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多功能汽车行驶记录仪的设计与实现

作　者: 翟羽佳
导　师: 夏新军
学　校: 湖南科技大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 汽车行驶记录仪 嵌入式系统 3G GPS
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 73次
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内容摘要


近年来，随着我国经济的发展与城市化进程的加快，我国的汽车工业得到了飞速的发展，但同时也面临着交通事故频发，事故责任认定缺乏第一手资料的困境。同时，汽车保有量的急骤增加也带来了交通严重拥堵、燃料浪费严重、环境污染加剧等各方面问题。开发一种集传统车辆行驶记录仪、导航、视频（图片）实时传输、智能调度于一体的多功能汽车行驶记录仪是各国纷纷提倡的智能运输系统能够发挥作用的基础所在。本文详细论述了支持ITS的多功能汽车行驶记录仪的设计与实现。首先，本文针对汽车行驶记录仪在国内外的应用背景及现状，确定了本项目的整体架构即采用ARM加LINUX的嵌入式整体解决方案，并论述了从硬件到系统进行合理选型的原因及目标。为了增强记录仪的功能，相对于现有的记录仪，本系统增加了GPS、摄像头、3G等多个模块，实现了车辆实时定位、实时图像采集与传输（图片方式）功能。其次，本文对汽车行驶记录的硬件电路进行了详细设计，包括电源电路、时钟电路、数据采集电路、存储系统电路、通信电路、LCD屏接口电路、3G通信接口电路、GPS模块接口电路、IC卡读取电路、SD卡接口电路、摄像头接口电路等。再次，本文对对系统软件进行了详细分析，着重介绍了BootLoader原理及U-Boot移植，以及嵌入式Linux内核的裁剪与移植，并将之成功移植到目标平台上。并基于此目标平台，编写了LCD、测速、SD卡、IC卡等接口的底层驱动程序。同时本文在应用程序领域进行了研究，定义了数据存储格式，确定了车辆行驶状态数据处理流程，编写了基于嵌入式Linux的GPS数据读取程序等。最后，论文对整个课题的研究与设计工作进行了总结，展望了今后进一步的相关工作。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 选题的背景与意义  9-10
  1.2 汽车行驶记录仪国内外应用现状  10-11
  1.3 论文的主要工作和内容安排  11-13
第二章 系统总体架构  13-21
  2.1 系统的功能需求  13-14
  2.2 本项目汽车行驶记录仪的整体架构  14-15
  2.3 主要系统设备及方案选型  15-18
    2.3.1 CPU 选型  15-16
    2.3.2 数据存储选型  16-17
    2.3.3 信号采集方案选择  17-18
    2.3.4 其他方案的确定  18
  2.4 嵌入式操作系统选择  18-21
第三章 系统硬件电路设计  21-45
  3.1 S3C2440 处理器  21-23
  3.2 电源电路  23-24
  3.3 时钟电路  24
  3.4 数据采集电路  24-27
    3.4.1 车速采集原理及电路  25-27
    3.4.2 开关量信号采集电路  27
  3.5 存储系统电路设计  27-30
    3.5.1 SDRAM 存储系统电路设计  28
    3.5.2 FLASH 存储系统电路设计  28-30
  3.6 串行通信电路  30
    3.6.1 UART 电路  30
    3.6.2 USB 电路  30
  3.7 IC 卡接口电路  30-33
  3.8 GPS 接口电路  33-34
  3.9 LCD 接口电路  34-37
  3.10 3G 模块接口电路  37-41
  3.11 摄像头接口电路  41-43
  3.12 SD 卡接口电路  43-45
第四章 系统软件设计与实现  45-67
  4.1 开发环境的建立  45-46
  4.2 移植 BOOTLOADER  46-51
    4.2.1 U-Boot 介绍  46
    4.2.2 U-Boot 的文件结构分析  46-47
    4.2.3 U-Boot 面向目标板的代码修改  47-51
  4.3 LINUX 内核移植和烧写  51-53
    4.3.1 Linux 内核结构及启动流程  51-52
    4.3.2 Linux 内核移植过程  52-53
  4.4 设备驱动程序开发  53-64
    4.4.1 设备驱动程序的基本概念  53
    4.4.2 LCD 驱动程序开发  53-56
    4.4.3 测速驱动程序  56-59
    4.4.4 SD 卡驱动程序移植  59-60
    4.4.5 IC 卡驱动程序  60-64
  4.5 应用程序开发  64-67
    4.5.1 存储结构的定义  64-65
    4.5.2 数据处理流程  65-66
    4.5.3 GPS 数据读取程序设计  66-67
第五章 总结与展望  67-69
  5.1 全文总结  67
  5.2 本文的创新  67-68
  5.3 下一步工作的展望  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-75
附录 A:攻读学位期间的成果  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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