基于嵌入式Linux的車輛稽查系統(tǒng)設(shè)計書

1 基于嵌入式 1. 引言 目簡要介紹 本項目采用嵌入式 術(shù)，結(jié)合 信技術(shù)和 解密技術(shù)，實現(xiàn)一個遠程車輛稽查手持終端和相應(yīng)的企業(yè)級服務(wù)器。該系統(tǒng)具有車輛稽查所需要的常用操作和數(shù)據(jù)庫，并具有高安全性和全網(wǎng)監(jiān)控的功能。 目提出的背景和意義 目前，我國的公路基礎(chǔ)建設(shè)已進入快速發(fā)展階段，公路里程有了大幅度的提高，汽車已經(jīng)逐漸進入家庭，在路車輛不斷增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年全國漏征養(yǎng)路費高達人民幣30國家造成了巨大的經(jīng)濟 損失。同時汽車的盜搶、丟失、違章等事件越來越多，需要交通征費稽查部門、公安交警部門上路檢查的時間大大增加 。因此 ，在路面進行移動車輛稽查顯得越發(fā)重要 。 在城市車輛稽查中，通常有以下三種方法： 第一種是通過單純的人力進行路面攔截的車輛稽查。這種方法只能檢查車輛駕駛員當(dāng)時是否違反交通法則、駕駛員是否有相應(yīng)的駕駛照、駕照是否過期失效或者是車輛是否超載違規(guī)、年審失效等基本信息，而關(guān)于車輛以前違規(guī)次數(shù)、車輛欠費情況等現(xiàn)場不能取得的重要信息往往無能為力。甚至有時候駕駛員無證駕駛，也可以推搪說成是忘記帶駕駛證了，這給交通部 門工作帶來很大的干擾。 第二種是采用筆記本電腦，通過查詢筆記本電腦存儲的車輛信息和駕駛員信息數(shù)據(jù)庫而進行的車輛稽查。這種方法首先最大的缺點是數(shù)據(jù)庫不能夠?qū)崟r同步，并且需要經(jīng)常更新和維護數(shù)據(jù)庫，給工作人員帶來很大麻煩。其次是攜帶不方便，浪費資源。因為筆記本只用來查詢，而不能集工作人員手機功能與一身，并且投資巨大，浪費財政。 第三種是采用便攜式智能車輛稽查系統(tǒng)，該系統(tǒng)由筆記本電腦、攝像機、支架、 000/作系統(tǒng)、相關(guān)的識別軟件構(gòu)成，可以安放在收費站上面，也可以安放在車輛上面，具有實時捕捉圖 像、自動識別車牌號，并且檢查車輛是否欠費或者來歷不明并且進行報警。該系統(tǒng)是目前最為先進的車輛稽查系統(tǒng)，能夠大大提高工作人員的工作效率。主要 2 名稱 缺點 純?nèi)斯ぢ访婊?方便 筆記本路面稽查 用麻煩 智能稽查系統(tǒng) 方便 表 1種稽查方法的優(yōu)缺點比較 缺點是費用高，每套系統(tǒng)要 5 到 6 萬人民幣，并且在不能代替一切的車輛稽查，比如查詢不能通過攝像頭拍到的車輛或者是查詢泊車是否超時等，均無能為力。 三種方法的優(yōu)缺點比較如下表所示： 基于嵌入式 車輛稽查系統(tǒng)可以有效解決上述問題，用戶只要一個手持終端，就可以進行路面車輛的輕松稽查，方便快捷，并且可以和數(shù)據(jù)庫實時同步。該系統(tǒng)成本低廉、功耗低、集合了開源 有推廣使用價值和借鑒意義。 色和創(chuàng)新點 雖然嵌入式 不是一個新鮮的話題，但是本系統(tǒng)在設(shè)計的時候充分考慮到了用戶成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性、用戶的需要等內(nèi)容，使得本系統(tǒng)具有以下特色和創(chuàng)新點。 充分采用開源技術(shù)。終端大部分技術(shù)均采用了開源技術(shù)，包括引導(dǎo)程序、 形界面開發(fā)框架，服務(wù)器也采用了開源的 為服務(wù)器。 成本低廉。由于采用了開發(fā)技術(shù)，可以減少成本，而終端的設(shè)計本身就是立足在高性價比的 片上，而上網(wǎng)是采用 網(wǎng)，可以減少大部分的通信費用。 高安全性。采用 密算法實現(xiàn)服務(wù)器和終端的安全通信，并且用戶需要認(rèn)證才可以接入數(shù)據(jù)庫。 集中控制。終端采用 術(shù)，使得服務(wù)器可以監(jiān)控所有終端的狀態(tài)、位置。 3 系統(tǒng)的可維護性和升級。大部分嵌入式系統(tǒng)在完成產(chǎn)品推出后，系統(tǒng)就難以升級，而本系統(tǒng)由于有強大的 為操作系統(tǒng)，可以不斷地添加外部設(shè)備，充分利用開源技術(shù)，并且可以保持與時俱進，進行產(chǎn)品的升級。