基于ARM-Linux平臺GPS定位系統(tǒng)

1、 基于基于ARM-Linux平臺的平臺的 GPS定位系統(tǒng)定位系統(tǒng) 課題簡介課題簡介 GPS系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā) 應(yīng)用程序移植和系統(tǒng)測試應(yīng)用程序移植和系統(tǒng)測試 課題總結(jié)課題總結(jié)一、課題簡介一、課題簡介一、課題簡介一、課題簡介 GPS全球定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而全球定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而 GPS系統(tǒng)與系統(tǒng)與嵌入式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)它的便捷性。是目前研究的主流，但嵌入式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)它的便捷性。是目前研究的主流，但是嵌入式是嵌入式GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)在系統(tǒng)平臺、開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用定位導(dǎo)航系統(tǒng)在系統(tǒng)平臺、開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用軟件上幾乎都處在一個商業(yè)化封閉的環(huán)境，造成了開

2、發(fā)成軟件上幾乎都處在一個商業(yè)化封閉的環(huán)境，造成了開發(fā)成本昂貴、安全性低、數(shù)據(jù)更新交換困難等問題。本昂貴、安全性低、數(shù)據(jù)更新交換困難等問題。 本文通過嵌入式本文通過嵌入式GPS定位系統(tǒng)的相關(guān)理論、方法和技術(shù)定位系統(tǒng)的相關(guān)理論、方法和技術(shù)，提出了一套基于嵌入式，提出了一套基于嵌入式Linux的的GPS定位系統(tǒng)的設(shè)定位系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)方案。對設(shè)計(jì)和開發(fā)基于開放系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的，計(jì)方案。對設(shè)計(jì)和開發(fā)基于開放系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的，安全穩(wěn)定，低成本的嵌入式安全穩(wěn)定，低成本的嵌入式GPS定位系統(tǒng)做出有益探索。定位系統(tǒng)做出有益探索。 二、二、GPS系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)S3C2440電源電源時鐘時鐘晶振

3、晶振SDRAMNandFlashGPSCS8900A復(fù)位電路復(fù)位電路J-LinkLCDJTAG串口串口S3C2440電源電源時鐘時鐘晶振晶振SDRAMNandFlashGPSCS8900A復(fù)位電路復(fù)位電路J-LinkLCD C1+C2+C2-T1INT2INR1OR2OV+V-GNDT1OT2OR1INR2INVCCC1-U1MAX202EC51uC41u16C31u2C21u61514715C11u89116R6A012116R10A010116R8A011116R7A05116R9A04116R5A0319876116R1A5116R2A04116R3A03116R4A021VDD5VET

4、-TXET-RXRXD1TXD1RXDDCDDTRTXDGNDDSRRTSCTSRIP1RS232-9245678J2CN1D4MBR0540116R1A330RC250.1u+C1100u+C2310uSMD TYPEOUTINU3LM1117-CT3.3VDD5VVDD33V1243GPS系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)uboot引導(dǎo)程序引導(dǎo)程序Linux內(nèi)核內(nèi)核QtopiaGPS應(yīng)用程序應(yīng)用程序 1.建立軟件開發(fā)環(huán)境建立軟件開發(fā)環(huán)境安裝串口工具安裝串口工具minicom創(chuàng)建創(chuàng)建QT開發(fā)平臺開發(fā)平臺創(chuàng)建交叉編譯環(huán)境創(chuàng)建交叉編譯環(huán)境增加增加g+3.4.6g+4.4.5的的可選項(xiàng)可

5、選項(xiàng)PC版本的版本的qtopia-2.2.02.建立嵌入式建立嵌入式Linux系統(tǒng)平臺系統(tǒng)平臺編譯移植引導(dǎo)程序編譯移植引導(dǎo)程序U-Boot 1.3.2編譯移植編譯移植Linux2.6.32內(nèi)核內(nèi)核制作制作YAFFS根文件系統(tǒng)根文件系統(tǒng) GPS信息顯示GPS信息提取GPS用戶界面串口設(shè)置3.GPS應(yīng)用程序應(yīng)用程序 設(shè)置一下環(huán)境變量設(shè)置一下環(huán)境變量export QPEDIR=/root/yizhi/qtopia-free-2.2.0/qtopiaexport QTDIR=/root/yizhi/qtopia-free-2.2.0/qt2exportLD_LIBRARY_PATH=$QPEDIR/l

