毕业设计开题报告范本.doc

广西科技大学毕业设计（论文）开题报告课题名称 系 别 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 年 月 日一、选题的背景和意义（所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势）1本选题的理论、实际意义改革开放以来，经过几十年的建设，我国的交通运输建设取得了快速的发展。由铁路、公路、水运、航空和管道运输所构成的综合运输体系已经基本建立，并对保证社会经济体系的正常运转发挥着越来越大的作用。随着城市规模扩大、人口的大幅度增长，城市交通需求与供给之间的矛盾越来越突出，因此许多大中城市政府部门每年都要投入大量的人力、物力，用以改善和解决城市交通矛盾，然而城市公共交通与小汽车相比，具有客运量大、相对投资少、占有资源少、效率高、污染相对较少、人均占用道路少等优点，提高交通资源的利用效率是解决城市交通问题的根本出路。“公交优先”就是我国目前城市交通发展的政策，是解决我国城市交通发展问题的有效途径。公交智能化是智能交通的一个重要领域，落实“公交优先”，是城市交通与社会经济和谐发展的重要组成部分。电子信息技术在道路交通管理中的广泛应用，诞生了一个崭新的领域-智能交通系统（ITS, Intelligent Transportation System）。将智能交通系统技术应用在城市智能公交系统是解决城市交通面临问题和城市道路交通可持续发展的途径和对策。城市智能公交系统是近10年来提出的新概念，并且是智能交通系统的一个重要组成部分。智能公交系统是利用系统工程的理论和方法，将GPS定位、信息通信控制、计算机网络等技术集成应用于公共交通系统，并根据实时交通数据，为出行者提供动态信息服务，实现公交车辆智能化调度，提高公交服务水平，缓解城市交通拥挤，有效解决城市交通问题，创造更大的社会和经济效益。在智能公交系统中，一个非常重要的组成部分为智能公交车载终端。智能公交车载终端是一款专为公交车辆设计的，运行在公交车辆上的嵌入式终端产品，在智能公交系统中占据着举足轻重的作用，对监控调度、正点考核、GPS导航电文等信息的采集、分析、处理、储存都由智能车载终端完成，车载终端性能的好坏直接关系着整个智能公交系统性能的优劣。实施公交智能化，必须提高公交调度技术和管理水平，建立实时的公交请求、应答及调度一体化系统。公交车辆跟踪和客流跟踪的实时数据是公交调度的基础，而快速、准确的客流信息获取，实现公交的实时动态调度，对公交车载终端设备的智能化提出了更高的要求。2 综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解近年来，随着我国公交优先发展的一系列政策出台，智能公交行业得到较快发展。我国许多城市都进行了公交企业智能化建设，但是成规模的不多，目前比较有规模的城市有：北京公交、上海公交、深圳公交、广州公交，主要技术有GPS技术和GIS系统软件技术。例如上海公交的自动检票系统，上海、北京等大城市在部分公交路线上也建成了公交车辆跟踪调度系统，并安装了电子站牌，车载GPS定位设备，实现对车辆的实时跟踪和定位、公交车与调度的双向通讯、以及电子站牌上实时显示下班车位置信息等功能。由于缺乏对许多基础理论的深入研究，虽然中国迈进公交智能化时代，却一般都没有将动态交通状态信息与车辆定位信息有效融合，致使目前的智能公交系统还存在一定的缺陷。“实现全国大众城市公交使用者，能够在任何时间，任何地点，通过其熟悉的方式，获取所需要出行计划和实时出行信息，提高公交吸引力和分担率，缓解城市交通拥堵，便利人们出行”已成为我国下一阶段工作发展思路和目标导向。在国外，美国、日本、加拿大、英国等国家都投入了较大的人力和物力从事智能公交系统的研究，在国际上处于领先地位，并取得了显著成果。美国的APTS项目，主要研究基于动态公共交通信息的实时调度理论和实时信息发布论，以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平的实施技术，具体包括车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等几方面的研究。在芬兰，更是实现了提供网络办公环境的智能公交系统。我国需要吸收国外优秀成果，促进国内公交智能化的发展，对ITS系统加大创新研究，发展符合我国交通情况的智能化系统。智能公交车终端设备系统是智能公交车系统的主要组成部分。本选题主要针对智能公交终端设备的研究，以实现智能公交的基本功能。二、研究的基本内容和拟解决的主要问题 1主要研究内容本论文所研究的内容是智能公交车终端设备系统的设计，是以GPS为基础，设计公交车位置数据接收装置，将接收到的卫星信息进行相应的处理实现公交车自动定位，然后把相关数据通过无线发射模块发送给公交电子站牌，同时把这些信息通过LCD直观的显示出来。该终端是基于ARM技术来实现的，同时利用GPS技术对公交车进行定位，使用ZigBee技术对车载信息进行接收和发送。（1）系统硬件设计本课题设计智能公交车载终端设备系统，主要由八大模块组成：ARM处理模块；GPS模块；无线收发模块；语音模块；LCD模块；电源模块；键盘模块等等组成。系统的硬件结构框图如下图1所显示。图1 终端设备系统结构框图本系统是以ARM技术为整个设计的核心，实现以下基本功能：可连续存储8小时的自身定位数据（每秒一次）；可显示调度中心发来的命令和自身向中心汇报的状态信息；提供按键，允许司机向中心汇报状态或发送请求。能采用语音的方式播放沿途风景和广告。主要模块基本功能介绍:1)ARM微处理器模块：MCU采用LPC2138芯片为主控制器,这是智能公交车载终端设备的核心模块，完成GPS数据的提取解析、经纬度数据的匹配对比、控制无线数据传输及语音播放的控制等功能，是系统稳定的关键。