嵌入式GPS-DR組合導航系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著城市車輛的日益增多和城市規(guī)模的不斷擴大，利用現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)來協(xié)調(diào)城市車輛的最優(yōu)運行已成為當今國內(nèi)外的研究熱點。GPS車輛定位導航系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，但是GPS信號在城市高樓林立的地方很容易失去信號，特別是在城市下穿隧道中GPS信號效果更差，因此利用GPS／DR系統(tǒng)進行組合導航來解決“城市峽谷”中GPS信號失效的問題已經(jīng)成為當今車輛導航領(lǐng)域的研究的重點。 本文給出一種利用嵌入式微處理器Intel XScale

2、PXA255作為中央處理單元，集成GPS OEM板和DR傳感器的車載組合定位導航系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案。利用GPS模塊提供的位置數(shù)據(jù)進行定位，利用DR模塊在失去GPS信號的情況下進行航位推算，從而實時的地為用戶提供位置信息。文中首先介紹GPS的定位原理，然后闡述DR模塊的工作原理以及GPS和DR數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合和卡爾曼(Kalman)濾波算法的處理。 本文重點對車載組合導航系統(tǒng)的硬件方案進行了設(shè)計。 首先對嵌入式微處理器Int

3、el XScale PXA255進行了介紹，并對本次設(shè)計的硬件總體設(shè)計方案進行了介紹，給出了系統(tǒng)的架構(gòu)圖。 然后設(shè)計了基于PXA255芯片的最小系統(tǒng)，包括電源，JTAG接口，隨機存儲器和靜態(tài)存儲器的設(shè)計以及工作原理。 DR組合導航系統(tǒng)的設(shè)計由電子羅盤和里程計數(shù)據(jù)信號的采集模塊實現(xiàn)。 GPS信號的采集是該系統(tǒng)的重點，本文給出了對該模塊的介紹和硬件設(shè)計方案。系統(tǒng)與網(wǎng)管的通信是通過GPRS模塊來實現(xiàn)，本文對MC55進行

4、了介紹，并給出了硬件設(shè)計原理圖。 其他外圍器件對本系統(tǒng)也必不可少，本文著重介紹了總線緩沖器，CF卡接口和擴展串口，給出了工作原理圖和設(shè)計方案。 嵌入式系統(tǒng)PCB的設(shè)計是一項相對復雜的工作，本文介紹了PCB設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并給出了解決這些問題的方法。然后對本次設(shè)計的PCB進行了分析介紹。 在介紹硬件設(shè)計方案的基礎(chǔ)之上，本文介紹了嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計，包括嵌入式系統(tǒng)的軟件模型和嵌入式系統(tǒng)的選型，并針對Windows