粵嵌杯汽車導(dǎo)航與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計報告.doc

1、2012 “粵嵌杯”廣東省大學(xué)生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽作品設(shè)計報告汽車導(dǎo)航、防盜、監(jiān)控與娛樂一體化系統(tǒng)Car navigation， guard against theft， monitoring and entertainment integrated system設(shè)計報告參賽學(xué)校：華南理工大學(xué)廣州學(xué)院作 者：許龍銘 韋義浩 丘緑林 指導(dǎo)教師：繆文南 黃賢帥 作品介紹地址：http：//thread975302-11.html友情投票地址:/dzpoll.php？id=1 演示視頻地址：http：/作者ID：underco

2、ver摘 要隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和我國汽車市場快速增長，ITS(智能交通系統(tǒng))應(yīng)運(yùn)而生。針對車輛的定位、跟蹤、導(dǎo)航等位置業(yè)務(wù)的需求將越發(fā)旺盛，車輛監(jiān)控系統(tǒng)也日益受到市場的關(guān)注。車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)是ITS的重要組成部分，本作品研究的是嵌入式系統(tǒng)在車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，以博創(chuàng)魔法師UP-6410開發(fā)板作為核心控制器，以嵌入式Linux系統(tǒng)為操作系統(tǒng),以QT4。7作為主控圖形界面，結(jié)合GPS模塊,GPRS模塊，語音識別與控制模塊，指紋模塊，WIFI模塊以及各種傳感器等外設(shè)構(gòu)建了基于嵌入式系統(tǒng)的多功能車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng),并且本作品帶有安卓手機(jī)控制端，通過該控制端實現(xiàn)用戶與車輛的遠(yuǎn)程交互，包括wifi

3、模式和短信模式. 本系統(tǒng)融合了全球定位系統(tǒng)（GPS）、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS）、無線網(wǎng)絡(luò)(WIFI）、語音交互、指紋識別等技術(shù)，可以實現(xiàn)全天候衛(wèi)星定位、電子地圖顯示、車輛導(dǎo)航、車輛防盜和車輛實時監(jiān)控等功能。論文首先介紹了課題研究背景以及國內(nèi)外的研究和發(fā)展情況，并對GPS及嵌入式地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)做出概述.論文分析了GPS衛(wèi)星信號特征與定位原理以及GPS接收機(jī)接收到衛(wèi)星傳送的位置信息等.隨后給出了系統(tǒng)總體方案設(shè)計，詳細(xì)描述了車載終端的設(shè)計,包括GPS模塊、語音通話模塊、語音交互模塊、指紋識別模塊、wifi模塊、主控端界面程序以及安卓手機(jī)控制端程序編寫等內(nèi)容。最后，論文給出了車輛監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)

4、展方案。關(guān)鍵詞： 語音導(dǎo)航、電話功能、語音識別與控制、指紋門控、安卓手機(jī)控制、WIFI控制、短信控制 AbstractWith the rapid growth of IT and the rapid development of Chinas auto market， ITS （Intelligent Transportation System） came into being. The demand for vehicle positioning, tracking， navigation and other location business will be more vigo

5、rous, vehicle monitoring systems are increasingly subject to market concerns。 Vehicle navigation, surveillance system is an important part of ITS， this work is the study of embedded systems in the monitoring system of the vehicle navigation， Borch the magician UP-6410 development board as the c

6、ore controller， the operation of the embedded Linux system system based on embedded systems QT4。7 constructed as a master graphical interface， combined with the GPS module， GPRS module， voice recognition and control module， fingerprint module， WIFI module， as well as a variety of sensors and ot

7、her peripherals multi-function car navigation monitoring system , and this works with Andrews mobile control terminal， the control end users to remotely interact with the vehicle， including the wifi mode and text mode。 This system incorporates the Global Positioning System （GPS)， General Packet

8、 Radio Service （GPRS), wireless network （WIFI）, voice interaction, fingerprint recognition technology， can achieve all-weather satellite positioning， electronic map display, vehicle navigation, vehicle theft and vehicle real-time monitoring and other functions。 The paper first introduces t

9、he research background and research and development at home and abroad, and GPS and embedded GISrelated technology to be outlined. The paper analyzes the GPS satellite signal characteristics and positioning principles and the GPS receiver receives satellite transmission of location information.

