学习嵌入式之基于ARM9的智能车载系统设计
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摘要随着汽车产业的迅速进展,GPS车载导航系统取得了愈来愈普遍的应用,已成为汽车上的重要配置,为用户提供便利。
另一方面随着运算机技术、通信技术的迅猛进展,微型化和专业化成为进展的新趋势,嵌入式系统已经成为信息产业的热点。
而Linux操作系统以其性能稳固靠得住、源码公开免费、可裁剪、易移植等长处成为嵌入式系统的首选操作系统,具有庞大的市场价值和潜力。
论文第一简要介绍了GPS车载导航系统的大体原理及其在国内外的现状与进展前景,并描述了课题的研究方向和作者的主要工作。
然后按照GPS车载定位导航系统的要求设计系统方案,并依照该方案设计了ARM9(S3C2410A)核和系统硬件平台,重点分析了电源和时钟、外部存储器、以太网、串口、音频和HPI等接口电路设计及其原理。
在对嵌入式Linux操作系统深切理解的基础下,设计了软件系统框架及应用程序,并为各设备模块编写了设备驱动程序。
论文最终所实现的是一款高级车载导航终端,具有彩色LCD,外形美观。
除具有友好的人机交互界面外,在通信方面:具有车载电话的功能,且能够进行电子地图的实时更新;在娱乐方面,可外接DVD/VCD、阅读电子书、播放MP3、游戏等。
壮大的软件系统使导航终端具有较强的系统配置和管理功能。
关键词:嵌入式Linux系统;全球定位系统;智能交通系统;无线通信系统AbstractWith the rapid development of the auto industry, GPS Vehicle Navigation System has been widely used. It has become an important vehicle configuration, providing convenience to the users. On the other hand, along with fast development of computer and communication technology, and micromation and specialization as a new trend, the embedded system has become a hotspot of the information industry. And the Linux Operating System becomes the preferred operating system for many users, because of its advantages, such as stability and reliability, free and open source, being able to cut, easy to be transplanted and so on. So it has tremendous values and potentials in the auto market.Firstly, the paper briefly introduced the fundamental of the GPS Vehicle Navigation System and its status quo and prospect at home and abroad. Described the research purpose of the subject and the author’s main work.Then, according to the requirements of this system, we designed the systematic solution.In accordance with the solution, we designed the hardware platform:the ARM—core system and analyzed the peripheral circuits design. Such as Power and Clock, External Memory, Ethernet, Serial Port, Audio, HPI Interface and etc. On the basis of the deep understanding of the embedded Linux system, we designed the software framework and application programs, and wrote the Linux Device Driver for all the devices in this system.What the whole paper achieves is a kind of high-grade vehicle navigation terminal. It has color LCD and beautiful outlooks other than the function of navigation, as for communication: it is a kind of telephone and digital maps call be real-time updated by wireless communication; as for entertainment: DVD/VCD Call be an