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摘 要
智能车辆定位追踪系统是智能交通的重要组成部分。随着社会的不断进步，车辆在人们的生活中起了越来越重要的作用，而车辆带来的问题也日趋明显，本系统能够利用现有的道路设施，减少交通拥挤，加强对车辆的集中管理和调度，为驾驶员提供足够的道路状况、交通监管、环境天气等信息，实现人、车、路的密切配合与和谐统一，将极大地提高交通运输效率，保障交通安全，增强行车的舒适性，改善环保质量，提高能源的利用率。另外，由于本系统采用GSM通信网络实现车载GPS终端与网站管理中心计算机网络之间的通信，大大降低了系统的成本和运行费用，具有广泛的应用前景。
关键词 GPS，GIS，GSM，地图匹配，模糊逻辑
Title：The intelligern avtomobile orients the tracing system
Abstract
Cars are more and more popular these days. Then the problems of cars safety and management are coming increasingly. This case will realize the cars positioning and tracking and will effectively prevent the cars from stolen and will also help the cars managing, tracking, directing and make sure of car driver’s safety. And this case can help to manage the traffic and avoid the traffic jam and improve the efficiency of transportation. Moreover, this system uses the GSM mobile network to realize the communication between the car terminal of GPS and the management center. So the cost of the system is greatly decreased. Then the application of the system will be very wide in the future.
Keywords GPS, GIS, GSM, map matching, fuzzy logic
目 录
摘 要···· 1
Abstract 3
第一章 绪论··· 7
1.1智能车辆导航追踪系统概述··· 7
1.2车载GPS导航系统可行性分析··· 7
1.3 课题主要研究内容··· 9
第二章 系统的总体设计··· 14
2.1 GPS技术的介绍··· 14
2.1.1 GPS概述··· 14
2.1.2 GPS的组成··· 14
2.1.3 GPS的定位原理··· 14
2.2 GSM技术的介绍··· 15
2.2.1 GSM技术的提出··· 15
2.2.2 GSM系统的体系结构··· 15
2.2.3 通过GSM网传输车辆定位信息的优点··· 17
2.2.4 GSM业务的选择··· 17
2.3.车辆定位系统的组成··· 21
第三章 系统的硬件设计··· 22
3.1 GPS定位信号接收部分的设计··· 22
3.1.1 GPS定位模块的分类与选择··· 22
3.1.2 GPS模块部分的硬件设计与调试··· 24
3.2 车载终端移动通信系统的基本原理与硬件设计··· 25
3.2.1 GSM模块的选择··· 25
3.2.2 GSM模块部分的硬件设计与调试··· 26
3.3 单片机系统的整体设计··· 29
3.3.1 AVR单片机简介··· 29
3.3.2 AVR单片机的体系结构··· 29
3.3.3 单片机系统硬件的总体设计··· 30
3.4 本章小结··· 31
第四章 系统的软件设计··· 32
4.1 GPS模块部分的软件设计··· 32
4.1.1 GPS15L模块的配置··· 32
4.1.2 GPS15L模块定位信息的接收程序··· 32
4.2 GSM模块部分的软件设计··· 34
4.2.1 基本的AT命令与格式··· 34
4.2.2 MC35模块部分的软件设计··· 35
4.3 单片机系统软件的设计··· 36
4.4 本章小结··· 39
第五章 基于模糊逻辑的地图匹配算法的设计··· 40
5.1 地图匹配的意义··· 40
5.2 常见的地图匹配算法··· 40
5.3 模仿航位推算的基于模糊逻辑的地图匹配算法··· 41
5.3.1基于模糊逻辑的地图匹配算法的基本原理··· 41
5.3.2 基于模糊逻辑的地图匹配算法的仿真与验证··· 46
5.4 本章小结··· 48
结 论··· 49
致谢··· 50
参考文献··· 51
附录A· 54
附录B· 58
第一章 绪 论
1.1 智能车辆导航追踪系统概述
智能车辆导航追踪系统的主要功能是通过GPS接收机接收GPS工作卫星的导航信号，通过单片机用GSM通讯网将信息传回监控中心由监控中心将位置信息存入导航电子计算机的数据库中，最后在具有强大的地理信息查询功能的电子地图上显示出来。同时，智能车辆导航追踪系统还可以实时连续地对车辆的准确位置，速度，方向以及周围的详细地理环境进行监控和查询，对最优路径进行计算和规划，帮助驾驶员及时了解车辆目前的位置和状况，使驾驶员在陌生的地理环境中能够准确地选择路线，快速地熟悉周围环境，从而快速，安全，准确地到达目的地。
随着经济的迅速发展，车辆的普及率越来越高，车辆在扩大人们的活动范围，给人们的生活带来方便的同时也带来了更多的困惑，复杂的交通网络使人们无所适丛，频繁发生的交通堵塞使人们难于选择正确的行车路线，处在陌生的地理环境中无法准确的了解周围的交通条件和自己的准确位置，需要服务时却不了解周围服务设施的分布……21世纪初的一项研究发现，仅美国的主要城市每年因交通拥挤而造成的浪费就已超过475亿美元，每年的交通拥挤浪费了多达143.5亿升的燃料和27亿个工作小时，而且这些数字还将以每年5-10%的速度继续递增。目前我国城市的机动车保有量正以15%的高速率增长，而城市道路的增长率仅为3%左右，经济的高速发展和城市进程的加快，使我国的城市交通基础设施承受着巨大的压力。同时，低效率利用及管理技术落后并存的现象又加剧了交通设施短缺造成的困难。我国大中城市普遍存在人车混行，运输效率低下的现象。因此，发展智能交通系统的意义非常重大。
智能交通系统是利用最尖端的电子信息技术，形成人员，公路和车辆三位一体的新型公路交通系统的总称。智能交通系统能够利用现有的道路设施，减少交通拥挤，加强车辆的集中管理和调度，为驾驶员提供足够的交通，公安，娱乐等信息，实现人，车，路的密切结合和和谐统一，这将极大地提高交通运输效率，保障交通安全，增强行车的舒适性，改善环保质量，提高能源的利用率。智能车辆定位追踪系统是智能交通系统（ITS）的一个重要组成部分，而GPS定位技术更是ITS的技术核心。因此研究GPS智能车辆定位系统意义重大。另外，从国家安全角度考虑，限制国外导航厂商获取中国高精度电子地图是必须要做的事情，所以，打破外国的技术垄断，开发具有自主知识产权的车辆导航产品将具有跟深层次的意义。
