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嵌入式GPS导航系统设计随著科技化的角度持续加快，迫使有越来越多的人必需在紧凑的时光及地点举行工作，而当城市化的速度不断地膨胀后，不仅导致交通网络日益复杂，人们须要的移动性也有越来越常见的趋势。
使得每个人对空间信息有了更多的依靠，使得人们对于「我身处在何方？」、「前往的目的地？」、「如何前往？」等问题，存在著前所未有的需求性。
因此，以系统为主要平台的数码地理整合性应用与其因应计划，也就是手持式、车载全球卫星导航系统，便可解决对此人们急切的需求性。
图说：附加功能仍持续展现高度扩张，过去车用导航系统中不需要AM/FM收音机、DVD/VCD影音系统、CD/MP3播放器，又或者兼具语音导航的音效系统、拥有存放地图的存储器等诸多功能性。
1 嵌入式GPS导航系统体现最佳化导航系统今天GPS卫星导航定位的应用已愈来愈普及，但大多数人对它的熟悉仍限定在行车导航的用途之上，不过针对广泛的应用市场，车载式GPS 的应用只是开端而已，其实它在国防、地理信息和建造工程等领域已是不行或缺的重要技术，而下一步，GPS将走入每个人的生活，成为人手一支的GPS手机或手持导航设备（PND）。
这可以由嵌入式GPS导航系统的核心技术来看，以三星9系列中的16/32位RISC处理器A芯片为例，该芯片强大的实时处理能力和丰盛的外围界面十分适合嵌入式系统的开发，而该系统就是基于该芯片的这些特点而设计的。
该系统以S3C2410A微处理器为核心，与2片32M 的SDRAM（HY57V561620CT）和64M的NAND Flash（K9F1208U0B）整合为最小的一套系统；另外，就是在系统外部加装可用于收GPS信号的GPS模块，用于显示的液晶面板，以及UDA1341TS的语音芯片系统。
2 建立系统平台完美架构兼容性是主要目标主要来说，其系统平台架构的建立，可细分为2个主要部分，也就是主控的计算机主机的操作系统的挑选和交错编辑设备与工具链的建立。
基于嵌入式QT平台下GIS/GPS电子定位系统设计兰见春三明学院物理与机电工程学院 08电子科学与技术[摘要]：本设计主要由三星ARM9芯片s3c2440、nand flash、nor flash、sdram、群创7寸触摸屏、GPS模块等硬件组成，使用linux2.6.30.4内核，QT4.5嵌入式开发环境，mitab 源码，madplay源码等等软件组成，软硬件组合搭建好嵌入式环境，实现电子地图的显示和定位、语音提示功能。
具有精简、高效、调试简单的特点[关键字]：linux 嵌入式 QT mitab GPS/GIS第一章引言1.1背景意义GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，目前市面上的导航仪大部分都是使用WinCE系统，界面很漂亮，支持很多PPC版的导航软件。
但是WinCE不开源，对于嵌入式开发不利。
本系统采用了开源linux做为系统内核，很好的支持了开发者的开发，同时也支持大量的开源软件。
满足嵌入式开发者的各种需求。
系统使用开源的mitab和QT4.5，解决了电子地图图形界面要求，搭配GIS开发软件mapinfo制作的基于WGS84坐标系的电子地图，与sirf第三代的GPS模块，共同实现了电子定位，同时调用madplay MP3播放器,实现语音播报功能。
目前国内关于GPS/GIS的研究已经很火热了，关于GPS的周边学科也得到迅速发展，地图数据公司群雄崛起，导航软件也很出色，往嵌入式发展的趋势已经很明显。
Linux平台下的开源导航软件很少，但是支持GPS的源码和工具还是很多，像GPSd,GPSdriver等，这些开源的工具软件给开发者提供很好的开发思路。
同时QT4也是linux开发的利器，这几年QT发展迅猛，已超越MFC，仅次与java 。
最近Android（一种以Linux为基础的开放源码操作系统）操作系统很热门，大部分的导航软件的开发都有往安卓发展的趋势。
嵌入式Linux平台的GPS数据采集随着GPS(全球定位系统)和便携移动设备的飞速发展，各种各样以GPS为基础的便携式定位系统相继出现．嵌入式Linux以其开放性、安全性、健壮性和稳定性越来越成为各种便携设备的主要开发平台，因此GPS模块与嵌入式Linux平台之间的通信成了实现定位系统的基础．GPS模块与嵌入式Linux平台之间进行数据传送，大多采用异步串行传送方式，GPS作为终端设备(DTE)与嵌入式平台之间通过RS-232C串行通信接口进行数据交换．因此，与GPS的数据通信在实现上即是LinuX下的串口编程，对于两者之间的通信协议，可选的协议有很多种，而NMEA0183是目前普遍采用的一种1 NMEA0183通信协议NMEA0183是GPS数据的通信协议，GPS的通信协议有很多种，但目前绝大多数GPS模块生产厂商都采用NMEA0183协议作为其遵循的标准，因此在实现GPS与嵌入式Linux平台之间的通信时，应先对NMEA0183协议有一定的了解。