由于采用了中央數(shù)據(jù)庫，從而可以保證系統(tǒng)的可維護性。 用戶界面友好。大部分嵌入式設(shè)備的圖形界面均相當(dāng)簡單，主要是滿足了不同的需求，而本系統(tǒng)采用的圖形界面框架，可以設(shè)計出和 相似的圖形界面，相比其他嵌入式產(chǎn)品來說，友好的圖形界面是一大特色。 可規(guī)模生產(chǎn)，具有產(chǎn)業(yè)價值。嵌入式系統(tǒng)的一大特點就是用戶量大，同樣，本系統(tǒng)一旦設(shè)計完成通過調(diào)試，可以大規(guī)模生產(chǎn)，并做為推廣之用。 自主知識產(chǎn)權(quán)。 2 任務(wù)概述 標(biāo) 本系統(tǒng)的目標(biāo)是實現(xiàn)一個基于嵌入式 術(shù)、 術(shù)、 術(shù)、加解密技術(shù)的手持終端設(shè)備和基于 服務(wù)器系統(tǒng)。系統(tǒng)采用 C/S 模型，可以解決路面車輛信息的查詢和數(shù)據(jù)庫更新、撥打電話等功能，并具有高安全性和全網(wǎng)監(jiān)控、全球?qū)Ш焦δ堋?戶特點 本系統(tǒng)面向的用戶屬于交通稽查部門或者交警相關(guān)部門人員。這些人員對計算機的熟悉程度較低，因此系統(tǒng)應(yīng)該具有友好的使用界面和穩(wěn)定性。對于服務(wù)器可以由相關(guān)專業(yè)人員維護。 統(tǒng)特點 1終端性價比高。因為采用了 片和 作系統(tǒng)，在提高終端性能的同時降低價格。并且 網(wǎng)費用低，永遠在線，按流量計費也進一步降低了費用，解決了費用問題。 2終端功能多。該系統(tǒng)集成查詢、撥打電話、發(fā)送短消息功能于一身，并且提供了一個 面，可以獲得很多的桌面應(yīng)用軟件，比如上網(wǎng)、文本編輯器等。在后續(xù) 的開發(fā)中，可以加上無線局域網(wǎng)、藍牙功能，與小型打印機相連，實現(xiàn)增開罰單、繳費開單等 4 功能。 3終端攜帶方便。本系統(tǒng)體積小，可以隨身攜帶，可以當(dāng)做通用的智能手機那樣使用，因此適合街道交通警察查詢車輛情況。 4. 高安全性。服務(wù)器和終端的通訊是加密的，可以保證通信的安全。用戶登錄采用認(rèn)證系統(tǒng)，可以保護本地數(shù)據(jù)庫。服務(wù)器可以監(jiān)控所有終端的狀態(tài)信息。 3 需求分析 能需求 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖 2示。 能需求 終端響應(yīng)時間： 3 天 可靠性： 365 天 撥打電話 基于嵌入式 輛稽查系統(tǒng) 手持終端設(shè) 備 服務(wù)器 圖形界面 車輛查詢 數(shù)據(jù)庫更新 圖形界面 數(shù)據(jù)庫管理 終端管理 圖 3統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 航 全網(wǎng)監(jiān)控 5 服務(wù)器可支持終端： 500 臺 本需求 終端單價： ,*9 間： 式； 定位狀 態(tài)： A=有效定位， V=無效定位； 緯度 式； 緯度半球 N （北半球）或 S （南半球）； 經(jīng)度 式； 經(jīng)度半球 E （東經(jīng)）或 W （西經(jīng)）； 地面速率； 地面航向； 期， 日月年）格式； 磁偏角； 端軟件設(shè)計 終端軟件由引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序組成。而應(yīng)用程序借助操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了車輛查詢、更新、撥打電話、加解密、圖形界面顯示等功能。三者關(guān)系如下： 端引導(dǎo)程序 是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運行之前運行的一段小程序。 通過這段小程序，可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀導(dǎo)程序 作系統(tǒng)內(nèi)核 圖 5終端軟件組成 終端硬件 基于 架的圖形界面 航 查詢車輛信息息 撥打電話、發(fā)送 短信 10 態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。 