专利名称：一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于网络通讯技术领域，涉及一种导航系统，尤其涉及一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统。
背景技术：
继互联网、物联网之后，“车联网”又成为未来智能城市的另一个标志。通过“车联网”，汽车具备了高度智能的车载信息系统，并且可以与城市交通信息网络，智能电网以及社区信息网络进行连接，随着汽车在生活中的普及和交通道路的日益复杂，人们常常因不熟悉道路交通状况而导致疲劳往返甚至延误时间，由此产生了交通阻塞、工作效率降低、无法准时抵达目的地等严重问题。但是，随着“车联网”的诞生，这一问题得到了实质上的改善，人们可以通过“车联网”随时随地地获得实时资讯，并且做出与交通出行有关的明智决定。近年来新兴GPS科技手段被广泛应用。比如运用于公安系统可加强公安机动警力的高精度地实时监控和指挥调度；运用于私家车可以进行位置跟踪、防盗、反劫，保障人车生命财产安全；运用于出租车、物流车，可有效完成对车辆的定时监控、信息派发、文字语音调度等。在打击抢劫运钞车、出租车及盗窃车辆等犯罪活动，进行查找失窃车辆等方面， GPS系统具有良好的应用价值。因此为了满足提高运输效率和安全保障的需要，各国都相继开展了对车载GPS导航系统的研究。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统，在导航系统上架设web服务器，使用户能够在任何地方通过浏览器上网掌握车辆的信肩、ο为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统，所述导航系统包括基于嵌入式Linux 的车载GPS终端设备、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN、用户计算机；所述用户计算机通过网关支持节点GGSN、服务支持节点SGSN、GSM网络基站访问所述车载GPS终端设备；所述车载GPS终端设备包括中心处理模块、无线通讯模块、GPS模块；所述中心处理模块分别与无线通讯模块、GPS模块连接；所述中心处理模块获取GPS模块的数据信息，并通过无线通讯模块、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN将获取的数据信息发送至所述用户计算机。作为本实用新型的一种优选方案，所述车载GPS终端设备进一步包括两个RS232 串口，分别连接无线通讯模块、GPS模块。作为本实用新型的一种优选方案，所述车载GPS终端设备进一步包括与GPS模块相结合的DR惯导模块。[0012]作为本实用新型的一种优选方案，所述车载GPS终端设备进一步包括与所述中心处理模块连接的网卡、USB接口、SD卡、IXD、触摸屏。作为本实用新型的一种优选方案，所述无线通讯模块为GPRS模块。作为本实用新型的一种优选方案，所述车载GPS终端设备进一步包括与所述GPRS 模块连接的SIM卡、麦克风与话筒。本系统首先需要在嵌入式设备上成功移植支持脚本或CGI功能的Web服务器，创建动态页面，使用户端只需要通过浏览器就可以对嵌入式设备进行管理和监控，非常方便实用。关于嵌入式Web服务器移植问题由于嵌入式设备资源一般都比较有限，并且也不需要能同时处理很多用户的请求，因此不会使用Linux系统下最常用的如Apache等服务器，而需要使用一些专门为嵌入式设备设计的Web服务器。本系统使用的是Boa服务器， Boa是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60KB。它是一个单任务Web服务器， 只能依次完成用户的请求，而不会fork出新的进程来处理并发连接请求，但Boa支持CGI， 能够为CGI程序fork出一个进程来执行。Boa的设计目标是速度和安全，在其站点公布的性能测试中，Boa的性能要好于Apache服务器。Boa服务器在存贮空间和运行所占有的内存空间都非常适合于嵌入式的应用场合。本系统采用GPRS终端接入hternet获得动态IP，用户想要获得车辆的具体位置信息，需先发送短信至该车载导航，在征得驾驶者同意后，系统先由动态的IP地址生成一个临时的网页地址，然后通过短信将此临时网页地址反馈给想要查询该信息的用户，此时用户可以通过该地址在任何一台电脑上的浏览器下访问建立在车载导航上的web服务器， 从而获取车辆的具体信息。这样，不但确保了车辆信息的隐秘性，更使得整个系统更加的人性化。本系统采用Iinux作为开发板的操作系统，Iinux是一款开源免费的操作系统， 能够极大的降低项目的开发成本以及开发周期，同时Iinux又可提供强大的网络通讯功能，保证了网络传输的实时性和稳定性。本系统在硬件设计上主要完成基于Linux系统的 Bootloader、内核以及根文件系统的开发移植。Bootloader采用成熟稳定的uboot ；考虑到 2. 6版本的Iinux内核较2. 