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1、本科毕业设计论文题目：车载卫星定位导航系统设计 作者姓名 何冬晖 指导教师 柴婉芳讲师 沈永增教授 专业班级 电子信息工程0802 学 院 信息工程学院 提交日期 2012年5月25日浙江工业大学本科毕业设计论文车载卫星定位导航系统设计作者姓名：何冬晖指导教师：柴婉芳讲师沈永增教授浙江工业大学信息工程学院2012年5月Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technology for the Degree of BachelorCarsatellitepositioning and navigationsystem designStu
2、dent: He DonghuiAdvisor: Lecturer Chai WanfangProfessor Shen YongzengCollege of Information EngineeringZhejiang University of TechnologyJune 2011 / 车载卫星定位导航系统设计摘 要车载卫星定位导航系统是为了解决汽车文明带来的日益严重的城市交通问题而提出的。目前应用最为广泛的卫星导航系统是美国的GPS（Global Positioning System，全球定位系统），因此本文以GPS为主进行研究。本文首先简单介绍了全球4大导航定位系统，对比了各个系统
3、的优劣，决定用兼容GPS系统和北斗系统的模块。重点介绍了基于ARM(Advanced RISC Machines)芯片和android系统的车载卫星导航系统的设计理念和设计流程。通过编写测试代码，用开发板试验模块接受解析GPS数据的功能，然后继续android系统中间层的研究，完成android应用层到Linux底层的对GPS模块的调用，最终在开发板上基本实现了地图实时定位的功能。关键词：GPS,北斗，android，定位导航，ARMDISSERTATION TITLE IN ENGLISHABSTRACTCar satellite positioning and navigation sys
4、tem was proposed in order to solve the growing problem of urban traffic automobile civilization. Currently the most widely used satellite navigation system is the U.S. GPS (Global Positioning System) ,This article is studying on GPS.This article first briefly describes the four global navigation and
5、 positioning system, comparing the pros and cons of each system, and decided to use the module compatible with the GPS system and the Beidou system. Focuses on the design concept and process of car satellite navigation system based on ARM(Advanced RISC Machines) chip and the android system. To accep
6、t the function of parsing the GPS data by writing test code, test module development board, and then continue to the middle of the android system layer to complete the call of the Android application layer to Linux the bottom of the GPS module, the final panel in the development of basic map in real
7、 time positioning function. Key Words: GPS, Beidou, android, positioning and navigation, ARM目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 引言11.2 国内外的研究发展现状21.3 研究背景及意义3第2章 车载卫星定位系统简介42.1 GPS卫星定位系统42.2 定位原理42.3 车辆监控终端解决方案6第3章 需求分析73.1 CPU选择及分析73.1.1 CPU型号73.1.2 DM3730芯片介绍73.2 串口93.2.1 串口介绍93.2.2 RS-232103.2.3 串口扩展芯片10
