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1、基于GPS/GPRS车载图像监控系统的设计摘要随着嵌入式应用技术和无线网络技术的快速发展，结合了GPS定位技术和GPRS无线通信技术的嵌入式GPS车载监控系统应运而生。论文将USB视频采集技术引入到车载终端监控系统中，提出了一种车载监控和图像传输系统的具体实现方案。论文首先对车载监控相关的GPS定位技术、GPRS无线网络技术及USB接口技术做了详细介绍。然后是对车载监控终端硬件方案的设计与实现,给出了具体的实现框图。最后对系统中所用到的主控制模块S3C2410X处理器、GPS模块及GPRS通讯模块等作了详细的介绍。为减少GPRS网络传输的数据量，在图像采集模块中采用了JPEG软件压缩编码技术，
2、对静态图像进行压缩编码，较大地节省了网络资源，提高了图片的传输速度。论文的最后总结了所完成的工作，给出了设计的不足之处和有待完善的地方。基于GPS/GPRS的车载图像监控终端最终可以实现GPS定位数据和图像数据的采集与上传功能。利用这些信息，监控中心可实时跟踪车辆并及时获取车内信息，该方案充分利用了S3C2410X处理器资源，方便且实用地实现了低成本的车辆监控功能。关键词： GPS定位技术，GPRS通信技术，车载监控终端，图像采集Carries the image monitor terminal based on The GPS/GPRS vehicle the designAuthor:
3、Li Baohai Tutor: Zhao YanjieABSTRACTWith the rapid development of the embedded-applications and wireless network technology, the embedded vehicle monitoring system which combines the GPS location technology and GPRS wireless communication technology comes into being . In order to meet the requiremen
4、t, the paper introduces USB video capture technology into embedded vehicle monitoring terminal and puts forward a new solution.Firstly, the paper describes the GPS technology, GPRS wireless network technology and USB interface technology in detail .Secondly, the paper explains how to carry out the h
5、ardware design. Give a specific realization of block diagram. The last introduce the main control module S3C2410X processor, GPS module and GPRS communication module used in the system. In order to reduce the quantity of data transmitted by the GPRS network, JPEG compression technology was used to c
6、ompress static image in the image acquisition module, which could economize the network resources and speed up the image transmission. Finally, the paper summaries all the works and gives the methods for further improvement.The embedded vehicle image monitoring terminal which uses GPS/GPRS technolog
7、y could collect the GPS and picture information about the automobile and send it to the monitoring center .Making use of the information, monitoring center strengthens its supervision ability to track automobile, The design makes full use of resources on ARM S3C2410X processor and implements vehicle
8、 monitoring functions at a low-cost but more conveniently.Keywords：GPS positioning technology, GPRS communications technology, vehicle monitoring devices, image acquisition目 录第一章 绪论11.1 课题研究的背景及意义11.2 汽车监控的国内外现状21.3 课题研究的目的2第二章 GPS、GPRS及USB接口技术及原理42.1 GPS导航技术42.1.1 GPS系统组成42.1.2 GPS定位原理62.2 GPRS网络技术
