基于GPS的汽车导航系统的设计与实现

文章编号:1008-0570(2008)11-2-0255-02

汽车电子

基于GPS的汽车导航系统的设计与实现

RealizationanddesignofautomobileguidancesystembasedonGPS

（吉林工程技术师范学院）张丹彤

ZHANGDan-tong

摘要:设计并实现了一种以单片机为主要控制器件、基于GSP模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统。GPS定位系统主

要采用技术非常成熟的GPS模块进行与单片机的接口通信完成，使用更方便，定位也更准确。所设计的电动导航系统具有全球定位、自动控制、实时性好等多方面优点为一体，应用在当今的汽车上有较好的发展前景。关键词:GPS;导航;数据采集中图分类号:U49文献标识码:A

Abstract:Thepresentpaperintroducedonekindtakethemonolithicintegratedcircuitastheprimarycontrolcomponent,basedonGSPmodulenewintelligentelectricautomobilechassisguidancesystemdesign.TheGPSlocalizationmainlyusesthetechnicalex-tremelymatureGPSmoduletocarryonwiththemonolithicintegratedcircuitconnectioncorrespondencecompletes,usemoreconve-nient,thelocalizationisalsomoreaccurate.Thischassiscollectionwholeworldlocalization,theautomaticcontrol,timelinessgoodandsoonthevariousmeritisabody,applieshasthegoodprospectsfordevelopmentonthenowautomobile.Keywords:GPS;navigation;dataacquisition

近年来，我国私人小轿车拥有量呈上升趋势，单位用轿车拥有量也在快速发展，对于这一类车辆，GPS领航系统侧重于电子地图领航，对运行路线不固定的车辆，可预先设置到达目的地，在运行中告知运行路线，起到领航的重要作用。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，基于GSP模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统设计。

技术

显示驱动模块、时间模块、键盘模块与无线通信模块组成。块、

创传感器数据采集模块由光电传感器进行对光线的跟踪，红外传

感器进行对近距离的数据采集，声纳传感器进行对远距离的数

新

据采集，温度传感器对车体周围的环境温度采集，湿度传感器

对周围环境的相对湿度采集等。网络接口采用串行通信方式。

显示驱动模块由LED数码管与液晶共同显示。无线通信模块采用FSK方式进行无线传输。

1主体控制方案

本系统是以单片机为主要控制器件，基于GSP模块的新型智

寻迹、能电动汽车底盘的导航系统设计。该车底盘具有智能避障、

测距、报警、寻光、行驶路程显示、行驶时间显示、车体所在环境温度显示、车体所在环境湿度显示、人工定位等功能。可以使用无线遥控器控制，并可以在上位机显示出它所在的位置等数据信息。本系统设计主要包括硬件电路的设计、实时操作系统程序设计、多机通信设计与总线接口的设计。系统框图如图1所示。

2GPS定位系统设计

GPS定位主要采用技术非常成熟的GPS模块进行与单片机的接口通信完成。电机驱动电路模块主要采用H型电路构建而成。GPS模块的电源接口供电有15v、本系12v、5v、3.3v不等，统为了设计简单采用全新台湾HOLUX公司推出的SIRF第三代高灵敏度超小型GPS接收模块这是最新推出的产品，采用

主要是定位灵敏度大大提高，例如在汽车上SiRF第三代芯片，

应用时，只要靠近车窗就能较好工作，使用更方便，定位也更准确。本模块主要是提供给从事GPS模块二次开发的客户使用的，（70毫安）直流工作电压，默认每秒输GPS模块使用3.3伏

此模块接口定义如表1所示。出一次TTL的NMEA-0183信号。

GPS控制模块口控制模块方框图如图2所示。为了使车具

有导航系统，所以在车体上安装了GPS模块，本设计采用全新台湾HOLUX公司推出的SIRF第三代高灵敏度超小型GPS接

收模块，该模块由6个控制脚组成。为了减轻主控CPU的负担，并且为了模块化硬件，所以该GPS模块由一块STC12C2052单

片机进行单独的控制，并且通过74HS573与主单片机进行总线通信。STC12C2052单片机与GPS通过串行口连接，并且以图1系统框图

4800bps的波特率进行通信。单片机的P1口与74HC573的数本系统硬件电路主要包括控制模块、GPS定位模块、电机

据输入口相连接，作为并行的8为数据总线使用，而LE端口通驱动模块、传感器数据采集模块、网络节点接口模块、光报警模

过一个反响器与STC12C2052单片机的P3.7连接，并且P3.7口

张丹彤:副教授

通过一个74HC14与主控单片机的INT0相连。这样当P3.7为PLC技术应用200例》

邮局订阅号：82-946360元/年-255-

汽车电子

中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2008年第24卷第11-2期

低电平时数据缓冲器74HC573的LE被选通，并且单片机的

这样就可以使用并行端口与主控单片机在中断INT0为低电平，

中将数据读入。双色共阳极LED的作用有两个，一个作用是可以提供给串行口更大的驱动能力；另一个作用可以看到信号是否在进行数据通信。

表1GSP管脚定义

技术创新

车体部分的软件设计也是基于RTX51TINY设计的，他主要完成并行的外部中断调度、数码管显示驱动调度、LCD显示调度、串行中断调度、键盘模块调度、温湿度采集调度、电机状

总线接口查询调度等。态控制调度、

车体无线通信模块的软件设计2、

此器件为SPI接口的一无线模块采用PTR8000进行通信，

种无线通信模块，使用STC12C2052来控制PTR8000。因为STC12C2052内部集成了硬件的SPI接口功能。通过软件进行对单片机内部硬件的SPI接口设置，即可以完成SPI接口的读与写。由软件将PTR8000的数据读回后经过单片机内部的程序处理，将无线数据通过STC12C2052的串行口发送给主机的Á

MCU。STC12C2052单片机与主机以串行通信的方式2进行通信。在通信的过程中，从机的发送采用查询方式，接收采用中断方式进行。而主机的发送也采用查询方式完成，接收方式采用中断方式。主机与从机的通信速率使用4800bps完成。

主从机将数据通信完毕后主机将向从机发回一条校验数据进行数据的校验。校验的方式采用校验和方式。即将所有的数据

如果校验的数据不正确，从机将重新发送上次进行求和后取余数。

发送的那组数据。当数据发送成功后，STC12C2052单片机将再次读回无线通信模块PTR8000的数据，

进行新一次的数据发送。

图2GPS接口控制与车体部分主控方框图

是以具有独立CPU和彩色显示屏GPS汽车卫星领航系统，

以及电子地图模块的车载台为终端，通过卫星传递到主控中心，并与CDMA、移动网、互联网相联的网络系统。

3车体部分MCU主控模块设计

车体部分的主控MCU要采用RTX51系统来完成，根据

要选用一个程序存储空间较大的CPURTX51系统的空间需要，

来进行支持。本CPU的串行接口用来与PTR8000无线模块的控制CPU进行通信。并行接口与GPS模块控制的CPU连接进

光电传感器组、红外传感器行通信。并行接口还与液晶接口、

组、声纳传感器组连接进行外部传感器的数据采集。主控CPU的P1.4~P1.7用来控制直流电机的正转与反转。P1.0~P1.4用来采集键盘的数据。MCU主控模块方框图如图2所示。

4系统软件设计

本系统分上位机与下位机两部分构成，其中上位机软件用

是基于面向对象的事件驱动方式的程序。下位机VB进行开发，

采用C语言编程，基于RTX51Tiny实时操作系统框架进行设计。建立于Keil …… 此处隐藏：5026字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……