對于嵌入式系統(tǒng)來說，常用的 可以自己開發(fā)制作 了減少軟件開發(fā)周期，應(yīng)該選擇開放的 過修改部分代碼進行移植。 是德國 組開發(fā)的用于多種嵌入式 序，它可以運行在基于 多種嵌入式開發(fā)板上。由于其開源性，并且可移植的平臺多、功能豐富、穩(wěn)定性好，本系統(tǒng)使用 為啟動引導(dǎo)程序。 作系統(tǒng) 隨著消費類電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。目前，主流的嵌入式操作系統(tǒng)有 E、 S 。本系統(tǒng)采用嵌入式 軟件開發(fā)平臺，采用了 襲了主流 絕大部分特性，是 一個完全免費的、開放源代碼的系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)用戶自己的不同要求對操作系統(tǒng)進行裁減，以節(jié)省不必要的開銷。另外， 統(tǒng)開發(fā)資源豐富，擁有豐富的驅(qū)動程序、應(yīng)用程序和開發(fā)工具，能夠根據(jù)用戶的需要，移植到嵌入式 統(tǒng)中。 開源的操作系統(tǒng)和驅(qū)動程序，為終端的開發(fā)縮短了周期。 用程序 應(yīng)用程序采用 C 和 C混合編程。主要完成系統(tǒng)的大部分功能，利用 統(tǒng)調(diào)用，可以直接通過串口和 信，從而完成無線上網(wǎng)、全球?qū)Ш降裙δ?，利用能，還可以實現(xiàn)撥打電話、發(fā)送短息等等。利用 架 ，可以編寫圖形界面，將有關(guān)數(shù)據(jù)以圖形界面顯示出來。 應(yīng)用程序與服務(wù)器的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過加解密，因此需要借助加解密算法進行數(shù)據(jù)的封轉(zhuǎn)，和服務(wù)器的通信需要遵循一定的協(xié)議，這個協(xié)議是架設(shè)在 議之上的應(yīng)用層協(xié)議，是本系統(tǒng)專有的。 應(yīng)用程序模塊圖如圖 5示。注意如果需要和服務(wù)器通信的數(shù)據(jù)一般需要加解密，而數(shù)據(jù)如果本地使用，則不需要加解密。 11 基于 架的圖形界面 航 解密引擎 用戶登陸認(rèn)證 查詢車輛信息 開罰單單 打電話、發(fā)信 息 口 ） 圖 5用程序軟件構(gòu)成 用函數(shù) 圖形界面 圖形界面采用 一個為嵌入式設(shè)備上的圖形用戶接口和應(yīng)用開發(fā)而定做的 C+開發(fā)包，它通常可以運行在多種不同的處理器平臺上。運行 要求一個較小的存儲空間和內(nèi)存。 以運行在不同的處理器上部署的 統(tǒng)。 圖形界面采用 架開發(fā)，而有關(guān)的 航功能、查詢車輛功能、開罰單功能、打電話、發(fā)信息等終端功能依賴函數(shù)實現(xiàn)，屬于面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程混合編程。 這些封轉(zhuǎn)好的函數(shù)如下表所示： 12 函數(shù)原型 功能描述 功能：用戶登錄 參數(shù) ： 放密碼 返回值：成功返回 0，失敗返回 誤原因存放在 功能：查詢車輛 參數(shù)： 放查洵得到的數(shù)據(jù)， 長度 返回值：成功返回 0，失敗返回 誤原因存放在 功能：更新數(shù)據(jù)庫車輛信息，供開罰單使用 參數(shù)： 定要更新的條目， 返回值：成功返回 0，失敗返回 誤原因存放在 功能 :取得 參數(shù)： 放 返回值：成功返回 0，失敗返回 誤原因存放在 功能 :撥打電話 參數(shù)： 返回值：無 功能 :發(fā)送短消息 參數(shù)： 放要發(fā)送的信息， 返回值：無 功能：發(fā)送 參數(shù)： 放 返回值：成功返回 0，失敗返回 誤原因存放在 * 功能 :取得其他終端的信息 參數(shù)： 返回值：無 13 加解密引擎 加解密算法采用標(biāo)準(zhǔn) 法，分別在服務(wù)器和終端實現(xiàn)。密鑰管理采用數(shù)據(jù)庫表進行管理 ，和對應(yīng)的終端表連接起來。