基于北斗卫星的车载定位与通信系统设计

摘要

近些年来随着我国自主研发的北斗卫星导航系统的不断发展和完善，研发出一款新一代北斗卫星车载导航终端系统具有重要的意义和广阔的前景，不仅可以在很大程度上摆脱对国外卫星导航系统的依赖性，争取在卫星导航领域关键技术的主动权，同时也是我国智能交通系统发展的必然趋势，能极大提高车辆管理的效率以及行驶的安全性。
　　为了将车辆安全的实时定位和与外界可靠的通信结合在一起，本文设计了一种基于北斗卫星的车载定位与通信系统终端。该终端选用了以ARM嵌入式微处理器AM3359为核心的硬件平台和以嵌入式Linux操作系统为核心的软件平台，并采用开放源代码的图形界面库Qt开发终端应用程序。本文重点研究和讨论了终端系统中系统软件的移植以及应用软件的设计和开发两个方面。系统软件方面首先讲述了嵌入式Linux操作系统往目标硬件平台定制移植的过程，主要包括引导程序编译、内核定制和文件系统制作三个部分，并以添加触摸屏驱动和3G模块驱动到内核中着重介绍了内核的定制和移植过程;然后阐述了QT/Embedded库向ARM板移植的过程，用以提供开发的Qt应用程序在ARM板上运行所依赖的库文件，同时介绍了嵌入式开发中常用的NFS服务的配置和安装;最后讨论了嵌入式数据库SQLite的移植，用以保存终端系统的一些重要配置信息。应用软件方面着重介绍了终端系统的定位模块和通信模块的设计开发过程，定位模块部分包括利用北斗协议进行发送定位申请和接收定位信息以及对定位野值的排除;通信模块部分主要包括通过AT指令完成车载电话以及PDU模式发送中文短信息的功能。同时介绍了Qt下串口通信编程以及应用软件界面设计相关知识。
　　本文以我国北斗卫星导航系统为依托，设计了嵌入式车载定位与通信系统。使用北斗卫星导航系统实现车辆定位功能，使用GSM技术实现车载电话、短信功能。测试结果表明，系统实现了北斗卫星定位、车载电话、短信息收发等功能，基本达到了预期的设计要求。为利用北斗卫星导航系统实现车辆定位和通信做出了初步探索。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本课题的研究背景及意义

1．1．1 智能交通系统(ITS)的产生及发展

1．1．2 车载导航技术的发展

1．2 国内外研究现状

1．2．1 卫星导航系统现状

1．2．2 车载导航系统现状

1．4 论文的结构安排

第2章 北斗卫星车载定位与通信系统的总体设计

2．1 系统的结构与功能

2．2 车载系统相关技术

2．2．1 北斗卫星定位技术

2．2．2 GSM通信技术

2．2．3 嵌入式系统技术

2．3 硬件开发环境

2．4 软件开发环境

2．4．1 嵌入式Linux简介及其特点

2．4．2 软件开发工具

2．5 本章小结

第3章 系统软件的移植与实现

3．1 嵌入式Linux操作系统移植的一般流程

3．1．1 准备

3．1．2 编译启动代码

3．1．3 编译内核

3．1．4 制作文件系统

3．1．5 系统更新

3．2 移植QT／Embedded库

3．2．1 Qt，Qt Embedded之间的区别和联系

3．2．2 准备工具

3．2．3 安装配置NFS服务

3．2．4 移植过程

3．3 移植嵌入式数据库SQLite

3．3．1 准备工作

3．3．2 配置与编译

3．3．3 移植

3．4 本章小结

第4章 应用软件设计与实现

4．1 软件整体设计

4．2 系统定位模块

4．2．1 定位过程

4．2．2 排除定位野值

4．3 系统通信模块

4．3．1 通讯协议

4．3．2 电话功能程序设计

4．3．3 短信功能程序设计

4．4 终端设置界面设计

4．5 本章小结

第5章 系统定位及通信的实验结果

5．1 定位功能测试

5．2 电话、短信功能测试

总结与展望

致谢

参考文献

附录A 攻读学位期间发表的论文