基于ARM的GPS接收系统的设计研究

论文摘要

近年来随着物联网概念的提出,作为物联网系统重要组成的GPS（Global Position System）技术不断改进,软硬件技术发展迅速,GPS技术开始影响国民经济各个部门,并逐步深入到人们的日常生活。基于上述现状,本文设计了一种基于ARM和WinCE 5.0的GPS接收和定位系统。在保证系统高灵敏度的基础上,实现了经纬度、高度、速度、星图等GPS定位信息的实时采集、存储和显示。本文设计的GPS接收系统选取了高灵敏度和高定位精度的GPS芯片,实现了GPS信号的采集、放大、滤波和输出。采用三星公司的S3C2440作为主控芯片,以其为核心扩展了Nand-Flash和Nor-Flash存放启动代码和操作系统,扩展了相应的SDRAM用作系统运行时的内存,触摸型LCD提供了良好地人机交互界面。本文首先介绍了GPS工作原理和应用等相关知识,并且介绍了嵌入式操作系统的基本原理,在这些理论的基础上进行了系统的硬件设计,完成了对GPS芯片的选型分析、GPS天线的选型分析、GPS接收模块的外围电路设计、S3C2440主控模块电路设计、以及GPS接收模块和主控模块的接口电路设计。完成硬件设计之后,介绍了WinCE 5.0嵌入式操作系统的原理和应用,利用Platform Builder 5.0分析和实现了WinCE 5.0 BSP的定制,实现了系统所需要的串口驱动等驱动程序。最后在WinCE 5.0嵌入式操作系统平台上完成系统的总体程序设计,实现了可视化的GPS信息采集和显示。本文设计的GPS接收系统具有小型化、成本低和高灵敏度的优点,并且易于扩展,不仅可以应用于普通用户GPS定位,也可用于土地测量、地质勘测或者交通运输等领域。GPS技术作为物联网的重要组成部分,本文对于物联网的实现也具有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 课题研究背景及意义
• 1-2 国内外发展现状
• 1-2-1 GPS应用概述
• 1-2-2 GPS技术发展现状
• 1-3 本文主要内容及组织安排
• 第二章 相关技术概述
• 2-1 GPS全球定位系统
• 2-1-1 GPS简介
• 2-1-2 GPS 系统组成
• 2-1-3 GPS 定位原理
• 2-1-4 GPS 误差分析及解决
• 2-2 嵌入式技术
• 2-2-1 嵌入式系统
• 2-2-2 嵌入式处理器
• 2-2-3 嵌入式操作系统
• 第三章 系统硬件设计
• 3-1 系统总体功能框图
• 3-2 系统总体硬件设计
• 3-3 主控芯片选型介绍
• 3-4 系统外围电路设计
• 3-4-1 FLASH 存储器电路
• 3-4-2 电源电路
• 3-4-3 SDRAM 电路
• 3-4-4 串口电路
• 3-4-5 USB 电路
• 3-4-6 SD 卡接口电路
• 3-4-7 复位电路
• 3-4-8 JTAG 接口电路
• 3-4-9 音频接口电路
• 3-4-10 LCD 显示电路
• 3-5 GPS 模块选型
• 3-5-1 GPS 芯片选型
• 3-5-2 LEA-5S 芯片介绍
• 3-5-3 GPS 模块天线选型
• 3-6 GPS 模块电路
• 3-6-1 GPS 模块电源电路
• 3-6-2 GPS 天线短路检测电路
• 3-6-3 GPS 模块串口电路
• 第四章 系统软件设计
• 4-1 系统软件总体构架
• 4-2 Windows CE 操作系统介绍
• 4-3 Bootloader 程序
• 4-4 Windows CE 驱动程序
• 4-5 Windows CE 操作系统定制
• 4-6 GPS 应用程序
• 第五章 系统实验及结论
• 5-1 GPS 模块测试
• 5-2 系统定位实验
• 5-3 结论及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果