汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究

汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第I 方面對設(shè)計思路進(jìn)行了闡述：即設(shè)計一款以AM芯片A為核心，以x操關(guān)鍵詞：GPS，ARM，汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)，嵌入式系ResearchonvehiclelocationandResearchonvehiclelocationandnavigationAuthor:FangQiJunTutor:LiCarnavigationandpositioningsystemisavarietyoftechnologyintheintegrationofelectronicequipment,mainlyusedinreal-time,highspeedtoprovidenavigation,geographicinformation,etc.soastoimproveurbantrafficconditions,contributetodrivingsafetyandincreasetherateofroadtraffic.aspectfirststudiedfromthenavigationsystemcomposedoftheworkingprincipleandcorefunctionsmadeadetailedinvestigation.Then，studiesthenavigationsystemcurrentlyusedintheactualsystemdesignmethodsanddesignideas.Finally，onthebasisofpreviouswork，andputforwardbasedontheembeddedsystemofnavigationmethodsdesigntrainofthought，andfromthetwoaspectsofhardwareandsoftwaredesignwereexpounded，namelydesignaS3C2440AARMchipasthecore，basedonLinuxoperatingsystemsoftwaredevelopmentenvironmentcostreliabilitydesignpurpose.

smallvolumeandwords:GlobalPositionSystem，AdvancedRiscMachines，Carnavigationand汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第III引 .論文的意 國內(nèi)外的技術(shù)對 課題研究的主要內(nèi) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的概 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn) 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原 汽車導(dǎo)航儀的核心功 現(xiàn)有定位導(dǎo)航技術(shù)的研 全球定位系統(tǒng) GPS概 GPS定位原 地理信息技術(shù) 基于GPSGS汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)的調(diào) 基于GPSGSM汽車導(dǎo)航及狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào) 基于ARM汽車導(dǎo)航系統(tǒng)方法的調(diào) 嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)航方法的研 嵌入式系統(tǒng)的定 嵌入式系統(tǒng)的特 ARM處理器簡 ARM處理器的特 ARM體系結(jié) S3C2440處理器簡 汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第IV車載導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計方 系統(tǒng)的硬件設(shè) .系統(tǒng)核心電 GPS導(dǎo)航模塊的選 系統(tǒng)的軟件平臺設(shè) 嵌入式操作系統(tǒng)的選 .Linux內(nèi)核的配置和編 開發(fā)環(huán)境的設(shè) .結(jié) 致 參考文 汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第111論文的意汽車定位的快速發(fā)展是智能交通很重要的組成部分GPS的應(yīng)用，可以實現(xiàn)以下目標(biāo)：減少交通擁堵和保持交通暢通;以提高交通網(wǎng)絡(luò)能力；減少對環(huán)境國內(nèi)外的技術(shù)對S[]。課題研究的主要內(nèi)本文首先對GPS、GIS等與系統(tǒng)相關(guān)理論與技術(shù)特點說明，該研究可能使用低成GongHao車輛、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。專門設(shè)計的多數(shù)內(nèi)容如下1、引言，論述了課題的背景和意義，研究了國內(nèi)外汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)的現(xiàn)狀以及各章節(jié)的計劃。2、車載導(dǎo)航系統(tǒng)的概述，詳細(xì)介紹了車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組成，發(fā)展現(xiàn)狀，工作原理以及它的核心功能。G4嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)航方法的研究，本章對嵌入式的定義，特點，開發(fā)環(huán)境以及處理器的特點和體系結(jié)構(gòu)做了簡要介紹5、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計，規(guī)劃系統(tǒng)要占用空間小，功率耗用低、功能強大等問汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第2做出要求，選擇Linux操作系統(tǒng)，設(shè)置交叉編譯環(huán)境、燒寫，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第3車載導(dǎo)航系統(tǒng)的組GIS軟空間數(shù)據(jù)GPS終電車載計算導(dǎo)航軟DBMS軟屬性數(shù)據(jù)顯示2.1汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的總體結(jié)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是由GSGIS軟空間數(shù)據(jù)GPS終電車載計算導(dǎo)航軟DBMS軟屬性數(shù)據(jù)顯示2.1汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的總體結(jié)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)電子導(dǎo)航設(shè)備是在0年代開始使用汽車，它是一種衛(wèi)星定位技術(shù)，主要用于汽車另一個目的是緩解城市的交通擁堵。當(dāng)前通用汽車定位包括定位接收、個人電腦、LED屏、記憶卡等。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的設(shè)計方法有GPS-GIS，GPS-DRS-DMAP，ARM，GPS-GSM等，后面將對常見的應(yīng)用設(shè)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第4GPS會接收到此數(shù)據(jù)信息，從而檢測出具體哪個地方哪個點，然后反應(yīng)給導(dǎo)航器，導(dǎo)航器再通過與內(nèi)存卡里的地圖對比才能在顯示器上顯示出汽車當(dāng)前所在位[]。導(dǎo)航主機(jī)通過GPS汽車導(dǎo)航儀的核心功1、地圖查2、路線規(guī)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)將按照你設(shè)置的起點和目的地，自動規(guī)劃一條最捷徑的路線3、自動導(dǎo)語音導(dǎo)畫面導(dǎo)液晶屏可以顯示當(dāng)前行車速度，當(dāng)前所在位置，當(dāng)前道路提示駕駛狀況重新規(guī)劃線當(dāng)司機(jī)沒有根據(jù)駕駛提示，GPS汽車導(dǎo)航系統(tǒng)將根據(jù)你的當(dāng)前位置，為你計劃一個3全球定位系統(tǒng)

汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第5GPS概GS是Glg（全球定位系統(tǒng)）[]，是一種全方位、全時GPS系統(tǒng)是由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分三部分組成[5]。見圖3.1圖 全球定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)高速衛(wèi)星位居第二,占已知數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),這一距離后方使用空[]。接收機(jī)的時間△t，以及接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)能夠得出如下的方程式汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第63.2GPS定位原é(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2 +c

-V)=

L

é(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2 +c

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t é(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2 +c

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t é(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2 +c

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t 3、4)為導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的信號到接收機(jī)收到信號所消耗的時間。c是GPS信號在空氣中2、3、4)其實際意義為衛(wèi)星it時刻的三維坐標(biāo)，其坐標(biāo)可以查看衛(wèi)星導(dǎo)航電文。Vt0由方程式可知，根據(jù)獲得的已知數(shù)據(jù)就能解除待測點的三維坐標(biāo)x、y、z和接收機(jī)地理信息技術(shù)汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第7S產(chǎn)生了影響?；贕PS/GIS汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)的調(diào)GPS/GIS結(jié)合了GPS嵌入式GISSMSGPRS，開發(fā)了通用汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)，嵌入式GIS和無線通信技術(shù)，設(shè)計通用汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)。但也有其局限性，比如在擁擠路段、山路，隧道內(nèi)等特殊領(lǐng)域，GPS的定位信號不基于GPS/GSM汽車導(dǎo)航及監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)M是將S模塊與MSMM模塊可以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)信息。但也有它的不足，該系統(tǒng)中定位數(shù)據(jù)的來源主要是GPS定位模塊，該模塊的信號接收需在露天無遮蓋的情況下進(jìn)行，但現(xiàn)實中車輛會進(jìn)入到一些GPS盲區(qū)。基于ARM汽車導(dǎo)航系統(tǒng)方法的調(diào)基基于ARM汽車導(dǎo)航系統(tǒng)基本都是以Linux操作系統(tǒng)為軟件開發(fā)環(huán)境的汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)配置系統(tǒng)需要交叉編譯環(huán)境，燒寫環(huán)境，然后編寫嵌入式操作系統(tǒng)在開發(fā)板上，配有Qtopia生產(chǎn)和燒寫的根文件系統(tǒng)通過對以上幾種方案的調(diào)研，由于ARM是一款既有良好的移植性，成本又低的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，所以我選擇基于ARM的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)研究。因此，在后面的兩章中，對嵌入式系統(tǒng)的定

汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第8嵌入式系統(tǒng)Embeddedsyste，是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而系統(tǒng)”[]統(tǒng)。一般情況，嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在M[]。嵌入式系統(tǒng)的特與普通計算機(jī)系統(tǒng)比較，嵌入式系統(tǒng)特點如下專用性強。嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計一般是針對某種應(yīng)用或某種場合，所以嵌入式]。要具備很強的適應(yīng)能力，可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的特點和要求，實時性好。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，一般應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、通信傳ARM處理器簡ARM處理器的特M內(nèi)核是一種2位C微處理器，具有功耗低、性價比高、體積小、尋址方[]。我們購買市場上的M處理器是從公司到M處理器核心，基于實際應(yīng)用加入M處理器后產(chǎn)生的外圍電路。現(xiàn)在的M微處理器架構(gòu)一直是公認(rèn)的世界各地的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)先的CM的各個領(lǐng)域。ARM體系結(jié)ARM處理器目前為止有6個系列的產(chǎn)品：ARM7、ARM9、SecureCore、ARM9E、（1）ARM處理器模ARM的運行模式有7種，見表4.1 第9頁表4.1ARM處理器7種運行模式（2）ARM處理器主要特ARM處理器系列的主要特點、應(yīng)用領(lǐng)域見表4.2表4.2ARM處理器系S3C2440處理器簡S3C2440是三星設(shè)計的以ARM920T為內(nèi)核的16/32RISC輕量級的嵌入式處理器，它可以運行533MHZ的頻率。S3C2440集成了豐富的片上資源，可以使開發(fā)人員S3C2440片上資源主要包括（1）16KB地址和16KB數(shù)據(jù)高速緩存汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第10一個LCD控制器（支持4K色和256KTFT液晶屏外部存儲控制器（SDRAM控制和片選邏輯三個通道的UART四個通道的DMA四個具有PWM功能的計時器和一個內(nèi)部鬧鐘（7）8通道10位ADC觸摸屏接口IC總線接口（支持多主機(jī)IS音頻CODEC接口AC97CODEC接口（12）2通道USB主機(jī)接口，1通道USB從機(jī)接口（13）2SPI接口SD卡接口和MMC接口看門狗計數(shù)器（16）130個通用I/O口和24通道外部中斷源具有日歷功能的實時時鐘Camera接口具有鎖相電路功能的時鐘發(fā)生器系統(tǒng)的硬件設(shè)

汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第115.1汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件結(jié)圖1中，處理器A用于控制汽車導(dǎo)航系統(tǒng),液晶屏用于接收用戶的操作車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的操作和反饋用戶,HOUX的G－872接口則用于GS模塊和處理D卡用來存儲電子地圖。系統(tǒng)核心電該系統(tǒng)核心電路包括S3C2440A處理器時鐘電路電源電路復(fù)位電路SDRAM、FlashJTAG燒寫調(diào)試接口，其組成見5.2所示。5.2核心電路組成汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第12SDRAM，SDRAM的工作電壓是3v，64位帶寬，RAM和CPU之所以能共享一個時鐘周期是因為SDRAM將CPURAM通過一個相同的時鐘鎖在一起以相同的速度同步工作，與EDO內(nèi)存相比速度能提高50%。SDRAM不僅可用作主存，在圖形內(nèi)存板為了降低系統(tǒng)總成本，系統(tǒng)將為ARM920T的三星S3C2440A產(chǎn)品為核心，與標(biāo)準(zhǔn)0.13umCMOS單元內(nèi)存和編譯器是一款低供能，高性能的小尺寸芯片。GPS導(dǎo)航模塊的選模塊ChangTianGPS系統(tǒng)由臺灣科技有限公司設(shè)計和生產(chǎn)，其生產(chǎn)規(guī)格參數(shù)見。名主要參芯片靈敏功名主要參芯片靈敏功搜索時外觀尺)重操作溫儲存溫工作電衛(wèi)星通定位資料衛(wèi)星通定位資料更一SiRF模塊與高性能芯片第三代,能源消耗低,高靈敏度綜合ARM7TDMI處理器體積只有25.4x25x7毫米，能迅速跟蹤和定位20個衛(wèi)星，內(nèi)部芯片有200000個衛(wèi)星跟蹤運算器，極大地提高搜索和計算能力，而且支持NMEA0183協(xié)議輸出，價格適當(dāng)，系統(tǒng)的軟件設(shè)設(shè)計完畢后，接下來就需要設(shè)計整個軟件開發(fā)環(huán)境的設(shè)計。嵌入式操作系統(tǒng)的選的內(nèi)部核心能夠模塊化可以進(jìn)行多任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。表5.2對現(xiàn)在常用的嵌入式操作系 常用的嵌入式操作系汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第14由表5.2可以看出嵌入式Linux具有配置快捷移植性良好價格低廉等優(yōu)點[1213]。有三類:答復(fù)內(nèi)核Linux網(wǎng)上基于命令全文,菜單,配備圖表和調(diào)節(jié)，論文選用菜單到汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第155.3內(nèi)核配置界在建立Linux開發(fā)環(huán)境的時候，嵌入式編譯工具、交叉編譯器等工具都已經(jīng)完成了下載并且為編譯工作做好了準(zhǔn)備。Linux內(nèi)核編譯的命令介紹。#makeclean，刪掉舊的編譯文件，#makedep，生成系統(tǒng)相應(yīng)的依賴文件。定制系統(tǒng)可以用BusyBox，它對于Linux的文件系統(tǒng)來說像瑞士軍刀一樣鋒利，可以很方便的訪問定制Linux系統(tǒng)。也可以直接通過軟件包，進(jìn)入到系統(tǒng)根目錄并修改。在通過mkcramfs生成自己想要的文件目錄。開發(fā)環(huán)境的設(shè)嵌入式開發(fā)環(huán)境由4大部分組成分別為：開發(fā)平臺，交叉編譯環(huán)境，燒錄環(huán)境、調(diào)試環(huán)境。其具體流程圖見圖5.4。汽車定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究論 第16圖 開發(fā)環(huán)境的設(shè)計流Linux的定制安嵌入式開發(fā)常用的模式主要有Linux操作系統(tǒng)和Windows、Linux雙操作系統(tǒng)兩種模式，Linux系統(tǒng)模式是在Linux環(huán)境下直接完成開發(fā)、編譯、調(diào)試、燒寫等全部操作。雙操作系統(tǒng)是用windows環(huán)境進(jìn)行開發(fā)、編譯、調(diào)試后使用windows安裝的Linux工具記錄下測試嵌入式。條件是在windows環(huán)境中安裝了Linux系統(tǒng)[14]。設(shè)置交叉