6、ib:$QTDIR/lib:$DQTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH 在在LinuxLinux下的下的/opt/EmbedSky/Qte/x86_qtopia/pro/opt/EmbedSky/Qte/x86_qtopia/pro的文件的文件中新建一個中新建一個firstfirst的文件夾用來存放以后所要用的程序。的文件夾用來存放以后所要用的程序。在終端中輸入在終端中輸入#$QTDIR/bin/designer &#$QTDIR/bin/designer &啟動啟動Qt designerQt designer輸入輸入lsls可以查看該目錄下的文件可見已產(chǎn)生可以查

7、看該目錄下的文件可見已產(chǎn)生MakefileMakefile文件文件MakefileMakefile文件：文件：GNU makeGNU make程序在執(zhí)行時默認(rèn)讀取的配置文程序在執(zhí)行時默認(rèn)讀取的配置文件。記錄了文件之間的關(guān)系。件。記錄了文件之間的關(guān)系。創(chuàng)建創(chuàng)建main.cpp文件文件 cfsetispeed(&opt,B4800); cfsetospeed(&opt,B4800);波特率波特率設(shè)置設(shè)置tcgetattr(fd,&opt);讀串口參讀串口參數(shù)配置數(shù)配置opt.c_cflag &= PARENB;opt.c_iflag &= INPCK;設(shè)置設(shè)

8、置奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)opt.c_cflag &= CSTOPB;1位停位停止位止位opt.c_ccVTIME =150;opt.c_ccVMIN=0;設(shè)置超時設(shè)置超時時間時間opt.c_cflag &= CSIZE;opt.c_cflag |=CS8;設(shè)置設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位fd=open(/dev/ttySAC1, O_RDWR);if(fd0)qWarning( GPS:gps_start(): open_port ttySAC1 error! ); NAME-0183協(xié)議協(xié)議當(dāng)前衛(wèi)星信息當(dāng)前衛(wèi)星信息$GPGGA推薦定位信息數(shù)據(jù)格式推薦定位信息數(shù)據(jù)格式$GPRMC地面數(shù)據(jù)信息地面

9、數(shù)據(jù)信息$GPVTG當(dāng)前衛(wèi)星信息當(dāng)前衛(wèi)星信息$GPGSA含經(jīng)緯度的地理位置含經(jīng)緯度的地理位置$GPGLL信號經(jīng)過信號經(jīng)過GPS系統(tǒng)后以系統(tǒng)后以NAME-0183協(xié)議輸出的，所以要想?yún)f(xié)議輸出的，所以要想獲取定位信息就要了解獲取定位信息就要了解NAME-0183協(xié)議內(nèi)容，并用程序解協(xié)議內(nèi)容，并用程序解析出來。析出來。NAME-0183協(xié)議如下，協(xié)議如下，GPGGA適合我所要提取信適合我所要提取信息，所以我選息，所以我選GPGGA進(jìn)行信息獲取。進(jìn)行信息獲取。$GPGGA的幀格式的幀格式$GPGGA,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,（9）,M（10），），M，（，（11

10、），（），（12），），*（CR），（），（LF） （1）標(biāo)準(zhǔn)定位時間標(biāo)準(zhǔn)定位時間：#時時#分分#秒秒 (2)緯度緯度（格式（格式ddmm.mmmm即即#度度#.#分）分） (3)N/S南或北表示緯度即北緯南或北表示緯度即北緯37度度54.9756分分 (4)經(jīng)度（格式經(jīng)度（格式ddmm.mmmm即即#度度#.#分）分） (5)E/W 東或西表示經(jīng)度即東經(jīng)東或西表示經(jīng)度即東經(jīng)109度度28.4278分分 (6)質(zhì)量因子（質(zhì)量因子（0=沒有定位，沒有定位，1=實(shí)時實(shí)時GPS，2=差分差分GPS） (7)可以應(yīng)用衛(wèi)星個數(shù)（可以應(yīng)用衛(wèi)星個數(shù)（0-8） (8)水平精度因子（水平精度因子（1.0-99.