(1)NMEA0183的通信参数．波特率：4800baud；数据位：8；奇偶校验：无；停止位：1位．(2)NMEA0183的报文格式．NMEA 0183协议报文的语句串(ASCII字符)格式全部信息如图1．$AAXXX ,ddd ……,ddd *hh 图1 NMEA0183的报文格式图1中具体内容：$为串头，表示串开始；AA为识别符；XXX为语句名；ddd...ddd为数据字段，字母或数字；*表示串尾；hh表示$与*之间所有字符代码的校验和；为回车控制符；为换行控制符．在实际的GPS应用中，并不会用到NMEA的全部信息，而是根据具体的需要，从中选取有用的信息，忽略其余的信息内容．例如：$GPRMC,152252,A,2513.3072,N,10346.3723,E,0.0,230.4,250503,1.3,W,A,* 02 其中，$GPRMC为串头，表示此语句为定位语句；“*”之前的内容为数据字段，“152252”为UTC24小时制的标准时间，格式为“时时/分分/秒秒”；“A”表示信号接收状态，“A”表示接收正常，也可能为“V”，则表示一个警告，与卫星通信不正常；“2513.3072”表示纬度值；“N”标明南北半球，“N”表示北纬，“S”表示南纬；“10346.3723”表示经度值；“E”。
王强：嵌入式GPS/GPRS车载监视系统设计嵌入式GPS/GPRS车载监视系统设计自动化04 王强指导教师张永强摘要：本文研究了嵌入式GPS/GPRS车载定位系统的基本理论，引入加速度传感器进行二次定位。
以嵌入式Linux 操作系统为基础，设计了一个完整的基于GPRS的嵌入式GPS车载监视系统。
车载客户端实现实时采集处理GPS 数据、通过GPRS向手机用户发送实时的定位信息和数据传输。
试验证明本系统用于车辆状态查询和定位跟踪时，具有通信费用低、操作方便等优点，较好地达到了预定的目标要求。
关键词：全球定位系统；GPRS；嵌入式系统；加速度传感器；车载终端Abstract:This paper studies embedded GPS/GPRS-vehicle positioning system's basic theory，the introduction of acceleration sensor for second location.Based on embedded linux operating system, research a compete GPRS-based embedded GPS vehicle monitoring systems, automotive client in real-time acquisition and processing of GPS data, via GPRS mobile phone, send real-time location information and data transmission to users. Case study have proved out that this vehicle terminal is suitable for inquire the vehicle status, positioning and tracking, and achieve predetermined requirements because of low-cost of communication and easy to operate.Keywords: GPS; GPRS; Embedded System; Acceleration Sensor; Vehicle Terminal前言随着经济的发展，汽车市场不断壮大，车载GPS定位系统在近几年来已经成为汽车工业发展的焦点。
嵌入式gps课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习嵌入式GPS技术的相关知识，使学生掌握GPS系统的基本原理、工作流程及其在嵌入式系统中的应用。
具体目标如下：1.了解GPS的发展历程和系统组成。
