【正文】 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第IV頁基于ARM的嵌入式GPS通訊摘 要由于全球定位系統(tǒng)在航天、航空、航海、海洋上程、大地測量、陸地導航以及軍事上的大量運用及其廣闊的應用前景，使得GPS定位導航系統(tǒng)成為國內(nèi)外相關領域競相研究的對象。本文提出了一套結(jié)構(gòu)完整的基于ARM 處理器、開源嵌入式linux 系統(tǒng)和開放式地圖數(shù)據(jù)來構(gòu)建嵌入式GPS 地圖定位導航系統(tǒng)的設計方案。基于GPS的衛(wèi)星定位技術，可以將移動目標的動態(tài)位置(包括經(jīng)度和緯度)、時間、狀態(tài)等信息通過無線通信鏈路實時傳送到監(jiān)控中心，從而在電子地圖上顯示出移動終端運動的軌跡，并對終端的位置、速度、運動方向、報警信息等用戶感興趣的參數(shù)進行監(jiān)控和查詢。本文提出一種基于ARM的嵌入式自動定位系統(tǒng)，具有占用資源少、高性能、高可靠性及可配置的特點，并可以成功移植到多種硬件和操作系統(tǒng)平臺上。在構(gòu)建系統(tǒng)軟硬件平臺的基礎上，通過研究GPS 地圖定位導航關鍵理論和技術，包括定位數(shù)據(jù)協(xié)議分析，系統(tǒng)數(shù)字地圖選擇，坐標轉(zhuǎn)換，矢量地圖的可視化和漫游、縮放等操作，設計和開發(fā)上層GPS、地圖軟件模塊，從而實現(xiàn)GPS 地圖定位導航功能。關鍵詞：全球定位系統(tǒng)；數(shù)字地圖；定位導航；Linux；ARMBased on the ARM embedded GPS munications AbstractAs the global positioning system in the aerospace, aviation, marine, ocean processes, geodesy, land navigation, and extensive use of its military broad application prospects, making the GPS positioning and navigation system into the field of peting domestic and foreign object of study. This paper presents a structured ARMbased processors, open source embedded linux system and the open map data to build an embedded GPS positioning and navigation system map design. Based on GPS satellite positioning technology, the dynamic can be a moving target position (longitude and latitude), time, status and other information transmitted in real time via wireless munication link to the monitoring center, which is displayed on the electronic map of the trajectory of the mobile terminal movement, And the terminal position, velocity, direction of movement, alarm information of interest to users to monitor and query parameters. This paper presents an embedded ARMbased autopositioning system, with a small footprint, high performance, high reliability and configurable features, and can be successfully ported to a variety of hardware and operating system platforms. Building the system hardware and software platform, based on the GPS map navigation by studying the critical theory and technology, including the positioning data protocol analysis, system digital map to select, coordinate conversion, vector map visualization and roaming, zooming and other operations, design and Development of the upper GPS, map software modules, enabling GPS map navigation function.KeyWords: Global positioning system。 Digital map。 Orientation navigation。 Linux。 ARM 目 錄1 緒論 1 選題背景 1 系統(tǒng)開發(fā)的目的及意義 1 2 3 3 嵌入式系統(tǒng)分類 3 嵌入式系統(tǒng)的特點 4 ARM簡介 52 需求分析 6 可行性分析 6 技術可行性分析 6 經(jīng)濟可行性分析 6 使用可行性分析 7 法律可行性分析 7 73 開發(fā)環(huán)境介紹 9 嵌入式系統(tǒng)科研平臺 9 開發(fā)平臺簡介 9 UPTECHPXA270S開發(fā)平臺邏輯圖 104 概要設計 11 GPS原理及定位說明 11 GPS概述 11 GPS接口 13 15 16 175 詳細設計與實現(xiàn) 20 20 20 21 21 21 22 22 23 24 24 256 測試 34 測試目的 34 軟件測試的內(nèi)容 34 測試結(jié)果 34 功能測試 34 性能測試 34 子模塊的測試 35 綜合測試 35 測試結(jié)果分析 35結(jié)論 36致謝 37參考文獻 38 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第38頁1 緒論 選題背景下面詳細分紹一下GPS技術、嵌入式系統(tǒng)及ARM微處理器。