基于嵌入式Linux的GPS研究与设计

论文摘要

随着科技的迅速发展,以及人们出行的需要,GPS的出现显得越来越重要。特别是对于那些出门在外,对路况又不熟悉的人们,显得尤为重要。GPS是一种电子手持设备,它通过接受天上的卫星信号,将接受到的数据通过换算,从而得出此设备所在的经度和纬度等信息,并将其以图形界面的方式显示在地图中,使用户可以通过地图确认自己的位置。除此之外,一般的GPS数据中还包括UTC时间,对地速度,定位状态,日期,方位角,信噪比等等其他的常用数据。本文首先阐述课题研究的技术背景、现实意义和研究现状,对嵌入式系统和GPS模块的功能作了分析。并在此基础上给出基于Linux和GPS模块的总体设计方案。然后详细分析了Linux内核细节问题,包括Linux内核的架构,组成部分及相应的作用和设备驱动程序的分析。并在此基础上移植了所需用到的串口驱动,并完成Linux内核的定制,设计了一种基于嵌入式Linux的GPS。该方案处理器选用ARM9系列中的S3C2440芯片,GPS模块采用全新的sirf3代芯片(REB3571),采用Linux作为嵌入式操作系统。在S3C2440处理器上运行Linux操作系统和相应的应用软件,来控制GPS模块完成接受卫星信号,换算并传递到S3C2440处理器。该方案有效实现了定位功能,具有非常好的实时性,为后面实现GPS功能作了基础。最后,本文对所作的工作做了一个总结,指出存在的不足及改进方法,为后续的研究设计作了指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号与縮写含义清单
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 课题研究目标和创新点
• 1.4 论文章节安排
• 2 嵌入式系统及技术
• 2.1 嵌入式系统简介
• 2.1.1 嵌入式系统特点与组成
• 2.1.2 嵌入式系统分类
• 2.2 嵌入式处理器
• 2.2.1 嵌入式处理器分类
• 2.2.2 ARM处理器
• 2.3 嵌入式操作系统
• 2.3.1 Linux操作系统的由来
• 2.3.2 Linux操作系统的特点
• 2.4 小结
• 3 Linux操作系统的移植
• 3.1 引导程序
• 3.2 Linux内核的移植
• 3.2.1 Linux内核下载
• 3.2.2 Linux内核配置
• 3.2.3 编译并下载Linux内核
• 3.3 装载驱动
• 3.3.1 按键原理
• 3.3.2 按键驱动设计
• 3.3.3 按键驱动测试
• 3.4 Makefile分析
• 3.4.1 Makefile语法规则
• 3.4.2 Makefile的作用原理
• 3.5 根文件系统的制作
• 3.6 小结
• 4 GPS原理
• 4.1 GPS卫星信号的产生
• 4.2 GPS系统的组成
• 4.2.1 空间部分
• 4.2.2 地面监控部分
• 4.2.3 用户终端部分
• 4.3 误差来源
• 4.3.1 电离层和大气延迟误差
• 4.3.2 卫星与接收机的时钟误差
• 4.3.3 多路径误差
• 4.4 NMEA0183标准
• 4.5 小结
• 5 GPS系统软硬件设计
• 5.1 GPS系统硬件架构
• 5.2 GPS系统软件设计
• 5.2.1 串口终端应用
• 5.2.2 图形界面显示
• 5.2.3 编译联合执行
• 5.3 小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果