具有区域识别功能出租车计价器车载定位模块的研制

摘要

城市的交通问题是中国城市面临的严重问题之一,也是影响中国经济发展的瓶颈问题.由于交通管理水平要滞后于交通硬件的建设.因此,提高交通管理水平是解决交通问题的关键.交通需求管理理论(TDM)是一种解决城市交通拥挤的有效理论.它是通过交通政策的引导,对某些交通方式实施刺激或抑制,将出行的交通方式由低容量向高容量转移,从供求两方面解决城市交通问题.将此理论与信息技术结合可以有效解决交通管理问题.出租车是城市中的主要交通工具之一,合理的解决出租车的交通管理问题是解决城市交通管理问题的重要方面.该文根据交通需求理论,对出租车实行不同区域不同的计价标准,即将城市中心地区价格上浮,在远离城市的中心地区价格下浮,通过经济杠杆的作用来调节人们的出行方式,达到抑制出租车在城市中心地区的数量的目的,从而解决交通拥挤的状况.实行出租车区域计价制度需要出租车的计价器具有区域识别功能.在确定总体设计方案的基础上,该文采用GPS技术研制具有区域识别功能出租车计价器中的关键部件——定位模块,编制了相应的运行软件,并进行了调试和试运行试验;对区域识别算法进行了深入研究,提出了区域识别的算法—改进弧长法,并运用MATLAB软件进行了算法验证;为了保证通信的可靠性和工作的稳定性,从软、硬件两个方面采取了抗干扰措施.具有区域识别功能出租车计价器车载定位模块采用通信技术、电子技术和计算机技术,应用大规模集成电路设计,性能稳定,可靠性高.经试验表明所研制的定位模块能够为出租车计价器根据不同的区域提供不同的计价标准,并且运行可靠,具有广泛的应用前景和使用价值.

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1概述

1.2课题研究目的及意义

1.3课题研究的内容

第二章定位技术与区域识别算法

2.1定位技术

2.1.1 GPS定位技术

2.1.2 GSM定位技术

2.1.3 GPS/DR组合导航定位技术

2.1.4几种定位技术的比较

2.1.5定位误差

2.2区域识别算法

2.2.1射线法

2.2.2转角法

2.2.3弧长法

2.2.4几种判别方法的比较

2.2.5弧长法的改进

第三章定位模块总体方案设计

3.1定位模块总体方案设计

3.2定位模块的组成及工作过程

第四章定位模块的硬件设计

4.1 GPS接收机

4.2单片机控制电路

4.2.1单片机选型

4.2.2采用C8051F020单片机的突出优点

4.3串行通信接口电路

4.3.1单片机与GPS接收机的通信接口的设计

4.3.2单片机与计价器的通讯接口的设计

4.4串行E2PROM存储器电路

4.4.1 I 2C总线

4.4.2 AT24C02串行E2PROM

4.5实时时钟(RTC)电路

4.5.1 SPI总线

4.5.2 DS1305介绍

4.6电源电路

4.6.1 12V-5V的转换

4.6.2直流隔离及5V-3V的转换

第五章通信协议

5.1单片机与GPS接收机的通信协议

5.2单片机与计价器的通信协议

第六章定位模块的软件设计

6.1软件设计思想

6.2区域数据库数据存储结构

6.3软件设计

6.3.1主程序

6.3.2区域识别子程序

6.3.3 UART1中断子程序

6.3.4 UART2中断子程序

6.3.5访问E2PROM子程序

6.3.6访问RTC子程序

6.4 C51的开发过程

6.4.1 C51语言及其编译器

6.4.2 KEIL C51软件功能仿真

第七章定位模块的抗干扰设计

7.1干扰的产生及干扰对系统的影响

7.1.1干扰源

7.1.2干扰的耦合方式

7.1.3 干扰对系统的影响

7.2抗干扰的硬件措施

7.2.1印刷电路板设计

7.2.2电源设计的抗干扰措施

7.3抗干扰的软件措施

7.3.1指令冗余技术

7.3.2软件陷阱技术

7.3.3“看门狗”技术

7.3.4重复执行

第八章定位模块的调试和区域识别算法的验证

8.1单片机控制电路的调试

8.2整车实验调试

8.3整车运行实验

8.4区域识别算法的验证

8.4.1 MATLAB简介

8.4.2识别算法的验证及MATLAB数据分析

第九章结束语

致谢

附录一：定位模块硬件电路原理图

附录二：作者攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果

参考文献

研究生学位论文附件