课题基金编号____________
华南师范大学学生课外科研一般课题立项
申 报 书
课 题 名 称 基于Android系统的车辆GPS定位系统设计与实现
学 科 类 别 信息技术
申请者∕课题组名称 聆风沐雨
所在学院、年级 软件学院13级
课题类别：
□ 哲学社会科学类社会调查报告及学术论文
□ 自然科学类学术论文
■ 发明制作类作品
□ 创作成果类作品
华南师范大学制
2014 年 5 月
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填 写 说 明
填写前请先认真阅读《华南师范大学学生课外科研一般课题管理办法》的有关规定，并按下列要求认真如实填写，不要漏填、错填。由于填写不当所引起的不利于申请人的后果，责任自负。
1、课题基金编号由校团委统一填写并将在立项通知书中通知到各课题组，课题组成员以该课题研究成果发表论文或参赛时，须标注“华南师范大学学生课外科研课题基金编号（具体编号）” 2、申报书封面字体为三号宋体，加粗。
3、“学科类别”包括文科的十一大学科：哲学、社会、法律、教育、经济、管理、政治、历史、文学、艺术、体育以及理科的五大学科：机械与控制、信息技术、能源化工、生命科学、数理。请注意文理科对应，不能自行填写上述给出的十六大学科以外的学科类别。
4、“课题类别”包括四大类别：哲学社会科学类调查报告和学术论文（哲学、社会、法律、教育、经济、管理、政治、历史、文学、艺术、体育）、自然科学类学术论文（机械与控制、信息技术、能源化工、生命科学、数理）、发明制作类作品（机械与控制、信息技术、能源化工、生命科学、数理）、创作成果类作品（文学、音乐、美术）。
5、“申请者∕课题组名称”：个人课题填申请者姓名，集体课题填写课题组名称。“所在学院、年级”：如南海学院07级。 6、“□”选项填涂成“■”形式 7、 除封面外，均以小四号楷体填写。
8、“学校评审委员会审核意见”由学校评审委员会专家填写。
9、“学院意见”由学院课外科技创新领导小组领导填写课题立项意见，签章均为学院签章。
10、请根据实际情况，适当调整格式，以保持申报书的整洁美观。
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华南师范大学学生课外科研一般课题立项申请表
课题名称 基于Android 系统的车辆GPS定位系统的设计与实现 课题类别 科技发明制作类 伴随着整个信息技术变革正在向智能化和人性化的方向发展，智能车辆系统移动客户端成为了智能系统的一个重要分支。城市中人们生活节奏很快，时间观念很强，其中不免存在这样一个问题。你的客户驾车来见你，你不知道他何时会到，虽然事先有打了招呼，但你对客户的位置不明，又为了迎接客户，你会选择在门口等客户，这样，一般课 题 情 况 研究意义 你会白白浪费时间，不利于工作效率的提高。因此本次课题设计了基于Android 系统设计开发的车辆GPS定位系统，该系统采用了惯性定位、wifi定位、GPS导航等核心技术，提供了信息的自动、准确、远距离和不停车采集功能，实现车辆的定位、测速等的动态信息反映。 很大程度上解决了以上所说的问题，对城市中人们工作效率的提高、时间的利用率的提高具有一定的参考意义。 3
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一、总体设计方案： 本文设计并实现了一个车辆导航定位系统。该系统最大的特点在于部署简单,不需要额外的部署设备,仅使用现有的WiFi网络、一个移动终端和GPS导航仪就可以为用户提供导航定位服务。系统的实现融合了惯性定位和WiFi (Wireless Fidelity)定位两种方法。该系统分为两部分:1、定位服务器;2、导航定位终端。导航定位终端是一个基于Android系统的移动终端,导航定位终端从定位服务器下载地图为用户提供导航定位服务。本文为移动终端设计一个Android应用软件,该应用软件通过Android移动终端上的WiFi、电子罗盘、加速度传感器来完成导航定位功能。 本次研究采用最短路径算法实现导航功能,设计了解析电子地图的算法和生成最短路径相邻矩阵算法;在惯性定位模块中实现用户运动检测算法和设计路径匹配算法,驾车用户开启这一系统，通过GPS进行定位，并将信息反馈给另外一名用户。论文对传统的WiFi定位算法进行了改进,减少了算法的运行时间。 