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基于ARM的车载跟踪定位系统的设计与实现

作 者: 苗壮
导 师: 张石
学 校: 东北大学
专 业: 计算机技术
关键词: ARM eCos移植 GPS设备
分类号: TP368.12
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 27次
引 用: 0次
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内容摘要


近几年来,计算机技术、电子技术飞速发展。半导体工艺的进步促使嵌入式处理器的性能大幅提高;无线数据传输技术的快速发展使Internet网应用越来越广泛;汽车逐渐走入千家万户。这种变化使得以汽车为代表的运载工具的智能化逐渐成为现代工业发展的趋势,相关的交通管理系统的信息化和智能化也成为时代进步的必然要求。在这一领域内车载跟踪、定位、导航、视听娱乐等设备无疑是核心的关键产品。这些设备质量的好坏也直接关系到汽车的安全、交通的效率、能源的节约等。本文所论述的基于ARM的车载跟踪定位系统就是实际项目中开发的一款车载智能跟踪定位设备。该设备具有体积小,功耗低,网络覆盖广,连通率高(多种连接通道),定位精度高,服务器端用户可配置等特点。本文查阅了大量相关资料,在此基础上设计实现了基于ARM处理器并综合应用了GPS、GSM/GPRS、TCP/IP技术的车载跟踪定位系统。该系统车载终端硬件上以意法半导体公司的STR710R为中央微处理器,连接了高精度GPS模块和4频GSM/GPRS模块,预留CAN、USB等接口,支持接入更多的外围器件。软件上采用eCos硬实时操作系统,应用层具有并发多线程特点,全面支持TCP、UDP、SMS(短消息)方式和服务器通信功能。服务器端支持多个车载设备同时连接,有方便的浏览和设置界面。文中主要研究了全球定位系统,阐述了GPS模块的接口协议,并从底层硬件结构和设计出发综合讲述了eCos操作系统的移植、驱动程序的实现、应用软件的设计思路和实现方法、系统的使用和测试等完整的流程,比较全面的研究了该种设备的开发设计思想。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题来源  10
  1.2 导航定位系统的历史和现状  10-13
    1.2.1 全球定位系统GPS  10
    1.2.2 全球导航卫星系统GLONASS  10-11
    1.2.3 双星定位系统  11
    1.2.4 目前正在发展的各种增强措施  11-13
  1.3 论文的主要工作和组织结构  13-14
第2章 GPS定位系统  14-24
  2.1 GPS定位  14-15
  2.2 GPS系统组成  15-18
    2.2.1 GPS卫星星座和电文  15-17
    2.2.2 地面监控系统  17-18
    2.2.3 GPS信号接收机  18
  2.3 GPS系统特点  18-19
  2.4 NMEA0183协议介绍  19-22
    2.4.1 NMEA0183语句格式  19-20
    2.4.2 NMEA0183的数据类型  20-22
  2.5 本章小结  22-24
第3章 硬件设计  24-42
  3.1 系统设计需求和可行性分析  24-25
  3.2 硬件设计  25-41
    3.2.1 CPU选择  26-31
    3.2.2 时钟源设计  31
    3.2.3 复位电路设计  31-32
    3.2.4 JTAG调试接口设计  32
    3.2.5 特殊功能管脚  32-33
    3.2.6 GSM/GPRS硬件电路设计  33-35
    3.2.7 GPS硬件电路设计  35-37
    3.2.8 外存设计  37-39
    3.2.9 外部接口设计  39-40
    3.2.10 电源设计  40-41
  3.3 本章小结  41-42
第4章 车载设备嵌入式软件设计  42-66
  4.1 软件总体架构  42
  4.2 eCos操作系统简介  42-47
    4.2.1 eCos的分层结构  43-45
    4.2.2 eCos的可配置特性  45-47
  4.3 构建eCos系统  47-55
    4.3.1 eCos启动过程  47-49
    4.3.2 体系结构抽象层移植  49-52
    4.3.3 变体抽象层移植  52-53
    4.3.4 平台抽象层移植  53-54
    4.3.5 驱动程序编写  54-55
  4.4 车载设备应用软件功能及设计  55-64
    4.4.1 应用软件结构说明  55-57
    4.4.2 主要模块的设计和功能实现  57-64
  4.5 车载设备软件开发及调试环境  64-65
  4.6 本章小结  65-66
第5章 服务器端软件设计  66-72
  5.1 服务器端软件需求和架构  66-67
  5.2 串口通信设计  67-69
  5.3 界面设计  69-72
第6章 系统测试  72-76
  6.1 测试流程  72-73
  6.2 测试环境搭建  73-74
  6.3 测试内容  74-75
    6.3.1 服务器端测试用例  74
    6.3.2 PC host测试用例  74-75
    6.3.3 信号屏蔽测试  75
    6.3.4 稳定性测试  75
    6.3.5 随机测试  75
  6.4 测试计划及结果与分析  75-76
第7章 结论与展望  76-78
  7.1 本文总结  76
  7.2 未来的研究方向  76-78
参考文献  78-80
致谢  80

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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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