目录
目录..................................................................... 1 摘 要.................................................................... 3 Abstract ................................................................. 4 1 绪论................................................................... 5
1.1 论文选题的意义 ................................................... 5 1．2智能公交系统在国内外的发展 ...................................... 5 1.3 智能公交系统中的智能车载终端简介 ................................. 7 1．5本论文的主要内容 ................................................ 7 2 智能公交系统(APTS)及其关键技术 ......................................... 8
2．1 APTS系统组成 ................................................... 8 2.2 GPS全球定位系统 ................................................. 8
2.2.1 GPS 全球定位系统的发展历史 ................................. 8 2.2.2 GPS系统的组成 ............................................ 8 2.2.3 GPS 定位的基本原理 ......................................... 9 2.3 GPRS 移动通信系统 ............................................... 11
2.3.1 GPRS 简介 ................................................. 11 2.3.2 GPRS 网络连接及数据传输 ................................... 11 2.3.3 透明传输模式和命令模式的转换 .............................. 12
3 智能公交车载终端设计 .................................................. 13
3.1 智能车载终端总体设计 ............................................ 13 3．2主要模块基本功能介绍 ........................................... 14 3．3主要芯片及模块选型 ............................................. 14
3.3.1 MCU芯片 .................................................. 14 3.3.2 GPS模块 .................................................. 15 3.3.3 GPRS模块 ................................................ 15 3.3.4 语音模块 .................................................. 15 3.3.5 液晶显示 .................................................. 16 3．4本章小结 ....................................................... 16 4 智能公交车载终端硬件设计 .............................................. 16
4．1电源模块设计 ................................................... 16 4．2 ARM微控制器模块 ............................................... 17
4.3 时钟及复位电路 .................................................. 17 4. .4 FLASH 存储器电路设计 ......................................... 17 4.5 SDRAM 存储器电路设计 ............................................ 18
4.5.1 SDRAM 模块功能介绍 ........................................ 18 4.5.2 HY57V281620 的实际连接 ................................... 19 4.6 调试与测试接口 .................................................. 20 4．7 GPS模块电路设计 ............................................... 20 4．8 GPRS模块电路设计 ............................................. 21 4．9 语音及功放电路设计 ............................................. 21 4．10 硬件电路设计中需要注意的问题 .................................. 21 4．11 本章小结 ...................................................... 22 5 智能车载终端系统的软件设计 ............................................ 22
5.1 嵌入式操作系统的选型 ............................................ 22 5.2 交叉编译环境的建立过程 .......................................... 23 5.3 配置编译内核 .................................................... 23
5.3.1 内核源码的下载及安装 ...................................... 24 5.3.2 配置内核 .................................................. 24 5.3.3 编译内核 .................................................. 24 5.4 嵌入式引导程序移植 .............................................. 24 5.5 应用软件的设计 .................................................. 25
5.5.1 Linux 下的串口编程 ........................................ 25 5.5.2 Linux 下的网络编程 ........................................ 26 5.5.3 Linux 下的多线程编程 ..................................... 26 5.5.4 应用程序介绍 .............................................. 27
6 总结.................................................................. 28 参考文献 ................................................................ 29
摘 要
近年来，随着我国经济的快速发展，我国城市人口规模不断扩大，汽车保有量也逐步增长。由此引发的城市交通问题越来越突出，如交通拥挤、交通堵塞、噪音污染、废气污染等，严重影响城市的可持续发展和居民的正常生活。大力发展城市公共交通势在必行。智能公交系统是现代控制技术、定位技术和无线通信技术等多种技术的有机结合，它的建设可以改善公交公司的企业管理方式，提高公交系统的运营效率和服务水平，是旨在解决城市交通问题的一项根本性方案。
GPS是由美国建立的新一代卫星导航与定位系统，具有全球性、全天候、陆
海空全能等特点，特别适用于交通运输行业，配合中国移动稳定可靠、覆盖面广、 数据传输速度极快的GPRS网络作为信息传输的媒介，以GPS、GPRS为主要技 术的智能公交系统较以往利用射频、数传电台技术方式建造的公交系统具有更加 稳定、实时性更高等特点，是当前智能公交系统设计的理想方案。
本论文在研究国内外智能公交现状和现有GPS、GPRS 等技术的基础上，提出了基于ARM 的公交智能车载终端的设计与实现方法，包括终端总体设计方案、关键技术的研究、软件的设计、产品实现等内容。文章在总体设计中提出了终端的功能要求，并针对功能要求提出了相应的设计方案；在硬件设计中给出了具体的硬件设计原理图，并就硬件选型、原理图设计中的关键问题进行了探讨；在软件设计中给出了终端主要软件设计的程序流程图，并对程序设计思路进行了细致的讲解；最后对个模块进行了调试和功能测试。 关键词：车载终端，智能报站，ARM，GPS，GPRS
Abstract
In recent years, with the rapid economic development of our country, our country city population scale unceasingly expands, the car has also gradually increase. Caused by the urban traffic problem is becoming more and more serious, such as traffic congestion, traffic jams, noise pollution, waste gas pollution and so on, the serious influence the sustainable development of the city and people's normal life. To develop urban public transportation is imperative. Intelligent bus system is the modern control technology, positioning technology and wireless communication technology and so on the many kinds of organic combination of technology, it can improve the construction of the bus company management, improve operation efficiency of the public transport system and service level, is designed to solve the traffic problems of city a radical plan.
