基于GPS的车载导航系统设计与实现

发布时间：2017-03-24 12:00

  本文关键词：基于GPS的车载导航系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,随着我国汽车以及高速公路的普及,地区与地区之间的交流更加频繁,大大增加了人类的活动区域。但是,也正是如此,导致了找不到目的地、交通阻塞、影响工作效率等问题的出现。GPS车载导航系统的出现,不仅解决了上述问题,同时还能为人们出行提供更为便捷的服务,是远途车里的必备之品。与国际上的GPS车载导航系统相比,我国的产品相对落后,智能化程度较低。因此,结合GPS以及GPSOne混合技术,利用Linux系统作为操作系统对嵌入式GPS车载导航系统进行研究,具有非常现实的科研价值。在实际的城市环境中由于建筑和树木之类阻挡,有时GPS定位的精度将大大降低,甚至无法接收到信号,而GPSOne定位则恰好可以弥补这一缺点,同时还能进行定位数据的远程传输,但是用来定位也会产生一定的通信费用。所以本系统利用GPS技术与GPSOne技术,提供了更为精确的定位服务,使得定位的误差降低到了5米以下,实现了真正意义上的高精准定位。使用混合定位技术也是系统的创新点之一,区别于一般的基于GPS的导航定位设备,本系统充分利用了两种技术的优点,即在地域宽广的郊区,采用GPS进行定位;在建筑物密集的城区,采用GPSOne进行定位。这样也增加了定位的实时性和可靠性。物流行业是推动整个国民经济的快速发展中一项必不可少的重要的基础产业,但是由于在这个行业中执行任务的车辆动态信息的实时监控问题一直未得到根本解决,以及信息反馈的不精确、不及时、不全面等问题,都会直接导致人力资源的浪费和运营成本的提高。而本系统因其具有高精度、全天候、实时性、快速、连续、全球性的动态定位功能,所以能够装配于物流运输行业的车辆中,通过使用本系统,我们还能够及时的掌握供应链的上下游的信息,这也有利于为用户提供更为全面周到的服务。另外,由于GPS本身就拥有高速信息处理及传输能力,所以运用它将有利于管理者对运输过程进行计划与决策,这样也就能进一步降低物流的成本。本系统运用的混合定位技术,更能够使司机在运输过程中随时获得最佳的运输路线,以及制定最佳的运输方案。本文首先以Linux嵌入式系统为基础,利用基于ARM核的S3C2410作为开发的硬件平台,设计了系统各个功能模块的电路图,其中包含了GPS定位模块、GPSOne定位模块以及存储模块和串口模块等。然后,在S3C2410硬件平台的基础上,采用Linux作为操作系统,搭建了系统的交叉式开发环境,完成了Linux内核移植、Flash烧录以及启动程序移植等功能,并对车载导航系统进行了详细的设计。然后完成了电子地图的设计,可以自动下载地图并对地图进行更新。由于整个系统采用嵌入式设计,占用很少的系统内存,所以可以使得系统的运行速度更快,这样用户就有更好的体验。最后,经过软件与硬件的调试后,基本上完成了最初的导航、定位以及线路规划等功能。进行完设计之后又对系统的软件和硬件进行了测试,主要包括对各种模块和功能界面的测试。通过系统测试的结果可知,本系统实现了基本的业务逻辑,并且保证了系统的稳定性和安全性,尽可能地满足了用户对于导航精准性的要求。此外,该系统还拥有较为友好的人机交互界面,生产成本相对较低,因此可以广泛配备在当今物流行业的车辆中。
【关键词】：GPS 车载导航系统 嵌入式系统
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;U463.67
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外发展现状14-17
• 1.2.1 国外发展现状14-15
• 1.2.2 国内发展现状15-17
• 1.3 主要研究内容17
• 1.4 主要研究目标17-18
• 1.5 论文组织结构18-19
• 2 相关技术与理论基础19-27
• 2.1 定位技术概述19-22
• 2.1.1 GPS定位技术19-21
• 2.1.2 GPSOne定位技术21-22
• 2.1.3 其它定位技术22
• 2.2 GIS系统22-23
• 2.3 嵌入式系统23-26
• 2.3.1 基本概述23-24