2.掌握GPS信号的捕获、跟踪和解码技术。
3.理解GPS在嵌入式系统中的应用场景和优势。
4.能够使用GPS模块进行位置信息的获取。
5.能够运用GPS技术进行嵌入式系统的设计与开发。
6.具备分析和解决嵌入式GPS应用过程中问题的能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生对嵌入式GPS技术的兴趣。
2.培养学生具备创新精神和团队合作意识，使学生在实际项目中能够充分发挥主观能动性。
3.培养学生具备良好的职业素养，使学生在从事嵌入式GPS技术领域的工作时，能够遵循行业规范，对社会负责。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.GPS概述：介绍GPS的发展历程、系统组成及其在现代社会中的应用。
2.GPS信号捕获与跟踪：讲解GPS信号的捕获、跟踪原理，以及相关算法。
3.GPS信号解码：介绍GPS信号的解码方法，包括伪距码和载波相位的解码。
4.嵌入式GPS系统设计：讲解如何在嵌入式系统中集成GPS模块，并进行位置信息获取。
5.GPS在嵌入式系统中的应用案例分析：分析GPS在嵌入式系统中的应用场景和实例，如车载导航、无人机等领域。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：通过讲解基本原理、概念和实例，使学生掌握GPS相关知识。
2.案例分析法：分析实际应用案例，使学生更好地理解GPS在嵌入式系统中的应用。
3.实验法：安排实验环节，使学生动手实践，提高实际操作能力。
4.小组讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
四、教学资源为了保证教学效果，本课程将采用以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版机构出版的嵌入式GPS相关教材。
中国科学技术大学 UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA工程硕士毕业论文论 文 题 目： GPS 车载导航仪的嵌入式系统设计与实现车载导航仪的嵌入式系统设计与实现 系 别别： 自动化系自动化系自动化系 班 级级： 2002软件工程硕士班软件工程硕士班（（深圳深圳）） 学 生 姓 名： 赵赵 涛涛 学 生 学 号： SG02010074 SG02010074 学 校 导 师： 鲍远律鲍远律鲍远律 企 业 导 师： 袁袁 华华 工 程 领 域： 软件工程软件工程软件工程 领 域 代 码： 430113 430113 研 究 方 向： 软件工程软件工程软件工程中国科学技术大学研究生院中国科学技术大学研究生院日期日期：：2005年11月15日致谢首先，要感谢我的导师鲍远律老师，在论文完制作期间，得到了导师的精心指导。
使我不仅接受了全新的思想观念，而且掌握了基本的研究方法，鲍老师渊博的知识、严谨的学风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神使我受益终生。
感谢我的企业导师——袁华老师，在他孜孜不倦的悉心指导下，使我能够顺利完成这篇论文。
同时，也将祝福送给每一位教诲过我的科大师长。
还要感谢一起研究此课题的胡兵、张辉同学，他们风华正茂、意气风发，永远是我进步的力量之源。
谢谢你们！还有深圳研究院的老师们，有了他们无微不至的关心和帮助，才使我得以顺利完成学业。
时光如水，日月如梭，科大的学习之旅行将结束。
它短暂而充实，轻松而又惬意，我会将她永远留存于我的记忆中。
再见了，科大！目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章项目背景 (3)1.1. 系统特点 (3)1.1.1 价格瓶颈 (3)1.1.2 电子地图瓶颈 (4)1.1.3 系统不足 (4)1.2. 市场状况 (4)1.3. 市场前景 (5)第2章嵌入式系统概述 (6)2.1. 嵌入式系统的特点 (6)2.2. 嵌入式操作系统的特点 (6)2.3. 常用的商用嵌入式操作系统 (7)2.3.1. uCOS (7)2.3.2. VxWorks (8)2.3.3. WinCE (8)2.3.4. PalmOS (8)2.4. 开放源代码嵌入式Linux操作系统 (9)2.4.1. RT-Linux (9)2.4.2. KURT-Linux (9)2.4.3. ucLinux (10)2.4.4. 