基于嵌入式Linux的智能车辆导航系统的研究

论文摘要

近年来,随着电子技术、工业控制技术和嵌入式技术的飞速发展,同时对信息化、智能化、网络化等基础设施的大规模的投入,基于嵌入式技术的控制系统已成为国内外控制领域的热点课题。为了着力解决当前交通拥挤和堵塞日趋严重的现状,智能交通系统应运而成,这对解决城市交通问题具有重要意义,也是嵌入式系统在此领域的典型应用。目前,市场上车载导航系统终端大多采用单片机为主控处理器,普遍存在处理速度慢、电路结构复杂、功耗大、抗扰性能差等问题。另一方面,市场上的嵌入式导航系统一般采用WinCE、Vxwork等商业操作系统,需交纳使用费,增加了产品成本,造成产品价格居高不下。本课题在分析了当前车载导航系统的基本原理和其不足的基础上,提出采用当前主流的16/32位ARM9系列的S3C2440为控制芯片,以嵌入式Linux为操作系统的GPS导航系统的设计思想。通过硬件选型选用了更高性能且性价比高的处理器,车载系统的硬件电路设计更加简洁,功耗更低、可靠性更强。针对导航系统的实际需求,对Linux内核进行了移植和裁剪,同时考虑系统SDRAM和Flash的有限性,决定采用构建YAFFS2文件系统,使得系统软硬件相结合,功能更加强大。系统经过实验和调试,均达到各项设计指标。本课题主要解决了传统上采用的单片机导航系统功能不强,以及使用WinCE等商业操作系统费用高等问题,提高了系统性价比。本课题的研究既保证系统的成本,同时也确保了系统的可靠性和灵活性,对车载导航系统的进一步深入研究具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外发展状况
• 1.3 课题研究目的及意义
• 1.4 论文的主要研究工作
• 2 车载导航系统定位解决方案分析
• 2.1 车载导航定位方法的比较与确定
• 2.1.1 GPS全球定位系统
• 2.1.2 GALILEO卫星系统
• 2.1.3 GLONASS卫星系统
• 2.2 GPS的组成与定位原理
• 2.2.1 GPS组成
• 2.2.2 GPS定位原理
• 2.2.3 GPS的信号
• 2.2.4 GPS信号观测方法
• 3 车载导航系统设计方案分析
• 3.1 嵌入式系统的基本概念
• 3.1.1 嵌入式系统概述
• 3.1.2 嵌入式系统的组成
• 3.2 嵌入式系统开发过程
• 3.2.1 嵌入式软件开发的特点
• 3.2.2 嵌入式软件的开发流程
• 3.2.3 嵌入式系统的调试
• 3.3 导航系统软硬件平台选型
• 3.3.1 硬件平台的选择
• 3.3.2 软件平台的选择
• 3.3.3 开发工具
• 3.4 导航系统总体设计思想
• 4 车载导航系统的的硬件设计
• 4.1 系统硬件整体设计
• 4.2 系统微处理器选型
• 4.3 系统开发硬件环境
• 4.3.1 Mini2440特性介绍
• 4.3.2 Mini2440地址空间分配和片选信号定义
• 4.4 系统外围电路设计
• 4.4.1 电源电路
• 4.4.2 SDRAM接口电路
• 4.4.3 Flash存储器接口设计
• 4.4.4 LCD（触摸屏）接口电路设计
• 4.4.5 GPS模块接口电路设计
• 4.5 导航系统硬件设计的关键问题
• 4.5.1 印刷电路板的设计
• 4.5.2 硬件调试
• 5 导航系统软件设计
• 5.1 导航系统软件体系框架
• 5.2 嵌入式Linux内核简介
• 5.3 交叉开发环境的建立
• 5.4 系统启动加载程序Bootloader设计
• 5.4.1 嵌入式Bootloader简介
• 5.4.2 Vivi的配置与编译
• 5.4.3 Vivi代码启动分析
• 5.5 Linux内核的启动分析与移植
• 5.5.1 内核配置与裁剪
• 5.5.2 Linux内核启动过程分析
• 5.6 导航系统根文件系统的构建
• 5.7 导航系统LCD设备驱动的实现
• 5.7.1 导航系统的帧缓冲设备
• 5.7.2 帧缓冲驱动的编写
• 6 导航系统的实验与调试
• 6.1 开发环境硬件平台的搭建
• 6.2 交叉开发环境的建立
• 6.3 导航系统的基本功能
• 6.3.1 地图视图设置
• 6.3.2 路径规划
• 6.3.3 路径管理
• 6.3.4 轨迹管理
• 6.3.5 其它的功能
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介