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嵌入式交通管理设备的设计与实现

作　者: 朱岭
导　师: 袁赣南
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 交通管理移动终端 Linux ARM GSM 短消息
分类号: U491
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 51次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

现今社会的高速发展，人们生活水平的提高，致使机动车数量急速的增加，那么随之带来的交通管理问题也越来越严重，继续沿用传统的交通管理模式已经不能满足现今交通管理的要求。在充分了解国内外交通管理系统和移动终端设备的发展现状以及进行实地调研后，本文设计一款交警道路执勤所用的移动终端设备，警员可以现场查询相关人员和车辆的详细信息以及实时的录入违章违法信息，并提交到交通信息数据中心作为后台数据进行存储和显示。考虑到实际应用的需要，本文选择短消息作为信息传输的媒介。本文设计的移动终端设备包括交警信息管理、驾驶员信息管理、车辆信息管理、信息传输管理和其他资讯管理5大部分，结合以上系统功能的需求给出系统的总体设计方案：交通管理移动终端设备是基于ARM11架构S3C6410处理器，以嵌入式Linux-2.6.38作为操作系统，图形开发软件采用的是Trolltech公司的QT，无线传输模块采用GSM模块TC35。本文重点研究了系统数据传输的关键技术，包括短消息业务，中文短消息编码和短消息安全性问题。针对传统中文编码转换算法的局限性，设计了一种可以有效节省存储空间和提高查询速率的编码转换算法，该算法的思想是生成存储表和索引表并结合二分法实现Unicode编码与GB2312编码之间的转换；在短消息安全性问题上，采用数据加密技术对短消息进行加密，针对主流私钥加密算法DES和现有的改进DES算法的不足，本文提出一种新型的DES改进加密算法，主要体现在加密密钥的生成和加密程序改进两方面，可以有效的提高加密的强度，保障信息传输过程中的安全性。在移动终端设备的设计与实现过程中，本文首先构建嵌入式Linux交叉编译开发环境，然后定制嵌入式Linux操作系统，包括Bootloader的制作、Linux内核和文件系统的配置及移植；在软硬件平台搭建好后，重点完成串口和触摸屏驱动程序以及应用程序的设计。结合交通管理系统的功能需求，给出了交通信息数据中心所存储数据的内容及形式，详细设计交通数据库一览表，其中给出驾驶员信息表和车辆信息表清单。最后搭建QT开发平台，实现移动终端设备GUI界面的设计与开发，接着进行系统运行和测试，给出移动终端设备部分界面示意图。结果表明，该终端设备可以安全的收发短消息和正确编解码。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
  1.2 国内外交通管理系统研究现状  11-14
    1.2.1 国外交通管理系统研究现状  11-12
    1.2.2 国内交通管理系统研究现状  12-13
    1.2.3 移动终端设备的发展现状  13-14
  1.3 国内交通管理系统存在的问题  14-16
  1.4 课题研究的目的及工作简介  16-17
  1.5 论文体系结构  17-18
第2章交通管理系统总体设计  18-30
  2.1 系统功能需求分析  18-20
  2.2 系统总体结构设计  20-21
  2.3 移动终端设备设计模块的构思  21-22
  2.4 移动终端设备模块的选择  22-27
    2.4.1 嵌入式处理器选型  22-23
    2.4.2 Tiny6410 开发板介绍  23-25
    2.4.3 嵌入式操作系统选择  25
    2.4.4 GSM 模块 TC35 介绍  25-27
  2.5 GSM 技术  27-29
    2.5.1 GSM 系统结构  28
    2.5.2 GSM 系统业务  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第3章交通管理系统数据传输技术的研究  30-44
  3.1 短消息服务业务  30-31
    3.1.1 短消息业务原理  30-31
    3.1.2 短消息的优点  31
  3.2 短消息的实现  31-34
    3.2.1 PDU 模式收发短消息  31-33
    3.2.2 AT 指令介绍  33-34
  3.3 中文短消息编码转换的实现  34-37
    3.3.1 GB2132 编码转换为 Unicode 编码  35
    3.3.2 Unicode 编码转换为 GB2312 编码  35-37
  3.4 短消息安全性解决方案  37-43
    3.4.1 加密算法的选择  38
    3.4.2 传统 DES 加密算法的描述  38-39
    3.4.3 DES 加密算法的改进  39-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章交通管理系统软件设计  44-65
  4.1 交叉编译环境的搭建  46-47
  4.2 Linux 操作系统的定制  47-54
    4.2.1 引导程序 Bootloader  49-51
    4.2.2 Linux 内核的配置  51-52
    4.2.3 文件系统的制作  52-54
  4.3 底层驱动程序的设计  54-60
    4.3.1 串口驱动设计  55-57
    4.3.2 触摸屏驱动设计  57-60
  4.4 系统应用程序的设计  60-64
    4.4.1 系统应用程序总体设计  60-61
    4.4.2 系统应用程序子模块设计  61-64
  4.5 本章小结  64-65
第5章交通管理系统的实现  65-77
  5.1 交通管理系统数据库设计  65-68
  5.2 系统图形界面开发  68-71
  5.3 系统运行测试  71-76
  5.4 本章小结  76-77
结论  77-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  83-84
致谢  84

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