attachment, electronics bookscan be read, MP3 Can be played, Gaming etc. Powerful software system makes the product has powerful function of system configuration and management.Key Words:Embedded Linux System, GPS, ITS, GPRS目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1 绪论 (2)1.1 论文选题背景及意义 (2)1.2 智能导航系统功能框图 (3)1.3 论文工作 (3)2基于ARM的硬件和软件整体设计 (3)导航终端系统硬件框架 (3)导航终端系统软件框架 (5)2.2.1软件系统的组成 (5)驱动程序的设计框图 (5)3基于ARM的嵌入式车载导航硬件设计 (6)CPU芯片S3C2410的选择 (6)SDRAM接口电路设计 (7)NAND Flash芯片选择及接口电路设计 (8)GPRS模块选择及接口电路设计 (10)GPS模块选择及接口电路设计 (15)触摸屏的设计 (18)键盘模块的设计 (20)以太网及串行通信接口设计 (21)复位电路的设计 (23)电源管理 (23)JTAG接口电路设计 (23)AV板 (24)4软件系统设计 (25)软件系统组成 (25)致谢 (29)引言智能车辆自动导航系统是智能交通系统的重要组成部份,是把先进的全世界卫星定位技术、地理信息技术、数据库技术、多媒体技术,现代通信技术和嵌入式运算机系统综合在一路的高科技系统,能够实时、高效地向驾驶员提供多种重要信息,具有很强的实用价值和广漠的市场前景。
车载ARM嵌入式系统实例开发课程设计一、前言随着人们生活水平的不断提高,汽车已经成为人们不可或缺的代步工具,车载嵌入式系统随之迅速发展。
本课程设计针对车载ARM嵌入式系统实例开发课程,旨在为学生提供相关的理论基础知识,同时通过实例训练,提高学生的实践能力和创新思维能力。
二、课程目标本课程设计旨在使学生:•了解车载ARM嵌入式系统的基本原理及其应用;•掌握ARM芯片的基本结构、特点和应用场景;•掌握ARM汇编语言及其程序设计;•掌握C语言在ARM嵌入式系统中的应用技巧;•掌握车载嵌入式系统的开发技术和方法;•具备设计、开发和测试车载嵌入式系统的能力;•具备解决实际汽车电子问题的能力。
三、课程内容3.1 ARM嵌入式系统基础•嵌入式系统概述•ARM架构基础•ARM的发展历史•ARM处理器的体系结构•ARM体系结构的基本特点•ARM处理器的分类和优缺点分析•ARM处理器的芯片制造和封装•ARM处理器的软件开发工具介绍3.2 ARM汇编语言程序设计•引言:汇编语言的历史和应用价值•抽象概念的实现:数据表示和寄存器使用•操作系统的基本功能和实现方法•程序的基本控制结构和循环结构•异常、中断和系统调用机制的实现•ARM处理器的程序优化技术3.3 ARM嵌入式系统应用开发•车载嵌入式系统的应用场景和发展趋势•车载嵌入式系统的硬件设计基础•车载嵌入式系统的软件开发技术•车载嵌入式系统的驱动程序设计•车载嵌入式系统的应用开发实践案例四、实践案例4.1 基于ARM的车载信息系统设计实验目的•掌握ARM处理器的基本结构和软件编程方法;•掌握嵌入式系统设计的基本方法和技巧;•了解车载信息系统的功能和实现方法。
实验内容•车载信息显示屏的驱动程序设计与实现;•车载信息采集及传输程序设计与实现;•车载信息系统主控板设计与实现;•车载信息系统的实例开发与调试。
4.2 基于ARM的车载行车记录仪设计实验目的•掌握嵌入式系统的基本设计方法和技巧;•掌握ARM处理器的软硬件设计与开发方法;•了解车载行车记录仪的功能和实现方法。
基于嵌入式系统的智能车辆控制系统毕业设计简介智能车辆控制系统是一种基于嵌入式系统的创新技术,旨在提高车辆的安全性、舒适性和能效。
本文档将介绍一个基于嵌入式系统的智能车辆控制系统的毕业设计方案。
目标本毕业设计的目标是设计并开发一个嵌入式系统,用于实现智能车辆控制。
该系统将集成各种传感器和执行器,通过智能算法和软件控制,实现对车辆的自动驾驶、智能巡航和智能安全功能的控制。
设计方案本毕业设计的设计方案如下:1. 硬件设计:选择适合的嵌入式开发板和传感器模块,搭建智能车辆控制系统的硬件平台。
硬件设计:选择适合的嵌入式开发板和传感器模块,搭建智能车辆控制系统的硬件平台。
2. 软件设计:设计并实现嵌入式软件,包括智能算法、驱动程序和用户界面等。
软件设计:设计并实现嵌入式软件,包括智能算法、驱动程序和用户界面等。
3. 系统集成:将硬件和软件进行集成,测试系统的功能和性能。
系统集成:将硬件和软件进行集成,测试系统的功能和性能。
4. 性能评估:评估智能车辆控制系统的性能,包括精确度、实时性和可靠性等。
性能评估:评估智能车辆控制系统的性能,包括精确度、实时性和可靠性等。
实施计划本毕业设计的实施计划如下:1. 准备阶段:调研相关技术和现有系统,明确设计需求和目标。
准备阶段:调研相关技术和现有系统,明确设计需求和目标。
2. 设计阶段:根据需求和目标,进行硬件和软件设计,并制定详细的设计文档。
设计阶段:根据需求和目标,进行硬件和软件设计,并制定详细的设计文档。
3. 开发阶段:按照设计文档,进行硬件和软件的开发和实现。
开发阶段:按照设计文档,进行硬件和软件的开发和实现。
4. 测试阶段:对系统进行功能测试和性能评估,发现并修复可能存在的问题。
测试阶段:对系统进行功能测试和性能评估,发现并修复可能存在的问题。
