基于ARM的GPS定位系统的研究与实现

论文摘要

GPS(全球定位系统)是一种全方位的实时定位技术。随着GPS技术的发展,基于PC机的导航定位系统由于其价格及功耗较高己不能满足社会发展的需要,脱离PC端的嵌入式导航定位技术迅速发展起来。如今以ARM处理器作为主CPU的嵌入式硬件平台,几乎已经成为信息产业的硬件标准。一方面,它具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点,另一方面,它为高速、稳定地运行嵌入式操作系统提供了硬件基础。因此由基于ARM处理器的硬件平台和嵌入式操作系统构成的嵌入式系统己经被广泛地应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各种领域。本文就对基于ARM的GPS定位系统的开发进行了研究与实现。本文主要对以下三个方面的技术进行了研究:一是对GPS技术进行了介绍,介绍了GPS技术的发展、原理、特点、系统组成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平台。三是对Windows CE操作系统的开发进行了详细的描述。硬件平台设计以三星公司的ARM920T核的S3C2440A为微处理器,根据系统要求完成S3C2440A外围器件的设计,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的电路设计。而GPS模块使用了GPS25LVS 12通道的GPS接收机,并对GPS与ARM的通信接口和数据格式进行了描述。硬件系统设计采用了冗余设计,为以后系统的升级提供了空间。在嵌入式操作系统上,我们选择的是Windows CE操作系统。详细介绍了平台移植过程中Boot Loader开发,OAL层修改,以串口、键盘和LCD驱动为例介绍了驱动程序的开发,并详细介绍了内核的定制过程。在应用程序开发中,介绍了从PB中导出SDK的过程以及EVC应用程序的调试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景
• 1.1.1 嵌入式技术
• 1.1.2 GPS 技术
• 1.2 本课题的主要任务
• 1.3 论文的组织
• 第二章 GPS 技术基本原理
• 2.1 GPS 系统的产生与发展
• 2.2 GPS 系统的组成
• 2.2.1 空间部分——GPS 卫星星座
• 2.2.2 地面监控部分
• 2.2.3 用户接收部分
• 2.3 GPS 基本原理
• 2.3.1 卫星的位置
• 2.3.2 卫星与用户间的相对距离
• 2.3.3 卫星信号的解算
• 2.3.4 GPS 的定位方式
• 2.3.5 GPS 系统的优点
• 2.4 GPS 发展现状和前景
• 第三章 嵌入式系统设计概述
• 3.1 嵌入式系统概述
• 3.1.1 嵌入式系统简介
• 3.1.2 嵌入式处理器分类
• 3.2 ARM 概述
• 3.2.1 ARM 简介
• 3.2.2 ARM 处理器的体系结构
• 3.2.3 ARM920T 微处理器概述
• 3.3 嵌入式操作系统概述
• 3.3.1 嵌入式实时操作系统
• 3.3.2 典型的嵌入式操作系统
• 3.3.3 Windows CE 操作系统概述
• 第四章 系统硬件设计
• 4.1 系统硬件构成
• 4.2 S3C2440 处理器
• 4.2.1 S3C2440A 基本特性
• 4.2.2 地址空间分配
• 4.3 外围电路设计
• 4.3.1 电源电路
• 4.3.2 Flash 电路
• 4.3.3 SDRAM 电路
• 4.3.4 SD 卡
• 4.3.5 USB 通信
• 4.3.6 RS232 通信
• 4.4 GPS 模块概述
• 4.4.1 技术指标
• 4.4.2 接口特性
• 4.4.3 GPS25LVS 与计算机串口的连接
• 4.4.4 数据格式
• 第五章 嵌入式软件平台开发
• 5.1 Windows CE 系统架构
• 5.2 Boot Loader 开发
• 5.3 OAL 开发
• 5.4 驱动开发
• 5.4.1 本地驱动程序和流接口驱动程序
• 5.4.2 串口驱动
• 5.4.3 矩阵键盘驱动
• 5.4.4 LCD 显示驱动
• 5.5 Windows CE 内核的定制
• 5.5.1 PB 介绍
• 5.5.2 定制内核的步骤
• 5.6 应用程序开发
• 5.6.1 EVC 概述
• 5.6.2 导出SDK
• 5.6.3 EVC 应用程序的调试
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士在读期间的研究成果