11、9）水平精度因子）水平精度因子=1.0 (9)天線高程天線高程天線高程天線高程20.6米米 (10)大地橢球面相對海平面的高度（大地橢球面相對海平面的高度（-999.9-9999.9，單位：米），單位：米） (11)差分差分GPS數(shù)據(jù)年齡，實(shí)時數(shù)據(jù)年齡，實(shí)時GPS時無時無 (12)差分某準(zhǔn)站號（差分某準(zhǔn)站號（0000-1023），實(shí)時），實(shí)時GPS時無時無flag_gps=1;qWarning( tmp success! );if(buffer2=G & buffer3=G & buffer4=A)ggainfo.bIsGPGGA = 1;qWarning( this is G

12、GA success! );讀取讀取GPGGA成功成功 no = 6;for(i = 0;i 4;i+)Houri=0;Hour0=bufferno;Hour1=bufferno+1; no += 2;/no=8 for(i = 0;i 4;i+) Minui=0; Minu0=bufferno; Minu1=bufferno+1;no += 2;for(i = 0;i 4;i+)Secondi=0; Second0=bufferno; Second1=bufferno+1;ggainfo.hour = atoi(Hour);ggainfo.min = atoi(Minu);ggainfo.s

13、ec = atoi(Second);ggainfo.secFrac = 0;ggainfo.bjhour = ggainfo.hour + 8; no = 17; for(i = 0;i 4;i+) Degreei=0; Degree0=bufferno; Degree1=bufferno+1; no+=2; for(i=0;i8;i+) Minutei=0; for(i=0;i7;i+) Minutei=bufferno+i; ggainfo.latitude=(atof(Minute) / 60.0 + atoi(Degree);ggainfo.latNS = buffer27; if(g

14、gainfo.latNS=N)flag_gps=1; elseflag_gps=0;no = 29; for(i=0;i4;i+) Degreei=0; Degree0=bufferno; Degree1=bufferno+1; Degree2=bufferno+2; no+=3; for(i=0;i8;i+) Minutei=0; for(i=0;i7;i+) Minutei=bufferno+i; ggainfo.longitude=(atof(Minute) / 60.0 + atoi(Degree);ggainfo.lgtEW = buffer40;if(ggainfo.lgtEW=E

15、) flag_gps=1; elseflag_gps=0;no=51;for(i = 0;i setText( tr(BJ time is: %1 :%2 :%3 ) .arg(ggainfo.bjhour) .arg(ggainfo.min) .arg(ggainfo.sec) ); T_time2-setText( tr(UTC time is: %1 :%2 :%3 ) .arg(ggainfo.hour) .arg(ggainfo.min) .arg(ggainfo.sec) );顯示顯示BJ間間UTC間間T_statellite-setText(tr(statellites: %1)

16、.arg(ggainfo.satellites); T_hight-setText(tr(Height: %1M).arg(ggainfo.altitude);顯示高度顯示高度單位米單位米if (ggainfo.latNS=N)T_latitude-setText(tr(Latitude is: N : %1 ).arg(ggainfo.latitude) );if (ggainfo.latNS=S)T_latitude-setText(tr(Latitude is: S : %1 ).arg(ggainfo.latitude) );if(ggainfo.lgtEW=E)T_longitude

17、-setText(tr(Longitude is: E : %1 ).arg(ggainfo.longitude);if(ggainfo.lgtEW=W)T_longitude-setText(tr(Longitude is: W : %1 ).arg(ggainfo.longitude);顯示南北顯示南北東西東西 Qtopia的移植的移植 五、應(yīng)用程序移植和系統(tǒng)測五、應(yīng)用程序移植和系統(tǒng)測試試 添加程序添加程序最終在開發(fā)板顯示結(jié)果最終在開發(fā)板顯示結(jié)果結(jié)論結(jié)論1. 以以S3C2440微處理器與微處理器與GPS模塊接收板為基礎(chǔ)，進(jìn)行硬件電路設(shè)模塊接收板為基礎(chǔ)，進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)、移植嵌入式計(jì)、移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)、制作根文件系統(tǒng)并通過操作系統(tǒng)、制作根文件系統(tǒng)并通過Qtopi