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38120字硕士毕业论文从ARM9、全球定位系统和GPRS角度对物流路线进行实时跟踪和优化规划分析

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38120字
论点:嵌入式,系统,操作系统
论文概述:

本课题旨在设计一套基于GPS/GPRS的智能物流跟踪系统,结合中国交通系统现状,通过对物流跟踪系统的深入分析,采用嵌入式操作系统、GPS定位技术、GPRS通信技术和计算机网络通信与数据处理技

论文正文:

第一章引言

1.1研究的背景和意义
1.1.1研究的背景
近年来,交通运输业在国家的大力支持下发展迅速。国家公路网的进一步建设和快速便捷的城市交通系统的进一步完善,都呈现出蓬勃发展的景象。截至2011年6月,全国机动车和私家车数量分别达到2.17亿辆和7,206辆。四通八达的交通网络为市民出行和商品流通提供了相当大的便利,为国民经济的快速发展奠定了良好的基础。但与此同时,它也带来了一系列新问题。首先,在现代物流业中,信息获取和处理的实时性和准确性决定了物流管理的成败,这就要求货物运输通过最佳路线及时准确地到达目的地。其次,长途、大规模频繁运输,如跨省、边境贸易,对物流运输提出了新的要求,特别是对一些贵重物品、军品、特大型物品等特殊运输,对安全要求更高。因此,有效提高物流运输的安全性,保证货物准时到达,保证交通顺畅,已成为物流企业面临的一个紧迫问题。为了解决这些问题,有必要对物流运输进行实时检测和跟踪,优化其路径选择。全球定位系统定位技术在民用领域的推广应用和全球移动通信技术的广泛应用为解决上述问题提供了新思路。通过这些技术,可以方便地对车辆进行实时定位、监控和跟踪、车辆事故分析、遇险报警等。,大大提高了运输的安全性和有效性。在控制芯片产业链中,面向应用的嵌入式产业已经成为中国信息产业非常重要的新兴产业和增长点。特别是,ARM系列芯片具有软硬件可裁减和嵌入高级操作系统等优点。特别适用于对功能、可靠性、体积、功耗等有严格要求的特殊计算机控制领域。目前,ARM系列芯片已经广泛应用于科学研究、军事技术、工程设计和各种相关行业,并且已经渗透到人们的R-life!ARM芯片可以在汽车、飞机、手机、掌上电脑和一些智能家居等多种交通工具上看到。然而,在路网中选择最佳路线并根据最佳路线行驶是物流运输的最佳选择。然而,由于交通堵塞的频繁发生和交通限制的信息,很难选择最佳路线。如果车辆能够在路网中找到从起点到目的地的最佳路线,不仅可以节省运输成本和时间,还可以从宏观上改善交通状况,减少或避免交通堵塞。因此,研究一个具有较高实时性、准确性和效率以及最优路径规划的物流跟踪系统是十分必要的,也具有重要的现实意义。

1.1.2研究的意义
理论上,在ARM9处理器的基础上,构建ARM9的最小系统,在此基础上扩展外部的全球定位系统和GPRS模块,建立一个相对完整的物流跟踪系统,具有接收、分析、处理和发送的相关功能。充分利用全球定位系统定位技术的成熟和传输速度更快、容量更大的GPRS无线网络的特点,使其与ARM9处理器的处理速度完美融合。控制中心最优路径规划算法的设计可以有效降低运输成本和时间。本课题采用基于ARM9的嵌入式操作系统设计全球定位系统跟踪定位系统。就全球定位系统应用而言,市场上的全球定位系统芯片和原始设备制造商接收器板几乎都是进口的,国内市场大多是通过这些核心产品的二次开发。目前市场上的各种导航产品基本上都是基于WinCE操作系统,但是WinCE操作系统不是一个免费的操作系统,这不利于系统的进一步软件开发和升级。因此,采用免费的Linux操作系统将大大加快系统升级的开发周期,降低系统开发成本。ARM9嵌入式处理器结合Linux操作系统应用于全球定位系统的跟踪定位。其强大的扩展功能和低功耗进一步提高了跟踪系统的性能。本课题旨在设计一套基于全球定位系统/GPRS的智能物流跟踪系统。结合我国交通运输系统的现状,通过对物流跟踪系统的深入分析,采用嵌入式操作系统、全球定位系统定位技术、GPRS通信技术、计算机网络通信和数据处理技术,以及最优路径算法的研究,在现有GPRS通信系统的基础上进行再开发,将动态交通状态信息和物流跟踪信息有效集成,实现物流的实时监控和管理。该系统具有实时全方位定位功能,能准确判断物流车辆的物流位置、行驶速度、行驶方向和时间信息,并能进行实时调度,实现物流的远程监控和智能管理,优化物流运营路线管理。