2)GPS定位模块：选用HOLUX公司的GR-87模块进行GPS信息的接收,通过不断接收来自卫星传来的导航电文，为系统提供经纬度、时间等数据。3)NRF24L01无线数据发送模块：为系统实时发送要传输的数据，将公交车的定位信息发送给电子站牌和调度中心，实现实时监控等功能。4)语音及功放模块：采用WTV-SD模块实现公交语音和功放;提供高质量、高清晰的语音及音乐播放功能。5)LCD液晶显示模块：采用128*64的液晶模块,实时显示当前时间、车辆当前的定位信息等数据。6)键盘控制模块：提供给使用者更方便的设置操作。（2)系统软件设计1)开发工具本系统软件设计的编译环境使用Keil公司开发的ARM开发工具MDK(Microcontroller Development Kit)，是用来开发基于ARM核系列微控制器的嵌入式应用程序。MDK-ARM集成了业内最领先的技术，包括Vision4集成开发环境与RealView编译器。支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3/M1/M0内核处理器，自动配置启动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性能分析等功能，与ARM之前的工具包ADS等相比，RealView编译器的最新版本可将性能改善超过20%。2）系统总体流程图设计一个完整的系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件是基础，软件是灵魂，通过硬件和软件的有效结合，才使各种功能得以实现。本终端的软件部分主要包括以下几部分组成：初始化、GPS数据解析、无线数据发送等部分。系统总体流程图如图2所示。图2 智能公交车载终端设备系统总流程图从总流程图可以看出，系统上电后进入初始化，判断有无按键按下，如果无按键按下，则系统进入自动定位操作处理。接着对接收的GPS信息进行解析，并与预先写在FLASH中的考核点数据进行匹配，如果到达考核点，系统进行自动报站，并显示相关数据在LCD上，发送相关数据到电子站牌。否则，系统只是把相关数据发送到电子站牌和车辆调度中心。同时，司机也可以进行手动按键进入相关功能。（3）研究重点、难点1. 本课题研究的重点是如何对ARM微处理器的编程，同时驱动各个子模块，使模块间协调工作。从接收卫星信号开始，经过处理，所得的数据进行公交的自动定位，并及时地发送给调度中心和公交车电子站牌。除此，电源模块对整个系统的稳定供电也显及其重要。由于本系统需要多种的电压，并且考虑到汽车启动、熄火等原因使各种电压波动较大，为了对系统硬件的保护，需要选用合理的变压芯片，所设计的电源电路元器件选用合理，尽量减少电磁兼容性等干扰，使最终输出的电压稳定，能有效提高终端设备系统的寿命。（4）创新点本系统运用了zigbee技术进行无线收发信息。与GPRS和蓝牙相比，zigbee成本和功耗非常低，能容纳的网络节点更多，这新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据率、低成本的无线网络技术，更适合智能公交网络。3 拟解决的主要问题（1）公交车的能准确自动定位（2） 可连续存储8小时的自身定位数据（每秒一次）；可显示调度中心发来的命令和自身向中心汇报的状态信息；（3）可显示调度中心发来的命令和自身向中心汇报的状态信息；提供按键，允许司机向中心汇报状态或发送请求（4）能采用语音的方式播放沿途风景和广告。（5）.如何实现公交车与电子站牌的通信三 研究方法及措施在理论探究的基础上进行定量研究，采用“自下向上”的模块系统设计方法，首先对各子模块进行优化设计，各子模块的成功调试后组合成整机，完成预定的技术指标。通过模块化设计，对系统的故障调试、升级提供了方便。四、研究工作的步骤、进度第一阶段第一周到第二周：阅读并收集相关材料，以及外文翻译。第二阶段是第三周，确定设计方案，并撰写开题报告。根据已有的知识对整个系统的工作流程进行设计，画出系统整体框图，确定外部芯片和各个模块之间的接口。第三阶段第四周到第九周系统硬件的设计，包括电路板制作，元器件的焊接和硬件调试第四阶段是第十周。硬件系统的测试，并与软件系统进行统一调试，并完成算法的仿真。第五阶段是第十一周到第十三周，撰写论文，准备答辩。五、主要参考文献（其中外文文献不少于2篇）1 李树广，刘允才智能交通的发展与研究.微型电脑应用，2005，21(6):1-6.2 李庆利，际嗤，刘允才基于ITS的智能公共交通管理系统，电子技术，2003，8:36-37.3 李冲，于军琪，郭春燕基于GPS与GPRS技术的车辆监控系统研究中国西部科技，2007(07):79-804 张志强，王才基于GPS/GPRS的车辆监控系统中车载台的设计自动化与仪器仪表，2007(05):17-185 彭力彬，吴玉兰，王书伟等基于GPS+GPRS的信息化车辆管理系统设计国外电子元器件，2005(05):15-166 蒋文怡GSM短消息传输时延及其对GPS定位数据传输的影响移动通信，2001（2）：32-357 张涛，王文清，邓菲，分组无线数据在GPS车辆监控中的应用研究交通科技，2004,12（3）：L61-638 刘志俭，胡小平，贺汉根一种基于单频GPS接收机的精确快速相对定位方 法国防科技大学学报，2003，25(4):93-969 钟章队，蒋文恰，李红君GPRS通用分组无线业务第1版北京：人民邮电出版社，20015-1510 李宁ARM开发工具RealView MDK使用入门，北京航空航天大学出版社20015-1511 BENQ C