GPS is the United States to set up by a new generation of satellite navigation and positioning system, has the global, all-weather, land air naval all-around and other characteristics, especially suitable for traffic transportation industry, with China mobile is stable and reliable, coverage, data transmission is extremely fast speed of GPRS networks as of information transmission medium to GPS and GPRS as the main skills the intelligent bus system operation than ever before, digital radio technology using rf way of the public transport system has built more stable, real-time higher, and other features, is the current smart bus system design ideal scheme.
This paper studies the status quo and the existing domestic and foreign intelligence bus GPS, GPRS technology, and on the basis of the bus is proposed based on ARM intelligent car terminal design and implementation of the methods, including terminal overall design scheme, key technology research, software design, the product realization, etc. Based on the general design was put forward by the functional requirement of the terminal, and in the light of the function requirement put forward the corresponding design project; In the hardware design give a specific hardware design principle diagram, and the hardware selection, design of the key principle diagram discussed; In software design gives the main terminal the design of software program flow chart, and the program design ideas of the detail explains. Finally a module to the commissioning and function testing.
Key words: the car terminal, intelligent the stops, ARM, GPS and GPRS
1 绪论
1.1 论文选题的意义
随着国民经济的快速发展，我国城镇化步伐不断加快，来自农村的大学生和其他务工人员大批涌入城市，造成城市人口大幅度增长，同时由于人民生活水平的不断提高，城市的汽车保有量也在急剧上升，交通需求迅速扩大，而城市交通基础设施的建设却相对滞后，从而使城市“乘车难”、“行车难”的现象日益严重，交通拥挤、交通阻塞频发，噪音污染、废气污染加剧，严重影响城市公交的可持续发展和居民的正常生活。解决城市交通拥挤和阻塞问题已成为我国城市交通面临的一项迫切的任务。
城市交通拥挤问题由来已久，早在19 世纪中叶英国学者J. M. Thomson 就把交通拥挤、行车速度归结为城市七个发展难题之首，并成为不同历史时期社会各界广泛关注的社会问题之一。与此同时，由于受地理空间、资金投入等因素的制约，无限制的扩展道路空间几乎没有可能，致使城市交通系统的建设、运营与管理不得不从粗放型向效益型转变[2]。为此智能公交系统（Advanced Public TransitSystem, APTS）近年来被许多学者提了出来，着重从如何提高城市道路系统营运效率入手，来缓解城市交通压力，有效的减少城市交通拥挤、交通阻塞现象。
智能公交系统运用系统工程理论，将信息控制、GPS 卫星定位、GIS、多媒体、网络通信等技术集成，应用于整个公共交通领域，实现了公交车辆的智能调度，方便了公车车辆的运营管理，提高了公交服务水平。使乘坐公交车出行变的更加快捷、方便和舒适。从而使一部分人舍弃自驾车或打出租车出行，改乘公交车，进一步减少交通堵塞现象。另外大力发展智能公交系统，也可以通过提高交通效率而节省大量的燃料和时间，减少交通事故的发生，能够创造巨大的经济和社会效益。
1．2智能公交系统在国内外的发展
在美国，城市公共交通管理局已经启动了智能公共交通系统项目。它主要研究基于动态公共交通信息的实时调度理论和实时信息发布论，以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平的实施技术。具体包括车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等几方面的研究。其中车队管理主要研究通信系