基于ARM-Linux平台GPS定位系统

1、 基于基于ARM-Linux平台的平台的 GPS定位系统定位系统 课题简介课题简介 GPS系统的硬件设计系统的硬件设计 系统的软件开发系统的软件开发 应用程序移植和系统测试应用程序移植和系统测试 课题总结课题总结一、课题简介一、课题简介一、课题简介一、课题简介 GPS全球定位系统广泛应用于各个领域，而全球定位系统广泛应用于各个领域，而 GPS系统与系统与嵌入式相结合，实现它的便捷性。是目前研究的主流，但嵌入式相结合，实现它的便捷性。是目前研究的主流，但是嵌入式是嵌入式GPS定位导航系统在系统平台、开发环境、应用定位导航系统在系统平台、开发环境、应用软件上几乎都处在一个商业化封闭的环境，造成了开

2、发成软件上几乎都处在一个商业化封闭的环境，造成了开发成本昂贵、安全性低、数据更新交换困难等问题。本昂贵、安全性低、数据更新交换困难等问题。 本文通过嵌入式本文通过嵌入式GPS定位系统的相关理论、方法和技术定位系统的相关理论、方法和技术，提出了一套基于嵌入式，提出了一套基于嵌入式Linux的的GPS定位系统的设定位系统的设 计方案。对设计和开发基于开放系统平台和数据标准的，计方案。对设计和开发基于开放系统平台和数据标准的，安全稳定，低成本的嵌入式安全稳定，低成本的嵌入式GPS定位系统做出有益探索。定位系统做出有益探索。 二、二、GPS系统的硬件设计系统的硬件设计S3C2440电源电源时钟时钟晶振

3、晶振SDRAMNandFlashGPSCS8900A复位电路复位电路J-LinkLCDJTAG串口串口S3C2440电源电源时钟时钟晶振晶振SDRAMNandFlashGPSCS8900A复位电路复位电路J-LinkLCD C1+C2+C2-T1INT2INR1OR2OV+V-GNDT1OT2OR1INR2INVCCC1-U1MAX202EC51uC41u16C31u2C21u61514715C11u89116R6A012116R10A010116R8A011116R7A05116R9A04116R5A0319876116R1A5116R2A04116R3A03116R4A021VDD5VET

4、-TXET-RXRXD1TXD1RXDDCDDTRTXDGNDDSRRTSCTSRIP1RS232-9245678J2CN1D4MBR0540116R1A330RC250.1u+C1100u+C2310uSMD TYPEOUTINU3LM1117-CT3.3VDD5VVDD33V1243GPS系统的软件设计系统的软件设计文件系统文件系统uboot引导程序引导程序Linux内核内核QtopiaGPS应用程序应用程序 1.建立软件开发环境建立软件开发环境安装串口工具安装串口工具minicom创建创建QT开发平台开发平台创建交叉编译环境创建交叉编译环境增加增加g+3.4.6g+4.4.5的的可选项可

5、选项PC版本的版本的qtopia-2.2.02.建立嵌入式建立嵌入式Linux系统平台系统平台编译移植引导程序编译移植引导程序U-Boot 1.3.2编译移植编译移植Linux2.6.32内核内核制作制作YAFFS根文件系统根文件系统 GPS信息显示GPS信息提取GPS用户界面串口设置3.GPS应用程序应用程序 设置一下环境变量设置一下环境变量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:$LD_LIBRARY_PATH 在在LinuxLinux下的下的/opt/EmbedSky/Qte/x86_qtopia/pro/opt/EmbedSky/Qte/x86_qtopia/pro的文件的文件中新建一个中新建一个firstfirst的文件夹用来存放以后所要用的程序。的文件夹用来存放以后所要用的程序。在终端中输入在终端中输入#$QTDIR/bin/designer &#$QTDIR/bin/designer &启动启动Qt designerQt designer输入输入lsls可以查看该目录下的文件可见已产生可以查