4版本的内核在系统架构、稳定性等方面有很多的改进，因此系统采用2. 6的Iinux内核；为了能够支持大容量的Nandflash，系统采用^ffs2日志型文件系统。为了能让系统的硬件设施能够完成基本操作，本系统还需要完成可以跟该硬件匹配的串口、LCD、触摸屏、SD卡、Nandlash、网卡、USB、音频、DVD、GPS模块、DR惯导模块、GPRS 模块以及语音模块等的驱动程序的开发。串口主要用于传输数据，CPU通过串口接收GPS传输的数据，经过解析GPS的数据，然后通过串口传输给GPRS模块；IXD则主要用于显示图形界面。本系统采用高分辨率、高速传输反应的4线电阻式触摸屏，测试的显示结果在灵敏度和分辨率上效果显著。SD卡主要用于存储更多的媒体资料，有利于用户存储数据和升级应用程序；Nandfalsh用于存储bootloader、内核、根文件系统、驱动程序以及应用程序等；网卡用于网络数据的传输；USB主要用于用户上传以及下载本系统的数据；音频和DVD提供多媒体影音播放的功能；GPS用于定位和导航。GPS与DR惯导模块相结合，即增加了智能导航系统，又丰富GPS的定位功能。GPRS能够将GPS获取的位置信息发送至互联网上，用户可通过浏览器访问本系统所设计的服务器来查询当前车辆的具体位置信息。[0019]本系统的GPS采用目前常用的导航电文据格式NMEA-0183和GPS接收芯片，串口波特率为4800bps，设置只接收NMEA-0183中RMC格式定位信息。本系统中接收机默认将提取每秒输出一次接收到的NMEA-0183中的RMC格式的信息，并通过在接收到的字符串中查找“$GPRMC”字符串来确定是否接收到该信息。由于帧内各数据段由逗号分隔，因此在处理缓存数据时一般是通过搜寻ASCLL码“$”来判断是否为帧头，在对帧头的类别进行识别后再通过对所经历逗号个数的计数来判断当前是哪一种定位导航参数，并作出相应的处理。在本设计中需要提取的有用信息，主要包括状态、纬度、经度、速度和时间。GPS数据提取算法主要包括以下几个部分初始化、接收GPS数据、GPS信息处理、超时处理判断等。本系统中GPS数据采用中断方式接收，数据处理由独立子程序完成，主要包括时间、位置、速度信息的提取；数据接收处理完毕后，传送到LCD显示。超时判断的实现主要是将时间间隔设定与GPS数据更新速度匹配，并保证了 GPS提供的位置、时闻信息与用户的可视信息同步。当车辆行驶在桥洞、隧道等GPS信号不稳定的地方，其定位信息的连续性无法得到保证的时侯，DR惯导模块能够对当前的位置信息进行自主的推算，以保证定位信息的准确性。本实用新型的有益效果在于本实用新型提出的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，通过引入物联网技术，从而改变了传统的车载导航无法进行网络实时监控的缺点，在导航系统上架设web服务器使用户能够在任何地方通过浏览器上网掌握车辆的信息，该实用新型使得车载导航能够更加人性化、方便，并且融入人们的日常生活当中。
图1为基于嵌入式Linux的车联网导航系统的系统模型图。图2为本实用新型硬件结构框图。图3为本实用新型软件流程图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。实施例一本实用新型揭示了一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统；请参阅图1，图1为基于嵌入式Linux的车联网导航系统的系统模型图。该系统主要包括车载GPS终端设备、GPRS模块、GSM网络基站、服务支持节点 (SGSN)、网关支持节点(GGSN)、用户PC机。中国移动GPRS网络是叠加在现有的GSM网络之上的一种网络，它在原有的网络基础之上，增加了 SGSN(服务支持节点)和GGSN(网关支持节点)等功能部件。在本实用新型中，服务器是搭建在车载GPS终端设备上，设备中的GPRS 模块与GPRS网络成功连接上之后，由GGSN为其动态的分配一个IP地址并与外部网络建立连接，由于这个IP地址是动态的，当设备重启时就会改变，所以用户若想通过GPRS网络访问搭建在车载GPS终端设备上的服务器时，必须通过短信通知的方法获得该临时网页。如图2是本实用新型硬件结构框图包括一个主控制芯片1、两个RS232串口 2、 GPRS模块3、GPS模块4、与GPS模块相结合的DR惯导模块5、网卡6、USB接口 7、SD卡8、 LCD 9、触摸屏10、SIM卡11、麦克风与话筒12。主控制器1用于收集数据信息，编辑短信信息等。串口 2起传输数据的作用，CPU通过串口接收GPS模块4传输的数据，然后经过解析GPS的数据，最后通过串口传输给GPRS模块3。GPS的数据信息可以在IXD 9上显示出来， 并且通过触摸屏10控制，本系统采用高分辨率、高速传输反应的4线电阻式触摸屏，测试结果在显示的灵敏度和分辨率上效果显著。网卡6用于连接网络。USB接口 7和SD卡8用于内存扩充。麦克风和话筒12可实现导航系统与外界用户的通话功能。GPS模块4用于定位和导航的功能。