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车联网系统架构及其关键技术研究

作　者: 顾振飞
导　师: 张登银
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 车联网 系统架构 终端设备模型 硬件设计 软件开发
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会经济的发展和工业化进程的加快,很多国家进入了汽车化社会的时代。而汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题正在日趋恶化。在探索既维护汽车化社会,又缓解其所带来的问题的过程中,借助现代化科技改善交通状况以达到保障安全,提高效率、改善环境、节约能源为目的的智能交通系统(ITS)概念便逐步形成,而车联网正是实现智能交通的一个重要技术手段。本文首先对当前的车联网发展做了背景阐述,对现有国内外车载服务系统进行了分析、研究。在上述工作中发现,现有的车载服务系统在网络结构、服务模式以及技术层次上存在很多的改进空间,无法满足日益增长的客观需求。所以需要一个改进的车联网系统来实现在网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,以及根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。为实现以上目的,本文在分析、总结了当前车载服务系统存在的问题的基础上,对目前车联网领域的一些相关前沿技术做了分析、研究。最后基于以上所有工作,本文提出了一个改进的车联网系统架构,以期实现车与路、车与车主、车主与车主、车主与第三方服务商的有效连接,从而构成实际意义上的车联网。然后,对该车联网系统框架中所应用的相关技术做了总结,并重点对其中的一些关键技术提出解决方案。然后,对于本文提出的车联网系统框架中配套的车载车联网终端设备,给出了一个具体的终端模型硬件设计。该终端模型硬件设计基于美国德州仪器(TI)推出的开放式多媒体应用平台(Open Multimedia Application Platform)架构,使用低功耗的ARM处理器,特别适合于移动式终端。最后,本文阐述了如何采用Android开放源码操作系统对该终端模型进行软件开发。主要包括系统操作软件的分层开发以及通信管理软件、图像处理软件、视频处理软件、电源管理软件、数据安全相关软件和应用软件的开发。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 论文背景  9-10
  1.2 研究目标  10-11
  1.3 论文的主要工作和结构安排  11-14
第二章 车联网系统需求分析  14-24
  2.1 车联网产品分析  14-18
    2.1.1 国外车联网产品分析  14-15
    2.1.2 国内车联网产品分析  15-16
    2.1.3 当前车联网系统存在的问题  16-18
  2.2 车联网系统技术分析  18-22
    2.2.1 Telematics 技术分析  18-19
    2.2.2 数据格式及协议标准化  19-21
    2.2.3 无线通信技术分析  21-22
  2.3 需求分析  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 车联网系统架构设计  24-38
  3.1 车联网系统服务分类  24-27
  3.2 车联网系统网络结构  27-33
    3.2.1 车辆自组网  28-30
    3.2.2 接入移动通信网  30-31
    3.2.3 接入无线局域网  31
    3.2.4 基于互联网的车联网服务  31-33
  3.3 车联网系统硬件结构  33-35
  3.4 基于车联网系统的服务流程  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 车载车联网终端硬件设计  38-47
  4.1 ARM Cortex-A8  38-40
  4.2 车载车联网终端硬件平台设计  40-43
  4.3 子模块设计  43-46
    4.3.1 信号接收模块设计  43-44
    4.3.2 复位模块设计  44
    4.3.3 时钟模块设计  44
    4.3.4 外存储器模块设计  44-45
    4.3.5 OBD 接口模块设计  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章 软件开发  47-57
  5.1 OMAP 平台软件开发  47-48
  5.2 基于Android 操作系统的软件分层  48-51
    5.2.1 应用程序层  49-50
    5.2.2 应用管理层  50
    5.2.3 中间架构层  50-51
    5.2.4 硬件抽像层  51
    5.2.5 核心层  51
  5.3 关键软件开发  51-56
    5.3.1 通信管理软件开发  52-53
    5.3.2 图像、图形、视频处理软件开发  53-54
    5.3.3 电源管理软件开发  54-55
    5.3.4 数据安全相关软件开发  55
    5.3.5 应用软件软件开发  55-56
  5.4 本章小结  56-57
总结与展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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