5. 完善阶段:根据测试结果,完善系统的功能和性能,并进行优化和改进。
完善阶段:根据测试结果,完善系统的功能和性能,并进行优化和改进。
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现随着现代科技的飞速发展,汽车行业也在不断进行创新和改进。
智能化已经成为汽车行业的新常态,也为人们的出行提供了更为方便和安全的保障。
基于嵌入式系统的智能车载系统就是其中一种。
一、什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它通常嵌入到其他产品中,以实现产品的自动化控制、数据处理和通信等功能。
嵌入式系统具有时序性、可靠性、实时性和高效性等特点,因此通常采用专门的处理器和操作系统。
二、智能车载系统的必要性智能车载系统是将嵌入式系统技术应用于汽车行业的产物。
它能够实现汽车信息化、智能化和安全化等功能,具有较高的实用价值。
在智能车载系统中,嵌入式系统主要用于控制汽车各个部件的工作,如发动机、变速器、制动系统等。
同时,嵌入式系统也可实现车辆的导航、安全警示、娱乐和智能驾驶等功能,提高汽车行驶的安全性、舒适性和便利性。
三、智能车载系统的设计和实现智能车载系统的设计和实现需要从以下几方面进行考虑:1.嵌入式系统平台的选择根据车载系统的特点,需选择适合的嵌入式平台,并确定操作系统和编程语言等技术路线。
常用的平台有树莓派、Arduino、STM32等。
其中,树莓派具有高性能、丰富的外设和良好的兼容性等特点,适合做复杂的车载系统;Arduino则适合做一些简单的车载系统,如温度控制、音响系统等。
2.传感器和外设的集成智能车载系统中需要集成很多传感器和外设,如GPS模块、摄像头、车载音响、气压传感器等。
这些外设需要与嵌入式平台进行连接和数据交互,通常采用串口、SPI、IIC等通信协议。
3.软件的开发智能车载系统的软件是关键部分,需要进行完整的需求分析、程序设计、编码和测试等工作。
常见的编程语言有C语言、Python、Java等。
对于复杂车载系统,建议使用RTOS(实时操作系统),能够提高对系统资源的优化和调度。
4.系统的优化和调试在进行实际应用前,需要对系统进行多方面的优化和调试,确保其稳定性和可靠性。
基于ARM9的嵌入式汽车导航与防盗系统的设计的开题报告一、选题背景及意义随着汽车的普及,汽车导航和防盗系统也变得越来越重要。
传统的导航系统通常是基于GPS定位,但随着卫星信号的遮挡和干扰,其精度和稳定性有时不尽如人意。
而基于ARM9的嵌入式导航系统可以通过引入惯性导航、地磁导航、视觉导航等多种方式提高导航的精度和可靠性。
此外,基于ARM9的嵌入式防盗系统可以通过多种传感器实时监测车辆的状态,如车门开合、车辆移动、碰撞等,当监测到异常情况时,及时发出警报并通过移动互联网与车主联系,对于提高车辆安全性具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题旨在设计一款基于ARM9的嵌入式汽车导航与防盗系统。
具体包括以下内容:1.通过多种方式提高导航的精度和可靠性,如引入惯性导航、地磁导航、视觉导航等;2.利用多种传感器实时监测车辆状态,如车门开合、车辆移动、碰撞等,及时发出警报并通过移动互联网与车主联系,对于提高车辆安全性具有重要意义;3.设计友好的用户界面,便于用户操作和管理。
三、技术路线1.硬件部分:1)主控芯片:选用ARM9芯片;2)外设模块:GPS模块、惯性传感器、地磁传感器、视觉传感器、车门传感器、碰撞传感器、无线通信模块等。
2.软件部分:1)嵌入式操作系统:选用Linux操作系统;2)导航算法:包括基于GPS的定位算法、惯性导航算法、地磁导航算法、视觉导航算法等;3)防盗算法:通过多种传感器实时监测车辆状态,当监测到异常情况时,及时发出警报并通过移动互联网与车主联系;4)用户界面和交互模块:包括人机交互界面设计、输入输出模块等。
四、预期成果1.完整的基于ARM9的嵌入式汽车导航与防盗系统,包括硬件和软件部分;2.耗时较短、准确性较高的导航算法;3.卓越的防盗算法和功能;4.友好的用户界面和交互模块;5.论文研究成果。
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现第一章绪论随着智能化、自动驾驶时代的到来,基于嵌入式系统的智能车载系统成为汽车电子领域的热门话题。
智能车载系统通过数据采集、处理、自主驾驶等实现了对行车环境的智能感知,能够自动规避障碍物、自主导航等,为驾驶员提供更加优质的驾驶体验,为交通安全做出了巨大的贡献。
本文旨在探究基于嵌入式系统的智能车载系统的设计与实现。
第二章基于嵌入式系统的智能车载系统的系统结构智能车载系统结构通常由感知单元、控制单元和执行单元三部分组成。
其中,感知单元对车辆周围环境进行感知,包括距离测量、图像识别、传感器检测等,控制单元对感知单元采集到的数据进行处理,并根据处理结果输出相应的控制指令,执行单元对控制单元发出的控制指令进行执行,例如车辆转向、刹车等。
第三章基于嵌入式系统的智能车载系统的功能设计基于嵌入式系统的智能车载系统的功能设计应该考虑到以下几个方面的需求:1.感知单元的功能设计感知单元应该能够对整个环境进行感知,包括距离测量、图像识别、传感器检测等。
其中,远程测距模块负责检测周围障碍物和车辆间的距离,图像识别模块负责识别车道、交通标志、行人、车辆等,传感器检测模块负责检测汽车的速度、转向、刹车等状态。
2.控制单元的功能设计控制单元应该能够对感知单元采集到的数据进行处理,并根据处理结果输出相应的控制指令。