10、 Then gives the overall system design， a detailed description of the vehicle terminal design， including the GPS module, a voice call module, voice interaction module， fingerprint recognition module, wifi module, the host interface program, and prepared by the procedures of the Andrews phone con

11、trol side contents。 Finally， the paper gives the vehicle monitoring system expansion program.本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途個人收集整理，勿做商業(yè)用途Key words： voice navigation、telephony features、voice recognition and control、fingerprintdoor control、Andrews phone control、WIFI control、SMS

12、60;control目錄一、緒論4二、系統(tǒng)方案6三、功能與指標(biāo)11四、實現(xiàn)原理12五、硬件框圖15六、特色與創(chuàng)新18七、作品設(shè)計難點(diǎn)19八、作品推廣應(yīng)用性22九、結(jié)論24十、參考文獻(xiàn)24第1章 緒 論1。1汽車導(dǎo)航、防盜與監(jiān)控課程設(shè)計的目的與意義隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，但與此同時城市交通問題變的日益嚴(yán)重，己成為嚴(yán)重影響許多大中城市發(fā)展的重點(diǎn)問題之一,許多大中城市政府部門每年都要投入大量的人力、物力,用以改善和解決城市交通擁擠的問題。人民生活水平的不斷提高，使得擁有私車的人的數(shù)量迅速增加,這不但加劇了城市道路交通擁堵狀況,同時也帶來了車輛被盜事件的頻發(fā)。在研究如何解決上述問

13、題的過程中，ITS（智能交通系統(tǒng))應(yīng)運(yùn)而生。它作為一種解決問題的全新方式在國內(nèi)外迅速發(fā)展起來。ITS是一種綜合性的網(wǎng)絡(luò)，是一種實現(xiàn)地理信息獲取、管理、可視化分析、輸出等的高效手段。它與尖端科技領(lǐng)域的全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其它應(yīng)用領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合，不僅為地理信息系統(tǒng)提供了良好的發(fā)展前景，同時也為這些應(yīng)用領(lǐng)域提供了一套科學(xué)的解決應(yīng)用問題的方法，不但可以提供全新、透明、可視、實時、互動、形象化的車輛跟蹤、個人輔助導(dǎo)航等服務(wù),而且提供車輛管理、行車路線調(diào)度、交通事故處理等輔助決策功能。隨著電子與通信技術(shù)的發(fā)展及其在汽車領(lǐng)域的大量應(yīng)用,這樣一方面汽車的控制性能得到了相當(dāng)程度的提

14、高這對車輛行駛安全性也得到了很大德提高，現(xiàn)在人們的生活水平提高了，自行駕車旅游的也越來越多，但由于很多地方不熟悉，去的時候走了很多彎路這樣又浪費(fèi)了自己的時間也浪費(fèi)了燃油。如果有了汽車導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)就可以減少這種情況的發(fā)生了，基于這種發(fā)展現(xiàn)象對于計算機(jī)、電子類、機(jī)電類等專業(yè)的工科學(xué)生來說，即使暫時沒有從事汽車導(dǎo)航與監(jiān)控的應(yīng)用的開發(fā)，學(xué)習(xí)它也有很重要的意義.現(xiàn)在我們學(xué)校學(xué)習(xí)汽車導(dǎo)航與監(jiān)控主要是對其原理與實現(xiàn)過程弄明白.做好一套汽車導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)要具備哪些條件。第一硬件,主要有g(shù)ps接收天線（接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)接收處理器arm處理器,串口通信原理(數(shù)據(jù)交換），圖形化顯示（lcd)第二是軟件,控制界