嵌入式Linux的特点 (11)第3章uCLinux环境分析 (13)3.1. uClinux和Linux的异同 (13)3.1.1. 内存保护 (14)3.1.2. 虚拟内存 (14)3.1.3. 通用架构的内核变化 (15)3.1.4. uCLinux的内核加载方式 (16)3.1.5. uCLinux的文件系统 (16)3.2. ucLinux小型化策略 (17)3.2.1. 重新编译内核 (17)3.2.2. 制作root文件系统映象 (17)3.2.3. uClinux的应用程序库 (17)3.3. uClinux的内存管理 (17)3.3.1. linux虚拟存储管理器 (18)3.3.2. uClinux针对NOMMU的特殊处理 (20)3.3.3. uClinux的多进程处理 (21)3.4. uClinux的实时性 (22)第4章开发环境的配置 (25)4.1. 嵌入式开发特点 (25)4.2. 目标板硬件配置 (26)4.3. 宿主机的开发环境 (28)4.3.1. 安装系统软件 (28)4.3.2. samba的安装 (29)4.3.3. 软件开发工具 (30)4.4. uclinux编译步骤 (31)4.4.1. 下载uclinux (31)4.4.2. 解压缩 (31)4.4.3. 编译 (33)第5章uClinux的显示驱动 (35)5.1. 驱动的作用 (35)5.2. LCD驱动 (35)4.2.1. 控制器 (36)5.2.2. 显示屏 (36)5.2.3. 驱动设计 (36)第6章应用实例 (44)6.1. 在uclinux 内添加一个应用程序 (44)6.1.1. 在uclinux 中添加用户的应用程序 (44)6.1.2. 在make menuconfig 中加入用户应用程序的选项 (46)6.2. 在uclinux下使用framebuffer (47)6.3. 应用程序开发范例 (49)6.4. 电子地图的显示 (50)结束语 (51)参考文献 (52)附录uClinux启动串口打印信息 (53)摘要在欧美等发达国家，车载导航仪产品已经走向成熟，形成了规模化的市场需求。
北斗定位数据信息采集系统设计与实现摘要北斗卫星导航系统是中国自主研发的，继美国全球定位系统、俄罗斯格诺纳斯卫星导航系统后的全球第三大卫星导航系统。
而北斗定位和GPS定位是目前民用定位技术当中广泛应用的两大定位系统。
在定位系统中，对终端定位数据进行采集，并统一上报给终端，这便于集中管理和调度，也方便指挥中心远程对作业终端进行监控管理。
本次课程设计通过理解模块原理，制作出实验板，以C语言编写程序，用单片机最小系统接收缓存北斗模块串口数据，在12864液晶屏中以字符的形式显示出来，记录数据，观察是否与串口助手上的数据一致。
关键词：北斗定位，12864液晶显示，单片机目录1 前言 (1)1.1 背景和意义 (1)2北斗定位数据信息采集系统的硬件设计 (1)2.1 北斗定位数据信息采集系统的工作原理 (1)2.2 北斗定位数据信息采集系统结构 (1)2.3 硬件最小系统设计 (2)2. 3.1 外接晶振电路 (4)2.4 电源电路设计 (4)2.5 串口通信模块Max232的设计 (5)2.6 LCD12864液晶模块 (5)2.7 北斗模块UM220 (7)3北斗定位数据信息采集系统的软件设计 (8)3.1主程序 (8)3.2串口通信初始化、定时器中断程序 (9)3.3 GSP程序 (10)3.4 LCD12864液晶显示程序 (15)4 系统的调试 (22)4.1 系统硬件调试 (22)4.2 系统软件调试 (23)5 实验结果与分析 (24)6 总结 (25)附录 (26)附录A 实物图 (26)附录B 系统原理图 (26)附录C 系统PCB图 (27)参考文献 (28)1 前言1.1 背景和意义北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation t System）是中国正在实施的自主研发，独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS[1]。
2012年12月27日，北斗官网宣布从当天起BDS区域性服务业务正式启动，致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开发服务和授时服务两种方式。
• 126•针对现有工业数据采集的交互性和可靠性差的问题，提出一种嵌入式实时数据采集和控制系统，并完成系统的软硬件实现。
