基于GPS和GPRS技术的多功能车载终端的硬件实现和关键技术研究

论文摘要

交通作为一座城市的发展基础,犹如人体的血液循环系统；公交车辆作为广大市民方便、快捷、经济出行的主要工具,则犹如这个循环肌体的动脉。交通系统虽然日益发展,但目前的智能交通系统大都用于商业运营车,尚未成功地应用于公交车辆,因此,顺应城市交通管理和公交运输行业运营的提升需求,优化发展智能公交系统势趋必然。公交车辆的远程监控始终是一个系统而复杂的课题。在目前看来,使用GPRS (General Packet Radio Service,通用分组无线服务技术)公众网实现车辆的远程监控和调度是最可行有效的方案。现代车辆监控系统是一种将全球卫星定位技术(Global Positioning System, GPS)和现代通信技术相结合的高科技系统。GPRS和GPS技术是车辆监控系统的两个关键要素。车辆利用GPS技术得到自身的定位信息来触发车载终端进行自动报站等服务,它取代了传统的人工按键报站的方式,并将这些定位信息通过GPRS传到调度中心并保持实时的联系,完成向调度中心汇报车辆位置和状况信息的功能,并接收和响应中心下发的命令。调度中心再将定位信息分发给相应的电子站牌,电子站牌接到信息及时更新其显示信息,从而实现完整的自动化服务。本文主要目的是依据公交车载系统的实际要求,设计一个基于Linux和ARM9的车载平台,拟用GPS模块实现位置信息的采集,用GPRS模块实现信息的传输,从而为以后系统功能的扩展打下一个良好的基础。鉴于ARM在系统控制方面的优势,所以以ARM为核心的嵌入式开发平台被广泛的应用。论文介绍了基于GPS和GPRS的多功能车载网络终端的硬件设计、研制实现、实际测试与验证。论文的主要贡献概括如下：1.介绍了智能车载系统的主要实现功能和结构特点,从硬件平台的选型出发,详细阐述了智能车载系统的硬件构成与原理；2.给出了基于AT91SAM9260芯片的智能车载系统的研制实现方案；3.介绍了GPS/GPRS载板的设计与实现方案；4.介绍了基于IS07637车载电源板的设计与实现方案；5.给出了系统的总体测试方案,并完成了包括静电实验,电快速脉冲群试验,高低温实验,IS07637实验各项实际性能测试。测试证明,设计实现的多功能车载终端系统可以经受住公交车上复杂恶劣的工作环境。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 智能公共交通系统的研究意义
• 1.2 公交车载机系统简介
• 1.3 论文设计的目标及主要工作
• 1.4 论文的目的和组织结构
• 第二章 车载系统的硬件平台介绍
• 2.1 车载机平台概括
• 2.2 车载机的硬件平台需求分析
• 2.3 硬件平台对比
• 2.4 平台选型总结
• 第三章 车载系统的硬件设计
• 3.1 系统硬件的主板设计方案
• 3.1.1 系统硬件主板的设计
• 3.1.2 主板网口电路设计
• 3.1.3 实时时钟与外部看门狗电路设计
• 3.1.4 USB接口电路设计
• 3.1.5 串行接口电路设计
• 3.1.6 SDRAM和Flash电路设计
• 3.1.7 语音和功放电路设计
• 3.1.8 开关量检测电路设计
• 3.1.9 脉冲量检测电路设计
• 3.1.10 储能电路及其充放电管理电路设计
• 3.2 GPS/GPRS载板设计方案
• 3.2.1 GPS模块部分系统
• 3.2.2 载板电源设计
• 3.2.3 GPRS/3G模块设计
• 3.2.4 RUIM卡设计
• 3.2.5 音频接口电路设计
• 第四章 基于ISO7637标准的车载电源设计
• 4.1 基于ISO7637标准的电源
• 4.1.1 ISO7637标准介绍
• 4.1.2 基于ISO7637标准的车载电源设计说明
• 4.2 电源板的硬件设计
• 4.2.1 电源电路具体设计
• 4.2.2 车载电源元器件选型
• 4.2.3 电源板设计注意事项
• 4.3 电源板的实验测试
• 4.3.1 基于ISO7637标准的车载电源的实验分析
• 4.3.2 ISO7637实验总结分析
• 4.4 电源板设计小节
• 第五章 测试与验证
• 5.1 载板模块测试
• 5.1.1 GPS模块的测试
• 5.1.2 GPRS模块的测试
• 5.1.3 电源模块的测试
• 5.2 主板硬件接口的测试
• 5.2.1 以太网接口的测试
• 5.2.2 串口的测试
• 5.2.3 NAND FLASH的测试
• 5.2.4 操作系统内核下载测试
• 5.3 系统稳定性和可靠性的评估
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文成果总结
• 6.2 车载机开发经验总结
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1:主板PCB
• 附录2:载板PCB
• 致谢