括军事上单兵的野外生存,夜间行军等。近几年来,在民用上,一方面由于社会经济的发展,能耗需求与消耗量与日俱增,对矿产资源的野外作业装备的研制需求就显得尤为迫切;另一方面,由于各省市各起矿难的发生,也迫切需要研制出能确保矿工安全的矿洞生命保障装备;在军用上,现代化军事理念的深入,在未来作战中,一名步兵不再是一个由简单的作战人员和武器组合成的作战单元,它将是拥有独立作战能力的单兵作战系统,于是便催生了对单兵作战系统装备研制的需求。因此,野外作业控制系统的设计受到了各个国家的高度重视。从公开发表的文献看,目前我国这方面的研究还处于初级阶段,还有待继续深入研究。嵌入式技术是当今科学技术最热门的概念之一,具有专用性强,实时性好,可裁剪性好,可靠性高,功耗低等优点。因此,基于嵌入式技术来设计野外作业控制系统是一个极其重大而又意义深远的课题。具体来说,本文主要研究的是基于ARM9和Windows CE嵌入式操作系统的野外作业控制系统软硬件设计开发。在开发过程中,严格按照嵌入式系统开发的规范流程来设计野外作业控制系统,并将嵌入式技术、微处理器技术、嵌入式操作系统移植技术、信息数据实时处理技术、蓝牙无线通信技术、GPS定位技术等多方面技术进行优化组合,协调开发,为最终实现一个多功能的,具有实际意义的野外作业控制系统创造了一个良好的开端。在本设计中,完成了野外作业控制系统的基本硬件平台的搭建,实现了嵌入式操作系统Windows CE在硬件平台上的移植,并在移植后的软件平台下进行了蓝牙组网通信和GPS定位导航的研究。系统设计工作大体经历了以下三个步骤:第一、硬件平台是以Atmel公司的At91Sam9263为核心处理器,外围扩展了Flash,以太网接口,UART接口,SD卡接口以及LCD接口;另外,通过对串口的扩展,实现了蓝牙模块和定位模块与硬件平台之间的连接。第二、在硬件平台初步搭建的基础上,本文还阐述了针对该硬件平台的嵌入式操作系统Window CE移植问题。首先研究了硬件平台下Win CE启动Bootloader的设计方法和实现过程。接着,给出了WinCE内核和相关组件移植到硬件平台的具体过程。并且,在WinCE内核驱动模型的基础上,实现了LCD显示、SD卡驱动程序和以太网驱动程序的开发。最后,实现了WinCE内核在硬件平台上的运行。通过WinCE提供的强大信息处理功能,为后续的GPS定位导航和蓝牙组网通信提供了应用接口支持。第三、在完成软硬件平台构建的基础上,设计了基于GPS的个人导航程序和基于蓝牙技术的设备组网通信程序。其中,个人导航程序实现了GPS数据的采集、处理和显示功能。而蓝牙程序也已经实现了设备间无线通信和组网的功能。这两种应用程序的功能实现,为完善野外作业控制系统提供了更有力的支持。本控制系统性能稳定,数据处理功能较强,而且系统中的软硬件平台可以作为嵌入式移动设备的二次开发平台,这为更多的实际应用提供了很好的通用开发平台。