電子科技大學(xué)工程碩士開(kāi)題報(bào)告-《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航車(chē)載終端的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》

1、軟件學(xué)院工程碩士開(kāi)題報(bào)告北斗衛(wèi)星導(dǎo)航車(chē)載終端軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),開(kāi)題報(bào)告人：xx報(bào)告人電子郵件：XXX校方指導(dǎo)導(dǎo)師：XXX企業(yè)指導(dǎo)導(dǎo)師：xxx學(xué)院：電子科技大學(xué)·軟件學(xué)院報(bào)告會(huì)時(shí)間：2014年11月,,,題目來(lái)源選題目的及依據(jù)課題相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究的意義和價(jià)值論文研究?jī)?nèi)容總體實(shí)施方案關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新性最終目標(biāo)和成果形式技術(shù)路線(xiàn)論文工作的實(shí)驗(yàn)條件可能存在的困難和解決方法 論文工作計(jì)劃總結(jié),內(nèi)

2、容,題目來(lái)源,本課題來(lái)源于X公司的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，為其北斗車(chē)載導(dǎo)航終端設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)其所需實(shí)現(xiàn)的功能，制定北斗車(chē)載終端和控制終端的通信協(xié)議，設(shè)計(jì)軟件接收機(jī)解決方案，并開(kāi)發(fā)北斗車(chē)載導(dǎo)航終端應(yīng)用軟件。,選題意義及依據(jù),選題目的為其北斗車(chē)載導(dǎo)航終端設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)其所需實(shí)現(xiàn)的功能，制定北斗車(chē)載終端和控制終端的通信協(xié)議，設(shè)計(jì)軟件接收機(jī)解決方案，并開(kāi)發(fā)北斗車(chē)載導(dǎo)航終端應(yīng)用軟件。選題依據(jù)近年來(lái)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的飛速發(fā)展為導(dǎo)航業(yè)帶來(lái)了新的市場(chǎng)，目前

3、國(guó)內(nèi)基于北斗的各類(lèi)導(dǎo)航終端比較稀少，故本公司瞄準(zhǔn)了北斗導(dǎo)航終端的巨大市場(chǎng)潛力，決定開(kāi)發(fā)一款北斗車(chē)載導(dǎo)航終端產(chǎn)品。本課題正式該北斗車(chē)載導(dǎo)航終端的軟件部分。,課題相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,目前我國(guó)北斗終端的發(fā)展現(xiàn)狀： 現(xiàn)有北斗用戶(hù)終端由于功耗大、便攜性差、成本高等問(wèn)題，在很大程度上制約了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。這主要是由于國(guó)內(nèi)目前缺乏成熟的、技術(shù)先進(jìn)和性能穩(wěn)定可靠的射頻集成電路、基帶處理集成電路、天線(xiàn)、功率放大器和低噪放等北

4、斗終端關(guān)鍵元器件，而進(jìn)口的元器件過(guò)于零散化、集成度不高。相關(guān)軟件算法多借鑒GPS系統(tǒng)的軟件及算法，缺乏自主創(chuàng)新性，與北斗結(jié)合來(lái)用在定位速度、定位精度上都存在不足，影響了北斗衛(wèi)星定位能力的發(fā)揮。,研究的意義和價(jià)值,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航車(chē)載終端現(xiàn)狀：車(chē)載導(dǎo)航終端在行駛時(shí)存在信號(hào)漂移問(wèn)題；北斗短報(bào)文發(fā)送存在時(shí)延；終端設(shè)備搜星速度需要進(jìn)一步提高。研究意義因此，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)高集成度，并具備低功耗、可靠性、穩(wěn)定性等更高性能指標(biāo)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航用

5、戶(hù)終端產(chǎn)品，尤其是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航車(chē)載終端產(chǎn)品是十分有必要的，本課題所設(shè)計(jì)的北斗車(chē)載導(dǎo)航終端的軟件也就更加必不可少。,論文研究?jī)?nèi)容,主要研究?jī)?nèi)容 本課題將利用嵌入式軟件技術(shù)，以某款Cortex-M3 MCU為硬件平臺(tái)，以Keil uVision4為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，從產(chǎn)品的實(shí)際需求角度出發(fā)，設(shè)計(jì)北斗車(chē)載導(dǎo)航終端的通信協(xié)議及應(yīng)用軟件，主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：需求分析和方案設(shè)計(jì)。針對(duì)該北斗車(chē)載導(dǎo)航終端的功能、參數(shù)，結(jié)合市面上現(xiàn)有的北斗

6、終端軟件，根據(jù)Cortex-M3 MCU為硬件平臺(tái)的資源條件，選取適用的開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)出可行的實(shí)現(xiàn)方案。,論文研究?jī)?nèi)容,軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)功能需求，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)功能的應(yīng)用軟件。軟件的設(shè)計(jì)工作分為三部分：一是通信協(xié)議設(shè)計(jì)，這也是重點(diǎn)部分，實(shí)現(xiàn)北斗車(chē)載終端和控制終端之間的通信功能；二是軟件接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)，需要解決北斗衛(wèi)星軟件接收機(jī)捕獲、跟蹤、定位計(jì)算等功能的實(shí)現(xiàn)；三是應(yīng)用功能，即源代碼的設(shè)計(jì)，需要解決北斗導(dǎo)航終端的用戶(hù)功能如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題

