基于GPRS的车辆监控系统的设计与实现

论文摘要

随着经济的发展和交通问题的日趋严峻,智能交通系统受到普遍重视并得到了极大发展。本文研究了当前智能交通系统研究中的车辆监控系统,提出了一种车辆监控系统的设计方案,重点研究和实现了车载终端设备。本文首先介绍了车辆监控系统的整体设计方案,然后阐述了其中的GPRS、GPS、嵌入式ARM等关键技术的原理和应用,并从硬件和软件实现两个方面给出了车载终端设备的设计和实现过程,最后介绍了车载终端设备样机的调试和测试方法。本监控系统由车载终端设备、监控中心和基于通用分组无线业务（GPRS）网络的通信子系统组成。车载终端设备在硬件上基于ARM7嵌入式平台,在软件上基于μC/OS-II实时操作系统。该设备利用全球定位系统（GPS）技术获得车辆的位置、车速以及日期和时间的精确数值;利用轻量级TCP/IP（LwIP）协议栈支持车辆与监控中心之间的基于IP的GPRS数据传输;利用脉冲检测技术获取车辆的行驶状态;利用液晶屏的图形显示和语音提示技术为驾驶人员提供直观的车辆行驶状态信息并基于这些信息来保障驾驶人员安全驾驶;利用射频读写技术实现了对驾驶人员和车辆的有效管理。本研究完成了车辆监控系统的演示系统搭建。研究成果表明了车载终端设备具有良好的性能,车辆监控系统合理、有效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 课题研究内容和主要研究工作
• 1.4 功能要求和实现方案
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 车辆监控系统总体设计
• 2.1 车辆监控系统概述
• 2.2 通信子系统设计
• 2.3 监控中心设计
• 2.4 VTE 设计
• 2.5 车辆监控系统设计框架
• 第三章 关键技术介绍
• 3.1 GPS 定位技术
• 3.1.1 GPS 构成
• 3.1.2 GPS 系统的定位原理
• 3.1.3 NMEA 0183 协议
• 3.2 GPRS 技术
• 3.2.1 GPRS 系统概述
• 3.2.2 GPRS 网络结构
• 3.2.3 移动台接入GPRS 网络
• 3.2.4 外部数据网接入GPRS 网络
• 3.2.5 终端设备与外部数据网的连接
• 3.3 嵌入式系统与ARM
• 3.3.1 嵌入式系统
• 3.3.2 ARM 概述
• 第四章 车载终端设备硬件设计与实现
• 4.1 VTE 硬件设计原理图
• 4.2 微处理器及电源部分设计
• 4.2.1 供电电源
• 4.2.2 复位电路
• 4.2.3 微处理器和调试接口
• 4.3 存储器部分设计
• 4.3.1 FLASH 和SRAM
• 4.3.2 CF 存储卡
• 4.4 数据传输部分设计
• 4.4.1 GPS 接收模块
• 4.4.2 GPRS 数据传输模块
• 4.4.3 RS-232-C 接口
• 4.4.4 脉冲检测
• 4.4.5 IC 卡射频读写模块
• 4.5 人机交互部分设计
• 4.5.1 LCD 与LED
• 4.5.2 语音模块
• 第五章 车载终端设备软件设计与实现
• 5.1 嵌入式操作系统
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 μC/OS-II 概述
• 5.2 交叉开发环境
• 5.3 启动代码的设计
• 5.4 移植μC/OS-II 到LPC2210 硬件平台
• 5.4.1 移植条件
• 5.4.2 移植过程
• 5.5 嵌入式TCP/IP 协议栈移植
• 5.5.1 TCP/IP 协议栈及LwIP 介绍
• 5.5.2 移植LwIP
• 5.5.3 LwIP 的应用接口
• 5.6 应用程序设计与实现
• 5.6.1 设计框架
• 5.6.2 初始任务
• 5.6.3 GPS 帧解析任务
• 5.6.4 GPRS 数据发送任务
• 5.6.5 CF 卡存储任务
• 5.6.6 GUI 任务
• 5.6.7 语音提示任务
• 5.7 调试和测试
• 5.7.1 调试
• 5.7.2 测试
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