例如,当传感器检测到汽车前方有障碍物时,控制单元应该发出刹车指令,当传感器检测到汽车即将偏离车道时,控制单元应该发出转向指令。
3.执行单元的功能设计执行单元应该负责汽车的具体操作,例如车辆转向、加速、刹车等。
执行单元需要根据控制单元发出的指令进行具体的操作,确保汽车在安全的状态下行驶。
第四章基于嵌入式系统的智能车载系统的技术实现技术实现方面,基于嵌入式系统的智能车载系统需要采用大量先进的技术手段。
例如,需要采用计算机视觉、人工智能等技术来实现对车道、交通标志、行人、车辆等的识别和跟踪;需要采用深度学习等技术来实现对数据的处理和分析;需要采用ROS等技术框架来实现模块化开发和快速迭代等。
基于ARM9-Linux平台的车载导航系统设计1.前言近年来,随着国民经济的迅速发展,人民生活水平的日益提高,各种机动车辆的数量急剧增加,同时对汽车导航系统的需求数量也急剧增加。
本文采用了基于ARM9-Linux平台的嵌入式系统作为系统的控制平台,提高系统的性能、集成度以及可扩展性;运用GPS定位技术和先进的GPRS无线通信技术相结合的方案,以实现车辆电子地图导航和短消息报警;通过LCD模块的设计实现了车辆各种信息的灵活显示,丰富了人机交互界面,使得系统更加智能化1. 前言近年来,随着国民经济的迅速发展,人民生活水平的日益提高,各种机动车辆的数量急剧增加,同时对汽车导航系统的需求数量也急剧增加。
本文采用了基于ARM9-Linux 平台的嵌入式系统作为系统的控制平台,提高系统的性能、集成度以及可扩展性;运用GPS定位技术和先进的GPRS 无线通信技术相结合的方案,以实现车辆电子地图导航和短消息报警;通过LCD模块的设计实现了车辆各种信息的灵活显示,丰富了人机交互界面,使得系统更加智能化。
本文所研究的车载GPS 导航系统是智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)的一个重要分支,对解决城市交通问题具有重要意义。
2. GPS 全球定位系统(1)GPS(Global Positioning System)系统包括三大部分:空间部分—卫星星座、地面控制部分—地面监控系统和用户设备部分-信号接收机。
GPS 全球定位系统是随着现代科学技术的发展而建立起来的一种高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。
它利用位于距地球2 万多公里高、由24颗人造卫星组成的卫星网,向地球源源不断的发射定位信号。
地球上的任何一台GPS 接收机,只要接收到任意四颗以上的卫星信号,经过计算后,就可以得到GPS 接收机的位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态等信息。
GPS 系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。
基于ARM9的嵌入式车载网关的软硬件系统设计Designt of Embedded Car Gateway Software and Hardware System Based on ARM9 (吉林大学计算机科学与技术学院,符号计算与知识工程教育部重点实验室)秦贵和 宋益青 李宝玲 Qin Guihe Song Yiqing Li Baoling 摘要:介绍了一种基于ARM9的嵌入式车载网关的软硬件系统设计,简要阐述了车载LIN网络,CAN网络与互联网通过该网关的连接方案,详细介绍了基于AMR9和Linux环境下的LIN 协议编程、CAN设备驱动程序开发、网络编程,该研究对将来智能网络汽车的广泛应用有着重要而现实的意义.关键词:网关; CAN; 嵌入式; ARM中图分类号:TP273+.5 文献标示码:A文章编号:Abstract:The design of embedded car gateway software and hardware system based on ARM9 is introduced in this paper, The plan which connects LIN Network and CAN Network with Internet by the gateway is described in brief, The programming of LIN protocol 、the development of CAN equipment driver 、socket programming based on ARM9 and Linux is detailedly presented. This study is of important and practical significance to the realization and application of intelligent nectar in the future. Keywords:gateway; CAN ;Embedded; ARM1 引言伴随着中国经济的发展,在汽车和互联网日益普及的今天,有很多汽车厂商提出了网络汽车的概念,世界很多知名汽车厂商也推出了很多基于网络的概念车,汽车不单纯是一个交通工具,而是一个集交通、娱乐、通讯、办公于一体的工具,其组成具体包括:1,发动机和动力传动集中控制系统,2,底盘综合控制和安全系统,3,智能车身电子系统,4,通讯与信息、娱乐系统,这种网络汽车的优越性具体表现在:1,便于与外界实时沟通,2,娱乐性更强,3,可以进行在线故障查询和诊断,查找故障更容易,4,可以通过互联网进行远程控制,安全性更高。