8、3.3 GPS、导航电子地图应用123.3.1 芯片选择123.3.2 GPS模块硬件分析与设计143.3.3 UM220模块及该方案的特点163.3.4 GPS协议163.3.5 地图应用程序19第4章 android系统简介与开发环境的搭建204.1 android系统简介204.2 android开发环境的搭建204.2.1 JDK安装214.2.2 Eclipse安装214.2.3 Android SDK安装224.2.4 ADT安装234.3 android学习中的问题汇总244.3.1 android导入项目常见问题解决24第5章 GPS模块测试程序(Linux下)调试285.1
9、ubuntu与开发板之间的nfs挂载285.2 6410上的GPS模块的调试及结果295.3 调试过程中遇到的问题34第6章 android系统下GPS及串口应用程序的开发366.1 android系统下GPS的构架解析366.2 如何打通android中间层386.3 串口及GPS应用程序运行结果426.3.1 android上的串口测试程序426.3.2 自编简单GPS应用程序演示436.4 地图定位446.4.1 定位演示446.4.2 地图使用中的遇到的问题45第7章 总结46参考文献47附录 1 GPS模块及接口原理图49附录 2 串口扩展芯片及GPS模块接口PCB图50附录 3 程
10、序流程图51附录 4 GPS在Linux下的测试程序主代码52附录 5 GPS应用程序android源码55致谢59第1章 绪论1.1 引言二十世纪五十年代，前苏联学导航的概念起源于航海业，最初是引导船只安全航行。早在中国先秦时期发明的司南以及宋朝时期发明的指南针，都是人类在导航和定位方面做出的早期探索。随着近代科学技术的发展，后来出现了汽车、飞机、火箭等高级的载运工具，导航的领域也扩充到了整个人类的生活空间乃至宇宙空间，人们对导航提出了更高的要求，保证航行安全、并且信息要实用丰富1。GPS全称为Global Positioning System，即全球定位系统，是以卫星为基础的无线电导航定位
11、系统，具有全能性、全球性、全天候、精密、实时连续、高效的特点。广泛应用于陆海空导航、导弹制导、精密定位、时间传递及速度测量等方面2。近几十年来，全球定位系统GPS的出现和飞速发展，导航定位进入了一个新时代。在车辆导航方面，用户不必去考虑庞大的GPS系统是如何运转的，只需要一个客户端接收机就可以实现动态定位，并且目前接收机的价格越来越低，性能也越来越好，越来越多的车辆需要配备GPS导航定位系统。电子地图是计算机与地图学的结合产生和发展而来的。广义上讲，电子地图是通过计算机技术并在计算机环境中使用的地图。狭义上讲，电子地图即屏幕地图3。随着计算机技术及其硬件的迅猛发展，电子地图方面也得到了极大地发
12、展，逐渐形成以电子地图为雏形，以信息系统为基础的GIS(Geographic Information System)地理信息系统，即一种采集、存储、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。在资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等领域得到了广泛的应用4。伴随着GIS电子地图的出现和快速发展，GPS定位结果的准确性和GIS电子地图中数据处理和直接显示结合在一起即和GPS的GIS结合使得导航事业进入了嵌入式车载导航系统的研究与开发全新的领域。通过GPS定位信息，人们可以知道所处的坐标位置。再配合具有坐标系统的电子地图，就可以通过计算机在电子地图中
13、实时、准确、形象地显示出自己所处的地理位置，以及获得所处位置的周围环境和其他更多的信息。使得导航系统导航性能更准确，服务项目更丰富5。1.2 国内外的研究发展现状我国智能交通系统的发展起步较晚，二十世纪九十年代之前，主要是在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统。九十年代以后开始逐步应用GPS车辆监控调度系统。从我国的情况来看，GPS车辆导航系统不如车辆跟踪定位监控系统市场来得成熟，发展还处在初始阶段6。相关的基础配套设旌与资源正在完善之中，对于实时交通信息的发布和完善的电子导航地图的提供与更新机制，缺乏实际的解决方案和途径，因而市场推进困难重重。但面对庞大的汽车市场，GPS车载系统的潜力不
14、可估量，其发展前景比较乐观。市场上，许多新的硬件产品层出不穷，由于生产成本的降低，其价格大体上一直都在降低，而性能却在提高。许多嵌入式操作系统的应用与推广，也为人们的研发提供了极大的便利7。车载卫星定位系统，属于智能交通系统(即通过运用先进的信息、通信和控制等高新技术对传统运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化和社会化的交通运输方式)的分支，在智能交通系统这一庞大的体系中，占有极其重要的地位。作为整个智能交通系统的基础，车载卫星定位系统的主要目的就是找出特定车辆在特定时间的位置。目前，车辆导航电子地图的规范的行业标准和国家标准正在由中国全球定位系统技术应用协会承担制订，适合我国应用的GPS与某些GLONASS（Global Navigation Satelite System,全球卫星导航系统）相关标准也正在由信息产业部电子第四研究所牵头制订中8。国外对于智能交通系统的研究，已经开展了三、四十年，美国，日本和欧洲等国都为此投入了大量的资金、人力和物力，取得了很多有价值的成果，并成为世界智能交通系统研究的三大基地。另外一些国家和地区对智能交通系统的研究也有相当大的规模，如澳大利亚、韩国、新加坡和香港等。目前可以说，全球正在形式一个新的智能交通系统产业，发展规模
