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1、摘要 近几年来，随着人民生活水平的日益提高，城市中的车辆日益增多，以及由此产生的交通阻塞、工作效率降低等问题也日趋严重；通过车载定位与监控系统，对市区内的车辆进行有效的指挥和监控，可以有效的缓解交通紧张状况，对合理的分配、调度资源、震慑针对于车辆的犯罪等都有着重要的意义。本文首先对全球卫星定位系统(GPS)的定位技术进行了介绍，对GPRS移动通信系统及进行了论述,对ARM处理器进行了详细介绍，在此基础上，本文主要介绍车载监控终端研发中的两个方面的工作： 1.车载监控终端核心板的硬件设计：介绍采用ARM7核的LPC2104的特性；GPS信号接收机的基本结构、主要功能、接口定义；GPRS模块的开发
2、，针对wavecom Q2403模块的数据接口、数据传输形式、引脚功能及与LPC2104的接口设计作了相应的介绍；为满足各个芯片不同的电源要求设计电源电路；系统采用模拟总线技术扩充两个串口来弥补LPC2104的串口不足；用Flash来存储定位数据和监控中心发来的消息。 2详细介绍了车载监控终端的外围设备设计，包括红外电话拨号器，音频放大电路、LCD显示屏等的设计。另外对LCD软件体系结构和显示屏消息菜单也做了相应的介绍。 最后，对本文所设计的系统进行了一系列的GPS定位和定位信息的传输实验，并对外围设备进行测试，系统性能性能稳定，达到了设计要求。关键词：全球定位系统；GPRS；车载监控；嵌入式
3、操作系统AbstractIn recent years, along with the level of peoples life is increasing day by day, the city of increasing vehicle, and the resulting in a traffic jam, work productivity are yue is serious; Through the car positioning and monitoring system, the vehicle in the effective command and control, c
4、an effectively relieve traffic emergencies, reasonable allocation of resources, scheduling, stunning based on the vehicle crime and so on, all have the important meaning.This paper first to the global positioning system (GPS) positioning technology, introduces GPRS mobile communication system and we
5、re discussed, on the ARM processor carried on the detailed introduction, based on this, this paper mainly introduces the on-board monitor terminal of the developing two aspects of work: 1. The core of the monitor terminal board hardware design: ARM7 introduced the characteristics of the nuclear LPC2
6、104; GPS signal receiver of basic structure, main function, the interface definition; GPRS module development, for wavecom Q2403 module data interface, data transmission types, pin function and and LPC2104 interface design for the corresponding introduction; To meet the different requirements of eac
7、h chip power supply power supply circuit design; By simulating system bus technology to make up for two serial port expansion LPC2104 serial port is insufficient; Use Flash to store positioning data and the monitoring center on the news.2. Detailed introduces the on-board monitor terminal of the per
8、ipheral equipment design, including infrared phone dialer, audio amplifier circuit, LCD display screens, etc design. In addition to LCD software system structure and display news menu have also made the corresponding introduction .Finally, the system designed for this article carried on a series of
