基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航系统设计

发布时间：2017-05-21 11:26

  本文关键词：基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着汽车产业的迅速发展，GPS车载导航系统得到了越来越广泛的应用，已成为汽车上的重要配置，为用户提供便利。另一方面随着计算机技术、通信技术的迅猛发展，，微型化和专业化成为发展的新趋势，嵌入式系统已经成为信息产业的热点。而Linux操作系统以其性能稳定可靠、源码公开免费、可裁剪、易移植等优点成为嵌入式系统的首选操作系统，具有巨大的市场价值和潜力。 在此基础上，本文提出了将GPS导航定位技术和嵌入式Linux系统相结合，设计基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航定位系统的设想。在ARM9和DSP双核平台上移植嵌入式Linux操作系统，然后基于此平台实现GPS车载定位导航系统。与此同时，要求系统平台具备能设计一个完整的车载多媒体终端的潜力，包括GPS导航定位以及MP3／MP4播放、语音识别、短距无线对讲和VoIP等潜在功能。在整个系统中，硬件系统是基础，嵌入式Linux操作系统是软件的运行平台，它们在GPS车载导航系统中占有重要的地位。因此本文对导航系统的硬件平台及嵌入式Linux操作系统进行了重点研究。 论文首先简要介绍了GPS车载导航系统的基本原理及其在国内外的现状与发展前景，并描述了课题的研究目的和作者的主要工作。然后根据GPS车载定位导航系统的要求设计系统方案，并按照该方案设计了ARM9(S3C2410A)-DSP(TMS320C6713)双核的系统硬件平台，重点分析了电源和时钟、外部存储器、以太网、串口、音频和HPI等接口电路设计及其原理。在对嵌入式Linux操作系统深入理解的基础上，设计了软件系统框架及应用程序，并为各设备模块编写了设备驱动程序。最后对论文的工作进行了总结，指出不足之处，提出了改进方法，并展望了今后的发展方向。
【关键词】：嵌入式系统 车载导航 GPS Linux ARM9 DSP
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN965;U463.6
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-7
• 第一章 绪论7-22
• 1.1 引言7-8
• 1.2 车载GPS导航系统概述8-16
• 1.2.1 GPS系统简介9-11
• 1.2.1.1 GPS系统组成及工作原理9-11
• 1.2.2 国内外车载GPS导航系统发展现状11-13
• 1.2.2.1 国外GPS车载导航系统现状11-12
• 1.2.2.2 国内GPS车载导航系统现状12-13
• 1.2.3 我国车载GPS导航系统发展前景13-16
• 1.3 嵌入式系统简介16-19
• 1.3.1 嵌入式系统的定义和组成16-17
• 1.3.2 嵌入式系统的应用17-18
• 1.3.3 嵌入式系统的特点18-19
• 1.4 课题研究目的和主要工作19-21
• 1.4.1 作者在本课题中主要承担的工作20-21
• 1.5 本文结构与主要内容21-22
• 第二章 嵌入式车载GPS导航系统方案设计22-34
• 2.1 嵌入式车载GPS导航系统整体框架22-23
• 2.2 嵌入式微处理器选择23-27
• 2.2.1 ARM内核的优势24
• 2.2.2 ARM7和ARM9系列微处理器24-27
• 2.2.2.1 ARM7微处理器24-25
• 2.2.2.2 ARM9微处理器25-27
• 2.3 嵌入式操作系统选择27-30
• 2.3.1 常见的嵌入式操作系统27-28
• 2.3.2 嵌入式Linux的优点28-30
• 2.4 GPS模块选择30-32
• 2.5 CDMA无线通信模块选择32-34
• 第三章 嵌入式车载GPS导航系统硬件设计34-61
• 3.1 硬件系统整体框图34-35
• 3.2 ARM端电路设计(S3C2410)35-44
• 3.2.1 S3C2410A处理器35-36
• 3.2.2 电源和时钟电路设计36-38
• 3.2.2.1 电源设计36-38
• 3.2.2.2 时钟设计38
• 3.2.3 外部存储器扩展38-40
• 3.2.3.1 SDRAM扩展38-39
• 3.2.3.2 FLASH扩展39-40
• 3.2.3.3 SD/MMC卡扩展40