7、看该目录下的文件可见已产生MakefileMakefile文件文件MakefileMakefile文件：文件：GNU makeGNU make程序在执行时默认读取的配置文程序在执行时默认读取的配置文件。记录了文件之间的关系。件。记录了文件之间的关系。创建创建main.cpp文件文件 cfsetispeed(&opt,B4800); cfsetospeed(&opt,B4800);波特率波特率设置设置tcgetattr(fd,&opt);读串口参读串口参数配置数配置opt.c_cflag &= PARENB;opt.c_iflag &= INPCK;设置设

8、置奇偶校验奇偶校验opt.c_cflag &= CSTOPB;1位停位停止位止位opt.c_ccVTIME =150;opt.c_ccVMIN=0;设置超时设置超时时间时间opt.c_cflag &= CSIZE;opt.c_cflag |=CS8;设置设置数据位数据位fd=open(/dev/ttySAC1, O_RDWR);if(fd0)qWarning( GPS:gps_start(): open_port ttySAC1 error! ); NAME-0183协议协议当前卫星信息当前卫星信息$GPGGA推荐定位信息数据格式推荐定位信息数据格式$GPRMC地面数据信息地面

9、数据信息$GPVTG当前卫星信息当前卫星信息$GPGSA含经纬度的地理位置含经纬度的地理位置$GPGLL信号经过信号经过GPS系统后以系统后以NAME-0183协议输出的，所以要想协议输出的，所以要想获取定位信息就要了解获取定位信息就要了解NAME-0183协议内容，并用程序解协议内容，并用程序解析出来。析出来。NAME-0183协议如下，协议如下，GPGGA适合我所要提取信适合我所要提取信息，所以我选息，所以我选GPGGA进行信息获取。进行信息获取。$GPGGA的帧格式的帧格式$GPGGA,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,（9）,M（10），），M，（，（11

10、），（），（12），），*（CR），（），（LF） （1）标准定位时间标准定位时间：#时时#分分#秒秒 (2)纬度纬度（格式（格式ddmm.mmmm即即#度度#.#分）分） (3)N/S南或北表示纬度即北纬南或北表示纬度即北纬37度度54.9756分分 (4)经度（格式经度（格式ddmm.mmmm即即#度度#.#分）分） (5)E/W 东或西表示经度即东经东或西表示经度即东经109度度28.4278分分 (6)质量因子（质量因子（0=没有定位，没有定位，1=实时实时GPS，2=差分差分GPS） (7)可以应用卫星个数（可以应用卫星个数（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)天线高程天线高程天线高程天线高程20.6米米 (10)大地椭球面相对海平面的高度（大地椭球面相对海平面的高度（-999.9-9999.9，单位：米），单位：米） (11)差分差分GPS数据年龄，实时数据年龄，实时GPS时无时无 (12)差分某准站号（差分某准站号（0000-1023），实时），实时GPS时无时无flag_gps=1;qWarning( tmp success! );if(buffer2=G & buffer3=G & buffer4=A)ggainfo.bIsGPGGA = 1;qWarning( this is G

12、GA success! );读取读取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) );显示显示BJ间间UTC间间T_statellite-setText(tr(statellites: %1)

16、.arg(ggainfo.satellites); T_hight-setText(tr(Height: %1M).arg(ggainfo.altitude);显示高度显示高度单位米单位米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);显示南北显示南北东西东西 Qtopia的移植的移植 五、应用程序移植和系统测五、应用程序移植和系统测试试 添加程序添加程序最终在开发板显示结果最终在开发板显示结果结论结论1. 以以S3C2440微处理器与微处理器与GPS模块接收板为基础，进行硬件电路设模块接收板为基础，进行硬件电路设计、移植嵌入式计、移植嵌入式Linux操作系统、制作根文件系统并通过操作系统、制作根文件系统并通过Qtopi