9、72.2.1 GPRS网络技术特点82.2.2 GPRS系统构成82.2.3 GPRS技术在远程监控系统中的应用102.3 USB接口技术102.3.1 USB简介102.3.2 USB的基本特点11第三章 系统总体设计方案123.1系统工作原理及需求123.2 车载监控终端硬件设计方案13第四章 系统硬件平台构成154.1主控制模块(ARM9)164.1.1 USB接口174.1.2 UART接口184.1.3通用I/O口194.1.4 I2S音频接口194.2 GPS模块194.3 GPRS通讯模块214.4 OV511摄像头234.5 基于JPEG库的图像压缩24结论26致谢27参考文献
10、28第一章 绪论随着经济的发展，社会的进步，汽车已经成为当今最为普遍，最为实用的交通工具，是日常生活生产中的重要组成部分。汽车上在带给人们舒适、便利生活的同时，也带来了许多新问题。其中长途汽车的超载、超员问题，出租车司机的人身安全问题，私家车的防盗问题受到了社会的广泛关注。所以车载监控系统的研究对我国的国民经济建设和人民生命财产安全有重要的现实意义。1.1 课题研究的背景及意义进入21世纪以来，全球汽车市场发展迅猛，随着信息技术的高速发展，人们对汽车安全性和舒适性要求的提高，汽车电子成为全球性的研究热点，汽车电子市场成绩斐然。当前国内使用的车载监控系统大都结合了GPS定位技术和GPRS无线网络
11、技术，主要用于为车主自主导航或者为车辆监控中心提供坐标信息。其作用主要是为方便驾车出行或车辆调度，减少交通堵塞现象的发生。GPS车载监控系统只能告知车辆的具体位置，却无法“看到”汽车现场的情况。随着汽车安全需求的扩大和电子技术的发展，对车载监控系统的需求也越来越高，其中图像采集和传输是一个非常突出的新需求。因为如果能够对车辆内部情况和车辆外部驾驶的情况进行拍照保存并通过GPRS网络回传监控中心，就可以让监控中心准确掌握车辆内外部信息，也能够在车辆出现事故时留下图像资料，避免事后取证难而造成争议。具有远程监控和图像传输的车载终端系统应用前景广阔。它可用于运钞车、运油车和运送其他贵重物品的货运车辆
12、，起到防盗、防抢劫的作用；可用于公共汽车、长途大巴等客运车辆，监控是否存在拉客，超员超载的现象，减少交通事故的发生；可用于公安、消防的车辆上，对办案过程录像，以便将来取证；在环境监测车上，它可以记录环境污染现场情况，同时将图像资料实时传输给环境监控中心，便于事后追究相关污染部门责任等等。可见，本课题的研究具有重大的社会效益和经济效益。1.2 汽车监控的国内外现状按照显示终端离采集终端距离的远近，车载视频监控系统分为远程视频监控系统和现场视频监控系统。车载监控系统最早的解决方案是采用传统的本地模拟监控系统。由于查询取证十分繁琐，系统的功能简单、可靠性差，根本无法满足车辆运营过程中的特殊要求(颠簸
13、、温度、湿度等)，因此该解决方案很快就淘汰了。随着嵌入式计算机处理能力的提高，车载监控系统逐渐转向数字方式，主要用于监测、记录汽车在行驶中各种状态和数据，在事故发生时能收集音视频资料。目前流行的解决方案是基于MPEG2和MPEG4技术的硬盘录像方式。它具有处理数字化、计算机化，抗震效果大大加强，图像的存储时间也大大延长等显著特点。但此种监控系统仍然是一种本地化的监控系统，由于缺少联网功能，汽车的状态信息无法实时传送给监控中心。随着GSM业务的开通，具有远程监控功能的GSM车载监控系统不断出现。目前我国GSM网络己经覆盖全国，各地短消息系统也互通，这从理论上提供了全国范围的覆盖。而且目前GSM终
14、端价格较低，有利于降低系统成本，同时它的蜂窝技术提供了大的用户容量。但GSM网络传送时间不确定，不能全面及时地反映车载的实时信息。这些弱点阻碍了GSM车载监控系统的全面推广。最新的解决方案是基于GPS+GPRS的车载监控系统。GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术。提供端到端的、广域的无线IP连接。它以“分组转发”的形式进行数据传送，支持瞬时连接、永远在线，通信费用大大降低。此种系统一般采用先进的GPRS模块、新颖的图像处理芯片、嵌入式网络处理模块等，能实现Internet自动接入，并采集视频图像，通过JPEG算法压缩后利用GPRS无线网络传送至Internet网上的主机，实现GPRS
15、无线网络远程图像的传输。1.3 课题研究的目的随着我国公路覆盖率的不断提高，便利的交通让城市与城市之间的人们来往平凡，促进了各地经济、文化交流。然而也带来了许多的交通隐患，如超载超员，盗窃、抢劫等违法事件。本论文从以上背景出发，提出了一种基于GPS定位技术和GPRS网络技术的车载终端监控方案。系统采用了集成度高、性能优越的嵌入式处理器芯片，系统在稳定性和可靠性上有了保证，且设备配置少，人机交互界面简洁友好，操作简单。整个系统开发难度较小，周期短，且系统配置可选，容易升级。本监控终端系统能够以低廉的价格达到应用的需求。第二章 GPS、GPRS及USB接口技术及原理2.1 GPS导航技术GPS是英文Navigation Satellite Tinning and Ranging/Global positioning System的字头缩写词Navistar/GPS的简称1。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。整个系统由美国国防部于1973年开始研究，历经20年，耗资数百亿美元，于1994年投入使用。整个计划分为3个阶段实施。第一阶段为原理方案可行性验证阶段，从1978年到1979年，共发射了4颗试验卫星，建立地面跟踪网。第二阶段为系统的研制与试验阶段，从1979年到19