15、面設(shè)計，接收串口傳輸過來的數(shù)據(jù)把數(shù)據(jù)處理后在lcd上顯示出來，通過界面控制把控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)降讓佑布蛊渥龀鱿鄳?yīng)的操作。1。2車輛監(jiān)控系統(tǒng)目前的發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)在國內(nèi)，隨著乘用車市場銷售量及保有量逐年激增,中國的GPS市場潛力也J下在吸引眾多廠商的目光全國3000萬的汽車保有量、僅2006年上半年乘用車銷量就超過300萬輛。面對如此廣闊的隨市場，國內(nèi)車載GPS動態(tài)監(jiān)控平臺亦逐漸運(yùn)用到廣大商業(yè)車輛及私家車輛當(dāng)中。此外隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和消費(fèi)水平越來越高，汽車用戶對現(xiàn)有的車載電子產(chǎn)品已經(jīng)不在滿足于如今僅有的單一功能或是幾個產(chǎn)品簡單的功能設(shè)備組合。如何將這些功能有機(jī)的結(jié)合起來,做成一個完善的車載

16、電子系統(tǒng),提供多位一體的智能平臺，已成為車載電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和消費(fèi)者的呼聲。 GPS車輛管理模塊主要從車輛的定位、跟蹤方面進(jìn)行管理，對被監(jiān)控車輛接收移動端發(fā)來的位置、速度等信息以圖形方式顯示在地圖上，并以文本方式做詳細(xì)記錄；依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)在需要時進(jìn)行回放，回放功能的設(shè)計上包括開始、暫停、繼續(xù)、結(jié)束四個狀態(tài)。另外還包括基本的車輛信息查詢處理功能，如車輛信息查詢、駕駛員信息查詢、車輛監(jiān)控查詢、車輛調(diào)度等。第2章 系統(tǒng)方案21.總系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)主要為解決機(jī)動車輛的導(dǎo)航調(diào)度、防盜監(jiān)控、語音通話、人車語音交互、指紋門控、遠(yuǎn)程監(jiān)控等智能化管理問題而進(jìn)行設(shè)計開發(fā)。系統(tǒng)主要用于高科技車輛導(dǎo)航防盜系統(tǒng):車主一

17、旦發(fā)現(xiàn)車輛被盜，可以報失公安部門或相關(guān)管理部門，通過短信控制，不斷報告該車的地理位置以及可以隨時鎖死車輛，從而使公安機(jī)關(guān)可以迅速定位失竊車方位，將竊賊繩之以法。系統(tǒng)采用ARM11-6410開發(fā)板，該開發(fā)板采用的是三星公司開發(fā)的s3c6410處理器，操作系統(tǒng)選用嵌入式Linux系統(tǒng)。2.1嵌入式處理器選擇嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器.據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30多個系列。但與全球PC市場不同的是，沒有一種微處理器和微處理器公司可以主導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)市場。設(shè)計者在選擇處理器時要考慮的主要因素有：處理性能、技術(shù)指標(biāo)、功耗、軟件支持

18、工具、是否內(nèi)置調(diào)試工具、供應(yīng)商是否提供評估板等,綜合以上幾點(diǎn)，決定采用三星公司的s3c6410處理器作為系統(tǒng)核心處理器.隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，ARM處理器經(jīng)歷了包括ARM7、ARM9在內(nèi)的多個發(fā)展歷程,而ARM11的成熟應(yīng)用必將為嵌入式的發(fā)展帶來新的活力，使更高端的產(chǎn)品應(yīng)用成為可能。與ARM9的5級流水線相比，ARM11擁有一條具有獨(dú)立的loadstore和算術(shù)流水的8級流水線,在同樣工藝下,ARM11處理器的性能與ARM9相比大約提高了40.ARM11執(zhí)行ARMv6架構(gòu)的指令,ARMv6指令包含了針對媒體處理的單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD）擴(kuò)展，采用特殊的設(shè)計，以改善視頻處理性能。為了能夠

