基于ARM平台的车载定位系统设计.pdf
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微!
处!
理!
机#$%&%&$（）&%）基于*%平台的车载定位系统设计王!
磊，江!
冰，陈文健（河海大学计算机及信息工程学院，常州+,-.+）!
摘!
要：
介绍了一种采用/%）技术的车载定位系统软件设计。
阐述了车载定位系统的组成结构和工作原理，并介绍了在*%嵌入式系统中实现0$1#以及等网络协议栈的方法。
利用/%）（/23245657829%5:
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引!
言随着社会的发展及人们生活水平的不断提高，汽车这种以往认为的奢侈品已越来越多的走进了寻常百姓家。
但是随着汽车的增多必然导致交通的拥挤、交通事故的增加，从而进一步增加路况的复杂程度。
面对日益严重的交通状况，智能交通系统（#39266;H2390453LM4959;3）RL92SL，#0））得到了各界的关注。
#0）是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术有效地集成运用于整个交通管理体系，从而建立起的一种大范围、全方位、实时准确、高效的综合交通和管理系统。
车载定位系统基于*%硬件平台，集/%）1/）于一体；与互联网连通。
/%）保证永远在线，可以及时地将车辆所处的位置、速度等信息上传至监控中心，以方便监控中心随时了解车辆的状态。
另外用户也可以根据密码通过互联网跟踪车辆、防盗反劫、手动1自动报警、查询车辆位置。
同时本系统还支持车载电话等娱乐功能。
该系统可以适用于不同的监控场合，经济效益和社会效益明显，可广泛地应用于客运、银行、公安、物流行业。
0!
系统的组成和工作原理依据功能要求，系统主要由车载移动终端、通信网络和监控中心组成，如图,所示。
图,!
系统结构图车载移动终端接收/）信号，计算出车辆所在的经纬度、角度、高度和速度等信息；移动终端可外接车辆的油路、电路、气压、温度、中控门锁、防盗器等各检测控制线路，获得各种车辆信息，各种信息通作者简介：
王磊（,X+?
），男，江苏省徐州市人，硕士研究生，主研方向：
嵌入式系统。
收稿日期：
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.B第A期+.A年,+月!
DUAY27U，+.A万方数据王磊等：
基于!
#平台的车载定位系统设计过$%#&$%无线通信网络及（）*+,）+*网络被发送至监控中心。
$%#&$%无线移动通信网络作为车载单元和监控中心的远程通信系统，实现车载单元位置信息、状态信息、报警信息向中心的发送以及中心向车载单元调度和控制命令的发送，监控中心内部通过局域网将通信服务器、数据库服务器和监控台互连。
监控中心在软件系统的控制下，实时接收来自受控车辆的各种信息，在监控中心的多媒体显示屏及中心监控终端的电子地图上显示车辆位置、运动轨迹及相关信息，并对车辆进行综合监控和调度管理。
!
车辆监控中心车辆监控中心是整个系统的控制核心，通过-.专线接入网络，有固定的（地址以方便接收终端传来的定位、状态等信息，经过应用软件解析、处理后，输出到相应的显示终端上。
车辆监控中心主要由-.接入设备、大屏幕显示器、计算机局域网、系统监控调度管理软件、系统数据库、数据库管理软件、矢量化电子地图和地理信息系统（$+/01,23456（）7/,82*5/）%9:
*+8，$（%）应用平台等部分组成。
监控中心解析终端发回的位置信息，同时与$（%电子地图匹配，在电子地图上显示终端的位置，以便指挥中心的工作人员清楚直观地掌握车辆的动态位置信息。
数据库管理系统对后台数据库进行管理，包括车辆的初始化设置、车辆的信息管理、车辆轨迹管理、计费管理等部分。
图;是系统监控调度管理软件的主要功能描述示意图。
图;%?
AABC的!
#嵌入式系统、$%模块、$%模块、中文液晶显示屏和键盘形成的人机交互单元组成。
车载终端可外接车载电话手柄实现语音传输，专用的$（D接口可连接车辆的各检测控制线路以获取车辆的各种状态数据。
车载终端的结构框图如图?
所示。
图?
