基于GPS的自动寻人跟踪系统研究

摘要

本文主要研究了一种以短消息作为传输载体的、便携式的、实时定位系统的实现方法，设计了一种基于ARM和单片机的自动寻人跟踪系统。该系统主要由定位模块和搜索模块两部分构成。其中，定位模块主要完成GPS(Global Positioning System)定位信息的接收和GPRS(General Packet Radio Service)短消息的自动收发。搜索模块主要完成电子地图的交互显示、与定位模块的短消息通信及定位信息的动态显示。系统工作过程为：先在搜索模块中输入被寻者的SIM(Subscriber Identity Module)卡号码，该模块将自动合成一条请求定位短消息，通过短消息服务中心发送到定位模块上；定位模块在收到短消息后，经判断如果是合法用户，则将GPS模块接收到的定位信息以短消息的形式打包自动发回给搜索模块并将该短消息删除，否则，直接删除该短消息；搜索模块在接收到短消息后，自动提取定位信息，并将其显示在电子地图上，完成一次定位过程。 本课题首先进行了基于单片机系统的定位模块的硬件电路的设计，采用LTC3440芯片实现了可自动升降电压的DC/DC(Direct Current/Direct Current)转换电路，满足了干电池供电的某些特殊要求。测试和分析了各种常用AT命令的响应，并利用它们编写了面向过程的应用程序。其次，利用面向对象的MiniGUI设计了搜索模块的人机交互界面，实现了按需显示矢量电子地图的操作和通过串口控制短消息的读写等功能：为解决系统的实时性，引入了多线程技术；为了能根据地图中线条的走向排列显示标识名，研究了FreeType 2的矢量汉字显示技术；搜索模块的程序代码先在一台装有Linux操作系统的PC机上进行编写和调试，待调试成功后，再将其移植到ARM开发平台中。 经实践验证，本文设计的自动寻人跟踪系统能及时、准确、动态地定位，人机界面友善，达到了预期的设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1系统研究意义

1.2系统的总体设计

1.2.1系统的方案设计

1.2.2系统的主要任务

1.2.3系统的开发平台

1.3论文的组织结构

第2章硬件电路设计

2.1定位模块电路设计

2.2搜索模块的电路设计

第3章定位模块的软件设计

3.1概述

3.2定位信息的提取

3.3短消息的自动收发

3.3.1常用AT命令

3.3.2短消息的编解码

3.4软件设计流程

3.5小结

第4章电子地图的制作与显示

4.1地图概述

4.1.1地图的概念

4.1.2地图的坐标系

4.1.3地图的投影

4.1.4中国各种地图投影

4.2栅格地图的获取

4.2.1栅格图像

4.2.2栅格地图的获取

4.3矢量地图的制作

4.4 MIF和MID文件

4.5地图基本功能的实现

4.5.1分层显示功能的实现

4.5.2浏览功能的实现

4.6地图汉字显示的研究

第5章搜索模块的软件设计

5.1搜索窗口的设计

5.2多线程的设计

5.2.1线程的基本概念

5.2.2线程的创建和实现

5.2.3线程间的通信

5.3串口读写操作

5.4软件设计

第6章基于ARM和Linux的系统开发

6.1软件开发平台的构建与系统移植

6.2常用的开发模式

6.3文件系统

6.3.1文件系统的概念

6.3.2常用文件系统

6.3.3文件系统的选择和制作

6.4交叉编译

6.5程序代码的烧录

第7章结果

7.1研究成果

7.2实验结果与误差分析

第8章总结

8.1已做的工作与回顾

8.2不足与改进方向

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