19、進(jìn)行快速浮點(diǎn)運(yùn)算,ARM11增加了向量浮點(diǎn)單元。所有這些結(jié)構(gòu)上的提高,都是ARM9處理器不可比擬的。S3c6410X 芯片采用ARM1176JZFS 的核，包含16KB 的指令數(shù)據(jù)Cache 和16KB 的指令數(shù)據(jù)TCM，ARM Core 電壓為1。1V的時候，可以運(yùn)行到553MHz，在1.2V 的情況下，可以運(yùn)行到667MHz。2.2嵌入式操作系統(tǒng)選擇為了使嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)更加方便和快捷，需要有專門負(fù)責(zé)管理存儲器分配、中斷處理、任務(wù)調(diào)度等功能的軟件模塊，這就是嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)是用來支持嵌入式應(yīng)用的系統(tǒng)軟件,是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動程序、系統(tǒng)內(nèi)

20、核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形用戶界面(GUI)等。嵌入式操作系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用場合可以分為兩大類：一類是面向消費(fèi)電子產(chǎn)品的非實時系統(tǒng)，這類設(shè)備包括個人數(shù)字助理(PDA）、移動電話、機(jī)頂盒(STB）等;另一類則是面向控制、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域的實時操作系統(tǒng)，如Wind形ve:公司的VxW6rks、QNX系統(tǒng)軟件公司的QNx等.Linux從1991年問世到現(xiàn)在，短短的十幾年時間己經(jīng)發(fā)展成為功能強(qiáng)大、設(shè)計完善的操作系統(tǒng)之一，不僅可以與各種傳統(tǒng)的商業(yè)操作系統(tǒng)分庭抗?fàn)?，在新興的嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)也獲得了飛速發(fā)展。嵌入式Linux(EmbeddedLimix）是指對標(biāo)準(zhǔn)Linux經(jīng)過小型化裁剪處理之后,能夠固

21、化在容量只有幾K或者幾M字節(jié)的存儲器芯片或者單片機(jī)中，適合于特定嵌入式應(yīng)用場合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究是操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的一個熱點(diǎn)，目前已經(jīng)開發(fā)成功的嵌入式系統(tǒng)中,大約有一半使用的是Linux。綜合Linux操作系統(tǒng)的多個優(yōu)點(diǎn)，我們選擇嵌入式Linux作為我們作品平臺的操作系統(tǒng)，并采用諾基亞開源QT4。7來設(shè)計我們的圖形界面。2.3 GPS模塊選擇GPS接收機(jī)模塊用于接收經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并通過GPS更新系統(tǒng)時間。目前市面上的GPS模塊價格從幾百元到幾千元不等,其接口形式多種多樣，如標(biāo)準(zhǔn)串口、藍(lán)牙無線接口、USB接口等。但考慮到USB或藍(lán)牙接口模塊一般不提供Linux驅(qū)動程

22、序,如選用要自行編寫驅(qū)動程序難度較大。而串口編程較為簡單,速率也滿足要求,故選串口的GPS接收機(jī)使用較為方便。綜合各種因素，本系統(tǒng)選取的GPS接收機(jī)型號環(huán)天BR-355滑鼠型GPS接收器，各項技術(shù)指標(biāo)如下:1. SiRF Star III 高效能GPS晶片組2. 高靈敏度 （-159dBm)3. 即使衛(wèi)星訊號微弱， 第一次定位仍十分快速4. 支援NMEA0183通訊協(xié)定5。 內(nèi)建超大電容, 可儲存快速取得的衛(wèi)星訊號資料6。 內(nèi)建陶瓷天線7. 具強(qiáng)力磁性可吸附于車輛上8.100 防水及防滑底部9。 RS232 連接介面10. 具LED 指示器顯示GPS定位情況： LED 燈暗：未啟用，

23、LED 燈亮： 收尋訊號，LED 閃爍： 已定位11. WAAS ENGOS is supported2.4 GPRS模塊選擇 本系統(tǒng)采用的是飛凌GPRS模塊，該模塊搭載華為GTM900-C GPRS模組，具備5線串口，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸和語音通話，各項指標(biāo)如下：1.電源：5V 2A直流電源適配器（內(nèi)+外,插頭為3。5×1。35mm）2.可搭載的GPRS模組：西門子MC39i、華為GTM900C等3.數(shù)據(jù)接口：5線串口（RXD、TXD、RTS、CTS、GND）4.語音接口：3.5mm標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)插座、3。5mm標(biāo)準(zhǔn)話筒插座、RJ11標(biāo)準(zhǔn)電話聽筒插座。（3.5mm插座的優(yōu)先級高于RJ11插座，當(dāng)