二、具体设计方案： （1）Android移动终端的设计 随着目前移动终端(如智能平机、平板电脑)的普及,尤其是智能移动终端越来越受到人们的青睐,它们可以提供以往普通移动终端无法企及的功能,智能移动终端有五大特点。 a.具备无线接入互联网的能; b.具有掌上电脑的功能; c.大多数具有开放性的操作系统,可以安装更多的应用程序; d.人性化,可以根据个人需要扩展功能; e.功能强大,扩展性能强,第三方软件支持多; 除了可以提供更好的软件功能之外,智能移动终端也包含很多先进的硬件设施,如加速度传感器、方向传感器、地磁传感器、陀螺仪等,研究人员不仅可以更充分的学习和了解这些设备内部的软硬件开发原理,也能使用内部的硬件设施开发更好更实用的软件Android是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统,主要使用于智能移动终端。Android凭借其开源和免费的特性,得到了许多移动终端厂商的支持正在迅猛的发展。目前搭载Android的移动终端普遍配置有各种传感器与无线设备，例如:电子罗盘、惯性传感器、WIFI、应力传感器等等,这些设备使得在Android移动终端上开发室内导航定位系统变得可能。 我们组将设计一个基于Android系统的软件，用于实现这一车辆导航定位系统。我们将充分利用智能手机内置惯性定位以及WIFI，来对车辆进行动态定位以及测速。融合了惯性定位以及WiFi定位两种技术，提高定位的精确度。 本系统中的导航定位应用程序将在Android系统实现。Android系统技术方案 4
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架构如图2-1所示,它建立于Linux内核之上,包含了各种设备驱动和管理模块,囊括了非常齐全的类库和框架,包括轻量级数据库SQLite、浏览器Webkit等。整个系统建立在Dalvik虚拟机上,应用程序使用C++语言编写。Android系统提供了丰富的框架(活动管理、位置管理等)来管理系统的软、硬件资源,整合了常用的应用程序(联系人、电话本等),并开放了API供用户使用,整个平台具有良好的开放性和扩展性。 (2)导航定位的具体实现 导航是引导用户,从指定航线从一点运动到另一点的方法。在论文中是指根据用户的当前位置与目标位置在地图上给出最佳路径引导用户前进。论文中导航的功能主要涉及到地图的生成和最佳路径的选择。目前可以应用到移动终端上的电子地图主要有谷歌地图、百度地图、Open Street Map。谷歌地图和百度地图都属于商业地图,它们能够根据用户的当前位置和目标位置提供导航服务,Open Street Map (简称OSM)是一个网上地图协作计划,目标是创造一个内容自由且能让所有人编辑的世界地图,其最大的特点在于开源性,任何人都能够获得该地图的二进制数据文件并能通过JOSM和MapActivity来修改它们。JOSM是Open Street Map地图格式的地图编辑器,JOSM能够根据户编辑的地图生成XML格式的二进制文件,MapActivity能够根据该XML格式的文件生成地图。 导航算法是指根掘用户的当前位置和目标位置计算出最短路径来引5
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导用户。因此可以用最短路径算法来实现异航。 最常用的路径算法有:Dijkstra算法、A*算法、SPFA 算法、Bellman-Ford算法、Floyd-Warshall算法、Johnson算法。Dijkstm(迪杰斯特拉)算法是典型的最短路径路由算法,用于计算-个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩到终点为止。Dijkstra算法能得出最短路径的最优解。 我们可利用手机GPRS流量下载所在区域的地图，地图来源可为百度地图和谷歌地图。移动终端捆绑了GPS以及WIFI，一旦启用移动终端，将自动开启GPS以及WIFI。 我们通过分析常用定位方法的特性，本次课题将采用惯性传感器定位为主，基于RSSI算法的WIFI定位为辅，二者相辅相成，提高定位的精确性以及可靠性。当然本次课题我们也会改进这些技术，尽量提高定位的灵活性，减少误差。图3-1为本次课题导航的具体方案。 （3）系统软硬件结构设计 图3-2给出整个定位系统的结构框图。该系统分为四个功能模块:地图模块、导航模块、定位模块及系统硬件模块。地图模块主要完成地图下载和地图解析功能,为导航和定位模块做准备;导航模块根据用户输入的当前位置和目标位置计算导航路径;硬件模块包括加速度传6