應用的一部分,使用計算機對企業(yè)單位的各項信息進行管理，具有著手工管理所無法比擬的優(yōu)點。例如:檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、保密性好、壽命長、成本低等。由于GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個應用領域。 隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學水平以及人們的生活質(zhì)量，刺激GPS市場的增長。據(jù)有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航系統(tǒng)，2000年后的市場將達到30億美元，而在我國，汽車導航的市場也將達到50億元人民幣?？梢?，GPS技術市場的應用前景非?？捎^。 系統(tǒng)開發(fā)的目的及意義從美國的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)開始，這項以位置信息為聚焦點的技術逐漸進入了人們的視野，并受到了極大的重視，發(fā)展速度迅猛。定位技術不僅對國家安全、軍事發(fā)展有著戰(zhàn)略性的意義，而且通過與現(xiàn)有的商業(yè)應用服務相結(jié)合，為廣大民眾提供了一種基于位置信息的新型現(xiàn)代服務模式，帶來了新鮮的用戶體驗，并逐步滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，正在成為生活中不可缺少的一種服務。近十年來互聯(lián)網(wǎng)的飛躍式發(fā)展，在引領了第三次信息產(chǎn)業(yè)革命的同時，也帶來了其中諸多問題和隱患，其中的信息安全和網(wǎng)絡安全問題就是一個明顯例子。尤其是伴隨著移動寬帶接入技術的普及和發(fā)展，無線寬帶網(wǎng)絡安全隱患更是讓政府相關監(jiān)管部門和企業(yè)感到憂心忡忡。在這樣的背景下，考慮無線寬帶網(wǎng)絡的自身特點和安全防護需求，定位技術與網(wǎng)絡安全技術相結(jié)合所產(chǎn)生的基于位置信息的安全防護技術應運而生，而且必將有著廣闊的發(fā)展空間和應用前景。嵌入式 GPS地圖定位導航系統(tǒng)是綜合運用 GPS定位技術、GIS地理信息技術和嵌入式系統(tǒng)等多種高新技術的應用系統(tǒng)，能夠為用戶提供隨時隨地的定位、導航和授時服務。近幾年涌現(xiàn)出大量的 GPS定位導航設備以及解決方案，被廣泛地應用到城市智能交通管理、現(xiàn)代物流調(diào)運、車輛監(jiān)控等領域，極大地改善了人類的生產(chǎn)和生活，推動了信息化社會的發(fā)展。但目前嵌入式 GPS定位導航系統(tǒng)從系統(tǒng)平臺、開發(fā)環(huán)境到地圖數(shù)據(jù)、應用軟件等幾乎都處在一個商業(yè)化的封閉的環(huán)境下，造成了開發(fā)成本昂貴，安全性低，擴展性差，數(shù)據(jù)更新和交換困難，缺乏軟件自主權等問題。因此本文通過研究嵌入式 GPS地圖定位導航系統(tǒng)的相關理論、方法和技術，提出一套結(jié)構(gòu)完整的基于 ARM/linux的嵌入式 GPS地圖定位導航系統(tǒng)的設計方案及其實現(xiàn)。對設計和開發(fā)基于開放系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)標準的，安全、穩(wěn)定、低成本的嵌入式 GPS地圖定位導航。嵌入式系統(tǒng)無所不在，它幾乎包括了我們周圍的所有電器設備：掌上PDA、移動計算設備、電視機頂盒、上網(wǎng)手機、多媒體、汽車、微波爐等家庭自動化系統(tǒng)、電梯、安全系統(tǒng)、自動售貨機、醫(yī)療系統(tǒng)、立體音響、蜂窩式電話、自動取款機等等。據(jù)統(tǒng)計，每年只有10％～20％的計算機芯片是為臺式或便攜式電腦而設計的，這也意味著每年有10～30億CPU是為嵌入式系統(tǒng)設計制造的。越來越多的設備需要復雜的嵌入式操作系統(tǒng)，因此為了適應嵌入式設備的復雜性和多樣性，縮短其開發(fā)周期，嵌入式系統(tǒng)應運而生。中國有世界上最大的家用電子產(chǎn)品消費市場，彩電、VCD、游戲機、學習機的擁有數(shù)量都居世界第一。隨著消費結(jié)構(gòu)的改變，人們對家電的靈活性和可控性提出了更高的要求：這些只能通過家電的數(shù)字化和網(wǎng)絡化來實現(xiàn)；隨著電話通信費用和通信類電子產(chǎn)品的價格進一步下調(diào)，PDA結(jié)合數(shù)字手機將成為今后個人數(shù)據(jù)通信和事務處理的最佳選擇；同時，對于現(xiàn)代化的醫(yī)療、測控儀器和機電產(chǎn)品也需要有專用的嵌入式系統(tǒng)軟件的支持。這些需求都極大地刺激了國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化過程。根據(jù)IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers)的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助設備、機器和車間運行的裝置”,這主要是從應用上加以定義的。目前國內(nèi)普遍認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎，軟、硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序等四個部分組成，用于實現(xiàn)對其他設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng)分類由于嵌入式系統(tǒng)本身是一個外延極廣的名詞，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)，很難給它一個明確的定義。因此，目前通常把嵌入式系統(tǒng)概念的重點放在操作系統(tǒng)上，指能夠運行操作系統(tǒng)的軟硬件綜合體。根據(jù)不同的分類標準嵌入式系統(tǒng)有不同的分類方法