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基于Android的嵌入式车载导航系统研究

2020-12-08阅读(320)

基于Android的嵌入式车载导航系统研究

论文摘要

当前,车载导航系统已成为发展中国家和发达国家解决由汽车普及带来的交通拥挤的重要解决方案。把车辆和道路综合进行考虑,运用车载导航系统的各项高新技术是解决交通问题的有效途径之一。在现有的导航系统中,嵌入式的解决方案已成为当前研究的热点,成为各大厂商和制造商的竞争核心。随着对导航系统信息服务能力要求的进一步提高,并且终端硬件成本不断降低,软件操作系统所占比例越来越大,因此选择一款功能齐全、性能稳定、兼容性强且易于开发、维护和升级的软件操作系统来支撑嵌入式终端硬件系统的运行就显得尤为重要。Android由嵌入式Linux+Java组成,包括操作系统、用户界面和应用程序,号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动操作系统软件。其构架和工作原理决定了Android是目前最具可移植性的移动设备操作系统,主要应用于智能手机、数字家电、机顶盒和车载导航仪等,是当前嵌入式系统应用的首选方案。基于ARM微处理器和Android操作系统开发的嵌入式车载导航系统终端信息平台,主要设计目标是实现车辆自动定位、行车路线设计、路径引导服务、无线通信等基本功能,将驾驶员和管理者、公路和车辆三位一体有机地结合在一起。在研究过程中将充分利用ARM微处理器的高性能、高效率、高稳定性等特点,同时考虑了Android操作系统可移植性、扩展性、易维护和开源等,将两者结合起来可使系统具有兼容性强、稳定性高、跨平台、低成本、易于维护和升级等优点,这将为类似嵌入式系统开发提供了一个很好的应用解决方案。本文根据车载导航系统的特点和功能需求,应用嵌入式系统各项技术,研究了基于ARM处理器和Android操作系统的车载导航系统的研制。主要从硬件平台的特点、外围电路的设计以及Android操作系统下对硬件设备的驱动、应用程序设计等方面对嵌入式车载导航系统进行深入分析和探讨。硬件平台主要以S3C2410A为核心处理器,结合键盘、触摸屏、液晶等基本外围电路,同时独立设计了包括GPS模块在内的硬件外扩电路,对这些硬件电路的设计及工作原理进行了分析,确保了硬件设计方案的可行性;在此硬件平台上,深入了解了Android操作系统的架构,建立了一套完整的交叉开发环境对其独有的内置性能进行研究和测试,完成了Android操作系统向车载导航终端硬件平台的移植。主要开发了键盘、液晶、网卡、触摸屏、SD卡和GPS等硬件设备的驱动程序,并设计了GPS定位程序和Google Map电子地图应用程序,使设备具有更好的应用价值。在系统研究过程中,做了大量的有关Android操作系统方面的实验,在实验中遇到的问题及解决方案本文也将做粗略介绍。本应用平台可以嵌入到其他的终端设备中,如手机、PDA等。利用该设计方案并结合Android系统的函数接口可以开发适合于不同智能终端和不同应用需求的各种嵌入式GIS信息平台,具有很好地移植性和扩展性。通过本系统的研究,将为嵌入式系统同行研发人员在方案选择、项目论证等方面提供有用的经验价值和指导意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 第1节 课题来源
  • 第2节 研究的目的和意义
  • 第3节 国内外发展现状
  • 一、国外发展现状
  • 二、国内发展现状
  • 第4节 嵌入式系统概述
  • 一、嵌入式系统定义
  • 二、ARM 微处理器简介
  • 第5节 课题的研究内容及组织结构
  • 第2章 Android 操作系统
  • 第1节 Android 操作系统概述
  • 一、Android 简介
  • 二、Android 的特征
  • 第2节 Android 操作系统的结构
  • 一、Android 操作系统总体框架
  • 二、Android 工作机制
  • 第3节 Android 的优势
  • 第4节 本章小结
  • 第3章 车载导航系统硬件平台设计
  • 第1节 车载导航系统的整体框架
  • 第2节 模块设计
  • 一、微处理器选择
  • 二、系统存储器
  • 三、串口设计
  • 四、LCD 和液晶屏
  • 五、以太网卡电路
  • 六、GPS 模块
  • 第3节 本章小结
  • 第4章 车载导航系统软件平台构建
  • 第1节 车载导航系统的总体软件结构
  • 第2节 ARM9 Android 开发流程
  • 第3节 Android 应用程序开发环境搭建
  • 第4节 交叉编译环境搭建
  • 第5节 Android 内核的移植
  • 第6节 根文件系统制作
  • 第7节 本章小结
  • 第5章 Android 设备驱动开发
  • 第1节 设备驱动程序概述
  • 第2节 Android 网卡驱动开发
  • 第3节 Android 触摸屏和键盘驱动开发
  • 一、触摸屏驱动程序开发
  • 二、键盘驱动程序开发
  • 第4节 SD 卡驱动开发
  • 第5节 GPS 驱动程序开发
  • 第6节 本章小结
  • 第6章 车载导航系统软件设计与测试
  • 第1节 Android 电子地图
  • 第2节 GPS 定位的设计
  • 一、NMEA-0183 协议
  • 二、Android 定位服务类库
  • 三、GPS 的定位设计
  • 第3节 系统的启动及测试
  • 一、内核的烧写和根文件系统的挂载
  • 二、系统运行效果及整体测试
  • 第4节 本章小结
  • 第7章 总结与展望
  • 第1节 本文所做工作
  • 第2节 本文特点
  • 第3节 本文贡献
  • 第4节 今后研究工作展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间科研成果
  • 致谢

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