24、同時插入耳麥和電話聽筒時，電話聽筒無效)5.天線接口：UFL / IPEX6.指示燈：電源指示燈（紅色）、狀態(tài)指示燈（藍(lán)色）2。5 語音識別模塊選擇非特定人聲語音識別模塊ASR-M08A,該模塊采用LD3320語音識別芯片。ICRoute 推出LD332X非特定人語音識別芯片：只需要51MCU將關(guān)鍵詞語拼音串,設(shè)置寄存器傳入LD332X芯片,就可以完成語音識別功能。直接將芯片設(shè)計加入系統(tǒng)中（LD332X芯片支持并口和SPI兩種接口方式）即可以增加非特定人語音識別功能。語音識別模塊的各項指標(biāo)如下：1.非特定人語音識別,輸入拼音即可識別，能識別所有人的語音，不分男女.2。SD卡式存儲，更方便、更人

25、性化。3。串口輸出，無需編程,非常適合初學(xué)者。4。支持串口數(shù)據(jù)帶校驗輸出，令數(shù)據(jù)傳輸更可靠。5。支持1200,2400,4800，7200，9600,14400,19200，38400,57600，115200Baud共10種波特率。6.模塊支持50條用戶指令，支持動態(tài)編輯。7.極高的識別能力2。6 指紋模塊選擇KXV6（凱旋Version 6。0版本）系列指紋識別模塊是新一代光學(xué)指紋模塊產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品突破性地解決了目前行業(yè)內(nèi)光學(xué)指紋識別模塊存在的干手指適應(yīng)性、產(chǎn)品一致性、產(chǎn)品體積與厚度三大難題:采集頭表面經(jīng)過特殊處理,有效解決光學(xué)傳感器采集干手指適應(yīng)性較差的問題，在采集頭元器件選擇上率先采

26、用特殊材料，徹底解決了傳統(tǒng)玻璃三棱鏡產(chǎn)品一致性較低的問題,在光路設(shè)計和比對算法開發(fā)上取得重大突破，解決了光學(xué)識別模塊厚度較大,指紋類產(chǎn)品開發(fā)外觀設(shè)計受限的問題。產(chǎn)品由：光學(xué)指紋傳感器、高速DSP處理器、高性能指紋比對算法、超大容量的FLASH芯片等軟硬件構(gòu)成。各項指標(biāo)如下類別指標(biāo)項目指標(biāo)說明指紋傳感器指紋傳感器類型光學(xué)式探測技術(shù)光學(xué)成像技術(shù)抗靜電指標(biāo)15KV指紋算法指紋圖像錄入時間<1秒認(rèn)辨率0.0001(安全級可調(diào)）拒真率0。1%比對時間1秒指紋驗證方式支持指紋驗證（1：1）和指紋搜索(1：N）環(huán)境指標(biāo)工作溫度1055相對濕度2090%（無凝露)通信接口通訊接口支持USB和RS-232

27、通信接口RS232通訊波特率9600BPS115200BPS可調(diào)（缺省值9600BPS）規(guī)格尺寸長×寬×厚55mm×39mm×1。6mm2.7 用戶遠(yuǎn)程控制端選擇谷歌發(fā)布的Android系統(tǒng)是一種以Linux為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng),主要使用于便攜設(shè)備。隨著開源的各種好處，安卓系統(tǒng)基本成為當(dāng)今社會最廣泛使用的手機(jī)平臺.因此我們小組決定開發(fā)安卓平臺使用的車載遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，由于安卓軟件的通用性好，車載導(dǎo)航監(jiān)控手機(jī)端軟件基本上能夠在市面上所有的安卓手機(jī)上安裝和運(yùn)行。本作品采用Android 的SDK版本為2.3。3.第3章 功能與指標(biāo)3。1系統(tǒng)功能本車載導(dǎo)航