G-#（，具有外部存储器（;#BHI2:
4，J#%-!
#）、K-接口、L%B接口、串行接口（两个标准M针%;?
;接口）、时钟源、（-N接口、音频输出、可植入操作系统（可运行!
&D%O，!
K5）FP）。
（;）$%无线通信模块采用西门子公司的#?
Q（，该模块支持$%&$%#两种网络方式，可以承载语音，数据，传真等业务。
#?
Q（具有独立的语音接口，内置语音处理电路。
在车载导航系统上设计了液晶显示器、键盘和音频接口，可以方便的外接车载电话手柄拨打移动电话。
#?
Q（与%?
AQECB之间通过串行口E进行通信，通过在!
#嵌入式系统中建立的G&（以及等网络协议栈实现与监控中心的信息交互。
（?
）$%接收模块采用H,2:
*,2P公司5G,2PC;$%接收模块。
该模块具有E;路卫星通道，输出的定位信息精度为?
RQ8。
而且模块是世界上体积最小、功耗最低的嵌入式DN#板，其全金属外壳封装设计避免了射频干扰对其他单元的影响。
模块通过串行口;与%?
AQECB进行通信。
（A）$（D接口用于和行车记录仪、车辆报警及安全控制单元相连接。
微处理器通过此接口能实时监控车辆的油路、电路、气压、温度、中控门锁、防盗器等状态信息，以便作出及时的相应。
#=%车载终端的软件设计车载终端采用嵌入式!
K5）FP操作系统，此系统是自由的多任务操作系统，完全可以适应车载监控应用系统的特定需要。
选择!
K5）FP是因为它提供了成熟的系统管理、丰富的设备支持，具有更高的可靠性、健壮性和丰富的文档资料，并可以免费获得!
K5）FP所有的源代码。
车载终端软件部分采用多线程工作方式，主线程负责与监控中心之间的G&（连接和信息交互，数据采集线程从各接口采集$%和车辆状态数据，人机交换线程实现液晶显示屏的信息显示和键盘的应答信息输入。
QCES期万方数据微!
处!
理!
机车载终端软件设计的关键就是通过程序利用#$%完成无线通信链路的建立和维护，实现与监控中心信息的交互。
无线通信链路的建立包括#$%的附着、#&#上下文的激活和网络协议配置三个过程。
在整个无线通信链路建立的过程中涉及到网络的多个协议，如#点对点协议，（#链路控制协议，）（#网络控制协议，#*#密码确认协议，+#（#以太网协议控制协议等。
无线链路的建立过程如图,所示。
拨号，建立物理连接%（#协商%#*#认证%）-./012阶段协商（）（#）%无线通信连路建立图,!
无线通信链路建立过程（3）车载终端通过*4指令拨号接入+%#，建立一条物理连接。
其中包括接入点名称（56*#、拨入号“!
77!
3”等参数。
（8）移动终端发送（#数据祯与网络进行设置和参数协商。
（#数据祯用于交换配置信息包，建立连接。
一旦一个配置成功的信息包被发送且被接收，就完成了交换，进入了（#状态。
所有的配置选项都假定使用默认值，除非被配置交换所改变。
（9）参数协商结束后通过#*#协议确认用户身份，并且保存用户+&和密码。
#*#为两次握手认证，口令为明文。
#*#认证过程如下：
拨号用户发送用户名和口令到接入服务器，接入服务器通过$*:
&+;%协议到$*&+;%服务器上去查看是否有此用户，口令是否正确，然后发送相应的响应。
（,）认证成功即进行）-./012阶段协商（）（#），在+#接入中主要是+#（#协商（如+#地址和&）%地址的协商等。
移动终端发送+#（#数据祯，请求动态分配+#地址，%）发送并激活#&#上下文请求。
+#（#负责建立，使能和中止+#模块。
%）请求&）%服务器对*#）进行解析，得到*#）对应的%）的+#地址。
%）发送#&#上下文请求给被选定的%），%）对用户进行认证通过后为用户分配动态+#地址，然后向%）返回#&#上下文建立成功信息。
%）向移动终端发送激活#&#消息，并通过+#（#配置回应给移动终端动态分配的+#地址，#连接建立。
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