该系统以基于ARM11框架的Raspberry Pi 为核心，将Web 服务器应用程序移植到嵌入式ARM 处理器中，利用基于ARM 的嵌入式Web 服务器开发在线交互式数据采集与控制系统。
传感器采集的数据通过嵌入式Web 服务器上传，远程客户端通过网络访问得到采集的数据，当数值超出预警值则启动继电器进行控制。
测试结果表明，当系统服务器的接收到任何请求时，从传感器采集的数据会以网页的形式显示，说明了设计实现的嵌入式实时数据采集和控制系统的可行性与有效性。
在工业测量和控制领域，获得大量的实时现场参数是很有必要的。
由于环境的复杂性，数据采集系统大多由工业计算机完成，但是工业计算机具有体积大、功耗大、可靠性差和安装不方便等问题。
另外有专用的、可独立工作的数据采集系统，使用数字信号处理器和微控制器来完成，缺点是价格高，人机交互性差。
嵌入式处理器的快速发展有效地弥补了工业个人计算机（Industrial Personal Computer ，IPC ）的不足，尤其是ARM 处理器，它不仅结合了其他采集系统的优点，克服了它的缺点，增加了一些新功能，进一步扩展其应用领域和适用范围，针对不同需求，具有极大的灵活性。
ARM 处理器通常是SOC 芯片，相比传统控制器具有大量的片上外设和更强大的性能。
目前已经有研究者对嵌入式数据采集系统进行了研究。
本文针对现有数据采集系统的问题，提出一种基于ARM11框架的Raspberry Pi 的嵌入式实时数据采集和控制系统，远程客户端用户通过网络访问嵌入式Web 服务器，从网页上得到传感器采集的数据，当数据超出预警值以后启动继电器进行控制。
1 系统硬件设计1.1 Raspberry Pi Raspberry Pi 是一种嵌入式卡片电脑，由Raspberry Pi 基金会在英国开发出来的，其主要目标是创建一个经济有效的平台，通过提供只需要SD 卡的一体化电路板、监视器和输入设备来运行，是一种实用且价格合理的设备。
重庆大学硕士学位论文嵌入式GPS定位系统的设计与实现姓名：***申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：***20070425重庆大学硕士学位论文２总体方案及硬件系统设计⑧完成整个核心电路的设计选型后，其ＰＣＢ层数是６层电路板设计，ＰＣＢ图‘２¨如图２．１３所示：图２．１３核心板ＰＣＢ图Ｆｉ９２．１３ＫｅｒｎｅｌＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄＰＣＢＤｉａｇｒａｍ２．２．２功能底板电路系统设计根据ＧＰＳ接收机的接口要求，功能底板设计除了要考虑常规功能端口外，还需考虑嵌入式系统软件调试接口的设计，功能底板包括以下模块：ＪＴＡＧ模块，网络连接模块、ＵＡＲＴ串口模块、液晶显示ＬＣＤ模块、ＵＳＢ通信模块，同时考虑到以后运行ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ的多媒体功能增加Ａｕｄｉｏ音频模块，充分利用￥３Ｃ２４１０的Ｉ／Ｏ接口功能，其结构框图如图２．１４所示：１７图２．２１底板ＰＣＢ图Ｆｉ９２．２１ＭｏｔｈｅｒｂｏａｒｄＰＣＢＤｉａｇｒａｍ２．３嵌入式系统电路系统组成在完成核心板选型和功能底板设计后，将核心板接入到功能底板，然后接入８寸ＬＣＤ屏，将ＧＰＳ接收模块通过串口接入到功能底板上，由此构成一套完整的嵌入式ＧＰＳ定位系统的硬件系统部分。
３．２．４ＧＰＳ天线ＰｌＭＡＭＧＰＳ天线ＰＩＭＡＭ外形如图３．５所示，其特性指标如表３．２所示：天线特性接收频率ｖＳｗＲ（驻波比）带宽阻抗峰值增益极性工作功耗环境参数工作温度湿度图３．５ＧＰＳ天线Ｆｉ９３．５ＧＰＳＡｎｔｅｎｎａ表３．２ＧＰＳ天线特性Ｔ｛ｌｂｌｅ３．２ＧＰＳＡｍｔｅｎｎａＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ１．５７５ＧＨｚ１．５：１１０ＭＨｚ最小５０Ｑ４ｄＢｉｃ（基于７ｃｍＸ７ｃｍ平面）右旋圆极化１瓦一４００Ｃ’＋８５０Ｃ９５％“１００％ＲＨ放大器放大器增益噪声指数ＶＳｗＲ输出直流电压直流电流机械参数重量尺寸电缆ＲＦ接头固定方式２７ｄＢ典型值１．２ｄＢ２．０最大３．０或５．０伏２２ⅡＩＡ最大ｓ１２０克５０ｘ５０ｘ１７舢ＲＧ１７４，５米ＢＮＣ／ＳＭＡ／Ｓ岫／ＭＣＸ磁吸座图４．１ＷＩＮＣＥ启动画面Ｆｉ９４．１ＭｅｎｕｏｆＷＩＮＣＥＳｔａｒｔｕｐ４．２ＷＩＮＧＥ下应用程序开发的特点操作系统定制好之后，就可以在上面移植我们在Ｐｃ机环境下编写好的应用程序了。