28、監(jiān)控系統(tǒng)所包含的功能如下：<1>語音導(dǎo)航功能2語音通話和短消息服務(wù)3語音交互控制功能4>指紋門控功能5>任意手機(jī)短信無線追蹤與控制功能6WIFI控制監(jiān)控功能<7安卓手機(jī)監(jiān)控功能8車內(nèi)紅外報警和短信報警功能<9門把手觸摸報警功能<10超聲波輔助倒車功能<11>多媒體娛樂功能<12>空調(diào)智能自啟功能13模擬車輛引擎、車門、車窗、空調(diào)等設(shè)備3.2技術(shù)指標(biāo)1實現(xiàn)華南理工大學(xué)廣州學(xué)院校園導(dǎo)航2>GPS定位精度:15米以內(nèi)3>與任意手機(jī)實現(xiàn)通話與短信交互<4>語音識別率達(dá)到90%5指紋識別率達(dá)到95%第4章 實現(xiàn)原理

29、4.1軟件系統(tǒng)本作品采用的ARM11 6410開發(fā)板，該開發(fā)板使用的是Linux 2.6。21操作系統(tǒng),Boot loader版本為U-boot.1。1。6。通過移植諾基亞官網(wǎng)下載到的QT4.7。1的庫到6410開發(fā)板，然后在Ubuntu下用交叉編譯過的QT4。7.1的庫來編譯自主開發(fā)的車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)QT主程序再放到6410開發(fā)板上運(yùn)行,所有的應(yīng)用程序和內(nèi)核使用的交叉編譯器版本是:4.3。1。4.2 GPS導(dǎo)航的實現(xiàn)串口GPS模塊與6410開發(fā)板的串口1連接,GPS模塊使用的波特率為4800。硬件連接好后，通過軟件設(shè)計配置并打開6410開發(fā)板串口1，線程一直讀串口1即可取得GPS模塊測得的當(dāng)

30、前位置經(jīng)緯度。GPS導(dǎo)航的核心部分是兩點(diǎn)間最短路徑的計算，本程序采用迪杰斯特拉算法計算起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑，程序流程如下:迪杰斯特拉算法簡單解析，比如說我要從A到F地該怎么走最短AB ：5km AE ：7km A-D ：2km B-C ：2km B-E ：1km BF ：8km C-F ：2km D-E :4km E-F ：7km上面是線路和之間的距離要從AF有很多條路到底走那條路最短著就要用到路徑算法了1、上面有路的多有距離了沒有路徑的我們把設(shè)置成無窮大10000Km;2、比如AB+BF與AF比較取小值賦給AF就這樣一次類推進(jìn)行比較，到最后得到最小的AF值。4.3 GPRS語音通話和短信收發(fā)

31、GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在現(xiàn)有 GSM 系 統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與 GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA 幀結(jié)構(gòu)。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似,因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源.從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻

32、繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)鹊?本作品圍繞gprs模塊的語音通話和短信功能進(jìn)行專門的程序設(shè)計，實現(xiàn)了普通手機(jī)的通話和短信功能外還利用到了短信報警和短信監(jiān)控。串口GPRS模塊與6410開發(fā)板連接用到的是串口2，波特率為115200,GPRS模塊的操作主要是6410通過串口2發(fā)送相應(yīng)的AT指令到GPRS芯片從而實現(xiàn)相應(yīng)的功能，具體操作流程如下圖:4。4語音交互和控制通過串口調(diào)試軟件可以把想要識別的中文指令的拼音寫入到串口語音識別模塊中，當(dāng)語音識別模塊識別到用戶的語音指令即通過串口輸出相應(yīng)的返回值，這樣就可以利用這個返回值做相應(yīng)的操作。4。5指紋識別門控 指紋模塊由光學(xué)指紋傳感