• 3.2.4 以太网接口电路40-41
• 3.2.5 串口电路设计41-43
• 3.2.6 鼠标/键盘接口电路43
• 3.2.7 ARM板实物图43-44
• 3.3 DSP端电路设计(TMS320C6713)44-50
• 3.3.1 TMS320C6713简介44-45
• 3.3.2 电源电路设计45-46
• 3.3.3 外部存储器扩展46-47
• 3.3.3.1 EMIF上SDRAM扩展46-47
• 3.3.3.2 EMIF上FLASH扩展47
• 3.3.4 音频模块设计47-49
• 3.3.5 DSP板实物图49-50
• 3.4 HPI接口硬件设计(ARM-DSP)50-53
• 3.4.1 HPI接口技术50-51
• 3.4.2 HPI接口电路硬件设计51-53
• 3.5 多层PCB板布线53-59
• 3.5.1 器件布局53
• 3.5.2 多层板布线53-54
• 3.5.3 设计规则和限制54-55
• 3.5.4 电源和地线设计55-56
• 3.5.4.1 电源线设计55
• 3.5.4.2 地线设计55-56
• 3.5.5 去耦电容配置56-57
• 3.5.6 高频部分的注意事项57-59
• 3.6 硬件系统调试59-61
• 第四章 嵌入式车载GPS导航系统软件设计61-96
• 4.1 系统软件框架61-62
• 4.2 嵌入式Linux平台的建立62-69
• 4.2.1 开发、编译环境配置62-63
• 4.2.2 MakeFile编写63-65
• 4.2.3 系统引导加载程序(Bootloader)65-66
• 4.2.3.1 Bootloader的移植65
• 4.2.3.2 Bootloader的启动过程65-66
• 4.2.4 Linux内核在S3C2410A上的移植简介66-69
• 4.3 Linux设备驱动开发69-83
• 4.3.1 Linux设备驱动介绍69-71
• 4.3.2 MMC/SD卡驱动设计71-76
• 4.3.2.1 SD卡驱动具体实现71-74
• 4.3.2.2 SD卡热拔插功能74-76
• 4.3.3 HPI设备驱动程序开发76-83
• 4.3.3.1 HPI接口时序设计76-78
• 4.3.3.2 Linux下HPI设备驱动实现78-82
• 4.3.3.3 HPI通讯的协议(ARM-DSP)82-83
• 4.4 嵌入式Linux应用程序开发83-96
• 4.4.1 Linux多进程编程84-85
• 4.4.2 进程间通信(IPC)85-90
• 4.4.2.1 消息队列86-88
• 4.4.2.2 共享内存88-90
• 4.4.3 Linux下GPS信息获取90-96
• 4.4.3.1 GPS定位信息的格式90-91
• 4.4.3.2 Linux下串口编程91-96
• 第五章 总结与展望96-98
• 5.1 总结96
• 5.2 展望96-98
• 参考文献98-100
• 附录100-101
• 致谢101-102
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文102

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 白景斐;;基于RFID的物联网车载终端系统[J];电子设计工程;2012年20期

2 任峥峥;叶桦;孙晓洁;;智能车载终端的GPRS多路连接通信的研究[J];测控技术;2013年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 韦建威;基于OMAP5912的准在线故障诊断系统软件平台关键技术研究[D];郑州大学;2010年

2 程磊;基于ARM9的车载多媒体终端的设计与实现[D];苏州大学;2010年

3 胡金凤;大型展览会智能MP3播放系统设计[D];西华大学;2011年

4 涂清;基于麒麟操作系统的嵌入式车载智能终端的研究与实现[D];国防科学技术大学;2011年

5 李敬贤;面向应急物流的嵌入式移动终端的设计与实现[D];浙江大学;2012年

6 农丽萍;基于Android的嵌入式车载导航系统研究[D];广西师范大学;2010年

7 杨桂勇;基于Android操作系统的GPS无线定位系统设计[D];河南师范大学;2012年

8 周子安;基于ARM技术的汽车智能管理系统的研究与设计[D];成都理工大学;2012年

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本文编号：383536