基于云计算的车载GPS导航终端的研究与设计

论文摘要

近年来,随着我国汽车工业的迅猛发展,汽车快速走进了亿万中国家庭。家庭汽车的迅速普及,给城市交通带来了巨大压力。居高不下的燃油价格在给汽车用户带来沉重经济负担的同时,也给国家带来能源危机。本学位论文在研究云计算的基础上,针对当前车载GPS导航系统终端没有精确油耗路径规划的现状,提出了一种基于云计算的车载GPS导航终端油耗路径规划的实现方法。利用云计算在高效计算、海量存储、按需付费、成本低廉、绿色节能等方面的特点,有效地弥补了嵌入式系统在数据计算和存储方面的不足。本文的主要研究内容如下：(1)研究分析了云计算、GPS全球定位系统以及GPRS通用分组无线服务相关理论和技术,论证了云导航终端的理论和技术基础。(2)将云计算应用于车载导航领域,并提出了一种基于云计算的油耗路径实现方法和导航终端设计方案。导航终端采集油耗数据和GPS定位信息,通过通信模块将采集数据交给云计算平台处理和分析,分析得出的油耗路径信息可以实时分享给网络中的通过访问授权的各种异构车载导航终端,终端向云计算平台发出油耗路径导航请求,云计算平台通过路径规划算法将导航结果返回终端,终端导航数据解析处理模块完成油耗较小路径的地图显示。(3)完成了导航终端与云计算平台通信的数据协议设计、实验数据样本库建立、软硬件开发环境搭建以及各功能模块详细设计等工作,在S3C6410开发板上设计实现了车载GPS导航终端系统。终端主要实现的功能有GPS导航信息的采集、汽车油耗数据的采集、网络通信和油耗路径的航迹标识等。本学位论文研究设计的基于云计算的车载GPS导航终端,是集嵌入式系统、云计算、GPS卫星定位、汽车电子和网络通信等技术为一体的综合性车载终端。它将对车载导航产品的研发具有一定的理论参考价值,对降低油耗、尾气排放以及汽车用户的经济负担具有一定的现实意义,同时对响应国家节能减排号召具有重要意义。随着研发的不断深入,导航终端的功能将会更加完善,它的普遍应用将会成为降低汽车油耗的有效途径之一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 云计算
• 1.2.2 车载导航
• 1.3 主要研究内容和工作
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 相关理论及技术
• 2.1 引言
• 2.2 计算理论及技术
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 体系结构
• 2.2.3 关键技术
• 2.3 全球定位系统理论及技术
• 2.3.1 全球五大卫星定位系统分析
• 2.3.2 GPS基本原理
• 2.3.3 GPS数据通信协议
• 2.4 GPRS通用分组无线服务理论及技术
• 2.4.1 GPRS工作原理
• 2.4.2 GPRS优势
• 2.5 本章小结
• 第3章 车载GPS导航终端总体设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统方案
• 3.2.1 系统结构
• 3.2.2 实现机制
• 3.3 油耗路径
• 3.3.1 设计思想
• 3.3.2 油耗数据样本库
• 3.4 消息协议
• 3.4.1 GPRS通信消息协议
• 3.4.2 导航终端设备注册请求消息
• 3.4.3 导航终端登录请求消息
• 3.4.4 链路测试包消息
• 3.4.5 导航终端数据上报消息
• 3.4.6 导航终端导航请求消息
• 3.4.7 系统指令码
• 3.4.8 消息协议通讯机制
• 3.5 本章小结
• 第4章 车载GPS云导航终端设计
• 4.1 引言
• 4.2 导航终端开发环境构筑
• 4.2.1 硬件环境
• 4.2.2 软件环境
• 4.3 导航数据
• 4.3.1 GPS接收模块
• 4.3.2 GPS导航数据接收
• 4.4 油耗数据
• 4.4.1 CAN总线模块
• 4.4.2 油耗数据采集
• 4.5 网络通信
• 4.5.1 GPRS模块
• 4.5.2 导航数据通信
• 4.6 油耗路径航迹
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