33、器、高速DSP處理器、高性能指紋比對算法、超大容量的FLASH芯片等軟硬件構(gòu)成,通過軟件編程可獨(dú)立完成指紋采集、指紋登記、指紋比對（1：1）和指紋搜索（1:N）功能。本作品利用單片機(jī)與指紋模塊進(jìn)行串口通信，用戶可憑車主指紋添加本車其他特別用戶，當(dāng)識別到來賓的指紋為之前錄入的指紋時單片機(jī)的一個IO腳發(fā)射一個脈沖，而單片機(jī)的這個IO腳與6410的一個中斷引腳相連，當(dāng)指紋比對成功單片機(jī)發(fā)出脈沖后就在6410處產(chǎn)生中斷，這樣就可以利用這個中斷進(jìn)行開啟車門操作。4.6安卓手機(jī)控制安卓手機(jī)客戶端利用Android 2。3。3的SDK進(jìn)行開發(fā)，在6410主控端編寫TCP服務(wù)器端程序，并且6410通過網(wǎng)口接上

34、無線路由器形成一個無線局域網(wǎng),安卓手機(jī)端通過在WIFI控制模式下通過TCP客戶端連上6410的TCP服務(wù)器端從而進(jìn)行無線通信?？紤]到WIFI的通信距離有限,因此我們在安卓客戶端程序中編寫了短信控制模式，短信控制模式下用戶可在任何時間任何地方對自己車輛進(jìn)行監(jiān)控。第5章 硬件框圖5。1 6410核心板引腳圖5.2 功能模塊底板原理圖5.3 GPRS模塊原理圖5.4 溫濕度傳感器原理圖5。5 紅外、觸摸開關(guān)模塊原理圖5.6 直流電機(jī)模塊原理圖第6章 特色與創(chuàng)新6。1安卓手機(jī)客戶端圖6-1.安卓端主界面圖 62.安卓端WIFI模式本作品利用JAVA語音編寫安卓手機(jī)端監(jiān)控軟件，實現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程與車輛的交互。

35、圖6-1為手機(jī)端主界面，在主界面用戶可選擇進(jìn)入短信控制模式或WIFI控制模式。圖6-2為WIFI控制模式界面，再進(jìn)入WIFI控制模式前需要在主界面（圖6-1）中設(shè)定車載服務(wù)器端的IP和端口號，進(jìn)入了WIFI控制模式后可以實時顯示當(dāng)前車輛的環(huán)境溫度、濕度、位置信息，并可隨時控制車輛的各個設(shè)備。圖63為短信控制模式界面,在該界面中用戶可設(shè)定車載電話號碼，通過點(diǎn)擊相應(yīng)的操作按鍵客戶端即可發(fā)送相應(yīng)控制指令到車輛服務(wù)器端從而實現(xiàn)短信遠(yuǎn)程交互與監(jiān)控。無論是在短信模式還是WIFI模式下,當(dāng)用戶察覺車輛異常都可以遠(yuǎn)程鎖死車輛。當(dāng)用戶按下短信模式下的“狀態(tài)”按鈕，側(cè)會發(fā)送短信獲取車輛的經(jīng)緯度然后在手機(jī)的地圖上顯

36、示自己車輛的位置（圖6-2），這樣無論車主在怎么遠(yuǎn)的地方都可以查看自己車輛的位置，防盜性大大增加.當(dāng)用戶沒有使用安卓手機(jī)客戶端也可通過特定短信對自己車輛進(jìn)行監(jiān)控。圖6-3.安卓端短信模式 圖6-4. 安卓端短信定位車輛6。2語音導(dǎo)航GPS導(dǎo)航設(shè)備的運(yùn)行還需要一個汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。光有GPS系統(tǒng)還不夠，它只能夠接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)，計算出用戶的三維位置、方向以及運(yùn)動速度和時間方面的信息，沒有路徑計算能力.用戶手中的GPS接收設(shè)備要想實現(xiàn)路線導(dǎo)航功能還需要一套完善的包含硬件設(shè)備、電子地圖、導(dǎo)航軟件在內(nèi)的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。本作品中的導(dǎo)航部分可實現(xiàn)語音導(dǎo)航，比如工程院到花園的最短路徑要進(jìn)過辦公樓、石碑。當(dāng)