第二章基于ARM9、全球定位系统和GPRS的物流管理系统框架设计与分析

2.1 ARM9嵌入式系统需求分析
经过30多年的发展,嵌入式系统已经广泛渗透到人们的学习、工作和生活中。我们可以看到嵌入式系统包括生活中几乎所有的电子设备,如掌上电脑、移动计算设备、移动电话、电视机顶盒、数字电视、多媒体、微波炉、数码相机、汽车、智能家居系统、安全系统、自动售货机、医疗仪器和工业自动化仪器。嵌入式设备已广泛应用于民用物资和军事设备中。[1]从嵌入式系统的使用方面来定义,嵌入式系统是“用于控制、监控或辅助操作的机器、设备或装置”(原文是用于控制、监控或辅助设备、机器或工厂操作的装置)。嵌入式系统是以应用为中心的专用计算机系统,基于计算机技术,可以定制软硬件,以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求。广义而言,嵌入了微处理器的软件和硬件系统;从狭义上讲,它指的是那些使用嵌入式微处理器的独立系统,它们有自己的操作系统,在特殊场合具有特定的功能[3】。
第一阶段是以单片机为核心的可编程控制器形式的系统,即无操作系统阶段。这些系统中的绝大多数都应用于一些具有很强特殊性的工业控制系统。通常,操作系统不支持它们。该软件是用汇编语言编写的。该系统现阶段的主要特点是结构和功能相对单一,处理效率低,存储容量小,几乎没有用户界面。这种嵌入式系统由于使用简单、价格低廉,以前已经广泛应用于国内工业领域,但远远不能满足要求大容量存储的高效现代工业控制箱、新兴信息家电等领域的需求。第二阶段是基于嵌入式处理器的嵌入式系统,以简单操作系统为核心,即简单操作系统阶段。其主要特点是CPU种类繁多,通用性不强。系统开销低,效率高;操作系统实现了一定的兼容性和可扩展性。应用软件是专业的,但是用户界面不是很友好。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统,即实时操作系统阶段。这一阶段的主要特点是嵌入式操作系统可以在不同类型的微处理器上运行,具有良好的兼容性。该操作系统效率高、内核小、模块化和可扩展性强。具有大量的应用程序接口API,应用程序开发简单;借助文件和目录管理、多任务处理、支持相关网络应用以及丰富的嵌入式应用软件(如图形窗口和用户界面)。

第三章物流管理系统主要模块的硬件设计……25-35
3.1 ARM 9嵌入式系统模块的硬件设计……25-32
3.1.1地址空之间的分配……25-26
3.1.2系统内存设计……26-29 [/BR/] 3.1.3 JTAG和复位电路设计……29-30[/溴/] 3.1.4发光二极管和液晶显示电路设计……30-31
3.1.5串口电路硬件设计……31-32 [/BR/] 3.2全球定位系统模块硬件设计……32-33 [/BR/] 3.3 GPRS模块硬件设计……33-35
第四章物流管理系统主要模块软件……35-56 [/BR/] 4.1系统开发环境的配置……35-37 [/BR/] 4.1.1乌班图的安装……35-36
4.1.2嵌入式环境的配置……36
4.1.3交叉编译的安装……36-37
4.2引导加载程序的设计……37-38
4.3设备驱动程序设计……38-42
4.4夸脱/嵌入式移植设计……42-44
4.5全球定位系统模块编程……44-47
4.6 GPRS通信模块的设计……47-53
4.7实验结果和分析……53-56
第五章最佳路径搜索模块的软件设计……56-62
5.1最佳路径搜索模块设计算法流程图……56-57
5.2最佳路线……57-62

结论

本文主要介绍嵌入式操作系统、硬件电路、全球定位系统接口等的移植。ARM9的S3C2440X嵌入式平台。同时,在嵌入式Unux操作系统下,用C语言编写了全球定位系统与嵌入式系统之间的数据传输程序。主要任务如下:
(1) S3C2410X,采用先进的嵌入式平台ARM9,可以嵌入各种嵌入式操作系统,缩短开发时间,降低成本。因为S3C2410X具有丰富的片内资源,所以为硬件开发和其他功能保留了其他接口。
(2)嵌入式李美慧被移植并刻录在嵌入式处理器平台上。编译后的李美慧启动内核和文件系统移植到S3C2410X处理器的开发板上,系统运行良好。全球定位系统芯片与嵌入式系统之间的数据传输功能是通过网络连接传输的TFTP文件传输工具实现的。
(3)无线全球定位系统模块用于准确定位当前信息,并能灵敏定位动态位置。充分利用嵌入式高级接口的应用。使用ADT工具环境,使用高级语言G,调用应用编程接口函数来编译和下载全球定位系统程序。在ADTIDE嵌入式开发环境中编译,生成二进制文件的可执行0标准文件。下载并写入嵌入式闪存,更改设置环境参数并保存,使系统重启并自动运行全球定位系统程序。
(4)程序中实现了全球定位系统模块和GPRS模块的初始化、卫星定位信息的提取、卫星定位信息的分析、卫星定位信息的输出和打印以及NMEA0183接口协议的应用和定义。

参考
[1]马仲梅、李善平、康慈、叶南。[& # 183;米】。北京:北京航空公司空航天大学出版社。2003年
[2]周立功。[大学嵌入式系统基础课程。北京航空公司空航天大学出版社。2005年
[3]韦恩·沃尔夫。嵌入式计算机系统设计原则。美国:机械工业出版社。2010年:3-4
[4]郑凌香。开发嵌入式系统设计和应用。北京:北京航空空航天大学出版社,2006
[5]塔米·诺埃尔加德。嵌入式系统(硬件和软件架构)。美国:人民邮电出版社。2004年:18-19
[6]陈卓。嵌入式系统开发。北京:电子工业出版社,2009: 35-37
[7]华清视觉嵌入式培训中心。微软视窗操作系统嵌入式开发标准课程(修订版)[。北京:人民邮电出版社。2010.
[8]孙琼。嵌入式Umax应用开发的详细信息,[。北京:人民邮电出版社。2003.
[9]杜春蕾。ARM架构和编程。北京:邮电出版社,2009: 30-38 [/BR/] [10]李天文编辑。全球定位系统原理和应用[。科学出版社,2003 1-36 19-144