• 2.3.2 系统组成与结构24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 系统需求分析27-32
• 3.1 系统需求分析27-28
• 3.2 功能需求分析28-29
• 3.3 性能需求分析29
• 3.4 可行性需求分析29-31
• 3.4.1 技术可行性分析29-30
• 3.4.2 市场可行性分析30-31
• 3.4.3 经济可行性分析31
• 3.5 本章小结31-32
• 4 系统硬件设计方案32-43
• 4.1 总体设计方案32-33
• 4.2 系统硬件平台组成33-34
• 4.2.1 系统性能33
• 4.2.2 系统构成33-34
• 4.3 系统电路设计34-42
• 4.3.1 S3C2410处理器34-36
• 4.3.2 GPS模块电路设计36-37
• 4.3.3 GPSOne模块电路设计37-38
• 4.3.4 存储系统的电路设计38-40
• 4.3.5 串.电路设计40-41
• 4.3.6 用户接.的电路设计41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 5 系统内核移植43-53
• 5.1 软件架构和设计方案43-44
• 5.2 系统环境设计44-45
• 5.3 系统BOOTLOADER的分析与移植45-47
• 5.3.1 BOOTLOADER概述45-46
• 5.3.2 BOOTLOADER的启动过程46-47
• 5.4 Flashloader的实现47-48
• 5.5 LINUX内核移植48-49
• 5.6 系统驱动设计49-51
• 5.6.1 系统的设备驱动模型50
• 5.6.2 显示模块相关设计50-51
• 5.7 系统文件系统的构建51-52
• 5.7.1 文件系统的功能51
• 5.7.2 根文件系统整体设计51-52
• 5.8 本章小结52-53
• 6 车载导航软件系统的实现53-72
• 6.1 系统功能模块53-54
• 6.2 定位模块设计54-57
• 6.2.1 数据的接收操作54
• 6.2.2 数据传输设计54-55
• 6.2.3 定位数据解析55-56
• 6.2.4 进程间数据传输56-57
• 6.3 启动混合定位模块57-59
• 6.3.1 定位入57
• 6.3.2 打开和关闭信息采集功能57-59
• 6.4 人机接.实现59-60
• 6.4.1 显示硬件模块59
• 6.4.2 硬件驱动的实现59-60
• 6.5 GPRS通信模块60-62
• 6.6 实时路况数据检索流程62
• 6.7 蚁群算法实现最优路径搜索62-67
• 6.8 系统GUI设计67-71
• 6.8.1 QTE概述67-68
• 6.8.2 QTE底层图形引擎68
• 6.8.3 图形化界面设计方法68-69
• 6.8.4 图形化界面的实现69-70
• 6.8.5 主界面70
• 6.8.6 其他功能界面70-71
• 6.9 本章小结71-72
• 7 系统调试72-84
• 7.1 系统硬件调试72
• 7.2 系统软件调试72-73
• 7.3 系统测试73-83
• 7.3.1 功能界面测试73-75
• 7.3.2 天线的测试75-77
• 7.3.3 对接收模块的测试77-81
• 7.3.4 整机测试81-83
• 7.4 本章小结83-84
• 总结与展望84-85
• 参考文献85-88
• 附录88-90
• 致谢90-91
• 攻读学位期间发表的学术论文目录91

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 代峰燕;纪文刚;曹建树;王伟;王巧红;;用LabWindows/CVI实现PC与PLC串行通讯的方法[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（一）[C];2009年

2 刘文龙;;嵌入式GIS在车载导航系统中的关键技术研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年

  本文关键词：基于GPS的车载导航系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265548