保證每個終端的加解密信息均不一樣。密鑰預(yù)先寫入到終端里面，并且不可改變，由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一維護。 加解密只需要三條函數(shù) 功能 :取得密鑰信息 參數(shù)： 返回值：無 功能：加密數(shù)據(jù) 參數(shù)： 返回值：無 功能：解密數(shù)據(jù) 參數(shù)： 返回值：無 用函數(shù) 除了 統(tǒng)自帶的 ，本系統(tǒng)為了操作的方便，將許多功能性的操作集成在一起，設(shè)計了一些供上層使用的函數(shù)，比如操 作串口函數(shù)，與 信函數(shù)，與 這里列舉了一些做為代表。 與 信的列表如下： 函數(shù)原型 功能描述 功能：初始化串口為波特率 115200， 1個停止位，無奇偶校驗和流控 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：打開串口 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 14 功能：往 參數(shù)： 指針 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：讀取串口傳送過來的字符，并使其以 0結(jié)束 參數(shù)： 指向一定數(shù)量的字符串緩沖區(qū) 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：比較 參數(shù)：指向需要比較的字符串 返回值：有返回 0，沒有返回 -1 功能：檢測 參數(shù)： 向 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：往 送字符串 數(shù)： 向發(fā)送的字符串 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：讀取 參數(shù)： 向存儲緩沖區(qū) 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：停止 參數(shù)：無 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 ip,功能：建立 參數(shù)： 向端口字符串 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：關(guān)閉 參數(shù)：無 返回值：無 功能：發(fā)送短信息 參數(shù)： 向手機號碼字符串， 返回值：成功返回 0，失敗返回 -1 功能：檢查是否登陸到服務(wù)器 參數(shù)： 指向 15 返回值：成功返回 0，失敗返回 要說明 在 文件里面，還有關(guān)于操作串口的 義， 核沒有實現(xiàn)他們，主要是庫函數(shù)通過調(diào)用 數(shù)來實現(xiàn)各種串口操作的。本系統(tǒng)開發(fā)的時候會用到這些函數(shù)，這些函數(shù)是定義在 件里面。如下： / 返回 指 構(gòu)中的接收 波特率。 / 返回 指 構(gòu)中的發(fā)送波特率。 / 將 指 構(gòu)中的接收波特率設(shè)置為 / 將 指 構(gòu)中的發(fā)送波特率設(shè)置為 / 等待 指對象已寫輸出數(shù)據(jù)被傳送出去。 / 掛起 /重啟 指對象數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。 / 丟棄 定對象所有已寫但還沒傳送以及所有已收到但還沒有讀取的數(shù)據(jù)。 / 獲取與句柄 應(yīng)對象的參數(shù)，并將其保存在 指的地方。 / 如果終端使用異步串行數(shù)據(jù)傳輸，則在一定時間內(nèi)連續(xù)傳輸一系列 0 值比特位。 / 使用 構(gòu)指針 指的數(shù)據(jù)，設(shè)置與終端相關(guān)的參數(shù)。 /* * 和 用這些符號常數(shù) */ # / 掛起輸出 。 # / 重啟被掛起的輸出。 # / 系統(tǒng)傳輸一個 符，使設(shè)備停止向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 # / 系統(tǒng)傳輸一個 符，使設(shè)備開始向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 16 /* * 和 用這些符號常數(shù) */ # / 清接收到的數(shù)據(jù)但不讀。 # / 清已寫的數(shù)據(jù)但不傳送。 # / 清接收到的數(shù)據(jù)但不讀。清已寫的數(shù)據(jù)但不傳送。 /* * 使用這些符號常數(shù) */ # / 改變立即發(fā)生。 # / 改變在所有已寫的輸出被傳輸之后發(fā)生。 # / 改變在所有已寫的輸出被傳輸之后并且在所有接收到但 / 還沒有讀取的數(shù)據(jù)被丟棄之后發(fā)生。 除了以上需要使用到的 外，我們要需要通用的 、 、 、 端和服務(wù)器通信協(xié)議 通過定義雙方通信協(xié)議，可以大大簡化操作，減少雙方依賴性，達到通用接口的目的。對于服務(wù)器來說，只需要在 次處理通信協(xié)議就好了，按照協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容進行處理即可。首先，從 得 據(jù)，然后讀取前 4 字節(jié)，取得數(shù)據(jù)長度，再進行解密，得出原本信息，之后根據(jù)條目數(shù)和條目內(nèi)容分別進行操作即可。這些協(xié)議最后要經(jīng)過加解密才可以發(fā)送。 看下圖。 條目數(shù) (2B) B) 度（ 2B） B) 度（ 2B） 容 已加密信息 容 長度（ 4B） 據(jù) 部 17 這些 分別有其標(biāo)識符，標(biāo)識符由兩位構(gòu)成，第一位表示操作類別，第二位表示具體操作。歸納如下： 標(biāo)識符 宏定義 含義 00 陸 01 戶名 02 碼 10 陸結(jié)果 11 限不足 12 陸成功 20 詢 21 牌號 22 份證 23 照 30 詢結(jié)果 31 效車牌號 32 詢得出汽車內(nèi)容 40 新 41 新數(shù)據(jù)庫 1 新數(shù)據(jù)庫 50 新結(jié)果 51 新成功 18 60 據(jù) 61 度 62 度 70 他終端信息 71 端用戶 72 碼 73 置 80 終端信息 81 端標(biāo)志符號 下面是個例子，講述登陸過程如何封轉(zhuǎn)成協(xié)議包，并進行加密和發(fā)送的，其他協(xié)議過程類似。 登陸過程，首先將數(shù)據(jù)封轉(zhuǎn)成如下形式， 1 表示條目數(shù)為 1， 00 表示 作， 17表示后面的數(shù)據(jù)有 17B， 01 表示 4 表示長度，即 02 表示 5 表示密碼長度為 5。 最后將總共長達 23B 的數(shù)據(jù)進行加密，注意 法是 8B 加密的，所以需要填充到24B，然后進行加密，加密后得出下面的的數(shù)據(jù)。 最后將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器即可。服務(wù)器首先讀取前面 4 字節(jié)，得出數(shù)據(jù)長達 24B，然后將 24B 解密，然后分別解析里面的內(nèi)容。比如，讀取前面兩個字節(jié)，得出條目數(shù)為 1，那么只需要進行一次循環(huán)即可，然后讀取前面兩個字節(jié)，得出 00，即 么按照處理。接著讀 取 容為 17 字節(jié)，那么解析前面 2 個字節(jié)，得出 據(jù)長度信息，提取用戶名出來，指針跳到下個 始出，即到了 始處，1 00 17 4 01 2 5 12345 24B 的加密信息 24 19 依次解析，直到 17 字節(jié)解析完。 端圖形界面外觀 （ 1）點擊功能，查詢車輛信息，輸入車牌號即可查詢車輛，需要登陸后才可以操作。如圖 5 （ 2）查詢車輛返回結(jié)果顯示，其中部分內(nèi)容通過滾動條可以顯示。如圖 5 圖 5終端登陸服務(wù)器 圖 5終端登陸服務(wù)器 20 6. 服務(wù)器設(shè)計 程語言和開發(fā)平臺 由 司于 1995 年 5 月推出的 序設(shè)計語言（以下簡稱言）和 臺的總稱。 臺由 擬機（ 用編程接口（ 稱 成。 用 編程 接口為 作系統(tǒng) 的標(biāo)準(zhǔn)接口。在硬件或操作系統(tǒng)平臺上安裝一個 臺之后， 用程序就可運行?，F(xiàn)在 臺已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。