基于ARM和Linux的嵌入式GPS跟踪系统的设计.doc

摘 要

目前，以 GPS 为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。

随着技术的进步、应用需求的增加，GPS 以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点

及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领

域，如民用领域、军事领域等。随着现代化科技的发展，人们对移动目标监控的要求也越

来越高。

本文提出了基于 ARM 体系结构，采用 Linux 操作系统，设计出 GPS 跟踪系统，并以此

为基础阐明了目前跟踪系统设计的必要性和重要性。通过对 Linux 系统、ARM 微处理器的

熟悉以及对 GPS、GPRS 模块的研究，设计了一套基于 ARM 的 GPS 跟踪系统，，其中使用了 GPS

of internationally recognized eight big wireless industrial take GPS. Along with the technical

progress, application demand's increase, GPS by all-weather, the high accuracy, the automation,

the high efficiency and so on outstanding feature and the alone localization guidance, the time

service tests a frequency, the precision measurement and so on various formidable function,

stepped in the numerous application domains, like civil domain, military field and so on. Along

with modernized science and technology development, the people are also getting higher and

higher to the mobile target monitoring's request.

This article proposed based on the ARM architecture, uses the Linux operating system,

designs the GPS tracking system, and has expounded the present tracking system design

necessity and the importance take this as the foundation. Through to the Linux system, ARM

Key words: ARM,Linux, GPS, GPRS, Track

目 录

摘 要..........................................................................................................................................I

ABSTRACT....................................................................................................................................II

目录 ...............................................................................................................................................III

第一章 绪论 ...................................................................................................................................1

1.1 研究背景 ..........................................................................................................................1

1.3.1 国外研究及发展现状 ...........................................................................................1

1.3.2 国内研究及发展现状 ...........................................................................................2

1.4 论文的主要工作 ..............................................................................................................2

2.2 开发环境简介 ..................................................................................................................3

第三章 系统硬件设计与实现 .......................................................................................................5

3.1 系统硬件组成 ..................................................................................................................5

3.2 ARM 控制器 .....................................................................................................................6

3.2.1 ARM 微处理器的应用领域及特点 ......................................................................6

3.2.2 ARM9 微处理器系列 ............................................................................................7

3.2.3 S3C2410X 模块 .....................................................................................................7

3.3 GPS 模块...........................................................................................................................7

3.3.1 GPS 简介................................................................................................................7

3.3.2 GPS 原理................................................................................................................8

3.5 键盘 ................................................................................................................................12

3.5.1 本设计所使用的键盘模块 .................................................................................12

3.5.2 键盘扫描原理 .....................................................................................................12

第四章 系统软件设计与实现 .....................................................................................................13

4.1 模块简介及程序流程 ....................................................................................................13

4.2 GPS 模块定位的实现.....................................................................................................15

4.2.1 AT 命令................................................................................................................15

4.2.2 SMS 技术 .............................................................................................................17

4.2.3 利用 GPRS 模块发送短消息的设计 .................................................................20

4.3 利用 GPS 模块实现定位...............................................................................................28

4.5.2 设置显示区域 .....................................................................................................32

4.5.3 创建和显示主窗口 .............................................................................................32

4.5.4 进入消息循环 .....................................................................................................33

4.5.4 消息过程函数 .....................................................................................................34

4.5.5 程序的退出 .........................................................................................................35

第五章 软硬件调试 .....................................................................................................................36

5.1 硬件调试 ........................................................................................................................36

5.2 软件调试 ........................................................................................................................36

第六章 系统测试 .........................................................................................................................37

6.1 测试原理 ........................................................................................................................37

1.1 研究背景

由于 Linux 的开放源代码、可移植、可扩展、可维护等特性，使 Linux 能够在几乎所

有的平台上运行。Linux 的应用也逐渐渗透到了手机、车载系统、远程监控和跟踪系统等

生活的各个方面。GPS 系统与其他导航系统相比，主要特点是：全球地面连续覆盖；功能

多、精度高；实时定位速度快；抗干扰性能好、保密性强。通过 GPS 模块能够实现精确的

定位，可以将从卫星接收来的信息提取出经度、纬度、海拔等信息，实现定位。GPRS 是在

GSM 基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，具有价格低、速度快、实时

在线等特点，它的出现，增加了移动设备与外界的信息交流和互动。由于 GPRS 通信网络

实现了联网和漫游，这样利用网络传输数据无须再组建专用通信网络，因此 Linux 和

GPS/GPRS 的结合，使在嵌入式系统上实现短信方式传输定位信息成为可能。

1.3.1 国外研究及发展现状

目前，以 GPS 为代表的卫星定位导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之

一。随着技术的进步、应用需求的增加，GPS 以全天候、高精度、自动化、高效率等显著

特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应

用领域，使 GPS 成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个 IT 经济新增长点。

主要应用领域：(1)民事领域。如对汽车、船舶和飞机等运动物体的跟踪定位。此外，

对于警察、消防及医疗等部门的紧急救援、追踪目标等，GPS 都具有得天独厚的优势。在

日常生活中，GPS 还可用于人身受到攻击危险时的报警，特殊病人、少年儿童的监护与救

助，生活中遇到各种困难时的求助等。(2)军事领域。已从当初的为军舰、飞机、战车、

地面作战人员等提供全天候、连续实时、高精度的定位导航，扩展到成为目前精确制导武