高速公路场景下车辆间通信模型的设计与研究

论文摘要

本课题将车载Ad Hoc网络(VANET)技术应用于高速公路上的车辆间通信。设计了完成车辆间分布式通信的车载终端,该终端基于S3C2440A硬件平台和嵌入式linux操作系统,结合GPS定位信息处理、802.11b协议的无线网络传输、LCD液晶触摸屏显示查询等技术。硬件设计上,核心板与扩展板采用可插拔式结构,其中,扩展板使用protel99SE软件进行原理图设计,以及PCB器件布局与走线,包含GPS接收机、WiFi无线传输、LCD液晶触摸屏、电源管理以及调试电路等模块。人机交互界面软件设计,以Qt/Embedded为GUI开发平台,应用多线程编程机制,实现界面屏幕显示和点击响应、GPS定位数据的提取分析、无线数据收发处理以及视频文件播放等功能。本课题对三台车载终端模型进行测试,结果表明,在150米的通信范围内,可以实现车辆间流畅的通信。其人机交互界面操作的性能稳定,能实时获取紧急信息、周围车辆信息,及时发送报警信息,流畅播放视频文件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• 绪论
• 1. 课题研究的背景及意义
• 2. 车载自组网研究的发展现状
• 3. 论文的主要研究内容及结构安排
• 第一章 嵌入式车载通信终端的总体设计
• 1.1 系统的框架与功能
• 1.2 通信终端组成的关键技术
• 1.2.1 S3C2440A处理器简介
• 1.2.2 嵌入式操作系统的选择
• 1.2.3 卫星定位技术
• 1.2.4 无线网络传输技术
• 1.3 本章小结
• 第二章 车载通信终端的硬件电路设计
• 2.1 系统硬件平台组成
• 2.2 核心板上的存储控制器
• 2.3 GPS模块设计
• 2.4 WiFi模块接口设计
• 2.5 LCD驱动及触摸屏控制模块
• 2.6 电源模块
• 2.7 扩展板的PCB布局与布线
• 2.8 本章小结
• 第三章 嵌入式车载终端软件平台的构建
• 3.1 移植Bootloader
• 3.2 移植Linux内核移植
• 3.2.1 准备工作
• 3.2.2 修改内核源码顶层Makefile
• 3.2.3 设置flash分区
• 3.2.4 配置编译内核
• 3.3 构建Linux根文件系统
• 3.3.1 Linux根文件系统的根文件目录
• 3.3.2 拷贝动态链接库
• 3.3.3 建立系统配置文件
• 3.3.4 创建设备文件
• 3.3.5 wifi无线传输的设置
• 3.4 车载终端GUI软件开发平台
• 3.4.1 GUI软件选择及开发流程
• 3.4.2 tslib支持触摸屏的交叉编译
• 3.4.3 QT/E嵌入式移植的交叉编译
• 3.4.4 中文字库移植
• 3.5 本章小结
• 第四章 车载终端的软件设计
• 4.1 主界面设计
• 4.2 GPS定位技术的实现
• 4.2.1 NMEA-0183协议
• 4.2.2 定位信息的坐标转换和距离计算
• 4.2.3 串口初始化
• 4.2.4 接收和解析GPS数据
• 4.3 Ad hoc无线网络传输的实现
• 4.3.1 基于VANET通信协议包的设计
• 4.3.3 数据包接收处理
• 4.4 车辆动态更新显示的实现
• 4.5 视频文件播放的实现
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统测试
• 第六章 结论
• 6.1 本文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历