這樣 可以在各種系統(tǒng)中運行。 為三個體系 ： 臺標(biāo)準(zhǔn)版 )， 臺企業(yè)版 )， 臺微型版 )。 我們使用的是 系。 優(yōu)秀特性有： 面向?qū)ο?、分布式、安全健壯、高度可移植性、體系結(jié)構(gòu)獨立、多線程等等，而且有良好的圖形界面和數(shù)據(jù)庫 口支持，這是我為什么選擇 言的主要原因。 一個全功能的開放源碼 的 以幫助開發(fā)人員編寫、編譯、調(diào)試和部署 用，并將版本控制和 輯融入其眾多功能之中。 它 由 司在 2000年創(chuàng)立，是開放源運動以及開發(fā)人員和客戶社區(qū)的家園。 前可以在 S X 平臺上進行開發(fā)，并在 用許可 )范圍內(nèi)使用。 支持 平臺標(biāo)準(zhǔn)版 (用的創(chuàng)建、采用 2 層 及用于 2 層 用的 軟件的核心組的創(chuàng)建。此外， 新 版 還預(yù)裝了兩個 務(wù)器，即 而免除了繁瑣的配置和安裝過程。所有這些都為 發(fā)人員創(chuàng)造了一個可擴展的開放源多平臺的 支持他們在各自所選擇的環(huán)境中從事開發(fā)工作，如 基于 方便性和優(yōu)良特性，我們選定了它作為開發(fā)的平臺。 據(jù)庫無疑是目前最為強大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (一。近年來，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域幾乎總是處于領(lǐng)先地位。 產(chǎn)品非常優(yōu)秀，使用過 據(jù)庫的人對它的穩(wěn)定性、可靠性都會留下深刻的印象。 持很好，自 以后，只要 現(xiàn)新的版本，都會有相應(yīng)的 臺下的版本。 在以后的版本上，加了對 擬機，可以運行 序?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的配置管理、網(wǎng)絡(luò)連接、安 21 裝和卸載等操作。 目標(biāo)定位于高端工作站以及作為服務(wù)器的小型計算機 。 用服務(wù)器 102證的、最輕、最快、最具伸縮性的應(yīng)用服務(wù)器，提供了企業(yè)門戶軟件、無線支持、高速緩存、輕量級 擎、商 務(wù)智能、快速應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用與業(yè)務(wù)集成、 務(wù)等多種應(yīng)用開發(fā)功能，形成完整的電子商務(wù)應(yīng)用開發(fā)和部署環(huán)境。使用了 用服務(wù)器 10g 的用戶可以通過升級軟件來取代升級硬件，大大的節(jié)省了基礎(chǔ)設(shè)施的成本花費。 基于 先的技術(shù)、穩(wěn)定的性能、強大的 持，本系統(tǒng)選用了 據(jù)庫。 據(jù)庫連接）是一種用于執(zhí)行 句的 以為多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一訪問，它由一組用 言編寫的類和接口組成。工具 /數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的 此可以構(gòu)建更高級的工具和接口，使數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員能夠用純 寫數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序 。 編程方法比較簡單，主要是分為裝載驅(qū)動、建立連接、建立 行查詢操作、返回結(jié)果集等。在此總結(jié)了本系統(tǒng)使用到的 和接口函數(shù)。 類名 主要成員函數(shù) 作用 取得數(shù)據(jù)庫連接 創(chuàng)建一個 執(zhí)行給定的 動到 獲取當(dāng)前行中某列值 表 6口類 22 據(jù)庫設(shè)計 我們的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法采用了 E R 圖方法，省略了復(fù)雜的需求分析，直接根據(jù)資料劃出 ，并且進行視圖集成，然后將 往關(guān)系模型轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成 5 張表和一張視圖。