GPS与DR惯导模块5相结合，增加了智能导航系统，更能丰富GPS的定位功能。GPRS模块3能够将GPS获取的位置信息发送至互联网上，用户可通过浏览器访问本系统开放的服务器来查询当前车辆的具体位置信息。如图3是本实用新型软件流程图本系统主要完成两个工作流程，第一，系统经过初始化后，监听串口由GPS模块发回的数据，检查是否有“$GPRMC”字符串和该字符串后是否有回车、换行符，检查RMC信息段结尾的第三个字符是否为“*”。若条件成立，则提取相应的数据，并将数据保存至服务器的网页中，等待用户访问。第二，GPRS模块上电后，与GPRS 网络连接，此时由GGSN为其动态的分配一个IP地址并与外部网络建立连接，主控制器由此临时IP创建一个网页地址，并且一直监听是否有用户请求访问服务器。若有短信请求，首先发送“AT+CMGF = 1”命令至GPRS模块，选择文本格式的短消息类型，然后发送“AT+CSCA =〈string〉”设置短消息中心号码(对于中国移动，string = +861380xxxx500，执行命令后，模块返回0K)，最后发送“AT+CMGS =〈string〉”命令(string是目的手机号码)，等GPRS 模块返回“〉”符号后，发送短消息的内容，其内容为访问服务器的网页地址。用户收到该地址后，可以在PC机上的IE浏览器上输入该地址，来访问服务器，从而获得车辆的具体位置 fn息ο综上所述，本实用新型提出的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，通过引入物联网技术，从而改变了传统的车载导航无法进行网络实时监控的缺点，在导航系统上架设 web服务器使用户能够在任何地方通过浏览器上网掌握车辆的信息，该实用新型使得车载导航能够更加人性化、方便，并且融入人们的日常生活当中。这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例， 以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求1.一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于，所述导航系统包括基于嵌入式Linux的车载GPS终端设备、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN、用户计算机；所述用户计算机通过网关支持节点GGSN、服务支持节点SGSN、GSM网络基站访问所述车载GPS终端设备；所述车载GPS终端设备包括中心处理模块、无线通讯模块、GPS模块； 所述中心处理模块分别与无线通讯模块、GPS模块连接；所述中心处理模块获取GPS模块的数据信息，并通过无线通讯模块、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN将获取的数据信息发送至所述用户计算机。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于所述车载GPS终端设备进一步包括两个RS232串口，分别连接无线通讯模块、GPS模块。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于 所述车载GPS终端设备进一步包括与GPS模块相结合的DR惯导模块。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于所述车载GPS终端设备进一步包括与所述中心处理模块连接的网卡、USB接口、SD卡、 IXD、触摸屏。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于 所述无线通讯模块为GPRS模块。
6.根据权利要求5所述的基于嵌入式Linux的车联网导航系统，其特征在于所述车载GPS终端设备进一步包括与所述GPRS模块连接的SIM卡、麦克风与话筒。
专利摘要本实用新型揭示了一种基于嵌入式Linux的车联网导航系统，所述导航系统包括基于嵌入式Linux的车载GPS终端设备、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN、用户计算机；车载GPS终端设备包括中心处理模块、无线通讯模块、GPS模块；中心处理模块分别与无线通讯模块、GPS模块连接；中心处理模块获取GPS模块的数据信息，并通过无线通讯模块、GSM网络基站、服务支持节点SGSN、网关支持节点GGSN将获取的数据信息发送至所述用户计算机。本实用新型通过引入物联网技术，改变了传统的车载导航无法进行网络实时监控的缺点，在导航系统上架设web服务器，使用户能够在任何地方通过浏览器上网掌握车辆的信息。
文档编号H04L29/08GK202059581SQ20112012815
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者刘进, 张元文, 金雯霞, 陈玮 申请人:上海理工大学