基于Linux的智能公交无线传输平台设计与开发

论文摘要

智能公交系统是城市交通系统未来发展的重要方向,是解决城市交通问题的关键举措。为了优化城市交通运营、缓解拥塞等问题,就需要大力发展公共交通。智能公交系统可以有效提高公交公司的服务水平和管理水平,明显改善公交系统的运营效率。本文在研读大量参考文献、参考有关设计的基础上,运用GPRS、GPS、ARM以及嵌入式linux技术,提出了基于linux的智能公交无线传输平台的设计,并实现其功能。基于linux的智能公交无线传输终端是智能公交系统的重要组成部分,负责整个系统的数据采集、数据处理,外围设备的控制和数据双向无线传输等功能的实现。本文详细阐述了基于linux的智能公交无线传输终端的设计及其实现,包括系统设计中用到的几种技术基础、无线传输平台总体方案设计、软硬件设计以及系统调试过程的演示,最后还构建了一个智能公交系统网络并对其进行了仿真验证与分析。文章在技术基础中介绍了智能公交系统中使用的三种技术:GPRS、ARM、linux;在本论文的总体设计中提出了终端的功能需求,并针对此需求提出了相应的解决方案;在系统硬件设计中,本文给出了各个模块具体的硬件设计电路图,并就硬件详细设计的关键问题进行相应的分析;在软件设计中,介绍了linux内核的移植与根文件系统的制作,然后给出了系统终端应用软件设计的程序流程图,并对系统功能进行了测试;最后根据长沙公交系统的实际情况,构建了一个智能公交系统,并对其性能进行仿真分析与验证。整个传输终端模块设计完成后,在实际测试过程中对系统运行中存在的缺陷进行了修改和优化。该无线传输系统已经实现了公交车载POS机IC卡数据的采集、GPS数据的上传、语音文件的下载等多项功能,并在长沙市龙骧公司投入试运行,实测效果良好。

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第1章绪论

1.1 智能公交系统概述

1.2 无线传输平台概述

1.3 国内外研究动态

1.3.1 国外研究动态

1.3.2 国内研究动态

1.4 本课题研究背景及意义

1.5 本论文的主要内容

第2章智能公交无线传输平台技术基础

2.1 ARM 技术

2.2 嵌入式操作系统

2.2.1 Wince 操作系统

2.2.2 嵌入式linux 操作系统

2.2.3 两种操作系统的比较

2.3 无线传输平台中的无线通讯方式

2.3.1 GPRS 通讯方式

2.3.2 3G 通讯方式

2.3.3 两种通讯方式的比较

2.4 GPRS 技术在智能公交中的应用

2.4.1 GPRS 技术概述

2.4.2 GPRS 技术应用于智能公交网络系统的优点

2.4.3 GPRS 网络的TCP/UDP 协议

2.5 本章小结

第3章车载无线传输终端的总体设计

3.1 系统功能需求

3.2 智能公交总体设计

3.3 车载无线传输终端总体设计

3.3.1 主要模块基本功能介绍

3.3.2 主要芯片及模块选型

3.3.3 本章小结

第4章车载无线传输终端硬件设计

4.1 电源模块设计

4.2 ARM 控制器模块

4.3 SDRAM 模块

4.4 FLASH 模块

4.5 GPS 模块

4.6 USB 与UART 串口模块

4.7 GPRS 模块设计

4.8 看门狗与时钟电路模块设计

4.9 本章小结

第5章车载无线传输终端软件设计

5.1 系统开发平台的构建

5.2 内核的编译与移植

5.3 根文件系统的制作与移植

5.4 系统应用程序总体架构

5.5 数据上传进程程序设计

5.5.1 POS 机数据的采集与上传

5.5.2 GPS 数据的传输

5.6 数据下载进程程序设计

5.6.1 POS 机黑名单下载

5.6.2 语音文件数据下载

5.7 设备管理进程程序设计

5.7.1 系统对外设终端的控制与通信

5.7.2 系统对GPRS 通信链路的维护

5.8 数据帧格式

5.9 系统测试结果及其分析

5.9.1 POS 机模块调试

5.9.2 GPS 模块调试

5.9.3 GPRS 模块调试

5.9.4 数据传输调试

5.10 本章小结

第6章智能公交无线传输平台的构建及其仿真

6.1 系统性能需求

6.2 系统仿真平台介绍

6.3 服务器集群的负载均衡算法

6.4 系统仿真模型的建立

6.5 系统仿真及其结果分析

6.6 本章小结

总结与展望

1. 课题研究主要成果

2. 课题研究的局限

3. 课题展望

参考文献

致谢

附录 A （攻读学位期间所发表的学术论文）

附录 B （攻读学位期间所参与的科研项目）

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