基于部标的北斗双模行驶记录仪的研究与设计

发布时间：2017-04-19 16:19

  本文关键词：基于部标的北斗双模行驶记录仪的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了摆脱卫星导航系统应用过程中对GPS的依赖,中国正以积极的态度开展北斗系统的研究,2020年前后中国希望将北斗导航系统覆盖全球。届时,在全世界范围内都可以获得北斗系统提供的安全、有效、实时的定位服务。面对国内定位市场发展的良好态势,交通部对基于北斗导航的车载行驶记录仪做出了相应的技术要求。其中包括《GB/T19056-2012汽车行驶记录仪设计规范》和《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》。本设计中为了使得终端设备与当前现有的监控平台之间可以有效的通讯,内部软件在组织相关数据时也依据交通部关于通信协议的规定。在硬件设计过程中,本设计依据汽车行驶记录仪设计规范中关于硬件的所有要求,各模块的选型均以实际需求为指导。模块包括按键输入及液晶显示设备、热敏打印机、北斗双模定位芯片、TTS、通信模块及存储驾驶员信息IC卡。依据设计规范的要求,终端设备应具有将内部存储的相关信息数据导出的功能,因此本设计加入了USB及串口232接口。考虑到车载设备运行过程中所处的特殊环境,硬件设计中需要引入相关的屏蔽电路来降低由于车辆本身产生的电磁干扰对设备工作稳定性的影响,本文就此提出相应的解决方案。由于设备本身模块众多且代码量较大,为了便于各模块驱动函数、局部变量的管理并有效降低相互之间的调用干扰,软件的编写方案为C/C++混合编程,有效的借助了面向对象语言的封装性。在上层软件组织过程中采用Keil RTX嵌入式实时操作系统,系统为每个不同的功能建立各自的任务,通过时钟计时及任务调度,所有任务以10ms为周期循环,以保证整体的实时性。除了标准规定的相关功能,在设计过程中针对设备工作的特定条件开发了相应实用功能,如串口调试及内部参数串口设置功能,设备长时间无法定位情况下的定位模块自我重启功能等,有效地提高了设备的稳定性。在应用功能实现方面本设计完成了包括远程GPRS升级及远程GSM短信调试功能、记录数据内部存储及U盘导出技术、基于马尔可夫链的数据上传时机选择、不同应用条件下的汉字字库缩放等关键技术问题。经过大量的实验和模拟测试,结果显示系统运行稳定,并可对简单的硬件问题作出判断。在软件方面,可以实现与测试平台之间的数据交互和数据解析能力,并有效的存储相关信息,在U盘任务触发之后以十六进制的文件格式将记录信息导出,相关应用功能满足预期要求。
【关键词】：北斗双模定位 电磁干扰 C/C++混合编程 实时操作系统
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6;TN967.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外发展及应用现状10-11
• 1.3 本课题的难点分析11
• 1.4 论文的主要研究内容11-12
• 1.5 论文的组织结构12-13
• 2 北斗导航系统的发展现状及定位原理13-17
• 2.1 北斗导航发展现状13
• 2.2 相关定位原理的对比与分析13-14
• 2.3 伪距定位数学分析14-15
• 2.4 组合导航系统的位置精度因子15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 3 硬件设计方案及相应模块的实现17-31
• 3.1 行驶记录仪硬件需求分析17-18
• 3.2 记录仪各模块方案论证18-22
• 3.2.1 处理器选择18
• 3.2.2 数据存储器选型18-19
• 3.2.3 数据采集IO口电路设计19-20
• 3.2.4 时钟方案选择20
• 3.2.5 驾驶员信息采集方案选择20-21
• 3.2.6 定位芯片选型21
• 3.2.7 按键驱动方式选择21-22
• 3.2.8 电源方案选择22
• 3.3 各功能模块实际电路设计22-29
• 3.3.1 数据存储器设计实现22-24
• 3.3.2 数据采集IO设计实现24-25
• 3.3.3 定位芯片设计实现25-26
• 3.3.4 GSM/GPRS模块实现26-27
• 3.3.5 按键设计与实现27
• 3.3.6 电源方案实现27-29
• 3.4 系统硬件集成29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 4 软件设计方案及相关功能的实现31-65
• 4.1 软件需求及总体功能分析31
• 4.2 Bootloader原理与实现31-36
• 4.2.1 代码升级介绍：31-32
• 4.2.2 Secondary Bootloader设计32-34
• 4.2.3 Secondary Bootloader实现34-35
• 4.2.4 Secondary Bootloader数据传输校验技术35-36
• 4.3 Keil RTX-RTOS36-38
• 4.4 设备终端应用程序设计38-63
• 4.4.1 软件系统总体流程设计38-40
• 4.4.2 各功能模块的设计40-50
• 4.4.3 软件主要功能的实现50-54
• 4.4.4 软件中相关数据的封装与存储技术54-60
• 4.4.5 设计中的软件关键技术方案60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 5 设计的最终效果及展望65-69
• 5.1 系统测试方式及结果65-68
• 5.2 系统展望68
• 5.3 本章小结68-69
• 结论69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间的研究成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈石平;马利滨;徐伟强;;基于马尔科夫链的北斗行驶记录仪数据存储算法研究[J];全球定位系统;2015年03期

2 王阅兵;游新兆;金红林;陈涛;连尉平;;北斗导航系统与GPS精密单点定位精度的对比分析[J];大地测量与地球动力学;2014年04期

3 吴甜甜;张云;刘永明;袁国良;;北斗/GPS组合定位方法[J];遥感学报;2014年05期

4 杨元喜;李金龙;王爱兵;徐君毅;何海波;郭海荣;申俊飞;戴弦;;北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估[J];中国科学:地球科学;2014年01期

5 YANG YuanXi;LI JinLong;WANG AiBing;XU JunYi;HE HaiBo;GUO HaiRong;SHEN JunFei;DAI Xian;;Preliminary assessment of the navigation and positioning performance of BeiDou regional navigation satellite system[J];Science China(Earth Sciences);2014年01期

6 颜琳;战兴群;;全球定位系统/北斗双系统定位优势的验证与分析[J];上海交通大学学报;2013年08期

7 刘永明;张云;袁国良;;GPS/北斗-2组合定位性能的研究[J];电子设计工程;2013年14期

8 刘基余;;北斗卫星导航系统的现况与发展[J];遥测遥控;2013年03期

9 翟亚红;李威;李平;胡滨;霍伟荣;李俊宏;辜科;;抗辐射铁电存储器的研究进展[J];材料导报;2012年23期

10 高星伟;过静s

本文编号：316675