| 硕士论文 基于嵌入式系统的多功能车载定位导航系统的研究与开发 摘要 智能交通系统（ITS）的研究和发展是解决当今中国交通问题的一个有效途径之一。本文以嵌入式系统为基本平台，对ITS系统中的重要组成部分——车载终端，进行了较为深入的研究，讨论了自主式多功能车载定位导航系统的具体实现方法。该系统由矢量电子地图模块、定位模块、通信模块、多媒体视频播放模块及视频混合电路模块这几个模块有机组成，用于实现车辆图形化定位导航、信息查询、无线通信、多媒体播放等多种功能。该系统的具体实现是以ARM920T为内核的EP9315为主芯片，构建系统总的开发平台。开发平台以Windows CE.net为操作系统，运用EmbeddedVisual C++嵌入式编程技术，建立了一个矢量电子地图系统，实现了矢量电子地图的显示、缩放、漫游、图层管理以及简单的数据查询导航功能，提出了用边界检测算法 提高电子地图漫游时的显示速度。在此开发平台上还实现了GPS定位数据的采集、处理，初步完成了定位模块的部分功能。通过SIM100-E GSM/GPRS模块实现了以短消息方式发送定位数据。基本实现了多媒体模块的视频播放功能，在此基础上提出了通过EP9315上的GPIO口控制混合电路模块的视频信号切换功能方案。对视频混合电路模块的软硬件开发调试也取得了一定的进展。 本文目前初步完成了多功能车载定位导航系统中大部分模块的基本功能，但在系统各模块功能的有效集成等方面还需要做进一步的改进完善。 关键词：智能交通系统，嵌入式系统，多功能车载定位导航系统，Windows CE 目录 第一章绪论..........................................................................................................................1 1.1论文选题背景.............................................................................................................1 1.2 ITS在国外的发展状况..............................................................................................2 1.3 ITS在中国的发展情况..............................................................................................3 1.4本课题研究的主要内容及难点分析.........................................................................4 1.5论文内容安排.............................................................................................................6 第二章系统总体框架的研究与讨论....................................................................................7 2.1系统总体框架............................................................................................................7 2.1.1车载定位导航系统类型的选择......................................................................7 2.1.2中心式车辆定位导航系统..............................................................................7 2.1.3自主式车辆定位导航系统...............................................................................7 2.1.4两种系统比较及选择.......................................................................................8 2.2系统软硬件开发平台的选择....................................................................................9 2.2.1系统方案选择的基本原则..............................................................................9 2.2.2车载定位导航系统的第一套方案................................................................10 2.2.3车载定位导航系统的第二套方案.................................................................10 2.2.4两套方案的比较结果....................................................................................11 第三章系统软硬件开发平台构建......................................................................................15 3.1车载定位导航系统的开发工具和开发流程...........................................................15 3.1.1开发工具........................................................................................................15 3.1.2开发流程........................................................................................................16 3.2硬件开发平台的构建..............................................................................................17 3.3软件开发平台的构建..............................................................................................18 3.3.1系统软件框架总体设计.................................................................................18 3.3.2 Windows CE.net操作系统的体系结构分析.................................................18 3.3.3 Windows CE.net操作系统内核定制及移植.................................................20 3.4应用程序的开发......................................................................................................23 3.4.1系统应用程序开发框图................................................................................23 3.4.2系统应用程序开发方法的比较....................................................................23 3.4.3确定系统应用程序开发方法.........................................................................24 第四章电子地图模块的研究与开发..................................................................................25 4.1电子地图模块开发方法讨论...................................................................................25 4.1.1桌面型GIS系统开发方法............................................................................25 4.1.2嵌入式GIS系统开发方法............................................................................26 4.2地理信息系统的空间数据表示..............................................................................27 4.2.1表示空间地理信息的两种数据结构............................................................27 4.2.2栅格数据结构................................................................................................27 4.2.3矢量数据结构................................................................................................27 4.2.4两种结构的比较和选择................................................................................29 4.3矢量电子地图模块开发..........................................................................................30 4.3.1矢量电子地图格式的选择............................................................................304.3.2 Shapefile矢量电子地图格式分析研究.........................................................30 4.3.3读取Shapefile矢量电子地图格式文件数据...............................................35 4.3.4利用Windows GDI实现矢量电子地图系统...............................................38 4.3.5利用边界检测算法提高地图漫游速度.........................................................43 4.3.6矢量电子地图模块在实现系统定位导航功能中的研究与讨论................45 4.3.7矢量电子地图模块进一步的分析讨论........................................................48 第五章定位模块和通信模块的研究与开发......................................................................50 5.1定位模块的研究与开发...........................................................................................50 5.1.1不同定位技术比较.........................................................................................50 5.1.2确定系统定位模块方案.................................................................................52 5.1.3定位模块的实现............................................................................................53 5.2通信模块的研究与开发..........................................................................................57 5.2.1常用通信技术比较及确定系统通信模块方案............................................57 5.2.2通信模块的实现............................................................................................58 第六章视音频模块和混合电路模块的研究与开发..........................................................62 6.1视音频模块的研究与开发.......................................................................................62 6.1.1视音频模块相关技术原理.............................................................................62 6.1.2视音频模块的实现.........................................................................................63 6.2混合电路模块的研究与开发...................................................................................66 6.2.1混和电路模块主芯片简介.............................................................................66 6.2.2混和电路模块软硬件电路分析初步.............................................................67 结论与展望............................................................................................................................69 致谢........................................................................................................................................71 参考文献................................................................................................................................72 个人简历、在学期间的研究成果以及发表的学术论文....................................................74 附录一....................................................................................................................................75 附录二....................................................................................................................................76 附录三....................................................................................................................................76 附录四....................................................................................................................................77 附录五....................................................................................................................................77 |
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