7、,主要包括定位、導(dǎo)航、短報(bào)文通信、終端控制等功能。,論文研究?jī)?nèi)容,軟件的調(diào)試和發(fā)布。首先采用“白盒測(cè)試”方法進(jìn)行代碼級(jí)的調(diào)試，利用Keil uVision4本身提供的調(diào)試功能（如斷點(diǎn)、單步執(zhí)行、內(nèi)存查看等），對(duì)程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。然后采用“黑盒測(cè)試”方法進(jìn)行功能級(jí)的調(diào)試，模仿用戶(hù)各種可能的操作，對(duì)軟件的功能和健壯性進(jìn)行測(cè)試。最后采用Keil uVision4本身發(fā)布功能，進(jìn)行軟件的模塊化封裝。,總體實(shí)施方案,本課題的系統(tǒng)軟

8、件主要由系統(tǒng)啟動(dòng)模塊、導(dǎo)航電文接收模塊、導(dǎo)航電文解析模塊、串口通信模塊、藍(lán)牙通信模塊、短報(bào)文通信模塊和導(dǎo)航服務(wù)模塊組成，總體設(shè)計(jì)框圖如下圖所示：,總體實(shí)施方案,系統(tǒng)啟動(dòng)模塊 主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)啟動(dòng)，包括硬件初始化、模塊初始化、任務(wù)間通信機(jī)制建立、全局結(jié)構(gòu)初始化以及其他任務(wù)創(chuàng)建等工作。導(dǎo)航電文接收模塊 主要負(fù)責(zé)從北斗衛(wèi)星接收導(dǎo)航原始報(bào)文，接收到的信息按標(biāo)準(zhǔn)NMEA格式進(jìn)行分幀，形成獨(dú)立的、完整的報(bào)文幀，然后通過(guò)消息隊(duì)列將報(bào)文幀

9、發(fā)送給導(dǎo)航電文解析任務(wù)進(jìn)行報(bào)文解析。,總體實(shí)施方案,導(dǎo)航電文解析模塊 主要負(fù)責(zé)對(duì)從導(dǎo)航電文接收模塊接收到的分幀后的北斗報(bào)文幀進(jìn)行解析，從中獲取時(shí)間、經(jīng)緯度、高度、速度等所需信息。串口通信模塊 主要負(fù)責(zé)和控制終端進(jìn)行通信，采用RS422方式，主要涉及到控制終端和車(chē)載終端間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，需自己制訂。,總體實(shí)施方案,藍(lán)牙通信模塊 主要負(fù)責(zé)和控制終端進(jìn)行通信，采用藍(lán)牙方式，主要涉及到控制終端和車(chē)載終端間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議

10、，需自己制訂。藍(lán)牙通信和串口通信類(lèi)似，唯一不同的地方是藍(lán)牙通信時(shí)需要進(jìn)行藍(lán)牙配對(duì)連接工作。短報(bào)文通信模塊 主要負(fù)責(zé)北斗短報(bào)文通信，支持雙向通信。導(dǎo)航服務(wù)模塊 主要負(fù)責(zé)周期性上報(bào)位置信息，向控制終端提供實(shí)時(shí)更新的位置信息用于導(dǎo)航。,關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新性,完成課題所涉及的關(guān)鍵技術(shù)嵌入式軟件技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)北斗衛(wèi)星接收和發(fā)送通信協(xié)議及算法研究高靈敏度北斗軟件接收機(jī)技術(shù),最終目標(biāo)和成果形式,最終目標(biāo)研究北斗衛(wèi)星定位技

11、術(shù)，制定北斗車(chē)載導(dǎo)航終端接收機(jī)解決方案，并針對(duì)車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備的使用需求和環(huán)境要求，完成某公司具備北斗定位和北斗一號(hào)短報(bào)文通信等功能的車(chē)載導(dǎo)航終端的軟件。成果形式北斗導(dǎo)航車(chē)載終端的軟件一套；研究成果書(shū)面化的碩士學(xué)位論文一篇。,技術(shù)路線(xiàn),本設(shè)計(jì)按照以下技術(shù)路線(xiàn)開(kāi)展研究工作:調(diào)研：了解國(guó)內(nèi)外同行的進(jìn)展情況，收集用戶(hù)實(shí)際需求的反饋信息分析：分析產(chǎn)品功能需求，明確其軟件的設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)：根據(jù)需求分析設(shè)計(jì)軟件總體方案，并詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件各模塊

12、的具體功能。實(shí)現(xiàn)：在Keil uVision4下進(jìn)行軟件的具體實(shí)施。測(cè)試：對(duì)軟件進(jìn)行相關(guān)功能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，改進(jìn)不足。完成：試運(yùn)行后交付用戶(hù)使用，并繼續(xù)跟蹤用戶(hù)的實(shí)際使用情況。,論文工作的實(shí)驗(yàn)條件,為了完成課題，需要以下軟件平臺(tái)及知識(shí)：Keil uVision4：用于下位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)熟悉UCOS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)熟悉C#語(yǔ)言熟練運(yùn)用以上軟件,可能的困難和解決方法,可能困難：在北斗定位與導(dǎo)航領(lǐng)域缺乏相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)歷，在導(dǎo)航信

13、息解算等核心軟件算法方面專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備薄弱。應(yīng)對(duì)措施：閱讀相關(guān)資料和案例，盡快熟悉所需知識(shí)向?qū)?、同事?qǐng)教疑難問(wèn)題與項(xiàng)目成員相互合作,論文工作計(jì)劃,論文工作步驟及完成時(shí)間:文獻(xiàn)閱讀和科學(xué)調(diào)研：2014.11.30方案論證：2015.1.30系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試：2015.8.31撰寫(xiě)論文： 2015.9.31,總結(jié),本系統(tǒng)還有很多問(wèn)題亟待解決，其中有一些比較容易解決，如信息顯示和操作控制，目前都已經(jīng)有了比較成熟的技術(shù)。但是有些確