什么是車載平臺?

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The design of vehicle navigation system based on the ARM9-Linux platform Abstract: With the rapid development of embedded technology and automobile industry, vehicle navigation system has been well-known in automobile industry. To study vehicle navigation system has an important effect on improving security of vehicle, reducing pressure of drivers, so plays an important role in solving transportation problems. By researching the vehicle navigation system, this paper improves the traditional vehicle navigation system. The new system has many functions, such as positioning, communication, display of information and so on. Because of the using of advanced embedded system, which is based on the ARM9-Linux platform, the vehicle navigation system has powerful functions, low power, high reliability and etc. Key words: ARM9-Linux platform, vehicle navigation system, GPS，GPRS 摘要: 隨著嵌入式技術(shù)和汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，車載導航系統(tǒng)成為當今汽車產(chǎn)業(yè)界的一大熱點。研究車載導航系統(tǒng)在提高行車安全性、減輕駕駛者員負擔等方面具有很大作用，對解決城市交通問題具有重要意義。本文對車載導航系統(tǒng)進行了研究，改進了傳統(tǒng)的車載導航系統(tǒng)。改進后的系統(tǒng)具有車輛定位、無線通信和信息綜合顯示等多種功能。由于采用先進的基于ARM9-Linux 平臺的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，從而提高了系統(tǒng)的性能、集成度以及可擴展性，同時使得該系統(tǒng)具有功能強、功耗低、可靠性高等特點。 關(guān)鍵字：ARM9-Linux 平臺，車載導航系統(tǒng)，GPS，GPRS 1. 前言 近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，各種機動車輛的數(shù)量急劇增加，同時對汽車導航系統(tǒng)的需求數(shù)量也急劇增加。本文采用了基于ARM9-Linux 平臺的嵌入式系統(tǒng)作為系統(tǒng)的控制平臺，提高系統(tǒng)的性能、集成度以及可擴展性；運用GPS 定位技術(shù)和先進的GPRS 無線通信技術(shù)相結(jié)合的方案，以實現(xiàn)車輛電子地圖導航和短消息報警；通過LCD 模塊的設(shè)計實現(xiàn)了車輛各種信息的靈活顯示，豐富了人機交互界面，使得系統(tǒng)更加智能化。本文所研究的車載GPS 導航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)（ITS，Intelligent Transportation System）的一個重要分支，對解決城市交通問題具有重要意義。 2. GPS 全球定位系統(tǒng)（1） GPS(Global Positioning System)系統(tǒng)包括三大部分:空間部分—衛(wèi)星星座、地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備部分-信號接收機。GPS 全球定位系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展而建立起來的一種高精度、全天候和全球性的無線電導航定位、定時的多功能系統(tǒng)。它利用位于距地球2 萬多公里高、由24 顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)，向地球源源不斷的發(fā)射定位信號。地球上的任何一臺GPS 接收機，只要接收到任意四顆以上的衛(wèi)星信號，經(jīng)過計算后，就可以得到GPS 接收機的位置(經(jīng)度、緯度、高度)、時間和運動狀態(tài)等信息。GPS 系統(tǒng)具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等特點。 3．系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)主要實現(xiàn)汽車導航和基于手機的車輛防盜功能。整個系統(tǒng)包括兩大部分：一是車主手機，二是車載部分。手機部分只是一部手機，用來收發(fā)短消息。車載部分主要實現(xiàn)車量的定位導航功能。