9、GPS positioning and positioning information transmission experiment, and the peripheral equipment to test, the system performance stable performance and meet the design requirements.Keywords：GPS；GPRS；Ehicle supervision；Embedded system。目录摘要IAbstractII第1章 绪论1 1.1课题研究目的及意义1 1.2车载监控系统的发展背景及研究现状2 1.2.1车载
10、监控系统的发展背景2 1.2.2车载监控系统的研究现状21.3主要完成的工作4第2章GPS、GPRS原理和ARM简介62.1 GPS原理62.1.1 GPS发展历史与系统组成62.1.2 GPS原理62.1.3 GPS应用72.1.4 GPS设备性能指标82.2 GPRS原理92.2.1 移动数据网络发展过程92.2.2 GPRS的优点及不足92.2.3 GPRS的应用范围92.3 ARM简介122.3.1 RISC体系结构132.3.2 ARM微处理器的寄存器结构132.3.3 ARM微处理器的系列产品142.2.4 ARM微处理器的应用领域14第3章 车载监控终端硬件设计163.1系统的整
11、体结构163.2 LPC2104简介163.3扩充串口、GPIO及模拟总线183.4 GPS模块接口设计263.5 GPRS/GSM模块接口设计283.6 FLASH模块设计283.7电源电路设计303.8提高电路板稳定性和抗干扰能力设计313.8.1 PCB板的设计313.8.2 PCB板的可靠性设计34第4章 外围设备设计354.1红外手柄设计354.1.1 红外发射器354.1.2 键盘384.1.3 LED显示屏394.1.4红外接收器414.1.5音频放大电路414.2 LCD显示屏设计424.2.1LCD硬件设计42参考文献47结束语48致谢49ww第1章 绪论车辆监控系统是融合了
12、全球卫星定位技术、地理信息技术和无线通信技术于一体的综合系统。该系统将移动车辆接收到GPS数据(经纬度、高度、时间、速度等)进行解析，并实时地通过无线通信信道上传至监控中心。监控中心在电子地图上对被监控车辆的参数进行显示监控和查询，同时利用无线通信链路向移动终端发送控制和消息。该系统适用于不同的监控场合，经济效益和社会效益明显，可广泛地应用于客运、银行、公安、物流行业、车辆自动导航、公交智能交通管理等领域。1.1课题研究目的及意义随着社会经济建设的飞速发展和城市规模的不断扩大，城市公路交通系统变得越来越复杂，特别是近年来车辆增长的速度己经远远高于道路和其它交通设施的增长速度，目前我国城市的机动
13、车保有量正高速增长，目前己达几千万辆。然而在我国城市道路的增长率则仅为3%左右，由此而带来的道路堵塞、交通事故、环境污染以及能源浪费等现象在世界范围内也变得越来越严重。低效率利用道路及管理技术落后并存的现象又加剧了因交通设施短缺所造成的困难，我国大中城市普遍存在着人车混行、运输效能低下的现象。同时，盗、抢机动车案件犯罪的发案总数正呈明显的上升，汽车的防盗、防抢问题也变得越来越重要。因此，发展智能交通系统的意义非常重大。智能交通系统是利用尖端的电子信息技术，形成人员、公路和车辆三位一体的新型公路交通系统的总称。目前对移动目标进行定位的技术主要有两种：地面无线电定位和卫星定位。在早期的城市汽车定位
14、系统采用无线电定位方式进行定位，它主要通过在城市各地设置许多小型无线电台，利用汽车的接收机接收各电台发出的无线电信号，用交叉定位方式进行定位。这种定位方式不仅精度差，而且费用昂贵，难以在民间推广。卫星监控是天文监控与无线电监控的结合物，与传统的监控系统相比，它具有覆盖面积大、不受气候的影响、定位精度高等优点。GPS是美国在20世纪70年代开始研制的第二代卫星监控系统，具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、使用广泛等显著特点，因而在海、陆、空移动物体的监控、制导、大地测量和工程测量的精密定位、时间传递和运动物体的速度测量方面都获得了大量的应用。近年来，微电子技术的迅速发展使得GPS接收机
15、的体积更小、价格更便宜、使用范围更广泛；美国于2000年5月1日取消了SA政策，停止对民间用户精度的限制，使得GPS定位精度有了很大的提高，这些都大大激发了GPS在民用领域的发展，尤其是在车辆监控领域的发展。最近对车辆定位监控系统的研究结果表明，GPS定位技术在车辆定位监控领域中具有广阔的应用前景。打破国外的技术垄断，开发具有自主知识产权的车辆监控产品将具有深层次的意义。1.2车载监控系统的发展背景及研究现状1.2.1车载监控系统的发展背景在当前信息社会中，交通运输的合理调度与管理是一个重要问题，也是促进社会生产发展和人类生活的关键环节。例如，出租汽车公司的汽车监控和调度、公共汽车的合理调度、公安警车的调度和指挥，运钞车的监控、各专业运输公司车辆的监控等等，都需要实时向总部汇报自己所在的位置（及速度）和运营状况，或者总部实时地询问各车辆的位置和状态，以便及时指挥车辆，灵活地处理所遇到的情况。我国城市交通管理逐渐由分散变为集中，车辆管理除了采用政府行政管理外，大都在酝酿城市车辆调度管理系统，以便采用科学手段管理城市公共交通车辆。运用3s技术，建立一个完善的城市公共信息服务网是解决城市交通的高效、统一、共享的理想方案。因此，必须改变传统的交通发展模式，研究符合可持续发展战略的交通模式在我国己势在必行，这也是国际交通发展的大趋势。电子技术、通信技术、计算机