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感器、电子罗盘、WiFi接收器,当前的移动终端一般都包含这些硬件设备;定位模块根据硬件模块和导航模块的信息实现一系列的定位算法,从而完成定位功能。系统中的硬件模块由现有的移动终端提供,论文在介绍其工作原理的基础上,详细地阐述地图模块、导航模块及定位模块的设计原理和实现方法。 在系统的设计中，采用模块化设计方法各模块之间相对独立，这样可以使得程序结构清晰，便于今后进一步扩展系统。 7
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一、技术层面以及方案可行性分析 a. 基于Android系统的车辆GPS定位系统，主要包括Android移动终端的设计、导航定位算法优化、系统模块设计等方面的问题，国内外对这方面的研究工作于我们有很大的指导和借鉴的意义，并且此次课题研究有一定的实用性。 b. 系统的实现与设计上，虽然我们目前还不能熟练地使用有关技术，但是我们组将会集学习研究与实践与一身，努力将这一系统制作出来，并加以完善。这一过程无疑是对我们一种很大的挑战，也将是我们挥洒我们青春的很好的平台。 课题可行 性说明 二、具体实现可行性分析 结合当下情况，可以发现，此课题具有较强的实用性，有着很大研究的价值。组内成员已基本掌握了C语言，C++语言，个别成员还掌握了一定的Java基础。同时，对编程思想与软件开发也有相对系统的了解，基本完成了对国内外校园管理模式的研究与分析。另外，值得一提的是，每个小组成员基本有过一到两次项目的研究经历或软件编程大赛的经历，有着较好的合作协调能力与团队精神，对此次项目的研究抱有很大的激情与十足信心。 8
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开始时间： 2014年06月~2014年08月 小组成员学习开发相关知识技能内容；调研分析用户体验，确定页面布局； 2014年08月~2014年 12月 小组组成员开始构建前台各个功能页面的框架与后台构建功能类； 2014年12月~2015年02月 前端框架与后台框架合并，将构建的功能类合并，形成一整套完整系统； 2015年02月~2015年03月 开始全面测试系统，修改和完善各项不足与缺陷，并对已有功能进行扩展，再次对用户的体验进行分析，作进一步的改进，并开始申请软件著作权； 2015年03月~2015年04月 将平台搭建在云平台上，小规模压测，完成验收，准备项目的结题。。 课 题 情 况 完成时间： 1． 发表《基于Android系统的车辆GPS定位系统的实现与设计》研究论文一份； 2． 获得《基于Android系统的车辆GPS定位系统的实现与设计》软件成果以及源代码； 3．成功申请《基于Android系统的车辆GPS定位系统的实现与设计》软件著作权利。 预期成果 作品展示 形式 ■实物、产品 □模型 □图纸 □磁盘 ■现场演示 ■图片 □录象 ■样品 研究计划 9
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总 计： 3000 （元人民币） 具体预算： 设备材料费1700元； 经费预算和领取方式 图书资料费700元； 外出实践费500元； 资料打印费 100元 领取经费方式：第 种 其他说明 姓名 负责人 课 题 组 成 员 课 题 参 加 人 陈炳志 姓名 曾碧卿 指 导 教 师 职称 教授 男 软件学院 学院 软件学院 翁玮坚 男 软件学院 欧阳加涛 男 软件学院 郑汉伟 男 软件学院 性别 学院 学历 本科在 读 本科在 读 本科在 读 本科在 读 联系电话 其他通讯 联系电话 其他通讯 指导教师推荐意见： 10
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签名： 签名（章）： 学院 评审 委员 审核意见 学院 意见 签名（章）： 学校评审委员审核意见 签名（章）： 备注 11
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