基于GPS/GPSOne混合定位嵌人式车载导航系统的设计与实现

论文摘要

近年来，随着经济的发展，在中等发展国家汽车进入每家每户已逐渐成为现实，汽车拥有量不断攀升，必然也带来了交通的拥挤、事故的频繁、环境污染等问题，这一系列问题迫使人们开始对智能交通系统（Interlligen Transport System，ITS）的研究。在智能交通系统中，车载导航系统充当了极其重要的角色。本文设计了以GPS/GPSOne混合定位技术，以源程序免费开放的Linux作为操作系统的嵌入式车载导航系统。论文的主要工作包括：（1）设计了导航系统的硬件系统车载导航系统以嵌入式系统为开发平台，采用了基于ARM核的S3C2410开发板为硬件平台，建立并连接了各功能模块电路。其中，包括了GPS定位模块电路、GPSOne定位模块电路、存储模块电路、串口模块电路、电源电路以及人机交互模块电路等的设计与实现。（2）设计并实现车载导航软件系统在硬件平台建立后，设计并开发了车载导航系统的软件环境。本系统采用了Linux作为操作系统，在软件的实现上建立了交叉式的开发环境，完成Linux启动引导程序Bootloader的移植，Flash的烧录，实现了Linux内核在S3C2410芯片上的移植等。设计开发了车载导航系统中各软件功能模块，展示了其中的部分程序设计。最终完成车载导航系统的整体设计过程。（3）最终测试及应用情况系统在经过软硬件的调试后，在导航、定位以及道路规划上，基本实现了系统最初设计的功能。在测试中加强了对定位系统的测试，经实践验证，引入了GPSOne定位后，车载导航定位的精确性、可靠性得到了大大的提高。当然这也是本系统设计创新点：采用GPSOne定位辅助GPS定位的混合定位系统，融合两种定位的优点，增强了定位的实时性和可靠性。最终，本车载导航系统的设计拥有较好的人机交换界面，可靠性高，成本低廉的特点，可作为车载导航系统的普及与推广。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 车载导航系统发展的现状和趋势
• 1.2.1 车载导航系统发展的现状
• 1.2.2 车载导航系统的发展趋势
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 论文的组织结构
• 第二章 定位技术与嵌入式系统
• 2.1 定位技术简介
• 2.1.1 GPS 全球定位系统
• 2.1.2 GPSOne 定位技术介绍
• 2.1.3 其他定位技术介绍
• 2.1.4 混合定位技术
• 2.2 GIS 系统介绍
• 2.3 嵌入式系统
• 2.3.1 嵌入式系统概述
• 2.3.2 嵌入式系统的结构与组成
• 2.4 本章小结
• 第三章 嵌入式车载导航系统需求分析
• 3.1 需求分析
• 3.2 功能分析
• 3.3 性能分析
• 3.4 系统可行性分析
• 3.4.1 经济可行性分析
• 3.4.2 市场需求分析
• 3.4.3 技术可行性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 嵌入式车载导航系统硬件设计方案
• 4.1 车载导航总体设计方案
• 4.2 车载导航系统硬件平台组成
• 4.2.1 系统构成
• 4.2.2 系统性能
• 4.3 车载导航系统电路设计
• 4.3.1 基于 ARM 核的 S3C2410 处理器
• 4.3.2. GPS 定位模块接口电路设计
• 4.3.3 GPSOne 定位模块接口电路设计
• 4.3.4 存储器接口电路设计
• 4.3.5 串行通信接口电路
• 4.3.6 人机交互模块电路设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 嵌入式车载导航系统内核移植
• 5.1 车载导航系统软件结构及设计思路
• 5.2 嵌入式车载导航系统交叉环境的建立
• 5.3 嵌入式车载导航系统 BOOTLOADER 的分析与移植
• 5.3.1 Bootloader 简述
• 5.3.2 Bootloader 的结构和启动过程
• 5.3.3 U-boot 的分析与移植
• 5.4 FLASH 的烧录程序（FLASHLOADER）编写
• 5.5 嵌入式车载导航系统 LINUX 内核启动与移植
• 5.5.1 车载导航系统嵌入式 Linux 内核启动过程
• 5.5.2 嵌入式车载导航系统的 Linux 内核移植
• 5.6 嵌入式车载导航系统 LINUX 设备的驱动模型及移植
• 5.6.1 嵌入式车载导航系统 Linux 的设备驱动模型
• 5.6.2 嵌入式车载导航系统显示设备驱动与移植
• 5.7 嵌入式车载导航系统文件系统的构建
• 5.7.1 文件系统的功能
• 5.7.2 嵌入式车载导航系统根文件系统文件的设计与实现
• 5.8 本章小结
• 第六章 车载导航软件系统的设计与实现
• 6.1 软件功能模块
• 6.2 定位模块软件设计
• 6.2.1 GPS/GPSOne 数据的接收与处理
• 6.2.2 设置串口间的通信
• 6.2.3 GPS/GPSOne 定位数据的解析
• 6.2.4 进程间的通信
• 6.3 启动混合定位软件模块
• 6.3.1 启动混合定位入口
• 6.3.2 启动和退出 GPS 定位数据采集模块
• 6.3.3 启动和退出 GPSOne 定位数据采集模块
• 6.4 界面模块程序实现
• 6.4.1 LCD 显示模块程序实现
• 6.4.2 触摸屏驱动程序的实现
• 6.5 通信模块程序设计
• 6.5.1 GPRS 通信模块软件设计
• 6.6 串口通信模块程序设计
• 6.6.1 串口设置
• 6.6.2 串口驱动程序设计
• 6.7 实时动态交通信息查询功能设计
• 6.8 本章小结
• 第七章 系统调试
• 7.1 系统硬件调试
• 7.2 系统软件调试
• 7.3 系统的测试
• 7.4 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 工作总结
• 8.2 导航系统展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果