最后使用 言進行數(shù)據(jù)庫錄入和采用 程對數(shù)據(jù)庫進行操作。 在本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，總共用到了駕駛員信息表、車輛信息表、駕照表、欠費信息單、用戶表共 5 張表，考慮到安全性和方便性，我們將上述前四個表集成一個視圖。這些表在一定程度上滿足了稽查的需求。以后根據(jù)實際情況還可以添加擴展。我們主要介紹前 4 張表的 和對應(yīng)的表信息。 車輛稽查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 見圖 6 可以看出，駕駛員與駕照的關(guān)系是 1 比 1，而一個駕駛員可以擁有多于一 輛車，而一兩車的欠費信息可以有多個。按照關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計的原則，可以將 1 比 1，或者 1 比 此，我們得出了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫需要的四張表。見表6666 23 1 N 1 1 駕駛員 出生日 期 身份證號 姓名 性別 住址 擁有 駕照 駕照編號 發(fā)證日期 有效日期 生效日期 發(fā)證機關(guān) 準(zhǔn)駕車型 擁有 車輛 車型 顏色 車牌號 購買地點 購買日期 欠費 欠費單 欠費日期 欠費原因 費用 欠費單 N 圖 6車輛稽查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 24 表 6字段 類型 是否主鍵 是否外鍵 描述 8) 是 否 身份證號碼 0) 否 是 駕駛員駕照編號 0) 否 否 姓名 2） 否 否 性別 否 出生日期 0) 否 否 住址 表 6 字段 類型 是否主鍵 是否外鍵 描述 0) 是 否 駕駛員駕照編號 0) 否 否 準(zhǔn)駕車型 否 生效日期 否 有效日期 否 發(fā)證日期 0), 否 否 發(fā)證機關(guān) 表 6 字段 類型 是否主鍵 是否外鍵 描述 0) 是 否 車牌號 8) 否 是，參照 主 ) 否 否 車型 0) 否 否 車體顏色 0) 否 否 年檢 0) 否 否 年稅 否 購買日期 表 6 字段 類型 是否主鍵 是否外鍵 描述 0) 是 否 欠費單編號 00) 否 否 欠費原因 否 欠費日期 0) 否 否 欠費多少 25 服務(wù)器軟件詳細(xì)設(shè)計 服務(wù)器軟件的處理流程如圖 6。最底層是數(shù)據(jù)庫 高層是圖形界面層和面向終端的 接。之所以在最高層有兩個方向，是因為一方面服務(wù)器要處理來自 接，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢操作，而另一方面還需要提供本地的圖形界面可以對數(shù)據(jù)庫進行管理操作和對終端進行管理操作。 調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層，這一層是用于處理必要的信息轉(zhuǎn)化工作的，比如編碼轉(zhuǎn)換、加解密等功能，而將 傳來的字節(jié)轉(zhuǎn)化為 碼等。業(yè)務(wù)邏輯層最后通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫訪問層執(zhí)行最后的數(shù)據(jù)庫連接、查詢、更新等操作。 業(yè)務(wù)邏輯層 數(shù)據(jù)庫引擎 圖形界面 數(shù)據(jù)庫 圖 6服務(wù)器軟件的處理流程 外界信息 終端信息緩沖器 日志記錄 日志記錄 數(shù)據(jù)庫視圖 數(shù)據(jù)庫操作 網(wǎng)監(jiān)控 26 主要是建立一個總服務(wù)器監(jiān)聽線程，然后對每個連接創(chuàng)建一個子服務(wù)器線程，處理與客戶端有關(guān)的 接，并且從 得的字節(jié)輸入到業(yè)務(wù)邏輯層，并把業(yè)務(wù)邏輯層送出來的數(shù)據(jù)回送給客戶端。說到底，這一層主要是完成數(shù)據(jù)的傳送和接收。如圖 6 業(yè)務(wù)邏輯層主要是一個中間轉(zhuǎn)換過程，主要為 服務(wù)。