車載部分具有兩種工作模式:第一種為“駕駛模式”，這種模式下車主自己駕駛汽車，車主可以方便的利用車載導航系統(tǒng)的人機交互界面進行導航；當車主需要離開自己的汽車時,按下“安全模式”鍵，啟動第二種工作模式，啟動該模式后,系統(tǒng)不斷利用GPS定位技術(shù),判斷車輛的當前位置是否發(fā)生變化。如果有人偷盜車輛,駕駛汽車后汽車位置發(fā)生變化,此時系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)汽車位置的經(jīng)緯度發(fā)生變化后，系統(tǒng)將通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)實時地向車主發(fā)送短消息報告汽車當前所在位置。 4．系統(tǒng)硬件設(shè)計 本系統(tǒng)的硬件主要由主控模塊和擴展模塊兩大部分組成，其中擴展模塊主要包括GPS模塊、LCD 模塊和GPRS 模塊系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示： 4.1 主控模塊設(shè)計（2） 主控模塊設(shè)計是硬件設(shè)計的核心，其主要包括電源電路、時鐘電路、復位電路、存儲模塊電路、JTAG 接口電路、串行口電路、LCD 接口、SPI 接口以及按鍵電路的設(shè)計。本文的處理器采用三星公司的S3C2410，主控模塊通過串行口、SPI 接口、LCD 接口與擴展模塊相連接構(gòu)成整個硬件系統(tǒng)。 4.2 GPS 模塊選用 GPS 模塊主要完成GPS 定位信息的接收和處理。選用的就是GARMIN 公司的GPS25-LVC 接收機。GPS25 的OEM 接口信號如表1 所示： 4.3 GPRS 模塊選用 GPRS 模塊可以用來進行無線通信，包括語音通信、收發(fā)短信息以及無線上網(wǎng)等。本系統(tǒng)選用MC35，主要使用其來完成短消息的功能。其硬件連接如圖2 所示： 5．軟件設(shè)計 車載導航系統(tǒng)的硬件為基本功能和擴展功能的實現(xiàn)奠定了牢固的基礎(chǔ)，軟件系統(tǒng)的設(shè)計，就是要充分利用硬件平臺提供的資源，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的有序運行，是整個系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分。軟件部分的設(shè)計主要有（3）: (1)建立交叉編譯環(huán)境；(2)BootLoader 的移植；(3)Linux 操作系統(tǒng)包括驅(qū)動的移植； (4)GPS 定位模塊程序設(shè)計； (5) GPRS 通信模塊程序設(shè)計；(6) 顯示界面設(shè)計，本文基于MiniGUI實現(xiàn)了上述界面的設(shè)計； 5.1 GPS 模塊軟件設(shè)計 GPS 模塊主要完成車輛位置信息的采集、處理與存儲。由于GPS 采用串行口通信，所以本文在串行口通信的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對GPS 數(shù)據(jù)的接收、處理和存儲。該模塊軟件設(shè)計的基本思想是這樣的:首先接收完整的NMEA0183 語句，然后提取相關(guān)的數(shù)據(jù)，如時間、經(jīng)緯度、速度等，再將這些數(shù)據(jù)送去顯示或者發(fā)送出去，并且保存以便日后查看。 本文系統(tǒng)選用GPS25-LVC 串口1 輸出的NMEA0183 語句。格式如:$GPRMC，082 004，A，3990.347 2，N，11 953.099 0 E，000.0，000.0 130 807 002.5，W*71，表示目前的時間是07 年08 月13 日8 點20 分04 秒(這是UTC 時間，不是本地時間，兩者大約相差8 小時)，位置是北緯39 度90.347 2 分、東經(jīng)119 度53.099 0 分，速度為O。 5.2 GPRS 無線通信模塊的軟件設(shè)計 在對MC35模塊的軟件控制中,主要使用的是標準V.25 ter AT命令,為系統(tǒng)開發(fā)中所使用到的相關(guān)AT命令如表2所示（4）。 AT命令的具體的執(zhí)行過程如下: AT OK AT +CSCA = +8613800773500\ r OK AT +CMGF = 1 \ r OK AT +CMGS = + 861348137…\ r > Your car is being stolen! \x1A +CMGS: 206 OK 在運行報警功能時,待執(zhí)行完以上步驟后,報警短消息即發(fā)出,車主手機將接收到一條短信,其內(nèi)容為“Your car is being stolen!”。然后,MC35模塊在MCU的控制下去相應存儲區(qū)中實時讀取當前的地理位置,以短消息的形式不斷報告給車主,以幫助車主和警方追繳車輛。 5.3界面顯示的軟件設(shè)計（5） 嵌入式應用的開發(fā)是在宿主機(如PC機)上完成的，在宿主機上調(diào)試運行嵌入式應用，再將嵌入式應用編譯鏈接成可在目標平臺上運行的二進制目標代碼。由于用到了MiniGUI庫，所以要將MiniGUI庫編譯鏈接成可在目標平臺上運行的二進制目標代碼庫。當一個MiniGUI應用被部署到目標平臺上并可靠運行時，開發(fā)過程才結(jié)束。定位信息界面顯示通過GPS接收的車輛的位置等信息，再通過擴展電子地圖以便更直觀地顯示這些信息。圖3描述了基于 MiniGUI的軟件開發(fā)流程： 6.總結(jié) 本文作者創(chuàng)新點：1）在ARM-Linux平臺上設(shè)計實現(xiàn)了車載導航功能，該系統(tǒng)具有成本低、功耗低、處理性能高、穩(wěn)定性好等特點。2）這種平臺便于系統(tǒng)的軟硬件升級。

回答者：wkgdztaip62016-06-04 00:00