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基于ARMLINUX的GPS导航系统.doc
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基于ARMLINUX的GPS导航系统.doc
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基于 ARM-LINUX 的 GPS 导航系统
目 录
0 摘要 ………………………………………………………………………………………………………1
1 引言…………………………………………………………………………………………………
………2
1 系 统 方 案 选 择 与 论 证
………………………………………………………………………………………2
1.1 总体设计方案 …………………………………………………………………………………… 3
1.2 部 分 模 块 设 计 方 案
…………………………………………………………………………………3
1.2.1 主控芯片选择方案 ………………………………………………………………………3
1.2.2 操作系统及选择方案 ……………………………………………………………………3
1.2.3 GPS 模块设计方案…………………………………………………………………………3
1.2.4 显示模块设计方案 ……………………………………………………………………… 3
1.2.5 地图文件存放方案 …………………………………………………………………… 4
1.3 总 体 方 案 确 定
………………………………………………………………………………………4
2 系统硬件设计
2.1 主控芯片电路………………………………………………………………………………………5
2.2 flash 芯片电路 ……………………………………………………………………………………7
2.3 串口电路 ………………………………………………………………………………………… 8
2.4 usb 接口电路 ……………………………………………………………………………………9
2.6 系统总线及 lcd 接口电路 …………………………………………………………………………9
2.5 电源电路 …………………………………………………………………………………………10
3 系统的软件设计 …………………………………………………………………………………………11
3.1 程序结构框图 ……………………………………………………………………………………11
3.2 Maintab 类 ………………………………………………………………………………………11
3.3 Mainwidget 类 …………………………………………………………………………………11
3.4 config 类 ………………………………………………………………………………………12
3.5 map 类 ……………………………………………………………………………………………13
3.6 gps_diver 类 …………………………………………………………………………………14
3.7 staSNR 类 ………………………………………………………………………………………14
3.8 debug_PDF 类 ………………………………………………………………………………… 15
3.9 Makefile 文件 …………………………………………………………………………………16
3.10 地 图 文 件 ( mapinfo.txt 文 件 )
………………………………………………………………16
4 测试 ………………………………………………………………………………………………………16
4.1 操作系统烧写测试 ………………………………………………………………………………16
4.2 卫星接收测试……………………………………………………………………………………18
4.3 地图显示测试 ……………………………………………………………………………………20
4.4GPS 信 号 检 测 测 试 …
………………………………………………………………………………22
4.5 功耗测试 …………………………………………………………………………………………22
4.6 其他测试 …………………………………………………………………………………………23
4.7 测试结果分析 ……………………………………………………………………………………23
5 总结 ………………………………………………………………………………………………………23
参考文献: ………………………………………………………………………………………………… 23
致谢: ………………………………………………………………………………………………………24
附录:……………………… ………………………………………………………………………………24
基于 ARM-LINUX 的 GPS 导航系统
摘要:本系统由 GPS 数据采集并显示、地图显示两大部分组成,模拟 GPS 导航的过程。
通过 GPS 模块、arm9 硬件环境、嵌入式 LINUX 操作系统、TFT 触摸屏等模块来完成整个
体系的运作,使其实时采集 GPS 数据,然后将 GPS 数据对应的地图显示出来,再利用串
口将数据送入 PC 机数据库中实现查询等一系列功能。本设计的特点在于界面友好、用
户易操作、功耗低、便于长时间户外导航。
关键词:ARM;LINUX;GPS;C++语言;SHELL 编程;嵌入式操作系统
The ARM-LINUX-based GPS navigation system
Abstract: This system consists of GPS data collection, map display composed of two parts,
simulated GPS navigation process. Through the GPS module, arm9 hardware environment,
embedded LINUX operating system, TFT touch screen and other modules to complete the
operation of the entire system to collect real-time GPS data, GPS data and then display the
corresponding map, re-use the data into the PC serial port machine in the database queries,
and so to achieve a series of functions. This design feature is user-friendly, user easy to
operate, low power consumption, easy to navigate a long time outdoors.
Keywords: ARM; LINUX; GPS; C + + language; SHELL programming; embedded
operating system
0 引言
GPS 是英文 Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称
为“球位系”。GPS 是 20 世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导
航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航
服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。随着人民生活水平的法
杖,GPS 技术被越来越多的应用在个人 PDA、个人车载终端、手机等个人设备上。人们
通过手持 GPS,能准确知道自己所在的位置,从实现到导航、确定旅游路线、获取地理
信息等功能。本文介绍的 GPS 导航系统,以 ARM 作为主控芯片,配以 GPS、TFT 触摸屏、
嵌入式 LINUX 操作系统,构建了一个集 GPS 信息显示、地图显示、语音导航为一体的完
整系统。本系统在一定程度上推动了个人手持 GPS 导航设备研究的发展。
1 系统方案选择和论证
1.1 总体设计方案
个人手持设备要求界面美观、功耗低、易于操作。系统应有彩色触摸屏;低功耗、
高速度的处理芯片;带有嵌入式操作系统;GPS 信息接收模块;sd 卡用以存放地图;
模块框图分别如图 1 所示:
S3c2440
TFT 触摸屏
Sd 卡
(存放地图)
Gps 模块
Nand flash
Nor flash
图 1 系统结构框图
Fig.1 System Structure Diagram
1.2 部分模块设计方案
1.2.1 控制模块设计方案
方案一:采用凌阳公司的 16 位单片机,它是 16 位控制器,具有体积小、驱动能力
高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。用于
语音处理和识别等领域。满足系统 GPS 模块和语音导航功能的需要。由于本系统需要彩
色人机交互界面,对处理速度要求较高,故不采用。
方案二:采用 samsung 公司的 s3c2440。S3c2440 采用 ARM920t 内核,实现了
MMU、ARBA、BUS 和 Harvard 高速缓冲体系结构。是一块高性能、低功耗的嵌入式芯
片。可植入操作系统。在个人 PDA 领域应用及广。植入操作系统后,在用户 GUI 编程
方面具有很大优势。内置 AD/DA,便于扩展语音模块。故选用此芯片为主控芯片。
1. 2. 2 操作系统选择方案
Linux 操作系统广泛应用在嵌入式设备中,其源代码开放、免费;内核性能高效、
多任务、可制定;完善的图形管理、文件管理机制;良好的开发环境、强大的工具集 。
可移植 QT 开发环境,可实现跨平台的编译,代码重用率高。
1.2.3 GPS 模块选择方案
方案一:采用串口接口 GPS 模块。优点:便于驱动,价格便宜。缺点:嵌入式 linux
的调试需要用到串口,若 GPS 模块占用了串口会造成调试不便。故不采用
方案二:采用 usb 接口 GPS 模块。优点:便于携带、连接开发板。缺点:驱动相对
较难、价格相对较贵。为了便于调试和携带,采用 usb 接口 GPS 模块。
1.2.4 显示模块设计方案
电 源
串口
(调试及下载)
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omyligaga
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