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基于嵌入式的车载监控终端的设计与实现

作　者: 张志伟
导　师: 蒋朝根
学　校: 西南交通大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: GPS GPRS 车载监控 图像采集
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近几年来,我国汽车工业不断发展,人们对汽车的智能化和人性化提出了强烈需求。嵌入式系统因其功能强、可靠性高、体积小和功耗低等特点为汽车电子行业提供了优秀的解决方案。利用嵌入式技术、计算机技术和无线通信技术开发出高性能的车载监控系统,不仅有利于管理部门对车辆的管理,而且能有效地提高车辆使用效率,产生明显的经济效益。本文对基于嵌入式的车载监控终端的设计进行了研究,对其中涉及到的技术进行了分析和探讨。该终端将GPS定位数据、USB摄像头采集的图像数据和报警数据经ARM处理器处理后,利用GPRS无线网络传输给监控中心,以便于管理人员做相关处理。文中首先论述了课题的国内外研究现状和其研究目的及意义。其次,阐述了系统总体方案设计,并介绍了要用到的两种关键技术GPS和GPRS的相关知识。接着,在对车载监控终端的功能需求进行了分析和设计后,从硬件和软件两方面来设计和实现车载监控终端。在硬件方面,以高性能的ARM9为主控制器,分别设计了各个模块的接口电路。在软件方面,用U.Boot作为系统引导程序,以嵌入式Linux作为操作系统,采用C语言开发应用程序,包括GPS程序、GPRS程序和USB摄像头采集程序,并用Qt编写了一个简单的监控中心软件对系统进行了测试。最后,对本文所做工作进行总结,分析了系统的不足之处,对系统的应用前景做了展望。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 引言  10
  1.2 课题国内外研究现状  10-11
  1.3 课题研究目的及意义  11-12
  1.4 论文主要研究内容及章节安排  12-13
第2章 总体方案及关键技术  13-18
  2.1 总体方案设计  13-15
    2.1.1 系统组成及工作原理  13-14
    2.1.2 车载终端功能设计  14
    2.1.3 方案比较与选择  14-15
  2.2 GPS简介  15-16
    2.2.1 GPS系统组成  15
    2.2.2 GPS定位原理  15-16
  2.3 GPRS简介  16-18
    2.3.1 GPRS系统结构  16-17
    2.3.2 GPRS主要特点  17-18
第3章 硬件方案设计与实现  18-31
  3.1 硬件结构框图  18-19
  3.2 主处理器介绍  19-21
  3.3 外围电路设计  21-27
    3.3.1 SDRAM电路  21-22
    3.3.2 FLASH电路  22-23
    3.3.3 串口电路  23-24
    3.3.4 USB接口电路  24-25
    3.3.5 SD卡电路  25
    3.3.6 JTAG接口电路  25-26
    3.3.7 其他相关电路  26-27
  3.4 GPS电路  27-29
  3.5 GPRS电路  29-31
第4章 嵌入式操作系统移植  31-43
  4.1 BootLoader移植  31-33
    4.1.1 U-Boot简介  31
    4.1.2 U-Boot移植  31-33
  4.2 Linux内核移植  33-38
    4.2.1 Linux内核简介  33
    4.2.2 Linux内核移植  33-38
  4.3 根文件系统制作  38-43
    4.3.1 嵌入式Linux文件系统概述  38-39
    4.3.2 根文件系统制作  39-43
第5章 软件方案设计与实现  43-62
  5.1 通信协议设计  43-44
  5.2 系统主程序设计  44-45
  5.3 多线程编程  45-47
  5.4 串口编程  47-49
  5.5 GPS程序设计  49-52
    5.5.1 GPS数据格式  49-50
    5.5.2 GPS数据接收与解析  50-52
  5.6 GPRS程序设计  52-56
    5.6.1 GPRS连网  52-54
    5.6.2 SMS发送程序  54-56
  5.7 V4L2编程  56-58
  5.8 监控中心软件设计  58-62
    5.8.1 监控中心功能设计  58-59
    5.8.2 监控中心解析流程  59-60
    5.8.3 监控中心主界面  60-62
第6章 系统调试  62-68
  6.1 AT91RM9200引导过程分析  62-63
  6.2 系统启动调试  63-64
  6.3 各功能单元调试  64-68
    6.3.1 GPS测试  64-65
    6.3.2 USB摄像头测试  65-66
    6.3.3 短消息测试  66
    6.3.4 监控中心软件测试  66-68
总结与展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录  74-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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