這一層必須先通過 后根據(jù)需要將解密后的信息轉(zhuǎn)化為 用的字符集，比如符集。最后將數(shù)據(jù)包發(fā)送給數(shù)據(jù)包處理器進行相應(yīng)的處理。有關(guān)數(shù)據(jù)包的格式我們在前面介 紹終端設(shè)計的時候說明了。在處理數(shù)據(jù)包過程中，需要訪問數(shù)據(jù)庫時候，就通過數(shù)據(jù)庫引擎進行數(shù)據(jù)庫訪問操作。 如圖 6示。 業(yè)務(wù)邏輯層 接收客戶端信息 返回服務(wù)器信息 接請求 接 服務(wù)器監(jiān)聽線程 服務(wù)線程 n 創(chuàng)建 圖 6 27 數(shù)據(jù)訪問層主要承擔(dān)所有的數(shù)據(jù)庫訪問操作，采用的技術(shù)主要是 術(shù)，但提供了更大的封裝，并且它也提供了數(shù)據(jù)庫連接池可以處理多個連接的取得和釋放，使得效率更高。在數(shù)據(jù)庫訪問層中，起主要作用的是查詢控制器，它提供的大多數(shù)成員函數(shù)是訪問數(shù)據(jù)庫經(jīng)常需要用到的，包括查詢、更新、刪除操作等。 線程 n 線程 1 數(shù)據(jù)包處理器 數(shù)據(jù)庫引擎或 終端緩沖區(qū) 圖 6業(yè)務(wù)邏輯層 加解密引擎 編碼轉(zhuǎn)換器 查詢控制器 數(shù)據(jù)庫連接池 數(shù)據(jù)庫 請求連接 歸還連接 返回連接 建立連接 銷毀連接 返回連接 令 令執(zhí)行結(jié)果 圖 6數(shù)據(jù)庫訪問層 28 據(jù)包處理流程 數(shù)據(jù)包處理過程如下： 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包 讀取條目數(shù) 條目數(shù) 1? 取操作類別 根據(jù)相應(yīng)的操作類別處理 執(zhí)行完畢 圖 6數(shù)據(jù)包處理流程 29 接口設(shè)計 按照代碼所屬的層次、所屬的包我們將使用到的各個自定義的類和相關(guān)的功能羅列出來。核心代碼的分析主要是分析關(guān)鍵的類的實現(xiàn)代碼。有關(guān)圖形界面的因為大部分代碼是自動生成的，而我們要做的只是添加相關(guān)的事件處理函數(shù)，所以圖形界面的分析就省略了。 表 6系統(tǒng)所定義的類 所屬層次 所屬包 包含的類 類功能 服務(wù)器監(jiān)聽類，主程序入口 子服務(wù)線程類，線程入口 子服務(wù)器，處理與終端的 一切事宜 業(yè)務(wù)邏輯層 管理用戶登陸 用于信息組裝和轉(zhuǎn)換 編碼轉(zhuǎn)換類 與 接口類 加解密類 數(shù)據(jù)包處理器 數(shù)據(jù)庫訪問層 口 數(shù)據(jù)庫連接池操作接口 數(shù)據(jù)庫連接池操作類 據(jù)庫連接池管理類 存儲用戶表信息 存儲車輛、駕駛員信息 查詢控制器 圖形界面層 全網(wǎng)監(jiān)控 用于維護終端信息的緩沖區(qū) 用戶維護登陸用戶的 戶名、位置、手機號碼、終端標(biāo)識符等。并寫入文件，以作為日志記錄 30 面設(shè)計 界面設(shè)計應(yīng)該包含統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫查詢操作、管理全網(wǎng)終端的 志記錄、幫助菜單等等。下面是界面的一部分。 圖 6服務(wù)器圖形界面 31 7. 外觀設(shè)計 圖 7終端外觀設(shè)計 32 8. 可行性分析 本系統(tǒng)是一個基于嵌入式 術(shù)和無線通信技術(shù)的車輛稽查系統(tǒng)，分為服務(wù)器和終端兩部分。本系統(tǒng)基于 C/S 模型，利用定制好的通信協(xié)議可以實現(xiàn)服務(wù)器和終端的通信。系統(tǒng)設(shè)計到 術(shù)、 術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、 作系統(tǒng)技術(shù)等一系列 技術(shù)，技術(shù)難度高，系統(tǒng)復(fù)雜。然而，本系統(tǒng)可行性依然很高。 一、系統(tǒng)的設(shè)計良好。服務(wù)器和終端采用了明確定義好的通信協(xié)議，減少雙方互相依賴的關(guān)系，并且使得系統(tǒng)有良好的擴