37、目標(biāo)從工程院開始距離辦公樓還有30米的時候判斷下個地點(diǎn)石碑是往當(dāng)前位置與辦公樓的那邊走，并語音播報。圖6-3。導(dǎo)航界面6。3語音通話和短信本作品圍繞GPRS模塊進(jìn)行專門的語音通話和短信服務(wù)研究,大量使用GPRS模塊組的AT指令進(jìn)行設(shè)計。最終實現(xiàn)了用車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行撥號通話、來電顯示、短信收發(fā)以及查看功能，即實現(xiàn)了市場上手機(jī)的基本功能。圖6-4。電話界面6.4智能防盜監(jiān)控當(dāng)車主離開車輛時可在系統(tǒng)中進(jìn)入設(shè)置界面然后進(jìn)入圖5鎖車模式，之后當(dāng)任何人進(jìn)入車輛都需要通過密碼驗證才能登入到導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)代車輛防盜功能不夠合理,一般碰到車體就會自動響鈴報警.我們提出在車門把手安裝觸摸按鍵開關(guān),當(dāng)門把手被

38、拉下才會響鈴報警。當(dāng)在圖6主界面中開啟了“報警"后，車輛進(jìn)入防盜模式，檢測到車門把手未解除報警狀態(tài)前被拉下時就會響鈴一段時間報警.當(dāng)用戶在設(shè)置界面中設(shè)置了報警電話并且報警狀態(tài)未解除時,當(dāng)車內(nèi)的紅外傳感器檢測到有人時馬上進(jìn)行車輛持續(xù)響鈴報警，并發(fā)送報警信息到報警電話中，車主得到報警信息即可通過安卓手機(jī)客戶端或者短信隨時鎖死車輛。圖6-5.主控端登錄界面圖6-6.主控端主界面6.5語音交互控制車輛行駛中用戶需要一種既舒適又方便的服務(wù)，而語音識別模塊的加入就實現(xiàn)了人與車載設(shè)備的這種智能交互。在車上，用戶可隨時通過語音命令進(jìn)行開車窗、開空調(diào)、開報警、音樂點(diǎn)播等操作.圖67.語音識別模塊6.6

39、指紋門控與智能倒車在車輛的車門處設(shè)有門控系統(tǒng)，只有識別到車主的指紋才會自動開啟車門。指紋識別模塊的引入大大省去了過往車匙開門、RFID卡開門的繁瑣性。而指紋開門不局限于一個人，在門控系統(tǒng)中可通過車主指紋確定再錄入其他用戶指紋。本作品帶有超聲波測距功能，可以進(jìn)行智能倒車，幫助用戶快速安全地將車輛導(dǎo)入車庫。圖68.指紋識別與倒車測距模塊6。7舒適娛樂一體化服務(wù)用戶在設(shè)置界面中可以把車輛的空調(diào)啟動模式設(shè)置為自啟動模式,并設(shè)定自啟動溫度。當(dāng)車載系統(tǒng)測到車內(nèi)溫度大于用戶設(shè)定的空調(diào)自啟溫度時，空調(diào)智能啟動,大大提高駕車舒適度。并且系統(tǒng)的娛樂界面為用戶提供了小游戲和小說閱讀等娛樂功能。圖6-9。設(shè)置界面 圖6-10。娛樂界面第7章 作品設(shè)計難點(diǎn)本作品設(shè)計的最大難點(diǎn)在于安卓手機(jī)客戶端程序的編寫，因為這涉及從UP-6410平臺跳轉(zhuǎn)到安卓手機(jī)平臺。6410平臺可視化界面采用的是C+語言編寫，而安卓手機(jī)軟件測試采用JAVA語言編寫，因為本系統(tǒng)實現(xiàn)的是6410開發(fā)板服務(wù)端和安卓手機(jī)